CN108264938B - 一种城镇生活垃圾处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种城镇生活垃圾处理工艺。其包括垃圾的预处理，将垃圾干燥后，采用磁选和静电分选，将金属和塑料进行回收，再放入热解炉中进行热解，将垃圾热解成甲烷、氢气、一氧化碳等气体以及其他大分子气体，这些气体经过吸附装置吸附之后进入气化炉内进行氧化分解，再经过尾气处理后外排，得到的炉渣经过浸出后，混合黄土和添加剂，再经过热压成型得到地砖。本发明的一种城镇生活垃圾处理工艺，能够实现生活垃圾的全利用，减少废弃物的排放，工艺简单，避免了二噁英的产生。

Description

一种城镇生活垃圾处理工艺
技术领域
本发明涉及一种城镇生活垃圾处理工艺，属于垃圾处理领域。
背景技术
生活垃圾处理专指日常生活或者为日常生活提供服务的活动所产生的固体 废弃物以及法律法规所规定的视为生活垃圾的固体废物的处理，包括生活垃圾 的源头减量、清扫、分类收集、储存、运输、处理、处置及相关管理活动。处 理的目的是减少垃圾产量，使垃圾的“质”(成分与特性)与“量”更适于后续处理 货最终处置的要求。垃圾处理遵循减量化、无害化、资源化、节约资金、节约 土地和居民满意等准则，因地制宜，综合处理，逐级减量。例如为了便于运输 和减少费用，常进行压缩处理；为了回收有用物质，常需加以破碎处理和分选 处理。如果采用焚烧或土地填埋作最终处置方法，也需对垃圾先作适当的破碎、 分选等处理，使处置更为有效。
在城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界 上许多城市均有过垃圾围城的局面。而如今，垃圾被认为是最具开发潜力的、 永不枯竭的"城市矿藏"，是"放错地方的资源"。这既是对垃圾认识的深入和深化， 也是城市发展的必然要求。
中国垃圾处理行业起步晚，但通过不断的发展，我国垃圾处理产业初具规 模，垃圾处理市场容量有了显著增加，市场渗透率迅速提高，进入环卫行业的 企业数量也在迅猛增加。我国的垃圾处理市场已经从导入期进入到成长期，并 正向成熟期迈进。
随着环境问题逐渐被重视，节能、环保成为各国的发展主题，已经开始为 垃圾处理提供产业发展的机会。全世界垃圾年均增长速度为8.42％，而中国垃 圾增长率达到10％以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。在如此巨大的 垃圾压力下，有理由相信，垃圾处理产业会成为未来国内的明星产业。
中国生活垃圾处理现阶段主要是以卫生填埋为主，占处理量的78％左右，而且垃圾分类细分不强，没有形成较有效地循环利用的路线。
我国生活垃圾处理处于较初级阶段，从源头到最终的处理有很多需要规范的地方，如分类、循环利用、处理方式等。中国现阶段主要是针对已产生垃圾的处理，对 于类似美国控制垃圾产生源头的理念并没有在技术路线中体现，而且处理的方式相对 较单一，主要是卫生填埋的方式，由于分类不细化，导致资源的回收利用率非常的低。
近几年我国生活垃圾处理发展较快，截止2010年，我国生活垃圾产生量达到2.51亿吨，而清运量为1.58亿吨，相当于产生量的62.94％，处理量为1.23亿吨，相当 于产生量的49％，清运量的77.85％，将近一半的生活垃圾都处于未处理或者简单处 理的状态，还有很大的提升空间。
但是无论是采用填埋还是焚烧等手段，都存在利用率低，对环境存在一定的威胁等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种城镇生活垃圾处理工艺，能够实现生活垃圾 的全利用，减少废弃物的排放，工艺简单，避免了二噁英的产生。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种城镇生活垃圾处理工艺，其为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3-4个大气压的压力经过挤压， 收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加 入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出 经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落 到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾 中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解， 热解温度为300-400℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部， 使得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可 燃气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置 有阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道 与吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为 700-750℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为5-10S， 然后经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的 收集，最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液 的pH为0.5-1.5，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.1-0.2，在1.5-2个大气压下， 温度为130-160℃反应1-2小时，控制终点的pH为2.0-2.5，过滤，滤渣加 水洗涤至洗水的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压 成型得到地砖，滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些 金属离子。
将生活垃圾仔储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合 生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的 0.05-0.1％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为130-145℃， 通入空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的20-50倍，压力为2-2.2 个大气压，同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2-3kw， 搅拌至渗液中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续 使用，得到的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤， 滤液外排，滤渣混合炉渣一起处理。
所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸 锰和硝酸钠按照摩尔比1：0.9-1：0.2-0.3:0.1-0.2:0.5-0.6:2-2.5混合， 然后按照总质量的0.3-0.5倍加入纯水浆化搅拌30-60min，在70-80℃烘干， 然后在450-500℃焙烧3-5小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗 水的电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如 下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.2-1.5 倍的硝酸钠，在200-300℃通入空气焙烧2-3小时，然后加水洗涤至洗水的 电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生。
所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气 中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转 轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触 时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静 电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃 圾150-250kg，热解时间为3-4小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解 炉体积的10-20倍，热气的循环速度为5-8m/s，反应结束，则热解炉通过 排出管道完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内 设置有吸附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5-6 个大气压，温度为70-90℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为25-35％的氧化镍、40-50％ 的氧化锆、2-5％的氧化铜和0.1-0.2％的氧化钯以及25-35％的活性氧化铝在 高温下烧结而成，静电除尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂 为氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为 20-50:1,氢氧化钠的浓度为5-8mol/L。
所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比 2-3:1-2:0.1-0.2混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液 体石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在80-100℃烘 干即得，最终产品中氯化亚铜的质量比为5-10％，稀土金属混合物为钕、镝、 铕金属混合物，其摩尔比为0.5-1:5-6:0.2-0.5，镍粉的Fsss粒径为0.6-1 微米，钯粉的比表面积为30-40m2/g。
所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3-4:5-8:0.5-1，所述添加 剂为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为 2-5:5-10:5-10，热压成型的压力为6-10个大气压，温度为500-750℃，热压时间 为2-3小时。
本发明采用热解气化的方式来处理，可以将垃圾大量的转化成可以燃烧的可燃性气体，如甲烷、一氧化碳、氢气等，而这些气体通过本发明的吸附装置进行吸附， 可以回收这些可燃气体，残余的气体通过气化装置进行燃烧分解，同时由于 本发明的气化炉内设置有催化剂网，可以催化氧化这些有机气体，大大降低 了有机气体的含量，从而实现了达标排放。而残余的炉渣与收尘得到的烟尘经过 高压氧化浸出，将有害金属浸出之后，剩余的炉渣掺杂黄土、添加剂在高温热压下制 备成地砖，即避免了有害金属对环境的影响，又实现了炉渣的利用，浸出得到的金属 经过离子交换树脂可以回收分离这些金属离子。
得到的烟气经过热交换降温，回收其中的热量，然后经过氢氧化钠和次氯酸钠 的吸收剂进行吸收，由于次氯酸钠的强氧化剂，可以讲微量的有机气体氧化分解掉， 进一步降低了外排尾气中的有机物含量。
垃圾在堆存中产生的残液，在紫外光照射下，高温氧化催化，可以将有机物分 解，剩余的液体经过纳滤后，将纳滤后的溶液外排，残留的溶液经过沉淀后外排，而 滤渣混合炉渣一起处理。
本发明实现了废水、废气和废渣的综合利用，且采用磁选和静电分选，可以将 部分金属和塑料回收，大大提高了工艺的环保性。
本发明采用热解气化，可以降低二噁英的发生，同时在气化过程，采用催化剂 网的加入，可以分解掉大部分的二噁英，再经过次氯酸钠的强氧化，又可以进一步降 低了二噁英的含量，最终二噁英的外排浓度低于0.1ng TEQ/Nm3，其他指标也达到国 家标准，实现达标排放。
而制备的地砖经过毒性浸出低于国家标准，可以实际使用。
本发明的有益效果是：
1.实现了垃圾在热解气化过程中废水、废渣、废气的综合资源化利用。
2.外排的废气可以达标排放。
3.工艺简单，处理量大，处理流程短。
附图说明
附图1为本发明流程图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种城 镇生活垃圾处理工艺，其为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3-4个大气压的压力经过挤压， 收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加 入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出 经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落 到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾 中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解， 热解温度为300-400℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部， 使得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可 燃气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置 有阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道 与吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为 700-750℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为5-10S， 然后经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的 收集，最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液 的pH为0.5-1.5，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.1-0.2，在1.5-2个大气压下， 温度为130-160℃反应1-2小时，控制终点的pH为2.0-2.5，过滤，滤渣加 水洗涤至洗水的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压 成型得到地砖，滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些 金属离子。
将生活垃圾仔储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合 生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的 0.05-0.1％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为130-145℃， 通入空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的20-50倍，压力为2-2.2 个大气压，同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2-3kw， 搅拌至渗液中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续 使用，得到的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤， 滤液外排，滤渣混合炉渣一起处理。
所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸 锰和硝酸钠按照摩尔比1：0.9-1：0.2-0.3:0.1-0.2:0.5-0.6:2-2.5混合， 然后按照总质量的0.3-0.5倍加入纯水浆化搅拌30-60min，在70-80℃烘干， 然后在450-500℃焙烧3-5小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗 水的电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如 下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.2-1.5 倍的硝酸钠，在200-300℃通入空气焙烧2-3小时，然后加水洗涤至洗水的 电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生。
所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气 中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转 轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触 时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静 电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃 圾150-250kg，热解时间为3-4小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解 炉体积的10-20倍，热气的循环速度为5-8m/s，反应结束，则热解炉通过 排出管道完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内 设置有吸附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5-6 个大气压，温度为70-90℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为25-35％的氧化镍、40-50％ 的氧化锆、2-5％的氧化铜和0.1-0.2％的氧化钯以及25-35％的活性氧化铝在 高温下烧结而成，静电除尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂 为氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为 20-50:1,氢氧化钠的浓度为5-8mol/L。
所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比 2-3:1-2:0.1-0.2混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液 体石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在80-100℃烘 干即得，最终产品中氯化亚铜的质量比为5-10％，稀土金属混合物为钕、镝、 铕金属混合物，其摩尔比为0.5-1:5-6:0.2-0.5，镍粉的Fsss粒径为0.6-1 微米，钯粉的比表面积为30-40m2/g。
所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3-4:5-8:0.5-1，所述添加 剂为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为 2-5:5-10:5-10，热压成型的压力为6-10个大气压，温度为500-750℃，热压时间 为2-3小时。
实施例1
一种城镇生活垃圾处理工艺，其为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3.3个大气压的压力经过挤压， 收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加 入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出 经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落 到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾 中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解， 热解温度为325℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部，使 得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可燃 气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置有 阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道与 吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为 735℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为6S，然后 经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的收集， 最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液 的pH为1.35，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.13，在1.8个大气压下，温度为 152℃反应1.3小时，控制终点的pH为2.25，过滤，滤渣加水洗涤至洗水 的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压成型得到地砖， 滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些金属离子。
将生活垃圾仔储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合 生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的 0.08％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为138℃，通入 空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的45倍，压力为2.12个大气压， 同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2.5kw，搅拌至渗液 中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续使用，得到 的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤，滤液外排， 滤渣混合炉渣一起处理。
所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸 锰和硝酸钠按照摩尔比1：0.98：0.27:0.15:0.58:2.25混合，然后按照总 质量的0.45倍加入纯水浆化搅拌50min，在75℃烘干，然后在460℃焙烧 4.2小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗水的电导率＜30μS/cm， 然后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.35倍 的硝酸钠，在270℃通入空气焙烧2.5小时，然后加水洗涤至洗水的电导率 ＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生。
所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气 中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转 轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触 时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静 电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃 圾195kg，热解时间为3.5小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解炉体 积的15倍，热气的循环速度为7.5m/s，反应结束，则热解炉通过排出管道 完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内设置有吸 附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5.6个大气压， 温度为85℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化 炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为25％的氧化镍、40％的氧化锆、3％的氧 化铜和0.15％的氧化钯以及31.85％的活性氧化铝在高温下烧结而成，静电除 尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂为氢氧化钠与次氯酸钠的 混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为35:1,氢氧化钠的浓度为 6mol/L。
所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比 2.5:1.35:0.15混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液体 石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在95℃烘干即得， 最终产品中氯化亚铜的质量比为8％，稀土金属混合物为钕、镝、铕金属混 合物，其摩尔比为0.8:5.75:0.35，镍粉的Fsss粒径为0.75微米，钯粉的 比表面积为38m2/g。
所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3.5:6:0.8，所述添加剂 为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为4:8:9.3，热 压成型的压力为9个大气压，温度为710℃，热压时间为2.5小时。
外排废气取样检测，结果如下：
指标 数值
二噁英含量(PCDFs+PCDDS) 0.08ngTEQ/Nm3
颗粒物 5mg/m<sup>3</sup>
SO<sub>2</sub> 1mg/m<sup>3</sup>
HCl 0.5mg/m<sup>3</sup>
CO 0.6mg/m<sup>3</sup>
Hg 1.01*10<sup>-4</sup>mg/m<sup>3</sup>
Cd 1.85*10<sup>-6</sup>mg/m<sup>3</sup>
As 6.2*10<sup>-5</sup>mg/m<sup>3</sup>
处理后的废水的检测结果如下：
热压成型得到的地砖的进行毒性浸出鉴别，其不属于危险废弃物。
实施例2
一种城镇生活垃圾处理工艺，其为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3.8个大气压的压力经过挤压， 收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加 入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出 经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落 到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾 中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解， 热解温度为345℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部，使 得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可燃 气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置有 阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道与 吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为 713℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为6.5S，然 后经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的收 集，最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液 的pH为0.95，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.145，在1.8个大气压下，温度 为155℃反应1.5小时，控制终点的pH为2.35，过滤，滤渣加水洗涤至洗 水的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压成型得到地 砖，滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些金属离子。
将生活垃圾仔储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合 生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的 0.086％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为141℃，通 入空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的35倍，压力为2.15个大气 压，同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2.56kw，搅拌 至渗液中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续使用，得到的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤，滤液 外排，滤渣混合炉渣一起处理。
所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸 锰和硝酸钠按照摩尔比1：0.95：0.25:0.17:0.58:2.35混合，然后按照总 质量的0.39倍加入纯水浆化搅拌50min，在75℃烘干，然后在465℃焙烧 4.5小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗水的电导率＜30μS/cm， 然后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.45倍 的硝酸钠，在400℃通入空气焙烧2.9小时，然后加水洗涤至洗水的电导率 ＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生。
所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气 中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转 轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触 时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静 电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃 圾190kg，热解时间为3.9小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解炉体 积的18倍，热气的循环速度为6.8m/s，反应结束，则热解炉通过排出管道 完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内设置有吸 附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5.8个大气压， 温度为80℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化 炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为26％的氧化镍、44％的氧化锆、3.5％的 氧化铜和0.13％的氧化钯以及26.37％的活性氧化铝在高温下烧结而成，静电 除尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂为氢氧化钠与次氯酸钠 的混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为35:1,氢氧化钠的浓度为 6.8mol/L。
所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比 2.3:1.7:0.18混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液体 石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在95℃烘干即得， 最终产品中氯化亚铜的质量比为8％，稀土金属混合物为钕、镝、铕金属混 合物，其摩尔比为0.65:5.75:0.42，镍粉的Fsss粒径为0.75微米，钯粉 的比表面积为39m2/g。
所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3.56:7.5：0.68，所述添 加剂为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为:3.5:9:8， 热压成型的压力为8.5个大气压，温度为720℃，热压时间为2.3小时。
外排废气取样检测，结果如下：
处理后的废水的检测结果如下：
指标 数值
pH 6.86
Hg ND
Cd 0.02ppm
As 0.003ppm
COD 19mg/L
热压成型得到的地砖的进行毒性浸出鉴别，其不属于危险废弃物。
实施例3
一种城镇生活垃圾处理工艺，其为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3.8个大气压的压力经过挤压， 收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加 入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出 经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落 到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾 中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解， 热解温度为370℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部，使 得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可燃 气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置有 阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道与 吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为 705℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为6S，然后 经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的收集， 最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液 的pH为0.85，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.15，在1.75个大气压下，温度 为140℃反应1.3小时，控制终点的pH为2.23，过滤，滤渣加水洗涤至洗 水的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压成型得到地 砖，滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些金属离子。
将生活垃圾仔储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合 生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的 0.08％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为135℃，通入 空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的45倍，压力为2.13个大气压， 同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2.85kw，搅拌至渗 液中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续使用，得 到的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤，滤液外 排，滤渣混合炉渣一起处理。
所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸 锰和硝酸钠按照摩尔比1:0.95：0.25:0.17:0.55:2.31混合，然后按照总质 量的0.45倍加入纯水浆化搅拌40min，在73℃烘干，然后在465℃焙烧4.25 小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗水的电导率＜30μS/cm，然 后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.45倍 的硝酸钠，在275℃通入空气焙烧2.35小时，然后加水洗涤至洗水的电导 率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生。
所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气 中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转 轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触 时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静 电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃 圾215kg，热解时间为3.45小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解炉 体积的18倍，热气的循环速度为6.5m/s，反应结束，则热解炉通过排出管 道完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内设置有 吸附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5.56个大 气压，温度为82℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为27％的氧化镍、43％的氧化锆、3.5％ 的氧化铜和0.15％的氧化钯以及26.35％的活性氧化铝在高温下烧结而成，静 电除尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂为氢氧化钠与次氯酸 钠的混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为45:1,氢氧化钠的浓度为 6.5mol/L。
所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比 2.35:1.25:0.125混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液 体石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在92℃烘干即 得，最终产品中氯化亚铜的质量比为6.5％，稀土金属混合物为钕、镝、铕 金属混合物，其摩尔比为0.65:5.75:0.37，镍粉的Fsss粒径为0.85微米， 钯粉的比表面积为35m2/g。
所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3.56:7.12:0.65，所述添 加剂为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为3.5:7.3:6， 热压成型的压力为8.5个大气压，温度为710℃，热压时间为2.5小时。
外排废气取样检测，结果如下：
指标 数值
二噁英含量(PCDFs+PCDDS) 0.08ngTEQ/Nm3
颗粒物 5mg/m<sup>3</sup>
SO<sub>2</sub> 0.85mg/m<sup>3</sup>
HCl 0.5mg/m<sup>3</sup>
CO 0.7mg/m<sup>3</sup>
Hg 1.09*10<sup>-4</sup>mg/m<sup>3</sup>
Cd 1.75*10<sup>-6</sup>mg/m<sup>3</sup>
As 6.3*10<sup>-5</sup>mg/m<sup>3</sup>
处理后的废水的检测结果如下：
指标 数值
pH 6.9
Hg ND
Cd 0.012ppm
As 0.003ppm
COD 20mg/L
热压成型得到的地砖的进行毒性浸出鉴别，其不属于危险废弃物。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以 对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和 范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种城镇生活垃圾处理工艺，其特征在于，为以下步骤：
(1)垃圾预处理，将收集的生活垃圾用3-4个大气压的压力经过挤压，收集挤压水，然后将挤压后的生活垃圾烘干，烘干得到的水经过冷凝后，加入活性炭吸附，达标外排，烘干至生活垃圾的水分含量低于5％，然后放出经过皮带输送机输送到高位，在皮带输送机的上方设置电磁铁，再从高位落到中位，在落到中位的过程中加入旋转的静电棒，静电棒旋转，将生活垃圾中的塑料进行静电吸附，得到分选后的生活垃圾；
(2)热解气化，将步骤(1)分选后的生活垃圾加入热解炉内进行热解，热解温度为300-400℃，热解炉产生的热气经过鼓风机循环至热解炉的底部，使得热解炉的生活垃圾呈上下翻滚状态，同时在热解炉的顶部出口设置有可燃气体浓度测量仪，热解炉的顶部出口上设置有排出管道，排出管道上设置有阀门，当可燃气体浓度≥50％LEL时，排出管道阀门自动打开，排出管道与吸附装置连接，经过吸附装置后的烟气进入气化炉，气化炉中的温度为700-750℃，气化炉内设置有催化剂网，烟气在气化炉中的停留时间为5-10S，然后经过热交换器将温度降低到100℃以下，再经过静电除尘器进行烟尘的收集，最终再经过吸收剂吸收，剩余的气体经检测合格后外排；
(3)炉渣的处理，所述的炉渣加入盐酸和硝酸溶液，调节并维持溶液的pH为0.5-1.5，盐酸和硝酸的摩尔比为1:0.1-0.2，在1.5-2个大气压下，温度为130-160℃反应1-2小时，控制终点的pH为2.0-2.5，过滤，滤渣加水洗涤至洗水的电导率＜20μS/cm，洗涤后的滤渣加入黄土、添加剂经过热压成型得到地砖，滤液通过离子交换树脂分离提纯得到金属离子并回收利用这些金属离子；
在上述步骤中，将生活垃圾储存过程中产生的渗液收集，经过压滤机过滤，滤渣混合生活垃圾进行预处理，滤液加入催化剂，催化剂的加入量为滤液质量的0.05-0.1％，在密封釜内用步骤(2)产生的蒸汽进行加热至温度为130-145℃，通入空气搅拌，每小时空气的流量为滤液总体积的20-50倍，压力为2-2.2个大气压，同时密封釜上设置有紫外照射灯，紫外照射灯的功率为2-3kw，搅拌至渗液中的有机物完全分解后，经过过滤，将催化剂进行再生返回继续使用，得到的滤液经过纳滤装置后外排，截留的残液经过絮凝沉淀后，过滤，滤液外排，滤渣混合炉渣一起处理；
其中，所述催化剂的制备方法为，将有机物A与钛酸、醋酸钴、硫酸铈、硫酸锰和硝酸钠按照摩尔比1：0.9-1：0.2-0.3:0.1-0.2:0.5-0.6:2-2.5混合，然后按照总质量的0.3-0.5倍加入纯水浆化搅拌30-60min，在70-80℃烘干，然后在450-500℃焙烧3-5小时，焙烧过程通入空气，焙烧后加水洗涤至洗水的电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可，所述有机物A的结构式如下：
催化剂再生过程为，将过滤后得到的催化剂加入催化剂质量为1.2-1.5倍的硝酸钠，在200-300℃通入空气焙烧2-3小时，然后加水洗涤至洗水的电导率＜30μS/cm，然后在＜80℃下烘干即可再生；
在上述步骤中，所述步骤(2)中生活垃圾的加入量为每立方米的热解炉内加入生活垃圾150-250kg，热解时间为3-4小时，鼓风机的热气每小时的循环量为热解炉体积的10-20倍，热气的循环速度为5-8m/s，反应结束，则热解炉通过排出管道完全排入气化炉，再通过底阀将热解炉内的炉渣排出，吸附装置内设置有吸附剂，吸附到达饱和之后，将吸附剂取出，放入高压罐内，在5-6个大气压，温度为70-90℃，将其中的可燃气体释放出来并回收，吸附剂循环利用，气化炉内催化剂网为陶瓷材质，其组分为25-35％的氧化镍、40-50％的氧化锆、2-5％的氧化铜和0.1-0.2％的氧化钯以及25-35％的活性氧化铝在高温下烧结而成，静电除尘器收集的烟尘与炉渣一起混合进行处理，吸收剂为氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液，氢氧化钠与次氯酸钠的摩尔比为20-50:1,氢氧化钠的浓度为5-8mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种城镇生活垃圾处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中生活垃圾的烘干是放入在步骤(2)气化炉排出的烟气中，烘干时烟气的温度低于300℃，静电棒与静电发生器连接，静电棒与转轴垂直连接，静电棒均布在转轴上，静电棒转动到与落下来的生活垃圾接触时，产生静电，吸附塑料，静电棒转动到不与落下来的生活垃圾接触时，静电消失，塑料落下收集，将塑料与生活垃圾分离。
3.根据权利要求2所述的一种城镇生活垃圾处理工艺，其特征在于：所述吸附剂的制备方法为将稀土金属混合物与镍粉、钯粉按照摩尔比2-3:1-2:0.1-0.2混合，混合之后加入液体石蜡再混合均匀，在高温下将液体石蜡分解成碳，得到的产物浸泡到氯化亚铜浆料中，然后在80-100℃烘干即得，最终产品中氯化亚铜的质量比为5-10％，稀土金属混合物为钕、镝、铕金属混合物，其摩尔比为0.5-1:5-6:0.2-0.5，镍粉的Fsss粒径为0.6-1微米，钯粉的比表面积为30-40m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种城镇生活垃圾处理工艺，其特征在于：所述步骤(3)中滤渣与黄土、添加剂的质量比为3-4:5-8:0.5-1，所述添加剂为铝粉、硅藻土和脉石的混合物，铝粉、硅藻土和脉石的质量比为2-5:5-10:5-10，热压成型的压力为6-10个大气压，温度为500-750℃，热压时间为2-3小时。
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