CN108580520A - 一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中小城市生活垃圾分选处理系统，分选处理系统包括生活垃圾分选系统和生活垃圾处理系统，生活垃圾处理系统设置在所述生活垃圾分选系统的下游；生活垃圾处理系统包括有机物处理系统、污废处理系统和非有机回收物处理系统；有机物处理系统为热水解‑厌氧发酵组合系统。本发明分选效率高，生活垃圾处理成本低、生活垃圾回收利用率高，且不产生二次污染，对环境友好，有效提高有机废物的可生化性，提高发酵沼渣肥效和利用价值，实现生活垃圾处理的减量化、无害化和资源化。

Description

一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是涉及一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法。

背景技术

随着中国人口的增长，城市化进程的加快，经济的发展以及人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产生量日益增多。目前，对于中小城市生活垃圾的处理，通常可分为垃圾填埋、焚烧和堆肥等，然而，上述方法分别存在以下不足：

垃圾填埋没有实现垃圾的资源化，占用大量土地而且存在着极大的潜在危害；而利用生活垃圾焚烧发电则因焚烧过程中排放废气、废水和固体废弃物等，对周边环境造成不利的影响；生活垃圾焚烧处理过程中产生的酸性气体、重金属及烧飞灰，甚至是垃圾处理产生的渗滤液等，如处理不当将对周边环境造成二次污染；垃圾堆肥处理经常是混合堆肥，但因为垃圾成分复杂，生活垃圾中的无机物降解率低，故堆肥质量并不理想。

目前，已有一些生活垃圾综合分选技术应用在垃圾的综合处理上，然而垃圾成分复杂，分选难度大，仅仅依靠常规分选技术造成分选效率较低、分选不彻底、资源化效果差，且会带来二次污染问题。此外，各分选技术的组合应用往往不太稳定，很难真正实现将生活垃圾中可回收利用的东西分选出来，其分选效果和资源化再利用情况并不理想。

同时，目前生活垃圾综合处理后分选出的有机物处理技术单一，多是进行厌氧发酵，但是其有机物复杂，包括厨余垃圾、瓜果残核、零食残渣等，预处理手段基本均为破碎处理，因有机物含水率和纤维素含量较高，导致发酵不完全、不充分、所需时间长、沼气产气率低，产生的沼渣不能直接使用，导致发酵物利用价值低。

因此，开发出一种分选效率高，生活垃圾处理成本低、生活垃圾回收利用率高，且不产生二次污染对环境友好的生活垃圾分选处理系统和方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法，提高各组分的回收率和纯度，实现生活垃圾的资源化利用，提高分选效果和资源化利用情况；有机物通过高温高压热水解-厌氧发酵进行物理和生物处理，能够有效提高废物的可生化性及发酵沼渣肥效和利用价值，该技术能够较好的实现生活垃圾处理的减量化、无害化和资源化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中小城市生活垃圾分选处理系统，所述分选处理系统包括生活垃圾分选系统和生活垃圾处理系统，所述生活垃圾处理系统设置在所述生活垃圾分选系统的下游；所述生活垃圾处理系统包括有机物处理系统、污废处理系统和非有机回收物处理系统；所述有机物处理系统、所述污废处理系统和所述非有机回收物处理系统为相互独立的处理系统；所述有机物处理系统为热水解-厌氧发酵组合系统。

其中污废处理系统包括除臭系统、污水处理系统和危险物处理系统；其中除臭系统包括沉降室以及依次设置在所述沉降室下游的旋风除尘器、生物除臭滤池、活性焦吸附塔和负压排气机。本发明将暂存间和综合分选车间内的恶臭气体，由抽气泵通过气体收集管道输送至沉降室，然后利用旋风除尘器对沉降室内的恶臭气体进行除尘，再将除尘后的气体输送到生物除臭滤池进行处理，经过生物除臭滤池处理后的气体，通入，活性焦吸附塔由负压排气机排放，其中生物除臭滤池的填料为干化后的沼渣、火山岩、牡蛎壳、硫铁矿渣。

其中污水处理系统处理的污水来自垃圾暂存间的渗滤液、各车间的日常排水和生活污水，采用上流式污泥床-生物接触氧化-化学吸附-活性焦吸附-超滤-纳滤组合技术处理污水，其中在上流式污泥和生物接触氧化反应器中投加少量活性焦粉末，处理后的水用于车间清扫、均质调浆、厂区洒水、绿化用水等。

其中危险物处理系统处理电池、灯管、电子产品等危险废物。

其中，非有机回收物处理系统分别对可燃物、塑料、纸、金属、沙土等非有机回收物进行处理。

本发明将采用综合分选处理技术，对生活垃圾中的不同成分进行多级分选，提高各组分的回收率和纯度，实现在生活垃圾中将可利用的东西分选出来，利用不同的生活垃圾处理系统对分选出的不同的生活垃圾进行资源化利用，提高分选效果和资源化利用情况。

优选的生活垃圾处理系统和生活垃圾分选系统还包括运输系统，所述运输系统包括行车抓斗装置、螺旋输送装置和皮带输送装置。

进一步地所述生活垃圾分选系统包括：破袋拆分装置、预分选装置、初级分选、滚筒筛装置、一级分选装置、二级分选装置和振动筛装置；所述预分选装置设置在所述破袋拆分装置的下游；所述初级分选设置在所述预分选装置的下游，所述初级分选包括人工分选和金属分选装置一；所述金属分选装置一设置在所述人工分选的下游；所述滚筒筛装置包括一级滚筒筛装置和二级滚筒筛装置，所述二级滚筒筛装置设置在所述一级滚筒筛装置的下游，用于筛选所述一级滚筒筛装置的筛下物；所述一级分选装置设置在所述一级滚筒筛装置的下游，用于筛选所述一级滚筒筛装置的筛上物；所述二级滚筒筛装置的下游分别设置所述二级分选装置和所述振动筛装置；所述振动筛装置用于筛选所述二级滚筒筛装置的筛下物；所述二级分选装置用于筛选所述二级滚筒筛装置的筛上物和所述振动筛装置的筛上物。

生活垃圾通过进行破袋和初步的破碎，可将垃圾中未打开的塑料袋全部打开，并将粘在塑料上的杂物打散，将粒径大于50mm的有机物打碎至50mm以下，之后通过预分选装置，将大于220mm的垃圾和大部分粒径小于15mm的沙土类垃圾筛选出来；将15mm～220mm之间的垃圾进行初级分选，筛选出电池、灯管、电子产品等危险废物和金属。将分选后的垃圾进行滚筒筛装置分选，筛选出筛上物和筛下物，最后利用一级分选、二级分选和振动筛装置分选出不同比重的物质。本发明中的垃圾分选系统分选效率高、可利用不同的分选技术对生活垃圾进行多级分选，实现垃圾分选的精准性与高效性。

优选的，所述的破袋拆分装置包括割刀装置和电气控制箱；其中电气控制箱为割刀装置提供电力供应。所述割刀装置采用滚筒滚刀式，刀片采用四节式双向张合刀片，破碎时刀片闭合，自清洁时双向张开。生活垃圾通过本发明中的破袋拆分装置进行集成破袋拆分，可将垃圾中未打开的塑料袋全部打开，及将粘在塑料上的杂物打散；既能避免硬物损坏刀片又能避免塑料缠绕。

优选的，所述的预分选装置包括两级振动筛网，所述振动筛网的孔径分别为15mm和220mm。本发明通过孔径220mm的振动筛网将大于220mm的垃圾如大块砖石、饮料瓶去除，以避免或减少大块垃圾对设备的磨损破坏；同时利用孔径15mm的振动筛网将粒径小于15mm的沙土类垃圾去除；此外将15mm～220mm之间的生活垃圾进行人工分选。

优选的，所述金属分选装置一包括磁力滚筒和涡电流分选机，其中所述涡电流分选机设置在所述磁力滚筒的下游；所述涡电流分选机选出有色金属，所述磁力滚筒选出黑色金属。生活垃圾经过本发明中的所述金属分选装置一时，生活垃圾先经过磁力滚筒，磁性较强的黑色金属受磁力作用吸附在皮带上，当生活垃圾带离磁力滚筒的磁力范围时，磁性物质由于磁场强度减弱而落入下方的收集槽中，其他垃圾随着运输装置进入涡电流分选机，实现黑色金属与有色金属的分选。

优选的，一级滚筒筛筛孔为40～55mm，旋转速度为15～20r/min；二级滚筒筛筛孔为20～30mm，旋转速度为20～22r/min，振动筛装置为振动星盘筛，振动星盘筛的盘片间隙为10×10mm。本发明利用不同的孔径，不同转速的滚筒筛，将不同粒径的筛上物和筛下物进行区分，实现生活垃圾的快速、高效分类。

进一步地，所述一级分选装置包括金属分选装置二、一级气动剥离分选装置、一级比重筛装置和静电分选装置一；所述金属分选装置二设置在所述一级滚筒筛装置的下游；所述金属分选装置二下游设置所述一级气动剥离分选装置；所述一级气动剥离分选装置的下游分别设置所述一级比重筛装置和静电分选装置一；所述一级比重筛装置分选所述一级气动剥离分选装置分离出的中质物；所述静电分选装置一分选所述一级气动剥离分选装置分离出的轻质物；

所述二级分选装置包括金属分选装置三、二级气动剥离分选装置、二级比重筛装置和静电分选装置二；所述金属分选装置三设置在所述二级滚筒筛装置的下游；所述金属分选装置三下游设置所述二级气动剥离分选装置；所述二级气动剥离分选装置的下游分别设置所述二级比重筛装置和静电分选装置二；所述二级比重筛装置分选所述二级气动剥离分选装置分离出的中质物；所述静电分选装置二分选所述二级气动剥离分选装置分离出的轻质物。

优选的，所述一级气动剥离分选装置的气流压强为2.5～3kPa；所述二级气动剥离分选装置的气流压强为1.0～1.5kPa。

优选的，金属分选装置二和金属分选装置三与金属分选装置一的组成结构相同，均用来筛选金属。

进一步地，所述热水解-厌氧发酵组合系统包括，粉碎装置以及依次设置在所述粉碎装置下游的均浆装置、热水解装置、厌氧发酵装置和固液分离装置；所述厌氧发酵装置包括发酵罐、保温层、热蒸汽加热层、砾石滤料、高压沼气喷口、沼气搅拌装置和沼气收集装置，所述发酵罐底部设置砾石滤料；所述发酵罐外设置所述保温层；所述保温层与所述发酵罐之间设置热蒸汽加热层；所述发酵罐内部设置所述沼气搅拌装置；所述发酵罐顶部设置所述沼气收集装置；所述发酵罐设置所述高压沼气喷口，所述高压沼气喷口不少于4个，所述高压沼气喷口呈中心对称分布在所述发酵罐的四周。

本发明中的热水解-厌氧发酵组合系统，能够有效降低有机物的粘滞性，提高有机物的水解速度和水解率，实现有机物的充分发酵，提高发酵沼渣肥效和利用价值。

优选的，均浆装置包括均质调浆池、回转式细格栅、桨式搅拌机、均质调节器和水力旋流除砂器；均质调浆池内设置桨式搅拌机；粉碎后的浆料匀浆后，经回转式细格栅截留浆料中的轻质漂浮杂质，由水力旋流除砂器定期排砂。

优选的，所述热水解装置为高温高压热水解装置，所述高温高压热水解装置包括高温高压热水解罐、蒸汽锅炉、闪蒸器和换热器，其中所述蒸汽锅炉与所述高温高压热水解罐连接，所述闪蒸器与所述高温高压热水解罐连接，所述闪蒸器与所述换热器连接。其中所述蒸汽锅炉为热水解罐提供热蒸汽，形成高温高压环境；所述闪蒸器用于卸压和降温；所述换热器回收热量进一步降低温度。

优选的，所述发酵罐为立式厌氧发酵罐；所述厌氧发酵罐内设有三探头温度计和三探头pH传感器；所述热蒸汽加热层分两部分区域，分别为蒸汽锅炉蒸汽加热层和沼液常压蒸发的富氮蒸汽加热层，可选择性互通。本发明厌氧发酵罐内设置pH传感器和温度计，方便随时控制发酵过程，提高发酵沼渣肥效和利用价值；其中热蒸汽加热层分为两部分区域，可选择性互通，有利于提高传质传热效果。

优选的，所述固液分离装置为螺旋脱水机，将有机物经过发酵生成的沼渣和沼液进行分离，所述固液分离装置分别连接沼液处理系统和沼渣处理系统；所述沼渣处理系统包括破碎机，以及依次设置在所述破碎机下游的布料机、太阳能暖棚，翻抛机和造粒车间。沼渣先经破碎机破碎，然后经布料机将沼渣均匀散布在太阳能暖棚，翻抛机进行沼渣搅拌均匀后输送到造粒车间，根据不同用途，进行氮、磷、钾微量元素复配。沼液处理系统包括常压蒸发装置和负压蒸发装置，所述负压蒸发装置设置在所述常压蒸发装置的下游，实现沼液的浓缩和热蒸汽利用。

进一步地，所述沼气收集装置包括沼气罩、缓冲气柜、吸附塔、漩涡流量计和贮气柜；所述沼气罩设置在所述发酵罐的顶部；所述沼气罩与所述缓冲气柜连接；所述缓冲气柜与所述吸附塔连接；所述吸附塔与漩涡流量计连接；所述漩涡流量计与所述贮气柜连接；所述贮气柜与所述高压沼气喷口连接，所述贮气柜与所述热水解装置连接。

一种中小城市生活垃圾分选系统的分选方法，包括以下步骤：

a、从垃圾运输车卸料，暂存所述生活垃圾，降低垃圾含水率，并收集渗滤液；

b、将所述生活垃圾进行破袋拆分，进行初步破碎和预分选，去除粒径小于15mm的沙土类垃圾和粒径大于220mm的垃圾；

c、对预分选后的生活垃圾进行简单的人工分选，去除危险物，后进行金属分选去除金属；

d、对经过步骤c处理后的生活垃圾进行一级滚筒筛分选；所述一级滚筒筛分选后的筛上物进行一级分选；所述一级滚筒筛分选后的筛下物进行二级滚筒筛分选；所述二级滚筒筛分选后的筛下物进行振动筛装置分选；所述二级滚筒筛分选后的筛上物和所述振动筛装置分选后的筛上物进行二级筛选；

e、生活垃圾经过所述一级筛选和所述二级筛选后得到有机物。

本发明中的垃圾分选方法分选效率高、对生活垃圾进行多级分选，实现垃圾分选的精准性与高效性。

进一步地，所述一级分选与所述二级分选的方法相同；所述一级分选的方法包括，将所述一级滚筒筛分选后的筛上进行所述金属分选去除金属后，进行气动剥离分选去除重质物，所述气动剥离分选的轻质物再进行静电分选，分离出纸、塑料；所述气动剥离分选的中质物再进行比重筛分选，得到有机物。

一种热水解-厌氧发酵组合系统处理有机物的方法，包括以下步骤：

a、将所述有机物进行粉碎，将粒径粉碎至1～8mm；

b、将粉碎后的有机物进行匀浆、除杂和沉沙，调匀成总固体含量为25～35％的浆料；

c、将步骤b中得到的所述浆料进行热水解；

d、将步骤c中热水解后的浆料进行厌氧发酵，所述厌氧发酵过程中进行机械搅拌并辅助高压沼气搅拌，并保持发酵温度为36℃～42℃，含固率为20％～40％，C/N为20～30：1，pH控制在6.5～7.5，发酵10～15天，发酵后得到沼渣、沼液和沼气，后进行沼渣、沼液分离；

e、所述沼渣根据不同用途，进行氮、磷、钾微量元素复配，形成颗粒有机肥；所述沼气用于所述浆料热水解和所述高压沼气搅拌；所述沼液用于接种新鲜浆料和生成植物营养液。

本发明中所述的热水解-厌氧发酵组合系统的处理方法，能够有效解决发酵过程中传质传热效果差、氨氮抑制、发酵沼渣不能直接使用或者肥效低、利用价值低的问题，利用高温高压热水解进行预处理，降低有机物的粘滞性，提高有机物的水解速度和水解率，提高有机物的发酵速率进一步提高发酵沼渣的可生化性。

进一步地，步骤c中所述热水解的方法包括，加热温度至160℃～180℃、压力为0.8～1.0MPa，加热50～100min，包括10～25min加热、30～50min保压、10～25min泄压。

优选的，热水解结束后投加少量烧碱、熟石灰，之后再进行卸压和降温。本发明在热水解结束后投加少量烧碱、熟石灰产生的闪蒸蒸汽，既能通入均质调浆池中对浆料进行预热，又能对调节水解后物质的pH，有利于后期的发酵过程。

进一步地，步骤d中所述厌氧发酵过程中添加铁氧化物、针铁矿或铁粉0.2％～1.5％、厌氧发酵沼渣20～35％、煤矸石粉0.2％～1.5％和活性炭0.2％～1.5％并利用碳酸钙调节浆料至中性。在厌氧发酵过程中加入上述物质，保证了发酵过程地高效进行，实现了发酵沼渣可以直接使用且肥效高的目的。

优选的，厌氧发酵后的沼渣进行烘干和造粒，通过对沼渣不断的破碎、热烘、混合、通风使得沼渣实现干化，沼渣先经破碎机破碎，然后将破碎后的沼渣经过布料机，均匀散布在太阳能暖棚，并利用翻抛机将沼渣搅拌均匀，后将沼渣输送到造粒车间进行造粒，根据不同用途，进行氮、磷、钾微量元素复配，形成颗粒有机肥。

优选的，将厌氧发酵罐内的沼渣和沼液分离，沼液一部分由泵送至发酵罐的顶部，对新鲜浆料进行接种并相互混合均匀，另外部分生成植物营养液。具体步骤为：有机物经过厌氧发酵后，将厌氧发酵罐内的沼渣和沼液分离，分离出的沼液一部分由泵送至发酵罐的顶部，由进料口进入发酵罐对新鲜浆料进行接种，并相互混合均匀；另一部分生成植物营养液。

沼液生成植物营养液的具体步骤为：若沼液初始pH<8.5，则先用碱溶液调节pH至8.5～9.5，后利用常压蒸发装置蒸发沼液，直至沼液损失25％时停止，其中常压蒸发的富氮热蒸汽可为厌氧发酵保温，并回收富氮冷凝水，进行回收利用。之后在沼液中加入少量的硫酸，继续对沼液进行负压蒸发，并调节沼液的pH值至7以下，抑制氨氮的挥发，优选负压蒸发压力为-0.06～-0.08Mpa。待剩余沼液蒸发至初始沼液的20％时停止蒸发，形成浓缩沼液。其中，负压蒸发时生成的低氮热蒸汽经压缩，使得压力和温度升高，然后送至热水解装置、负压蒸发装置和常温蒸发装置中当作加热蒸汽使用。浓缩沼液含有原始沼液中的绝大部分磷和钾，同时含有一定的氨氮，也可以用来调节均质调浆和厌氧发酵的含固率；此外，浓缩沼液也是高品质植物营养液。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法，具有如下技术优点：

(1)提供一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法，提高生活垃圾中各组分的回收率和回收纯度，实现生活垃圾的资源化利用，提高生活垃圾分选效果和生活垃圾的资源化利用，能够较好的实现生活垃圾处理的减量化、无害化和资源化。

(2)有机物通过高温高压热水解-厌氧发酵进行物理、生物处理，能够有效降低有机物的粘滞性，提高有机物的水解速度和水解率，实现有机物的充分发酵，提高发酵沼渣肥效和利用价值，有效提高废物的可生化性，提高发酵沼渣肥效和利用价值。

(3)本发明中的生活垃圾处理成本低、生活垃圾回收利用率高，且不产生二次污染，对环境友好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的生活垃圾分选系统。

图2附图为本发明提供的厌氧发酵装置。

图3附图为本发明提供的热水解-厌氧发酵组合系统。

图4附图为本发明提供的生活垃圾分选方法流程图。

图5附图为本发明提供的有机物热水解-厌氧发酵流程图。

1为破袋拆分装置、2为预分选装置、3为人工分选、4为金属分选装置一、5为一级滚筒筛装置、6为金属分选装置二、7为一级气动剥离分选装置、8为静电分选装置一、9为一级比重筛装置、10为二级滚筒筛装置、11为振动筛装置、12为金属分选装置三、13为二级气动剥离分选装置、14为二级比重筛装置、15为静电分选装置二、16为二级分选装置、17为初级分选、18为一级分选装置、19为粉碎装置、20为均浆装置、21为热水解装置、22为厌氧发酵装置、23为固液分离装置、24为发酵罐、25为保温层、26为热蒸汽加热层、27为砾石滤料、28为高压沼气喷口、29为沼气搅拌装置、30为沼气罩、31为缓冲气柜、32为吸附塔、33为漩涡流量计、34为贮气柜、35为蒸汽锅炉、36为闪蒸器、37为换热器、38为太阳能暖棚、39为造粒机、40为高温高压热水解罐、41为负压蒸发装置、42为常压蒸发装置

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种中小城市生活垃圾分选处理系统，分选处理系统包括生活垃圾分选系统和生活垃圾处理系统，生活垃圾处理系统设置在生活垃圾分选系统的下游，生活垃圾分选系统和生活垃圾处理系统均包括运输系统，运输系统包括行车抓斗装置、螺旋输送装置和皮带输送装置。其中生活垃圾处理系统包括有机物处理系统、污废处理系统和非有机回收物处理系统；其中污废处理系统包括除臭系统、污水处理系统和危险物处理系统；其中除臭系统包括沉降室以及依次设置在沉降室下游的旋风除尘器、生物除臭滤池、活性焦吸附塔和负压排气机。本发明将暂存间和综合分选车间内的恶臭气体，由抽气泵通过气体收集管道输送至沉降室，然后利用旋风除尘器对沉降室内的恶臭气体进行除尘，再将除尘后的气体输送到生物除臭滤池进行处理，经过生物除臭滤池处理后的气体，通入活性焦吸附塔由负压排气机排放，其中生物除臭滤池的填料为干化后的沼渣、火山岩、牡蛎壳、硫铁矿渣。

污水处理系统处理的污水来自垃圾暂存间的渗滤液，采用上流式污泥床-生物接触氧化-化学吸附-活性焦吸附-超滤-纳滤组合技术处理污水，其中在上流式污泥床和生物接触氧化反应器中投加少量活性焦粉末，处理后的水用于车间清扫、均质调浆、厂区洒水、绿化用水等。

其中，危险物处理系统处理电池、灯管、电子产品等危险废物。

其中，非有机回收物处理系统分别对可燃物、塑料、纸、金属、沙土等非有机回收物进行处理。

其中有机物处理系统为热水解-厌氧发酵组合系统。

实施例2

生活垃圾分选系统包括：破袋拆分装置1、预分选装置2、初级分选17、滚筒筛装置、一级分选装置18、二级分选装置16和振动筛装置11；破袋拆分装置1包括割刀装置和电气控制箱；其中电气控制箱为割刀装置提供电力供应。割刀装置采用滚筒滚刀式，刀片采用四节式双向张合刀片，破碎时刀片闭合，自清洁时双向张开。预分选装置2设置在破袋拆分装置1的下游，预分选装置2包括两级振动筛网，振动筛网的孔径分别为15mm和220mm，分选出粒径在15mm～220mm之间的生活垃圾。初级分选17设置在预分选装置2的下游，初级分选17包括人工分选3和金属分选装置一4；金属分选装置一4设置在人工分选3的下游；金属分选装置一4包括磁力滚筒和涡电流分选机，其中涡电流分选机设置在磁力滚筒的下游；涡电流分选机选出有色金属，而磁力滚筒选出黑色金属。

滚筒筛装置包括一级滚筒筛装置5和二级滚筒筛装置10，二级滚筒筛装置10设置在一级滚筒筛装置5的下游，用于筛选一级滚筒筛装置5的筛下物；其中一级滚筒筛装置5的筛孔为45mm，旋转速度为20r/min；二级滚筒筛装置10的筛孔为25mm，旋转速度为20r/min。

一级分选装置18设置在一级滚筒筛装置5的下游，用于筛选一级滚筒筛装置5的筛上物；二级滚筒筛装置10的下游分别设置二级分选装置16和振动筛装置11；振动筛装置11用于筛选二级滚筒筛装置10的筛下物；二级分选装置16用于筛选二级滚筒筛装置10的筛上物和振动筛装置11分选出的筛上物。其中，振动筛装置11为振动星盘筛，振动星盘筛的盘片间隙为10×10mm。

一级分选装置18包括金属分选装置二6、一级气动剥离分选装置7、一级比重筛装置9和静电分选装置一8；金属分选装置二6设置在一级滚筒筛装置5的下游，其中金属分选装置二6与金属分选装置一4的组成结构相同；金属分选装置二6下游设置一级气动剥离分选装置7；其中一级气动剥离分选装置7的气流压强为2.5～3kPa；一级气动剥离分选装置7的下游分别设置一级比重筛装置9和静电分选装置一8；一级比重筛装置9分选一级气动剥离分选装置7分离出的中质物；静电分选装置一8分选一级气动剥离分选装置7分离出的轻质物。

二级分选装置16包括金属分选装置三12、二级气动剥离分选装置13、二级比重筛装置14和静电分选装置二15；金属分选装置三12设置在二级滚筒筛装置10的下游，其中金属分选装置三12与金属分选装置一4的组成结构相同；金属分选装置三12下游设置二级气动剥离分选装置13，其中二级气动剥离分选装置13的气流压强为1.0～1.5kPa；二级气动剥离分选装置13的下游分别设置二级比重筛装置14和静电分选装置二15；二级比重筛装置14分选二级气动剥离分选装置13分离出的中质物；静电分选装置二15分选二级气动剥离分选装置13分离出的轻质物。

实施例3

热水解-厌氧发酵组合系统包括，粉碎装置19以及依次设置在粉碎装置19下游的均浆装置20、热水解装置21、厌氧发酵装置22和固液分离装置23。其中，均浆装置20包括均质调浆池、回转式细格栅、桨式搅拌机、均质调节器和水力旋流除砂器；均质调浆池内设置桨式搅拌机；粉碎后的浆料匀浆后，经回转式细格栅截留浆料中的轻质漂浮杂质，由水力旋流除砂器定期排砂。其中热水解装置21为高温高压热水解装置，热水解装置21包括高温高压热水解罐40、蒸汽锅炉35、闪蒸器36和换热器37，其中蒸汽锅炉35与高温高压热水解罐40连接，闪蒸器36与高温高压热水解罐40连接，闪蒸器36与换热器37连接。

厌氧发酵装置22包括发酵罐24、保温层25、热蒸汽加热层26、砾石滤料27、高压沼气喷口28、沼气搅拌装置29和沼气收集装置；其中发酵罐24为立式厌氧发酵罐；发酵罐24内设有三探头温度计和三探头pH传感器；发酵罐24底部设置砾石滤料27；发酵罐24外设置保温层25；保温层25与发酵罐24之间设置热蒸汽加热层26，热蒸汽加热层26分为两部分区域，分别为蒸汽锅炉蒸汽加热层和沼液常压蒸发的富氮蒸汽加热层，可选择性互通。发酵罐24内部设置沼气搅拌装置29；发酵罐24顶部设置沼气收集装置。其中，沼气收集装置包括沼气罩30、缓冲气柜31、吸附塔32、漩涡流量计33和贮气柜34；沼气罩30设置在发酵罐24的顶部；沼气罩30与缓冲气柜31连接；缓冲气柜31与吸附塔32连接；吸附塔32与贮气柜34连接；贮气柜34与高压沼气喷口28连接，贮气柜34与蒸汽锅炉35连接。发酵罐24上设置高压沼气喷口28，高压沼气喷口28不少于4个，高压沼气喷口28呈中心对称分布在发酵罐24的四周。

实施例4

垃圾收集车经地磅计量称重后，一部分垃圾经垃圾收集车直接卸料至板式给料机，多余的垃圾进入垃圾暂存间，后续经行车抓斗装置上料至板式给料机。暂存间卸料口设有自动门，车来开启，车走关闭，卸料口设保护气幕，以防开门卸料时尘土臭气外溢；垃圾暂存间保持微负压，恶臭气体经抽气泵、气体收集管道进入除臭系统；暂存间底部设导液沟，垃圾渗滤液流向渗滤液收集池，进入污水处理系统。

生活垃圾经板式给料机进入破袋拆分装置1，进行破袋和初步的破碎，将垃圾中未打开的塑料袋全部打开，将粘在塑料上的杂物打散，并将粒径大于50mm的有机物打碎至50mm以下，后将垃圾通过皮带输送装置进入预分选装置2，将大于220mm的垃圾和大部分粒径小于15mm的沙土类垃圾筛选出来。粒径在15mm～220mm之间的垃圾通过皮带输送装置进行初级分选17，其中人工分选3筛选出电池、灯管和电子产品等危险废物；金属分选装置一4筛选出金属。将经过初级分选17分选后的垃圾由皮带输送装置输送，进入一级滚筒筛装置5，其中一级滚筒筛筛孔为45mm，旋转速度为18r/min，筛选出筛上物和筛下物，一级滚筒筛装置5的筛上物由皮带输送装置输送，进入一级分选装置18；一级滚筒筛装置5的筛下物由皮带输送装置输送，进入二级滚筒筛装置10。

其中一级滚筒筛装置5的筛上物，首先进入金属分选装置二6，筛选出金属，筛选后的剩余物再由皮带输送装置，输送进入一级气动剥离分选装置7，设置一级气动剥离分选装置7的气流压强为2.7kPa，分选出轻质物、中质物和重质物，其中轻质物经静电分选装置一8分出塑料和纸，分出的塑料再人工分为价值较高的如PP、PE等材料，经过高压清洗后和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型板材，或通过破碎、高压清洗后重新制造塑料颗粒；其余的废塑料则通过裂解产生工业基础油、可燃气、炭黑等物质进行再利用。重质物进行制砖；中质物经过一级比重筛装置9分出可燃物、玻璃和有机物，可燃物热解进行制气。

一级滚筒筛装置5的筛下物，由皮带输送装置输送进入二级滚筒筛装置10，其中二级滚筒筛筛孔为25mm，旋转速度为22r/min，筛选出筛上物和筛下物。二级滚筒筛装置10的筛下物，由皮带输送装置输送进入振动星盘筛，其中盘片间隙为10×10mm，从振动星盘筛的筛下物分选出的无机渣土和碎玻璃进行制砖，振动星盘筛的筛上物连同二级滚筒筛装置10的筛上物，由皮带输送装置输送进入二级分选装置16。待分选物首先进入到金属分选装置三12

筛选出金属，剩余物由皮带输送装置输送，进入二级气动剥离分选装置13，设置二级气动剥离分选装置13的气流压强为1.3kPa，分选出轻质物、中质物和重质物。其中轻质物经静电分选装置二15分出塑料和纸，分出的塑料再人工分为价值较高的如PP、PE等材料，经过高压清洗后和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型板材，或通过破碎、高压清洗后重新制造塑料颗粒；其余的废塑料则通过裂解产生工业基础油、可燃气、炭黑等物质进行再利用。重质物进行制砖；中质物经过二级比重筛装置14分出可燃物、玻璃和有机物，可燃物热解进行制气。一级分选装置18和二级分选装置16筛选出的有机物经螺旋输送装置提升至热水解-厌氧发酵组合系统。

实施例5

有机物首先进入粉碎装置19粉碎至为粒径4mm，后将其置于均浆装置20的均质调浆池中，将粉碎后的浆料与处理后的渗滤液、浓缩沼液在此充分混合，调匀成总固体含量为30％的浆料。池内浆料经回转式细格栅截留浆料中的轻质漂浮杂质，如塑料片、竹木片、泡沫块和碎布片等，撇除除水分后，送往可燃物热解制气；而浆料由水力旋流除砂器定期排砂，经排沙除杂后的浆料通过泵送入热水解装置21。

高温高压热水解罐40利用蒸汽锅炉35加热，直至温度为180℃、压力为1.0MPa，处理70min，包括15min加热、40min保压、15min泄压，并投加少量烧碱、熟石灰。之后利用闪蒸器36卸压和降温，产生的闪蒸蒸汽通入均质调浆池中对浆料进行预热，多余的热水解液进入污水处理系统；换热器37回收热水解后浆料的热量，并进一步降低浆料的温度。

经过热水解后的浆料进入厌氧发酵装置22，进行序批式中温干式厌氧发酵，在发酵过程中采用机械搅拌并辅助高压沼气搅拌，添加铁粉0.8％、厌氧发酵沼渣25％、煤矸石粉0.5％、0.5％、活性炭0.5％和少量碳酸钙调节浆料至中性；在发酵过程中控制发酵温度为37℃，含固率为25％，C/N为25：1，pH为7.0，此外，在发酵后期可利用沼液回流进一步调节含固率，发酵周期为10天。

厌氧发酵后，收集沼气，并将沼渣和沼液经过砾石滤料27由排料口排出，后利用螺旋脱水机分离沼渣和沼液。其中沼渣先经破碎机破碎，然后经布料机将沼渣均匀散布在太阳能暖棚38，再利用翻抛机将沼渣搅拌均匀，并将沼渣输送到造粒机39进行造粒，进行复配氮、磷、钾等原料后形成颗粒有机肥。

其中，分离出的沼液一部分由泵送至发酵罐的顶部，对新鲜浆料进行接种并相互混合均匀；另一部分生成植物营养液。植物营养液的具体步骤为：若沼液初始pH<8.5，则先用碱溶液调节pH至8.5～9.5，后利用常压蒸发装置42蒸发沼液，直至沼液损失25％时停止，其中常压蒸发的富氮热蒸汽进入热蒸汽加热层26可为厌氧发酵保温，并回收富氮冷凝水进行回收利用。之后在沼液中加入少量的硫酸，继续对沼液利用负压蒸发装置41进行负压蒸发，调节沼液的pH值至7以下，抑制氨氮的挥发，优选负压蒸发压力为-0.06～-0.08Mpa，待剩余沼液蒸发至初始沼液的20％时停止蒸发。其中，负压蒸发时生成的低氮热蒸汽经压缩使得压力和温度升高，然后送至蒸汽锅炉35、负压蒸发装置41和常温蒸发装置42中当作加热蒸汽使用，当作加热蒸汽使用。而浓缩沼液含有原始沼液中的绝大部分磷和钾，同时含有一定的氨氮，可用来调节均质调浆和厌氧发酵阶段浆料的含固率；此外，浓缩沼液还可以作为高品质植物营养液。

沼气首先经缓冲气柜31储存，经吸附塔32进行脱硫和脱水，其中，沼气脱硫的喷淋液中接种有氧化硫杆菌、丝状硫细菌、脱氮硫杆菌、发硫菌属和氧化亚铁硫杆菌等微生物，脱除沼气中大部分的硫化氢和水。脱硫和脱水后的沼气，用漩涡流量计33，对原料气进行计量，最后利用贮气柜34存储。沼气一部分经加压后，从发酵罐24的高压沼气喷口28处打入，以实现对发酵浆料的充分搅拌，并避免罐内浆料的短流；沼气另一部分可当做燃料，输送至热水解装置21中的蒸汽锅炉35，对高温高压热水解罐40进行加热。

本发明公开了一种中小城市生活垃圾分选处理系统与方法，提高各组分的回收率和纯度，实现生活垃圾的资源化利用，提高分选效果和资源化利用情况；有机物通过高温高压热水解-厌氧发酵进行物理、生物处理，有效提高废物的可生化性，提高发酵沼渣肥效和利用价值，该技术能够较好的实现生活垃圾处理的减量化、无害化和资源化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种中小城市生活垃圾分选处理系统，其特征在于，所述分选处理系统包括生活垃圾分选系统和生活垃圾处理系统，所述生活垃圾处理系统设置在所述生活垃圾分选系统的下游；所述生活垃圾处理系统包括有机物处理系统、污废处理系统和非有机回收物处理系统；所述有机物处理系统、所述污废处理系统和所述回收物处理系统为相互独立的处理系统；所述有机物处理系统为热水解-厌氧发酵组合系统。

2.根据权利要求1所述的一种中小城市生活垃圾分选处理系统，其特征在于，所述生活垃圾分选系统包括：破袋拆分装置、预分选装置、初级分选、滚筒筛装置、一级分选装置、二级分选装置和振动筛装置；

所述预分选装置设置在所述破袋拆分装置的下游；所述初级分选设置在所述预分选装置的下游，所述初级分选包括人工分选和金属分选装置一；所述金属分选装置一设置在所述人工分选的下游；

所述滚筒筛装置包括一级滚筒筛装置和二级滚筒筛装置，所述二级滚筒筛装置设置在所述一级滚筒筛装置的下游，用于筛选所述一级滚筒筛装置的筛下物；所述一级分选装置设置在所述一级滚筒筛装置的下游，用于筛选所述一级滚筒筛装置的筛上物；

所述二级滚筒筛装置的下游分别设置所述二级分选装置和所述振动筛装置；所述振动筛装置用于筛选所述二级滚筒筛装置的筛下物；所述二级分选装置用于筛选所述二级滚筒筛装置的筛上物和所述振动筛装置的筛上物。

3.根据权利要求2所述的一种中小城市生活垃圾分选处理系统，其特征在于，所述一级分选装置包括金属分选装置二、一级气动剥离分选装置、一级比重筛装置和静电分选装置一；所述金属分选装置二设置在所述一级滚筒筛装置的下游；所述金属分选装置二下游设置所述一级气动剥离分选装置；所述一级气动剥离分选装置的下游分别设置所述一级比重筛装置和静电分选装置一；所述一级比重筛装置分选所述一级气动剥离分选装置分离出的中质物；所述静电分选装置一分选所述一级气动剥离分选装置分离出的轻质物；

所述二级分选装置包括金属分选装置三、二级气动剥离分选装置、二级比重筛装置和静电分选装置二；所述金属分选装置三设置在所述二级滚筒筛装置的下游；所述金属分选装置三下游设置所述二级气动剥离分选装置；所述二级气动剥离分选装置的下游分别设置所述二级比重筛装置和静电分选装置二；所述二级比重筛装置分选所述二级气动剥离分选装置分离出的中质物；所述静电分选装置二分选所述二级气动剥离分选装置分离出的轻质物。

4.根据权利要求1所述的一种中小城市生活垃圾分选处理系统，其特征在于，所述热水解-厌氧发酵组合系统包括，粉碎装置以及依次设置在所述粉碎装置下游的均浆装置、热水解装置、厌氧发酵装置和固液分离装置；

所述厌氧发酵装置包括发酵罐、保温层、热蒸汽加热层、砾石滤料、高压沼气喷口、沼气搅拌装置和沼气收集装置，所述发酵罐底部设置砾石滤料；所述发酵罐外设置所述保温层；所述保温层与所述发酵罐之间设置热蒸汽加热层；所述发酵罐内部设置所述沼气搅拌装置；所述发酵罐顶部设置所述沼气收集装置；所述发酵罐设置所述高压沼气喷口，所述高压沼气喷口不少于4个，所述高压沼气喷口呈中心对称分布在所述发酵罐的四周。

5.根据权利要求4所述的一种中小城市生活垃圾分选处理系统，其特征在于，所述沼气收集装置包括沼气罩、缓冲气柜、吸附塔、漩涡流量计和贮气柜；所述沼气罩设置在所述发酵罐的顶部；所述沼气罩与所述缓冲气柜连接；所述缓冲气柜与所述吸附塔连接；所述吸附塔与漩涡流量计连接；所述漩涡流量计与所述贮气柜连接；所述贮气柜与所述高压沼气喷口连接，所述贮气柜与所述热水解装置连接。

6.一种中小城市生活垃圾分选系统的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、从垃圾运输车卸料，暂存所述生活垃圾，降低垃圾含水率，并收集渗滤液；

b、将所述生活垃圾进行破袋拆分，进行初步破碎和预分选，去除粒径小于15mm的沙土类垃圾和粒径大于220mm的垃圾；

c、对预分选后的生活垃圾进行简单的人工分选，去除危险物，后进行金属分选去除金属；

d、对经过步骤c处理后的生活垃圾进行一级滚筒筛分选；所述一级滚筒筛分选后的筛上物进行一级分选；所述一级滚筒筛分选后的筛下物进行二级滚筒筛分选；所述二级滚筒筛分选后的筛下物进行振动筛装置分选；所述二级滚筒筛分选后的筛上物和所述振动筛装置分选后的筛上物进行二级筛选；

e、生活垃圾经过所述一级筛选和所述二级筛选后得到有机物。

7.根据权利要求6所述的一种中小城市生活垃圾分选系统的分选方法，其特征在于，所述一级分选与所述二级分选的方法相同；所述一级分选的方法包括，将所述一级滚筒筛分选后的筛上物进行所述金属分选去除金属后，再进行气动剥离分选去除重质物，所述气动剥离分选的轻质物再进行静电分选，分离出纸、塑料；所述气动剥离分选的中质物再进行比重筛选，得到玻璃、可燃物和有机物。

8.一种热水解-厌氧发酵组合系统处理有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将权利要求7得到的所述有机物进行粉碎，将粒径粉碎至1～8mm；

b、将粉碎后的有机物进行匀浆、除杂和沉沙，调匀成总固体含量为25～35％的浆料；

c、将步骤b中得到的所述浆料进行热水解；

d、将步骤c中热水解后的浆料进行厌氧发酵，所述厌氧发酵过程中进行机械搅拌并辅助高压沼气搅拌，并保持发酵温度为36℃～42℃，含固率为20％～40％，C/N为20～30：1，pH控制在6.5～7.5，发酵10～15天，发酵后得到沼渣、沼液和沼气，后进行沼渣、沼液分离；

e、所述沼渣根据不同用途，进行氮、磷、钾微量元素复配，形成颗粒有机肥；所述沼气用于所述浆料热水解和所述高压沼气搅拌；所述沼液用于接种新鲜浆料和/或生成植物营养液。

9.根据权利要求8所述的一种热水解-厌氧发酵组合系统处理有机物的方法，其特征在于，步骤c中所述热水解的方法包括，加热温度至160℃～180℃、压力为0.8～1.0MPa，加热50～100min，其中包括10～25min加热、30～50min保压、10～25min泄压。

10.根据权利要求8所述的一种热水解-厌氧发酵组合系统处理有机物的方法，其特征在于，步骤d中所述厌氧发酵过程中添加铁氧化物、针铁矿或铁粉0.2％～1.5％、厌氧发酵沼渣20～35％、煤矸石粉0.2％～1.5％和活性炭0.2％～1.5％，并利用碳酸钙调节浆料至中性。