CN108620418B - 城市固废全量资源化处理与再生利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种城市固废处理系统。该系统采用垃圾分选装置，结合多次发酵工艺，针对筛上物特点进行资源化处理，对筛下物进行高值化利用。本发明有效的解决了生活垃圾前端分类不到位、中端收集困难和终端资源化产品出路难等问题，彻底实现了对生活垃圾进行减量化、无害化和资源化的目的。
Description
技术领域
本发明属于环境治理和修复技术领域，具体涉及一种城市固废全量资源化处理与再生利用系统及方法。
背景技术
城市固体废弃物，又称城市生活垃圾泛指人们在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。城市生活垃圾主要来自城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫、交通运输、工业企业单位及给排水处理污泥等。典型的生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾，包括纸类、金属、塑料、玻璃等；餐厨垃圾，包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物；有害垃圾，包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等；和其它垃圾，包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物。
近年来，日益增多的生活垃圾已经成为世界各国都在亟待解决的问题，我国也不例外。按照现在我国的资源消耗和污染控制水平，污染负荷将增加4-5倍，而且我国生活垃圾的日产出量每年还在以一定的速度递增，如果不作任何处理，将严重污染环境和人体健康，并占用大量的可耕土地，而且还浪费了有用的资源。
常见的生活垃圾处理方法主要包括卫生填埋、焚烧和堆肥。传统的生活垃圾处理系统的工艺路线主要包括：垃圾→板链式定量输送机→筛前手工分选输送机→滚筒式分选筛→筛上物输送机和筛下物一级输送机；筛上物输送机→筛上物分选输送机→除铁分选输送机→筛上物运输至火电厂焚烧发电；筛下物一级输送机→筛下物二级输送机→运输填埋厂→收集填埋场气体(沼气)→用于沼气发电机发电或供居民生活使用；或者，筛下物一级输送机→筛下物二级输送机→运输堆肥厂→加菌种高温堆肥加专用肥效助剂→包装→成品。
上述垃圾处理系统中筛上物主要运输至火电厂焚烧发电，采用这种处理方式垃圾焚烧会造成空气污染并产生地球变暖的温室效应，例如，筛上物焚烧时会向空气中释放的具有恶臭气味及致癌气体“二恶英”以及硫化物；同时，筛上物焚烧前预处理过程也较为复杂，筛上物焚烧后还有大量的废渣仍然需要填埋，同样需要占用土地的问题；另外，投资建厂的成本也较大。而对筛下物进行填埋处理，垃圾减容效果差，占用大量的土地资源，填埋场地受限制较多，选址困难；并且渗滤液治理难度较大，容易对地下水和土质造成污染；同时，沼气的收集和处理难度较大，除了对环境产生污染外，还容易引起爆炸。对筛下物进行简单的堆肥处理，即便是加入菌种，仍然难以克服垃圾处理时间长、减容效果差，并且堆肥生产的肥料效果不及化肥，销量不好等问题。此外，传统的分选方式通常利用人工分选，工作量大、分选时间长，效率较低。并且，现有的垃圾处理技术生活垃圾还存在前端分类不到位、中端收集困难和终端资源化产品出路难等问题。
因此，目前亟需研究开发一种科学、安全、高效、经济、环保的生活垃圾综合治理与资源化利用技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能、环保、高效的生态循环节能系统，该系统能够安全、高效地处理城市固体废物，最大限度地实现城市固体废物的资源化再利用，且能够满足人们对舒适健康环境的居住要求。
为此，本发明第一方面提供了一种城市固废处理系统，其包括垃圾分选单元、垃圾发酵处理单元；所述垃圾分选单元包括垃圾分选装置101，所述垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口1、混合垃圾筛上物出口和混合垃圾筛下物出口2，混合垃圾筛下物出口2通过动力传送装置与垃圾发酵处理单元的发酵原料入口11相连；其中，所述垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口1上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置。
本发明中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置包括原生垃圾/混料菌种混合破碎构件102。
在本发明的一些优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件。
在本发明的另一些优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾料斗(103)、设置在原生垃圾料斗(103)内的含水率监测构件。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括采集含水率监测数据并产生原生垃圾流量和/或混料菌种流量的控制信号的第一伺服控制器。
在本发明的一些实施例中，所述垃圾分选装置还设置有垃圾种类识别构件，其中所述垃圾种类包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃中的一种或几种。
本发明中，所述混合垃圾筛上物出口包括废金属出口121、废塑料出口122、废纸张出口123、废纺织出口124、废木质材料出口125和废玻璃出口126，各出口通过动力传送装置分别独立地与相应的再生处理装置相连接。
根据本发明，所述垃圾发酵处理单元包括至少一级发酵装置，优选所述垃圾发酵处理单元包括至少二级发酵装置，进一步优选所述垃圾发酵处理单元包括二到四级发酵装置。
在本发明的一些实施例中，所述各级发酵装置分别独立地包括发酵隧道、设置在发酵隧道的发酵原料进口处的发酵原料/发酵菌种投料装置和设置在发酵隧道内的通气装置。
在本发明的一些优选的实施例中，所述发酵原料/发酵菌种投料装置包括发酵原料流量控制构件和发酵菌种流量控制构件。
在本发明的一些优选的实施例中，所述各级发酵装置还分别独立地包括设置在发酵隧道内的含水率监测构件和温度监测构件。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，所述发酵装置还包括采集发酵物料含水率监测数据并产生停止发酵的控制信号的发酵开关伺服控制器。
在本发明的另一些进一步优选的实施例中，所述发酵装置还包括采集发酵物料温度的监测数据并产生控制通气量的控制信号的发酵通气量控制伺服控制器。
本发明中，各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物出口处分别独立地设置有发酵产物筛分装置，所述发酵产物筛分装置包括发酵产物筛分构件，发酵产物筛上物出口和发酵产物筛下物出口，发酵产物筛上物出口通过动力传送装置与垃圾分选装置的原生垃圾混料入口(1)相连接。
根据本发明的一些实施例，位于首级发酵装置和次末级发酵装置之间的各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置与位于该级发酵装置下游的下一级发酵装置的发酵原料进口相连接。
根据本发明的另一些实施例，末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置分别独立与各级发酵装置的发酵原料进口、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口、以及发酵产品包装装置的入口相连接。
在本发明的一些优选的实施例中，所述垃圾分选单元还包括设置在垃圾分选装置的原生垃圾混料入口1下游处的预分选垃圾进料装置104。
在本发明的一些优选的实施例中，所述城市固废处理系统还包括氨气/水蒸气回收单元，其包括氨水制备装置和氨水储罐402；优选所述氨水制备装置包括混合气体冷凝装置401，所述混合气体冷凝装置401的发酵混合气入口41通过气体管道与发酵装置的发酵气体出口相连接，所述混合气体冷凝装置401的氨水出口42通过管道与氨水储罐402相连接。
本发明第二方面提供了一种城市固废处理方法，其包括垃圾分选工序、垃圾发酵处理工序，其中，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料进行分选并获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤。
根据本发明方法，所述混料菌种以种子液或以固体粉末状种料的形式加入，优选以固体粉末状种料的形式加入。
在本发明的一些实施例中，基于原生垃圾的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15％-100％(w/w)，优选为30％-80％(w/w)。
在本发明的一些优选的实施例中，所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108CFU/g。
本发明中，所述混料菌种选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种。
本发明中，所述混合垃圾筛上物包括废金属、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃。
根据本发明方法，所述发酵工序包括：
步骤S1，将第i级发酵原料与第i级发酵菌种混合后进行第i级发酵处理，获得第i级发酵垃圾产物；
步骤S2，对第i级发酵垃圾产物进行筛分，获得第i级发酵产物筛上物和第i级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第i级发酵产物筛上物循环返回用作原生垃圾进料；
其中，i为实际发酵级数，其为≤N的自然数；
N为最高发酵级数，N≥1，优选N≥2，进一步优选N＝2-4。
在本发明的一些典型的实施例中，当i＝1时，第i级发酵原料为混合垃圾筛下物；当1＜i≤N时，第i级发酵原料为第i-1级发酵产物筛下物。
在本发明的另一些典型的实施例中，当1≤i＜N时，将第i级发酵产物筛下物用作第i+1级发酵原料；当i＝N时，将第i级发酵产物筛下物作为混料菌种与原生垃圾混合或者作为发酵菌种与发酵原料混合或者作为土壤改良剂进行包装。
本发明中，所述发酵菌种以种子液或者以固体粉末状种料的形式加入，优选以固体粉末状种料的形式加入。
在本发明的一些实施例中，基于发酵原料的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15％-100％(w/w)，进一步优选为30％-80％(w/w)。
在本发明的一些优选的实施例中，所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108CFU/g。
在本发明的一些实施例中，所述发酵的温度为50-120℃。
在本发明的一些实施例中，所述发酵工序的总发酵时间为6-30天。
在本发明的一些实施例中，末级发酵装置的发酵产物的含水率≤33％(w/w)，优选末级发酵装置的发酵产物的含水率≤25％-33％(w/w)。
根据本发明方法，当N≥2时，各级发酵菌种相同或不相同，各自独立地选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种。
在本发明的一些优选的实施例中，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述方法包括水蒸气和氨气回收工序，其包括收集发酵过程产生的氨气和水蒸气混合气体，并对氨气和水蒸气混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
本发明的技术方案是采用智能分选装置，结合多次发酵工艺，针对筛上物特点进行资源化处理，对筛下物进行高值化利用。本发明可有效补充解决生活垃圾前端分类不到位、中端收集困难和终端资源化产品出路难等问题，彻底实现了对生活垃圾进行减量化、无害化和资源化的目的。该发明作为一种变革型节能、环保、安全、高效工艺技术，应用前景广阔。
附图说明
为使本发明容易理解，下面结合附图来说明本发明。
图1是本发明中的城市固体废弃物处理与资源化再利用系统(N级发酵)结构示意图。
图2是本发明中的城市固体废弃物处理与资源化再利用系统(二级发酵)结构示意图。
图3是本发明中的城市固体废弃物处理与资源化再利用系统(三级发酵)结构示意图。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将结合附图详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。
如前所述，传统的生活垃圾处理工艺不尽如人意，存在这样或那样的问题，例如，垃圾焚烧会造成空气污染并产生地球变暖的温室效应，例如，筛上物焚烧时会向空气中释放的具有恶臭气味及致癌气体“二恶英”以及硫化物；同时，筛上物焚烧前预处理过程也较为复杂，筛上物焚烧后还有大量的废渣仍然需要填埋，同样需要占用土地的问题；另外，投资建厂的成本也较大。而对筛下物进行填埋处理，垃圾减容效果差，占用大量的土地资源，填埋场地受限制较多，选址困难；并且渗滤液治理难度较大，容易对地下水和土质造成污染；同时，沼气的收集和处理难度较大，除了对环境产生污染外，还容易引起爆炸。对筛下物进行简单的堆肥处理即便是加入菌种，仍然难以克服垃圾处理时间长、减容效果差，并且堆肥生产的肥料效果不及化肥，销量不好等问题。此外，传统的分选方式通常利用人工分选，工作量大、分选时间长，效率较低；而且现有的垃圾处理技术生活垃圾还存在前端分类不到位、中端收集困难和终端资源化产品出路难等问题。鉴于此，本发明人对于城市固体废弃物的综合治理与资源化再利用进行了大量的研究。
本发明人研究发现，采用智能分选装置，结合多级发酵工艺，可以形成一种节能、环保、高效的生态循环节能系统。该系统能够克服垃圾堆肥处理时间长、干化效果差，臭气污染严重并且堆肥生产的肥料效果腐熟度不高等技术难题；尤其令人意想不到的是，本发明人研究发现，智能分选装置中增设混料组件，用以在分选前将原生垃圾中均匀地混入一定量的菌种，可以对分选后的原生垃圾筛上物产生极好的“自洁”作用，可以抑制臭味、分解油脂、干化脱水，可以大大降低原生垃圾筛上物后续资源化处理的难度，使其更节能，更高效、更清洁；同样，也使得原生垃圾后续发酵处理更节能，更高效、更清洁。本发明正是基于上述发现做出的。
因此，本发明第一方面所涉及的城市固废处理系统如图1所示，该系统可以理解为包括垃圾分选单元、垃圾发酵处理单元的装置或工艺。在该系统中，所述垃圾分选单元包括垃圾分选装置101，所述垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口1、混合垃圾筛上物出口和混合垃圾筛下物出口2，混合垃圾筛下物出口2通过动力传送装置与垃圾发酵处理单元的发酵原料入口11相连；其中，所述垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口1上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置。
本发明中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置包括原生垃圾/混料菌种混合破碎构件102。
在本发明的一些优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件。利用该装置可以实现原生垃圾和混料菌种精准配比进料，并且在进料的同时将垃圾破碎。
在本发明的一些优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾料斗103、设置在原生垃圾料斗103内的含水率监测构件。采用该装置本领域技术人员可以根据原生垃圾的含水率来确定混料菌种用量，并进一步计算原生垃圾和混料菌种的投料比。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括采集含水率监测数据并产生原生垃圾流量和/或混料菌种流量的控制信号的第一伺服控制器。将该装置与前述装置相结合，可以基于原生垃圾含水率实现原生垃圾和混料菌种的投料比的精准自动控制，大大提高系统的工作效率。
本发明中，对于混合破碎构件没有特别的限制，可以是市售或商购的任意混合破碎构件或装置，其功率为100KW以上。
本发明中，对于原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件没有特别的限制，可以是市售或商购的任意原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件或装置。例如，可以采用固体全自动投料装置，并通过调整或控制投料速度实现原生垃圾和混料菌种智能配比投料。
本发明中对于垃圾分选装置没有特别的限制，例如，垃圾分选装置可以是市售或商购的用于垃圾分选的任何智能或自动分选装置或系统，只要能够满足处理量要求即可，所述分选装置也可以是一些具有智能或自动识别和分类分离功能的装置的组合。例如，在本发明的一些实施例中，所述垃圾分选装置还设置有垃圾种类识别构件，其中所述垃圾种类包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃中的一种或几种。
基于上述，本领域技术人员应该能够理解到，本发明中所述混合垃圾筛上物出口并不是指某一个具体的出口，而是指若干垃圾筛上物的出口，例如，所述混合垃圾筛上物出口包括废金属出口121、废塑料出口122、废纸张出口123、废纺织出口124、废木质材料出口125和废玻璃出口126，各出口通过动力传送装置分别独立地与相应的再生处理装置相连接。
在本发明的一些优选的实施例中，所述垃圾分选装置还设置有垃圾流量控制构件。利用该装置，本领域技术人员能够根据处理量调整垃圾流量，从而更好地实现垃圾分选。
本领域技术人员应该了解的是，本发明上述垃圾分选装置属于优选的和典型的智能化(自动的)分选装置。而为灵活操作或生产，一方面，上述垃圾分选装置可以与传统的分选技术或设备，例如，筛分、磁选、风选，甚至人工分选等等结合使用实现垃圾分选；另一方面，也可以将传统的分选技术或设备，例如，筛分、磁选、风选，甚至人工分选等等相结合实现垃圾分选。
本发明中，所述垃圾发酵处理单元包括至少一级发酵装置，优选所述垃圾发酵处理单元包括至少二级发酵装置，进一步优选所述垃圾发酵处理单元包括二到四级发酵装置，更进一步优选所述垃圾发酵处理单元包括三级发酵装置。本发明人研究发现，采用多级发酵系统可以高效脱臭、干化垃圾、高效分解垃圾中的油脂，所获得的发酵筛下物腐熟度高，可实现原生垃圾筛下物中废弃物的逐级有效增值或资源化。
在本发明的一些实施例中，所述各级发酵装置分别独立地包括发酵隧道、设置在发酵隧道的发酵原料进口处的发酵原料/发酵菌种投料装置和设置在发酵隧道内的通气装置。
在本发明的一些具体实施例中，所述通气装置包括供气装置和气体分布器。通过调整和控制通气(鼓风)装置可以实现好氧发酵。
在本发明的一些具体实施例中，所述发酵装置还包括设置在发酵隧道中的搅拌装置，优选机械搅拌装置。
本发明中对用于发酵的“机械搅拌装置”(亦称为机械搅拌器)没有特别的限制，例如，可以是本领域通用的机械搅拌装置，其可以是市售或商购机械搅拌装置，所述机械搅拌装置的功率为100KW以上。
本发明中，所述发酵原料/发酵菌种投料装置包括发酵原料流量控制构件和发酵菌种流量控制构件。这样有利于实现发酵原料和发酵菌种的自动精准配比，提高发酵效率。本发明中对于发酵原料/发酵菌种投料装置没有特别的限制，可以是市售或商购的任意智能或自动配比投料装置；例如，可以采用固体全自动投料装置，并通过调整或控制投料速度实现发酵原料和发酵菌种智能配比投料。
在本发明的一些优选的实施例中，所述各级发酵装置还分别独立地包括设置在发酵隧道内的含水率监测构件和温度监测构件。采用发酵产物含水率检测构件可以准确判断并控制本级发酵的终点，既节能又可以控制发酵产物的营养化，采用温度检测构件可以判断本级发酵过程中的发酵温度，并通过调整通气量来实现温度控制。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，所述发酵装置还包括采集发酵物料含水率监测数据并产生停止发酵的控制信号的发酵开关伺服控制器。
在本发明的另一些进一步优选的实施例中，所述发酵装置还包括采集发酵物料温度的监测数据并产生控制通气量的控制信号的发酵通气量控制伺服控制器。
根据本发明的一些优选的实施方式，在发酵进料前，可以取样检测混合垃圾筛下物的菌密度，并基于此计算发酵原料和发酵菌种的投料比，由此可以降低生产成本，提高发酵过程干化效率。
根据本发明的另一些优选的实施方式，在发酵过程中，可以取样检测发酵物料的有机质含量，并基于此确定是否需要补加有机质以及有机质的补加量，由此提高发酵效率。
本发明中，各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物出口处分别独立地设置有发酵产物筛分装置，所述发酵产物筛分装置包括发酵产物筛分构件，发酵产物筛上物出口和发酵产物筛下物出口，发酵产物筛上物出口通过动力传送装置与垃圾分选装置的原生垃圾混料入口(1)相连接。
根据本发明的一些实施例，位于首级发酵装置和次末级发酵装置之间的各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置与位于该级发酵装置下游的下一级发酵装置的发酵原料进口相连接。
根据本发明的另一些实施例，末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置分别独立与各级发酵装置的发酵原料进口、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口、以及发酵产品包装装置的入口相连接。
本领域技术人员应该了解的是，本发明中附图仅起到示意或说明性作用，例如，虽然本发明的附图中仅示出末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口与第一级发酵装置的发酵原料进口，但是实际上末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置分别独立与各级发酵装置的发酵原料进口相连接。
本发明中对“筛分构件”没有特别的限制，可以是本领域常规筛分装置，例如可以是振动筛。本发明中筛分构件筛孔为80mm、25mm或7mm。
在本发明的一些优选的实施例中，所述垃圾分选单元还包括设置在垃圾分选装置的原生垃圾混料入口1下游处的预分选垃圾进料装置104。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，所述垃圾分选单元还包括预分选垃圾库。
本领域技术人员应该了解的是，本发明中垃圾分选装置分选的原料可以是原生垃圾混料、预分选垃圾、原生垃圾混料和预分选垃圾中的一种或几种。
本发明中对于预分选垃圾没有特别的限制，可以是手工预分选，也可以采用相关设备进行预分选。
在本发明的一些优选的实施例中，所述城市固废处理系统还包括氨气/水蒸气回收单元，其包括氨水制备装置和氨水储罐402；优选所述氨水制备装置包括混合气体冷凝装置401，所述混合气体冷凝装置401的发酵混合气入口41通过气体管道与发酵装置的发酵气体出口相连接，所述混合气体冷凝装置401的氨水出口42通过管道与氨水储罐402相连接。
本发明中对“动力传送装置”没有特别的限制，例如，可以根据需要从本领域通用动力传送装置以及市售或商购动力传送装置中选择使用。
本发明中对“含水率监测构件”(亦称为含水率监测装置或含水率在线监控装置)没有特别的限制，例如，可以是本领域通用含水率在线监测装置，可以是市售或商购含水率在线监测装置。
本发明中对“温度监测构件”(亦称为温度监测装置或温度在线监控装置)没有特别的限制，例如，可以是本领域通用温度在线监测装置，可以是市售或商购温度在线监测装置。
本发明中对于有机质监测方法及设备没有特别的限制，例如，可以是本领域常规有机质检测方法及设备。
本发明中对于菌密度检测方法及设备没有特别的限制，例如，可以是本领域常规菌密度检测方法及设备。
本发明第二方面所涉及的城市固废处理方法包括垃圾分选工序、垃圾发酵处理工序，其中，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料进行分选并获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤。
根据本发明的一些实施方式，在常温常压下，对原生垃圾和混料菌种进行粉碎混合，获得原生垃圾混料。
根据本发明方法，所述混料菌种以种子液或以固体粉末状种料的形式加入，优选以固体粉末状种料的形式加入。
在本发明的一些实施例中，基于原生垃圾的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15％-100％(w/w)，进一步优选为30％-80％(w/w)。
在本发明的一些进一步的实施例中，所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108CFU/g。
本发明中，所述混料菌种选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种。本发明中混料菌种相应的菌株的来源没有特别的限制，例如可以采用商购或市售的方式获得，也可以是使用者筛选的相关菌株。
在本发明的一些实施例中，所述固体粉末状种料是采用混料菌种的相应菌株通过驯化或发酵培养的方式制得。例如，在一些例子中，可以采用本发明发酵过程中的所产生的粒径在25mm以下的发酵产物筛下物作为相应混料菌种的固体粉末状种料与原生垃圾混合，形成含有混料菌种的原生垃圾混料。
在本发明的一些具体的实施例中，所述原生垃圾分选过程还包括收集原生垃圾的步骤。
本发明中，所述混合垃圾筛上物包括废金属、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃；其中，所述废木质材料可以理解为一切木质的材料，优选为竹木。
根据本发明的一些实施方式，城市固废处理方法还包括垃圾筛上物资源化处理工序，这可以理解为混合垃圾筛上物再生利用处理工序或资源化处理过程包括将垃圾分选获得的金属废料、废塑料、废纸、废纺料、废木质材料和废玻璃分别送去进行再生处理。
根据本发明的一些实施方式，所述发酵处理工序包括：
步骤S1，将第i级发酵原料与第i级发酵菌种混合后进行第i级发酵处理，获得第i级发酵垃圾产物；
步骤S2，对第i级发酵垃圾产物进行筛分，获得第i级发酵产物筛上物和第i级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第i级发酵产物筛上物循环返回用作原生垃圾进料；
其中，i为实际发酵级数，其为≤N的自然数；
N为最高发酵级数，N≥1，优选N≥2，更为优选地N＝2-4，进一步更为优选地，N＝3。
在本发明的一些具体实施例中，当i＝1时，第i级发酵原料为混合垃圾筛下物；当1＜i≤N时，第i级发酵原料为第i-1级发酵产物筛下物。
在本发明的一些具体实施例中，当1≤i＜N时，将第i级发酵产物筛下物用作第i+1级发酵原料；当i＝N时，将第i级发酵产物筛下物作为原菌用作混料菌种与原生垃圾混合或者用作发酵菌种与发酵原料混合，或者作为土壤改良剂进行包装。
本领域技术人员应该了解的是，所述“最高发酵级数N”是指发酵单元所含串联的发酵装置总级数，第N级发酵装置是指位于串联发酵装置最末端的最后一级发酵装置，即末级发酵装置；相应的“实际发酵级数”则是指1-N之间的顺序发酵级数。
容易理解，上述步骤S1-S3则是指本发明的发酵处理过程的多级发酵处理过程中的代表性的步骤，或者说是通用步。例如，当N＝1时，所述发酵处理过程为一级发酵处理，所述发酵处理包括：
步骤S1，将混合垃圾筛下物与第一级发酵菌种混合后进行第一级发酵处理，获得第一级垃圾发酵产物；
步骤S2，对第一级垃圾发酵产物进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第一级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料成分；
步骤S4，将第一级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
又如，当N＝2时，所述发酵处理过程为二级发酵处理，所述发酵处理包括：
步骤S1，将混合垃圾筛下物与第一级发酵菌种混合后进行第一级发酵处理，获得第一级发酵产物；
步骤S2，对第一级发酵产物进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第一级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S4，将第一级发酵产物筛下物与第二级发酵菌种混合后进行第二级发酵处理，获得第二级发酵产物；
步骤S5，对第二级发酵产物进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤S6，将第二级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S7，将第二级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
再如，当N＝3时，所述发酵处理过程为三级发酵处理，所述发酵处理包括：
步骤S1，将混合垃圾筛下物与第一级发酵菌种混合后进行第一级发酵处理，获得第一级发酵产物；
步骤S2，对第一级发酵产物进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第一级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S4，将第一级发酵产物筛下物与第二级发酵菌种混合后进行第二级发酵处理，获得第二级发酵产物；
步骤S5，对第二级垃圾发酵产物进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤S6，将第二级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S7，将第二级发酵筛下物与第三级发酵菌种混合后进行第三级发酵处理，获得第三级垃圾发酵产物；
步骤S8，对第三级发酵产物进行筛分，获得第三级发酵产物筛上物和第三级发酵产物筛下物；
步骤S9，将第三级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S11，将第三级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
当N＝4时，所述发酵处理包括：
步骤S1，将混合垃圾筛下物与第一级发酵菌种混合后进行第一级发酵处理，获得第一级发酵产物；
步骤S2，对第一级发酵产物进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第一级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料成分；
步骤S4，将第一级发酵产物筛下物与第二级发酵菌种混合后进行第二级发酵处理，获得第二级发酵产物；
步骤S5，对第二级垃圾发酵产物进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤S6，将第二级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S7，将第二级发酵一级筛下物与第三级发酵菌种混合后进行第三级发酵处理，获得第三级垃圾发酵产物；
步骤S8，对第三级发酵产物进行筛分，获得第三级发酵产物筛上物和第三级发酵产物筛下物；
步骤S9，将第三级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S10，将第三级发酵一级筛下物与第四级发酵菌种混合后进行第四级发酵处理，获得第四级垃圾发酵产物；
步骤S11，对第四级发酵产物进行筛分，获得第四级发酵产物筛上物和第四级发酵产物筛下物；
步骤S12，将第四级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤S13，将第三级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
根据本发明方法，所述发酵菌种以种子液或者以固体粉末状种料的形式加入，优选以固体粉末状种料的形式加入。
在本发明的一些实施例中，基于发酵原料的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15％-100％(w/w)，进一步优选为30％-80％(w/w)。
在本发明的一些进一步的实施例中，所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108CFU/g。
本发明中所述的发酵为好氧发酵和/或厌氧发酵，优选为好氧发酵。
由于本发明中发酵过程中所使用的菌均为好氧嗜热菌，在混合垃圾筛下物发酵过程中会产生大量的热，造成发酵隧道内温度上升，通过调整通气量或通过调整通气量并翻槽，优选通过调整通气量可以降温，由此实现温控。在本发明的一些实施例中，所述发酵的温度为50-120℃。
在本发明的一些实施例中，所述发酵工序的总发酵时间为6-30天。
容易理解，所述发酵工序的总发酵时间是指各级发酵装置发酵的时间的总和。本发明中各级发酵可以根据发酵产物含水率、温度和颜色来决定发酵终止时间。例如，当发酵产物含水率低于30％(w/w)，即可停止发酵。
在本发明的一些实施例中，第N级(末级)发酵装置的发酵产物的含水率≤25％-33％(w/w)，优选第N级发酵装置的发酵产物的含水率≤25％-30％(w/w)。
在本发明的一些实施例中，当N≥2时，亦即发酵单元含有串联的两级以上的发酵装置时，各级发酵菌种相同或不相同，各自独立地选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种。本发明中对发酵菌种相应的菌株的来源没有特别的限制，例如可以采用商购或市售的方式获得，也可以是使用者筛选的相关菌株。
在本发明的一些实施例中，所述用作发酵菌种的固体粉末状种料是采用发酵菌种的相应菌株通过驯化或发酵培养的方式制得。例如，在一些例子中，可以采用本发明发酵过程中的所产生的粒径在25mm以下的发酵产物筛下物作为相应的发酵菌种的固体粉末状种料用于发酵。
在本发明的一些优选的实施例中，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些优选的实施例中，所述方法包括水蒸气和氨气回收工序，其包括对氨气和水蒸气混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
基于上文中的内容不难理解，本发明所提供的城市固废处理系统及方法实际上是城市固废全量资源化处理与再生利用系统及方法。所述全量一词是指对包括原生垃圾和/或预分选垃圾在内的所有垃圾的及其所含的成分进行处理、高值化及再生利用。
本领域技术人员应该了解的是，在所提供的城市固废处理方法中，原生垃圾分选过程分别与原生垃圾筛上物资源化处理过程和原生垃圾筛下物发酵处理过程属于连续过程，例如，在一些实施例中，当N＝2时，所述发酵处理过程为二级发酵处理，城市固废处理方法包括：
步骤T1，收集原生垃圾；
步骤T2，原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料；
步骤T3，对垃圾混料或垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物；
步骤T4，将混合垃圾筛下物与第一级发酵菌种混合后进行第一级发酵处理，获得第一级发酵产物；
步骤T5，对第一级发酵产物进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤T6，将第一级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤T7，将第一级发酵产物筛下物与第二级发酵菌种混合后进行第二级发酵处理，获得第二级发酵产物；
步骤T8，对第二级垃圾发酵产物进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤T9，将第二级发酵产物筛上物循环返回用作垃圾分选装置的原生垃圾混料进料；
步骤T10，将第二级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
所述城市固废处理方法还包括原生垃圾筛上物资源化处理步骤：将原生垃圾筛上物，即分选获得的金属废料、废塑料、废纸、废纺料、废木质材料、废玻璃分别送去进行资源化处理，获得相应的再生产物。
所述城市固废处理方法还包括水蒸气和氨气回收工序，其包括收集各级发酵过程产生的氨气和水蒸气混合气体，并对氨气和水蒸气混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
本领域技术人员还应该了解的是，一方面，本发明所提供的城市固废处理系统可以理解为用于实现本发明中的城市固废处理方法的装置；另一方面，本发明所提供的城市固废处理方法可以理解为利用本发明中的城市固废处理系统进行城市固废处理的方法。
例如，图2为本发明中的城市固废处理结构示意图。从图2可以看出，所述城市固废处理系统包括垃圾分选单元、垃圾发酵处理单元；所述垃圾分选单元包括垃圾分选装置101，所述垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口1、混合垃圾筛上物出口和混合垃圾筛下物出口2，混合垃圾筛下物出口2通过动力传送装置与垃圾发酵处理单元的发酵原料入口11相连；其中，所述垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口1上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置。
所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置包括原生垃圾/混料菌种混合破碎构件102；所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件(图中未示出)。
所述混合垃圾筛上物出口包括废金属出口121、废塑料出口122、废纸张出口123、废纺织出口124、废木质材料出口125和废玻璃出口126，各出口通过动力传送装置分别独立地与相应的再生处理装置相连接。
所述筛下物发酵单元包括第一级发酵装置和第二级发酵装置，各级发酵装置包括发酵隧道、设置在发酵隧道的发酵原料进口处的发酵原料/发酵菌种投料装置(图中未示出)和设置在发酵隧道内的通气装置(图中未示出)和搅拌器(图中未示出)；所述各级发酵装置还分别独立地包括设置在发酵隧道内的含水率监测构件(图中未示出)、温度监测构件(图中未示出)；所述发酵原料/发酵菌种投料装置包括发酵原料流量控制构件和发酵菌种流量控制构件。
一级发酵隧道201的发酵产物出口12处设置有一级发酵产物筛分构件202，一级发酵产物筛上物出口13和一级发酵产物筛下物出口14，一级发酵产物筛上物出口13通过动力传送装置与原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的原生垃圾的入口1相连接，一级发酵产物筛下物出口14通过动力传送装置与二级发酵装置的发酵原料进口21相连接。
二级发酵隧道203的发酵产物出口22处设置有发酵产物筛分构件202，二级发酵产物筛上物出口23和二级发酵产物筛下物出口24，二级发酵产物筛上物出口23通过动力传送装置与原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的原生垃圾的入口1相连接，二级发酵产物筛下物出口24通过动力传送装置分别一级发酵装置的发酵原料进口11、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口3、以及发酵产品包装装置的入口相连接。
在一些实施例中，利用图2所示的城市固废处理系统进行城市固废处理的方法包括：
步骤T1，收集原生垃圾；
步骤T2，启动原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置，原生垃圾和混料菌种进入原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置后，在常温常压下破碎混合，获得垃圾混料；
步骤T3，对垃圾混料或垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物；
步骤T4，将混合垃圾筛下物通过动力传送装置和发酵原料/发酵菌种投料装置经由发酵原料进口11进入第一级发酵装置的发酵隧道201，通过搅拌与第一级发酵菌种混合均匀后，启动通气装置并在50-120℃进行第一级发酵处理，发酵7天后，获得第一级发酵产物；
步骤T5，第一级发酵产物进入第一级垃圾发酵产物筛分构件202进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤T6，第一级发酵产物筛上物通过动力传送装置循环返返回作为垃圾分选装置的原生垃圾进料进行步骤T3的操作；
步骤T7，第一级发酵产物筛下物通过动力传送装置和发酵原料/发酵菌种投料装置经由发酵原料进口进入第二级发酵装置的发酵隧道203，通过搅拌与第二级发酵菌种混合均匀后，启动通气装置并在50-120℃进行第二级发酵处理，发酵21天后，获得第二级发酵产物；
步骤T8，第二级发酵产物进入第二级垃圾发酵产物筛分构件204进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤T9，第二级发酵产物筛上物通过动力传送装置循环返返回作为垃圾分选装置的原生垃圾进料进行步骤T3的操作；
步骤T10，将第二级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
所述城市固废处理方法还包括对原生垃圾筛上物进行资源化处理的步骤，原生垃圾筛上物，金属废料、废塑料、废纸、废纺料、废木质材料、废玻璃分别通过废金属出口121、废塑料出口122、废纸张出口123、废纺织出口124、废木质出口125和废玻璃出口126通过动力传送装置分别进入相应的精细处理装置进行资源化处理。
所述城市固废处理方法还包括水蒸气和氨气回收工序，其包括从各级发酵装置收集各级发酵过程产生的氨气和水蒸气混合气体输送到氨气/水蒸汽冷凝装置401进行冷凝处理获得氨水，并输送至氨水储罐402进行储存。
本发明所述用语“上游”是指沿着物流方向，位于或者靠近物流起始端的位置称为“上游”；相应地，沿着物流方向，位于或者靠近物流终端的位置称为“下游”。
本发明中所述用语“原生垃圾混料”是指由原生垃圾和混料菌种(原菌)混合或混合破碎后获得的混合物料。
本发明所用术语“干化”是指通过菌的作用或高温的作用将垃圾物料中的水分分离、蒸干或脱除。
本发明中所用术语“城市固废”与“城市固体废弃物”、“城市固体废物”、“城市生活垃圾”和“生活垃圾”可以互换使用。
本发明中所用术语“废弃物”与“废物”和“垃圾”可以互换使用。
本发明中所述用语“自动分选装置”亦称为“智能分选装置”，是指通过非人工的、自动控制装置实现分选的装置。
本发明所述用语“资源化”是指将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用。资源化是循环经济的重要内容。
本发明所述用语“资源化处理”亦称为“精细化处理”，是指分别单独对废金属、废塑料、废纸张、废纺织、废木质和废玻璃进行进一步处理，使其循环再利用，例如，废塑料制作塑料颗粒、废旧纺织品制作PET合金或废旧纸张制作再生纸等等。
本发明所述用语“垃圾减量化”是指大多废物疏松膨胀，体积庞大，不但增加运输成本费用，而且占用堆填场地大，基于此将固体废物压缩或者液体废物浓缩，或将废物无害焚化处理，烧成灰烬，使体积缩小至1/10以下，以便运输堆填。
本发明所述用语“原生垃圾”(raw refuse)是指未经任何处理的原状态垃圾。
本发明中所述“末级发酵装置”是指位于串联发酵装置最末端的最后一级发酵装置。类似地，“次末级发酵装置”则是指位于串联发酵装置最末端的最后一级发酵装置之前的那一级发酵装置，也就是倒数第二级发酵装置。
本发明中所述用语“连接”是指两个装置之间相连连通，且可以通过节流或阻断装置使其处于连通或关闭或断开状态。
本发明的城市固废处理系统的处理量为2000-4000吨/天，优选为2000吨/天。通过并列设置可以扩大处理量。
采用本发明的装置和方法所制备的发酵产物满足我国有机肥料的农业行业标准NY525-2012的要求。可以用作土壤改良剂和/或肥料。
实施例
实施例1：
图3为是本发明中的城市固废处理结构示意图。从图3可以看出，所述城市固废处理系统包括垃圾分选单元、垃圾发酵处理单元；所述垃圾分选单元包括垃圾分选装置101，所述垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口1、混合垃圾筛上物出口和混合垃圾筛下物出口2，混合垃圾筛下物出口2通过动力传送装置与垃圾发酵处理单元的发酵原料入口11相连；其中，所述垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口1上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置。
所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置包括原生垃圾/混料菌种混合破碎构件102；所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件(图中未示出)。
所述混合垃圾筛上物出口包括废金属出口121、废塑料出口122、废纸张出口123、废纺织出口124、废木质材料出口125和废玻璃出口126，各出口通过动力传送装置分别独立地与相应的再生处理装置相连接。
所述筛下物发酵单元包括第一级发酵装置、第二级发酵装置和第三级发酵装置，各级发酵装置包括发酵隧道、设置在发酵隧道的发酵原料进口处的发酵原料/发酵菌种投料装置和设置在发酵隧道内的通气装置和搅拌器；所述各级发酵装置还分别独立地包括设置在发酵隧道内的含水率监测构件、温度监测构件；所述发酵原料/发酵菌种投料装置包括发酵原料流量控制构件和发酵菌种流量控制构件。
一级发酵隧道201的发酵产物出口12处设置有一级发酵产物筛分构件202，一级发酵产物筛上物出口13和一级发酵产物筛下物出口14，一级发酵产物筛上物出口13通过动力传送装置与原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的原生垃圾的入口1相连接，一级发酵产物筛下物出口14通过动力传送装置与二级发酵装置的发酵原料进口21相连接。
二级发酵隧道203的发酵产物出口22处设置有发酵产物筛分构件202，二级发酵产物筛上物出口23和二级发酵产物筛下物出口24，二级发酵产物筛上物出口23通过动力传送装置与原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的原生垃圾的入口1相连接，二级发酵产物筛下物出口24通过动力传送装置与三级发酵装置的发酵原料进口31相连接。
三级发酵隧道205的发酵产物出口32处设置有发酵产物筛分构件206，二级发酵产物筛上物出口33和二级发酵产物筛下物出口34，二级发酵产物筛上物出口33通过动力传送装置与原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的原生垃圾的入口1相连接，三级发酵产物筛下物出口34通过动力传送装置分别一级发酵装置的发酵原料进口11、二级发酵装置的发酵原料进口11、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口3、以及发酵产品包装装置的入口相连接。
利用图3所示的城市固废处理系统进行城市固废处理的方法包括：
步骤T1，收集原生垃圾；
步骤T2，启动原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置，原生垃圾和混料菌种进入原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置后，在常温常压下破碎混合，获得垃圾混料；
步骤T3，对垃圾混料或垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物；
步骤T4，将混合垃圾筛下物通过动力传送装置和发酵原料/发酵菌种投料装置经由发酵原料进口11进入第一级发酵装置的发酵隧道201，通过搅拌与第一级发酵菌种混合均匀后，启动通气装置并在50-120℃进行第一级发酵处理，发酵7天后，获得第一级垃圾发酵产物；
步骤T5，第一级垃圾发酵产物进入第一级垃圾发酵产物筛分构件202进行筛分，获得第一级发酵产物筛上物和第一级发酵产物筛下物；
步骤T6，第一级发酵产物筛上物通过动力传送装置循环返返回作为垃圾分选装置的原生垃圾进料进行步骤T3的操作；
步骤T7，第一级发酵产物筛下物通过动力传送装置和发酵原料/发酵菌种投料装置经由发酵原料进口进入第二级发酵装置的发酵隧道203，通过搅拌与第二级发酵菌种混合均匀后，启动通气装置并在50-120℃进行第二级发酵处理，发酵21天后，获得第二级发酵产物；
步骤T8，第二级发酵产物进入第二级垃圾发酵产物筛分构件204进行筛分，获得第二级发酵产物筛上物和第二级发酵产物筛下物；
步骤T9，第二级发酵产物筛上物通过动力传送装置循环返返回作为垃圾分选装置的原生垃圾进料进行步骤T3的操作；
步骤T10，第二级发酵产物筛下物通过动力传送装置和发酵原料/发酵菌种投料装置经由发酵原料进口31进入第三级发酵装置的发酵隧道205，通过搅拌与第三级发酵菌种混合均匀后，启动通气装置并在30-120℃进行第三级发酵处理，获得第三级发酵产物；
步骤T11，第三级发酵产物进入第三级垃圾发酵产物筛分构件206进行筛分，获得第三级发酵产物筛上物和第三级发酵产物筛下物；
步骤T12，第三级发酵产物筛上物通过动力传送装置循环返回作为垃圾分选装置的原生垃圾进料进行步骤T3的操作；
步骤T13，将第二级发酵产物筛下物用作混料菌种或发酵菌种进料或作为土壤改良剂进行包装和/或贮存。
所述城市固废处理方法还包括对原生垃圾筛上物进行资源化处理的步骤：原垃圾筛上物，金属废料、废塑料、废纸、废纺料、废木质材料、废玻璃分别通过废金属出口、废塑料出口、废纸张出口、废纺织出口、废木质出口和废玻璃出口出口通过动力传送装置分别进入相应的精细处理装置进行资源化处理。
所述城市固废处理方法还包括水蒸气和氨气回收工序，其包括从各级发酵装置收集各级发酵过程产生的氨气和水蒸气混合气体输送到氨气/水蒸汽冷凝装置401进行冷凝处理获得氨水，并输送至氨水储罐402进行储存。
经检测，本实施例中第三级垃圾发酵产物二级筛下物满足我国《有机肥料的农业行业标准》(NY525-2012)的要求。可以用作肥料和/或土壤改良剂。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (7)
1.一种城市固废处理系统，其包括垃圾分选单元、垃圾发酵处理单元；所述垃圾分选单元包括垃圾分选装置（101），所述垃圾分选装置（101）设置有原生垃圾混料入口（1）、混合垃圾筛上物出口和混合垃圾筛下物出口（2），混合垃圾筛下物出口（2）通过动力传送装置与垃圾发酵处理单元的发酵原料入口（11）相连；其中，所述垃圾分选装置（101）的原生垃圾混料入口（1）上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置；
所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置包括原生垃圾/混料菌种混合破碎构件（102）；所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾流量控制构件和混料菌种流量控制构件；所述原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置还包括原生垃圾料斗（103）、设置在原生垃圾料斗（103）内的含水率监测构件；
所述垃圾分选装置还设置有垃圾种类识别构件，其中所述垃圾种类包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃；所述混合垃圾筛上物出口包括金属废料出口（121）、废塑料出口（122）、废纸张出口（123）、废纺织出口（124）、废木质材料出口（125）和废玻璃出口（126），各出口通过动力传送装置分别独立地与相应的再生处理装置相连接；
所述垃圾发酵处理单元包括三级发酵装置；
各级发酵装置分别独立地包括发酵隧道、设置在发酵隧道的发酵原料进口处的发酵原料/发酵菌种投料装置和设置在发酵隧道内的通气装置；各级发酵装置还分别独立地包括设置在发酵隧道内的含水率监测构件、温度监测构件；所述发酵原料/发酵菌种投料装置包括发酵原料流量控制构件和发酵菌种流量控制构件；
各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物出口处分别独立地设置有发酵产物筛分装置，所述发酵产物筛分装置包括发酵产物筛分构件、发酵产物筛上物出口、发酵产物筛下物出口，发酵产物筛上物出口通过动力传送装置与垃圾分选装置的原生垃圾混料入口（1）相连接；位于首级发酵装置和次末级发酵装置之间的各级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置与位于该级发酵装置下游的下一级发酵装置的发酵原料进口相连接；末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口通过动力传送装置分别独立与各级发酵装置的发酵原料进口、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口、以及发酵产品包装装置的入口相连接。
2.根据权利要求1所述的城市固废处理系统，其特征在于；所述垃圾分选单元还包括设置在垃圾分选装置的原生垃圾混料入口（1）下游处的预分选垃圾进料装置（104）；所述城市固废处理系统还包括氨气回收单元/水蒸气回收单元，所述氨气回收单元包括氨水制备装置和氨水储罐（402）；所述氨水制备装置包括混合气体冷凝装置（401），所述混合气体冷凝装置（401）的发酵混合气入口（41）通过气体管道与发酵装置的发酵气体出口相连接，所述混合气体冷凝装置（401）的氨水出口（42）通过管道与氨水储罐（402）相连接。
3.一种城市固废处理方法，其包括垃圾分选工序、垃圾发酵处理工序，其中，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料进行分选并获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤；
所述混料菌种以固体粉末状种料的形式加入；基于原生垃圾的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15%-100%（w/w）；所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108 CFU/g；所述混料菌种选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种；所述混合垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织、废木质材料和废玻璃；
所述垃圾发酵处理工序包括：
步骤S1，将第i级发酵原料与第i级发酵菌种混合后进行第i级发酵处理，获得第i级发酵垃圾产物；
步骤S2，对第i级发酵垃圾产物进行筛分，获得第i级发酵产物筛上物和第i级发酵产物筛下物；
步骤S3，将第i级发酵产物筛上物循环返回用作原生垃圾进料；
其中，i为实际发酵级数，其为≤N的自然数；
N为最高发酵级数，N≥2；
当i=1时，第i级发酵原料为混合垃圾筛下物；当1＜i≤N时，第i级发酵原料为第i-1级发酵产物筛下物；
当1≤i＜N时，将第i级发酵产物筛下物用作第i+1级发酵原料；当i=N时，将第i级发酵产物筛下物作为混料菌种与原生垃圾混合或者作为发酵菌种与发酵原料混合或者作为土壤改良剂进行包装。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发酵菌种以固体粉末状种料的形式加入；基于发酵原料的总重量计，所述固体粉末状种料的加入量为15%-100%（w/w）；所述固体粉末状种料的菌密度≥2×108 CFU/g。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵的温度为50-120℃；所述垃圾发酵处理工序的总发酵时间为6-30天；和/或，末级发酵装置的发酵产物的含水率≤33%（w/w）；当N≥2时，各级发酵菌种相同或不相同，各自独立地选自枯草芽孢杆菌、光合菌、放线菌、分解菌、芽孢杆菌和乳酸菌中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述垃圾分选工序包括：对由原生垃圾和混料菌种粉碎混合形成的垃圾混料和预分选垃圾进行分选获得混合垃圾筛上物和混合垃圾筛下物的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括水蒸气和氨气回收工序，其包括收集发酵过程产生的氨气和水蒸气混合气体，并对氨气和水蒸气混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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