CN108994048B - 城镇生态环境自愈系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了城镇生态环境自愈系统，包括生活垃圾磁化热裂解模块、一体化污水处理模块、工厂化微藻产业模块、土壤修复剂制作模块和微藻浓缩模块；生活垃圾磁化热裂解模块通过热解炉将垃圾进行24小时热解处理，减量为1/200‑300灰烬排出，后续与藻水混和，用于土壤修复，烟气通过水换热设备，降温至45度，进入烟气处理设备，处理后，进入工厂化微藻产业模块利用，热解产生热量通过水换热系统。本发明具有快速、无害、无剩余、适应性强、占地面积小、资源化、生产微藻浓缩市场前景好、设备先进、能源循环利用、经济效益好等优点，解决了从源头上开展生活垃圾的分捡、回收、利用工程，生活垃圾运营处理费用高的问题。

Description

城镇生态环境自愈系统

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及城镇生态环境自愈系统。

背景技术

目前，我国城乡生活垃圾收集、运输和处理尚处于比较落后的阶段，绝大部分居民生活垃圾采用混合收集，未实行分类收集。混合收集一方面增加了城市垃圾收集和运输的数量，消耗了大量的人力、物力和财力；另一方面增加了城市垃圾处理的技术难度、工程投资和运行费用。从源头上分捡、回收、利用，形成循环经济，有利于城乡垃圾的减量、循环利用和无害化处理。

从源头上分捡、回收、利用，形成循环经济，可避免垃圾处理厂和标准垃圾填埋场建设及垃圾处理运行产生的巨额费用，也可减少重复的运输费用和人力资源的浪费。可以节约用地。由于填埋场填满垃圾后，地层松软并要产生沼气等化学气体，既不能进行建设，也不能种庄稼，地块很长时间不能再使用。因产生垃圾是永远无休止的，垃圾填埋场的建设也是无休止的，将占用大量的土地，同时也给子孙后代留下一个个待爆的“沼气弹”，贻害百姓。可避免产生二次污染。一是城市垃圾填埋场虽有防渗漏措施，但若干年以后防渗漏失效，毒液难免渗漏到地下，造成二次污染地下水。二是乡村的填埋场由于受资金限制，没有采取任何措施，任其毒液渗漏将地下水污染，再加上农村人口众多，产生生活垃圾远大于城市，地下水污染再所难免。

利用千年传承下来的农家肥作为农作物肥料，不仅能使农作物绿色无害，还能解决长期使用化肥造成的土地板结问题，促进土壤结构良性循环。综上所述，从源头上开展生活垃圾的分捡、回收、利用工程，较现在传统的生活垃圾运营处理费用要高，为此，我们提出城镇生态环境自愈系统。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了城镇生态环境自愈系统，具有从源头资源化无害化处理利用小城镇、乡村生活垃圾，节省成本、循环可持续的特点，解决了从源头上开展生活垃圾的分捡、回收、利用工程，生活垃圾运营处理费用高的问题。

本发明提供如下技术方案：城镇生态环境自愈系统，包括生活垃圾磁化热裂解模块、一体化污水处理模块、工厂化微藻产业模块、土壤修复剂制作模块和微藻浓缩模块；

生活垃圾磁化热裂解模块通过热解炉将垃圾进行24小时热解处理，减量为1/200-300灰烬排出，后续与藻水混和，用于土壤修复，烟气通过水换热设备，降温至45度，进入烟气处理设备，处理后，进入工厂化微藻产业模块利用，热解产生热量通过水换热系统，进入工厂化微藻产业模块利用；

一体化污水处理模块将污水处理至工业用水标准，用于生活垃圾热解系统降温及工厂化微藻产业模块用水；污泥经干化后与生活垃圾混和后，投入热解炉处理；

工厂化微藻产业模块，利用热解炉产生的烟气和热能，一体化污水处理模块产生的中水，工业化养殖微藻，净化烟气，合理利用水资源的同时，生产生物医药、能源和化工所需生物原料；

土壤修复剂制作模块将热解灰烬与藻液混和制成富碳土壤修复剂；

微藻浓缩模块把葆水分离浓缩，制作成藻水、浓缩液、藻粉和胜肽等产品。

优选的，所述生活垃圾磁化热裂解模块运作时，先将垃圾及污泥经垃圾转运车运至半地下垃圾收集仓，垃圾由半地下垃圾收集仓推入垃圾压缩存储箱，进行初步分选压缩；在系统控制下，压缩垃圾经带剪切刀的垃圾输送带送至进料仓，进料仓的条状垃圾经螺旋输送机送至磁化低温热分解炉内进行处理。

优选的，所述进料仓的破碎机将垃圾破碎成宽40毫米，长150毫米的条状垃圾，单台储料箱容积20立方米，8台，压缩后比重0.75吨/立方米。

优选的，所述磁化低温热分解炉根据炉内情况开启排渣装置，炉渣由出灰传送带送至可移动储灰箱中，箱体满后由钩臂车将其取出。

优选的，所述生活垃圾磁化热裂解模块运作时通过多循环热排风系统排烟，后续通过烟气电离净化系统处理，用于工厂化微藻产业模块。

优选的，所述垃圾压缩储运箱所产生的渗滤液经渗滤液收集管进行收集，经震动膜污水处理系统处理至中水箱，用于热回收系统。

优选的，所述工厂化微藻产业模块运作时，将纳米电素水设备处理过的自来水处理成弱碱性纳米水，进入烟气电离净化系统，用于烟气分离后纳米无定形碳回收，产出为碳水溶液，多循环热排风系统的烟气通过烟气电离净化系统，将处理后的洁净二氧化碳输往微藻养殖系统，热回收系统中的热水用于微藻养殖系统；养殖的微藻通过藻水分离产出微藻浓缩液；分离出的水则通过净化水系统再次用于微藻养殖系统循环利用。

本发明提供了城镇生态环境自愈系统，具有快速、无害、无剩余、适应性强、占地面积小、资源化、生产微藻浓缩市场前景好、设备先进、能源循环利用、经济效益好等优点，四小时出产品，当天垃圾，当天零污染收集，当天资源化出产品，达到日产日清；全封闭作业，无烟气排放，故无有害废气生成或少生成有害废气；有机物渗滤资源化处理中水回用，处理快速；所有垃圾全部循环利用，处理彻底；城乡生活垃圾、菜市场垃圾、禽畜粪便、餐厨垃圾、建筑垃圾、装修垃圾、医疗垃圾、禽畜病尸、中药行业废弃物、食品行业废弃物、农业废弃物、污水处理处理厂污泥、垃圾渗滤液无害化、无剩余、资源化处理方案；垃圾不落地零污染、无需中转站、收集、清运方案；实现“环境自愈”，解决了从源头上开展生活垃圾的分捡、回收、利用工程，生活垃圾运营处理费用高的问题。

附图说明

图1为本发明运行流程图；

图2为本发明生活垃圾磁化热裂解模块运行流程图；

图3为本发明工厂化微藻产业模块运作流程图。

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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：城镇生态环境自愈系统，包括生活垃圾磁化热裂解模块、一体化污水处理模块、工厂化微藻产业模块、土壤修复剂制作模块和微藻浓缩模块；

生活垃圾磁化热裂解模块通过热解炉将垃圾进行24小时热解处理，减量为1/200-300灰烬排出，后续与藻水混和，用于土壤修复，烟气通过水换热设备，降温至45度，进入烟气处理设备，处理后，进入工厂化微藻产业模块利用，热解产生热量通过水换热系统，进入工厂化微藻产业模块利用；

一体化污水处理模块将污水处理至工业用水标准，用于生活垃圾热解系统降温及工厂化微藻产业模块用水；污泥经干化后与生活垃圾混和后，投入热解炉处理；

工厂化微藻产业模块，利用热解炉产生的烟气和热能，一体化污水处理模块产生的中水，工业化养殖微藻，净化烟气，合理利用水资源的同时，生产生物医药、能源和化工所需生物原料；

土壤修复剂制作模块将热解灰烬与藻液混和制成富碳土壤修复剂；

微藻浓缩模块把葆水分离浓缩，制作成藻水、浓缩液、藻粉和胜肽等产品，生活垃圾磁化热裂解模块运作时，先将垃圾及污泥经垃圾转运车运至半地下垃圾收集仓，垃圾由半地下垃圾收集仓推入垃圾压缩存储箱，进行初步分选压缩；在系统控制下，压缩垃圾经带剪切刀的垃圾输送带送至进料仓，进料仓的条状垃圾经螺旋输送机送至磁化低温热分解炉内进行处理，进料仓的破碎机将垃圾破碎成宽40毫米，长150毫米的条状垃圾，单台储料箱容积20立方米，8台，压缩后比重0.75吨/立方米，磁化低温热分解炉根据炉内情况开启排渣装置，炉渣由出灰传送带送至可移动储灰箱中，箱体满后由钩臂车将其取出，生活垃圾磁化热裂解模块运作时通过多循环热排风系统排烟，后续通过烟气电离净化系统处理，用于工厂化微藻产业模块，垃圾压缩储运箱所产生的渗滤液经渗滤液收集管进行收集，经震动膜污水处理系统处理至中水箱，用于热回收系统，工厂化微藻产业模块运作时，将纳米电素水设备处理过的自来水处理成弱碱性纳米水，进入烟气电离净化系统，用于烟气分离后纳米无定形碳回收，产出为碳水溶液，多循环热排风系统的烟气通过烟气电离净化系统，将处理后的洁净二氧化碳输往微藻养殖系统，热回收系统中的热水用于微藻养殖系统；养殖的微藻通过藻水分离产出微藻浓缩液；分离出的水则通过净化水系统再次用于微藻养殖系统循环利用。

城镇生态环境自愈系统主要由5个模块组成：

生活垃圾磁化热裂解模块：

可处理城乡生活垃圾、菜市场垃圾、禽畜粪便、餐厨垃圾、建筑垃圾、装修垃圾、医疗垃圾、禽畜病尸、中药行业废弃物、食品行业废弃物、农业废弃物、污水处理厂污泥等垃圾，全封闭作业，无烟气排放，故无有害废气生成或少生成有害废气；有机物渗滤资源化处理中水回用，处理快速，可实现垃圾渗滤液无害化、无剩余、垃圾不落地零污染、无需中转站、资源化处理，最终产物为灰烬、烟气、热水；灰烬可同藻水一起制成土壤修复剂；烟气、热水则可以用来工业化微藻养殖，趋零排放，不增加环境负担。

一体化污水处理模块：

一体化污水处理可以有效处理生活污水、工业废水、农业污水，污水可处理成集中式生活饮用水的Ⅲ类水，变废为宝；产出的污泥部分可通过生活垃圾磁化热裂解模块处理，所有垃圾全部循环利用，处理彻底。

工厂化微藻产业模块：

利用生活垃圾磁化热裂解模块产生的烟气、热水及一体化污水处理模块产生的Ⅲ类水来养殖微藻，绿色产品必用厂原料，产出远大于投入，微藻因光合作用效率高、成长快速，由微藻培养的二氧化碳减量效率是一般植物的三十倍以上，运用生物科技与工程技术养殖微藻进行二氧化碳减量，特别是直接引用含二氧化碳的工业废气来养藻减碳，更是值得发展，利用藻类的光合作用捕获与固定二氧化碳，同时转换成各种生物基化工原料，医药原料，生物基饲料等。

土壤修复剂制作模块：

利用生活垃圾磁化热裂解模块产生的灰烬和工厂化微藻产业模块培养出的藻水来制作土壤修复剂，把其转化为可改良土壤的调理剂，达到化害为利、变废为宝的目的，不仅能调节土壤酸碱度，还能为土壤提供钙、镁等营养元素；利用生物技术生产出来的土壤调理剂既能避免化肥对人类的危害，又能保证农业的稳定高产。

微藻浓缩模块：

工厂化微藻产业培养出大量微藻，可制作成藻水、微藻浓缩液、藻粉、胜肽，微藻营养丰富、光合利用度高，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，其在食品、医药、保健、基因工程、液体燃料等领域应用广泛，微藻生产成本低、营养物质丰富、经济效益高、用途广泛的特点，可带来巨大的经济效益。

本发明，适应性强，应用范围广，既能处理处理高热值的垃圾，也能处理低热值的垃圾；既能适用于城乡生活垃圾，也适用于医疗垃圾、危险废弃物等的处理；科学紧凑的立式设计，占地小，重量轻，易布置；独特的结构设计，克服了进料均匀性和连续排渣两大技术难题，确保了运行的稳定性；有害趋零排放，热解气化不同于焚烧，其在低氧或无氧条件下反应，二燃室温度高达1100℃，烟气停留时间超过2s，有效抑制了二噁英等气体的产生，温度场分布独特，降低了设备制造成本，提高了运转可靠性，延长了设备的使用周期，此外，该独特的设计不仅不需要添加辅助燃料，有利于垃圾热解气化，且提高了热效率，气化炉启停操作和维护方便，且可实现自动化控制，运行能耗和成本较低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.城镇生态环境自愈系统，其特征在于：包括生活垃圾磁化热裂解模块、一体化污水处理模块、工厂化微藻产业模块、土壤修复剂制作模块和微藻浓缩模块；

生活垃圾磁化热裂解模块通过热解炉将生活垃圾进行24小时热解处理，减量为1/200-300灰烬排出，后续与藻水混和，用于土壤修复，烟气通过水换热系统，降温至45度，进入烟气处理设备，处理后，进入工厂化微藻产业模块利用，热解产生热量通过水换热系统，进入工厂化微藻产业模块利用；

一体化污水处理模块将污水处理至工业用水标准，用于生活垃圾磁化热裂解模块降温及工厂化微藻产业模块用水；污泥经干化后与生活垃圾混和后，投入热解炉处理；

工厂化微藻产业模块，利用热解炉产生的烟气和热能，一体化污水处理模块产生的中水，工业化养殖微藻，净化烟气，合理利用水资源的同时，生产生物医药、能源和化工所需生物原料；

土壤修复剂制作模块将热解灰烬与藻水混和制成富碳土壤修复剂；

微藻浓缩模块把工厂化微藻产业培养出的大量微藻分离浓缩，制作成藻水、浓缩液、藻粉和胜肽产品。

2.根据权利要求1所述的城镇生态环境自愈系统，其特征在于：所述生活垃圾磁化热裂解模块运作时，先将生活垃圾及污泥经垃圾转运车运至半地下垃圾收集仓，生活垃圾由半地下垃圾收集仓推入垃圾压缩存储箱，进行初步分选压缩；在系统控制下，压缩垃圾经带剪切刀的垃圾输送带送至进料仓，进料仓的条状垃圾经螺旋输送机送至热解炉内进行处理。

3.根据权利要求2所述的城镇生态环境自愈系统，其特征在于：所述进料仓的破碎机将生活垃圾破碎成宽40毫米，长150毫米的条状垃圾，所述垃圾压缩存储箱单台容积20立方米，共设置8台，压缩后比重0.75吨/立方米。

4.根据权利要求2所述的城镇生态环境自愈系统，其特征在于：所述热解炉根据炉内情况开启排渣装置，灰烬由出灰传送带送至可移动储灰箱中，可移动储灰箱体满后由钩臂车将其取出。

5.根据权利要求2所述的城镇生态环境自愈系统，其特征在于：所述生活垃圾磁化热裂解模块运作时通过多循环热排风系统排烟，后续通过烟气电离净化系统处理，用于工厂化微藻产业模块。

6.根据权利要求2所述的城镇生态环境自愈系统，其特征在于：所述垃圾压缩存储箱所产生的渗滤液经渗滤液收集管进行收集，经震动膜污水处理系统处理至中水箱，用于水换热系统。

Images