CN109127685A - 基于全生命周期的城市固体废弃物处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于全生命周期的城市固体废弃物处理系统。该系统将原生垃圾处理工艺与矿化垃圾处理工艺有机结合，分别针对原生垃圾和矿化垃圾筛上物特点进行资源化处理，分别针对原生垃圾和矿化垃圾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，彻底实现了对城市固体废物进行减量化、无害化和资源化的目的。同时，本发明在垃圾处理的整个生命周期过程中加强了可回收品的循环和再利用，将整个过程的环境影响降为最小。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处理与资源化再利用技术领域，具体涉及一种基于全生命周期的城市固体废物处理系统及方法。
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、卫生间废纸张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温室气体，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。对筛下物进行简易堆肥，对周边环境产生污染，堆肥周期长，堆肥产品不理想。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，现有的垃圾处理方式仍然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弃物，最大限度地实现城市固体废弃物的资源化再利用，且能够满足人们对舒适健康环境的居住要求。
本发明第一方面提供了一种城市固体废物处理系统，其包括原生垃圾分选子系统、垃圾填埋子系统、矿化垃圾分选子系统和可燃冰制备子系统；其中：所述原生垃圾分选子系统包括原生垃圾分选装置101，所述原生垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口11、原生垃圾筛上物出口和原生垃圾筛下物出口13；所述矿化垃圾分选子系统包括矿化垃圾分选装置501，所述矿化垃圾分选装置501设置有矿化垃圾进料口51、矿化垃圾筛上物出口和矿化垃圾筛下物出口；所述可燃冰制备子系统包括可燃冰制备装置701，以及分别与可燃冰制备装置701相连的垃圾填埋气提纯装置702、渗滤液净化装置703和可燃冰贮罐704。
本发明中，所述垃圾填埋子系统包括至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元。
在本发明的一些实施例中，所述垃圾填埋子系统的各单元分别独立地设置有垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口。
进一步地，所述垃圾填埋子系统的各单元以彼此并列的方式且通过各自的垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口分别与原生垃圾分选装置101的原生垃圾筛下物出口13、矿化垃圾分选装置501的矿化垃圾进料口51、垃圾填埋气提纯装置702和渗滤液净化装置703相连接。
根据本发明的一些实施方式，所述可燃冰制备装置(701)包括依次设置的气体压缩设备711、鼓泡式结晶反应器713和固液分离器715，在鼓泡式结晶反应器713的供水口721还连接有水的预冷加压设备，所述气体压缩设备711与填埋气提纯装置相连，所述水的预冷加压设备与渗滤液净化装置703相连，所述固液分离器715与可燃冰贮罐704相连。
本发明中，所述鼓泡式结晶反应器为多相多段型鼓泡式结晶反应器。
在本发明的一些优选的实施例中，在气体压缩设备711和鼓泡式反应结晶器713之间还设置有气体预冷设备712。
在本发明的一些优选的实施例中，在鼓泡式结晶反应器713和固液分离器715之间还设置有调晶器714。
根据本发明的一些实施方式，所述系统还包括资源化利用子系统，其包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料再生处理装置。
在本发明的一些实施例中，所述原生垃圾分选装置还设置有原生垃圾种类识别构件，相应地，所述原生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、废纺织物出口124、废木质材料出口125、废玻璃出口126和废无机骨料出口127，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接。
在本发明的一些实施例中，所述矿化垃圾分选装置还设置有矿化垃圾种类识别构件，相应地，所述矿化垃圾筛上物出口包括废金属出口521、废塑料出口522、废纺织物出口523、废木质材料出口524和废玻璃出口525，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接。
在本发明的一些实施例中，所述原生垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口11上游处设置有原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置。
在本发明的一些实施例中，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；优选所述原生垃圾/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；进一步优选所述原生垃圾/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。
根据本发明的一些实施方式，所述系统还包括与原生垃圾筛下物出口13相连的垃圾发酵处理子系统，所述垃圾发酵处理子系统包括至少一级发酵装置，优选所述垃圾发酵处理子系统包括至少二级发酵装置，进一步优选所述垃圾发酵处理子系统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；优选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；优选所述发酵原料/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。
在本发明的一些实施例中，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原生垃圾分选装置的原生垃圾混料入口11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、发酵产品包装装置的入口相连接。
根据本发明的一些实施方式，所述原生垃圾分选子系统还包括设置在原生垃圾分选装置的原生垃圾混料入口11下游处的预分选垃圾进料装置104。
在本发明的一些优选实施例中，所述城市固体废物处理系统还包括氨气/水蒸汽回收子系统，其包括氨水制备装置和氨水储罐402；优选地，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。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括矿化垃圾筛下物处理子系统，其包括分别与腐殖土出口531，以及与末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口相连接的配制有机肥和/或土壤改良剂装置，以及将废无机骨料出口532与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接的废无机骨料动力传送装置533。
本发明第二方面提供了一种城市固体废物处理方法，其包括垃圾填埋工序和可燃冰制备工序；其中，所述垃圾填埋工序包括：
步骤A，将原生垃圾筛下物输送到垃圾填埋单元进行填埋；
步骤B，当填埋气体能够稳定地收集时，从其中提取垃圾填埋气，形成集气单元；
步骤C，集气单元的垃圾填埋气收集完成并封场，且其中填埋垃圾完全矿化后，进行矿化垃圾开挖，形成矿化垃圾开挖单元；
步骤D，矿化垃圾开挖完成后，所获得的空置填埋单元重新用于步骤A进行垃圾填埋，重复步骤A到D。
本发明中，所述垃圾填埋工序同时使用至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元。
根据本发明方法，所述可燃冰制备工序包括
步骤K，净化垃圾填埋气，并压缩所获得的甲烷气；
步骤L，净化渗滤液并降温加压制备高压水流；
步骤M，将压缩后的甲烷气雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料；
步骤N，甲烷水合物浆料经过固液分离处理获得可燃冰产品。
本发明中，所述净化垃圾填埋气包括对垃圾填埋气进行脱硫、脱氧和脱碳处理。
在本发明的一些优选的实施例中，在步骤M中，将压缩后的甲烷气预冷后雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料。
在本发明的一些优选的实施例中，选在步骤N中，将甲烷水合物浆料经过调晶处理、固液分离处理获得可燃冰产品。
根据本发明方法，所述方法还包括原生垃圾分选工序、矿化垃圾分选工序和资源化处理工序。
根据本发明的一些实施方式，所述原生垃圾分选工序包括：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原生垃圾筛上物和原生垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些实施例中，所述原生垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或多种。
在本发明的另一些实施例中，所述原生垃圾筛下物包括有机质。
根据本发明的一些实施方式，所述矿化垃圾分选工序包括：对来自矿化垃圾开挖单元的矿化垃圾进行分选并获得矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些实施例中，所述矿化垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纺织物、废木质材料和废玻璃中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，所述矿化垃圾筛下物包括腐殖土和废无机骨料。
根据本发明的一些实施方式，所述资源化处理工序包括对于金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或多种分别进行再生利用处理的步骤。
根据本发明方法，所述方法包括对原生垃圾筛下物进行发酵处理的所述发酵工序，其包括：
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原菌用于配制土壤改良剂或有机肥。
在本发明的一些实施方式中，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。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括水蒸汽和氨气回收工序，其包括收集发酵过程产生的氨气和水蒸汽混合气体，并对氨气和水蒸汽混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括将腐殖土与作为原菌的末级发酵产物筛下物混合配制有机肥和/或土壤改良剂的工序。
本发明的技术方案将原生垃圾处理工艺与陈腐垃圾处理工艺有机结合，分别针对原生垃圾和矿化垃圾筛上物特点进行资源化处理，分别针对原生垃圾和矿化垃圾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，彻底实现了对城市固体废物进行减量化、无害化和资源化的目的。同时，本发明在垃圾处理的整个生命周期过程中加强了可回收品的循环和再利用，将整个过程的环境影响降为最小。
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是本发明中的基于全生命周期的城市固体废弃物处理与资源化再生利用系统结构示意图。
图2是本发明中可燃冰制备装置结构示意图。
图3是本发明中的基于全生命周期的城市固体废弃物处理与资源化再生利用系统(二级发酵)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。
Ⅰ.术语
本发明中所述用语“全生命周期”是指从原生垃圾开始，通过智能化分选设备，针对筛上物进行资源化利用；筛下物进行超高温好氧堆肥工艺，其产品既可以作为商品出售，又可作为原菌混拌到原生垃圾系统进行除臭、降低原生垃圾含水率；针对部分原生垃圾筛下物(主要为有机质)可以输送到垃圾填埋场进行填埋产气，制备可燃冰；针对矿化垃圾分区开挖，其筛上物部分进行资源化利用，筛下物可以分为腐植土和废骨料，腐植土和原菌混拌可以作为有机肥和土壤改良剂；针对废无机骨料可以进行资源化利用。整个生命周期过程，将加强可回收品的循环和再利用，将整个过程的环境影响降为最小。
本发明中所述用语“有机质”是指垃圾中的来源于生命的物质，包括各种动植物残体以及微生物及其生命活动的各种有机产物。
本发明中所述用语“废无机骨料”是指包括水泥块、混凝土块、石块和/或石子、灰石等的不含有机质的废料，本发明中亦称为“废骨料”。
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，位于或靠近物流终端的位置称为“下游”。
本发明中所用术语“城市固体废弃物”与“城市固废”、“城市固体废物”、“城市生活垃圾”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。
本发明中所用术语“渗滤液”与“渗沥液”可以互换使用。
本发明中所述用语“填埋单元”也称为“垃圾填埋单元”是指按单位时间或单位作业区域划分的由生活垃圾和覆盖材料组成的填埋堆体；其应满足填埋物入场技术要求，例如《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)。
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。
本发明所述用语“资源化处理”也称为“精细化处理”，是指分别单独对废金属、废塑料、废纺织物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。
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，或将废物作为资源来开采并进行资源化处理，使垃圾体积缩小至1/10以下，以便运输堆填。
本发明中所述用语“连接”是指装置或单元之间进行物料或物流传递的关系，其既可以为装置或单元之间的直接连接，也可以是装置或单元之间通过连接装置或通道或管道进行间接连接，还可以是装置或单元之间物料或物流的传递关系，例如，可以通过移动运输或输送设备或装置，通过在装置或单元之间传递物料或物流而在装置或单元之间建立的用于传递物料或物流的连接关系。
Ⅱ.实施方案
如前所述，传统的生活垃圾处理工艺不尽如人意，存在诸多问题，例如，垃圾焚烧会造成空气污染并产生温室气体，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。对筛下物进行简易堆肥，对周边环境产生污染，堆肥周期长，堆肥产品不理想。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方式仍然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，原生垃圾处理工艺与陈腐垃圾处理工艺有机结合，分别针对原生垃圾和矿化垃圾筛上物特点进行资源化处理，分别针对原生垃圾和矿化垃圾筛下物进行高值化利用，可以形成一种节能、环保、高效的基于全生命周期的城市固体废物处理系统。该系统能够在高效处理并利用陈腐垃圾的同时，将填埋气和陈腐垃圾渗滤液制作可燃冰，可有效地解决填埋气的贮存和运输难题，提高填埋气的利用率。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，彻底实现了对城市固体废物进行减量化、无害化和资源化的目的。本发明正是基于上述发现做出的。
本发明第一方面所涉及的城市固体废物处理系统如图1所示，该系统包括原生垃圾分选子系统、垃圾填埋子系统、矿化垃圾分选子系统和可燃冰制备子系统；其中：所述原生垃圾分选子系统包括原生垃圾分选装置101，所述原生垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口11、原生垃圾筛上物出口和原生垃圾筛下物出口13；所述矿化垃圾分选子系统包括矿化垃圾分选装置501，所述矿化垃圾分选装置501设置有矿化垃圾进料口51、矿化垃圾筛上物出口和矿化垃圾筛下物出口；所述可燃冰制备子系统包括可燃冰制备装置701，以及分别与可燃冰制备装置701相连的垃圾填埋气提纯装置702、渗滤液净化装置703和可燃冰贮罐704。
本发明中，所述垃圾填埋子系统包括至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元。
本发明中对于各单元没有特别的限制，例如，可以按照本领域常规的垃圾填埋单元或填埋场进行设置或施工，只要各单元满足垃圾填埋处理相关技术要求即可，如《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)和/或《生活垃圾填埋场气体收集处理和利用工程技术规范》(CJJ 133-2009)；也可以是特殊设计的垃圾填埋单元或填埋场。
在本发明的一些实施例中，所述垃圾填埋子系统中各单元分别独立地设置有垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口。同时，各单元中还设置有渗滤液收集和/或处理装置。
进一步地，所述垃圾填埋子系统中各单元以彼此并联的方式且通过各自的垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口分别与原生垃圾分选装置101的原生垃圾筛下物出口13、矿化垃圾分选装置501的矿化垃圾进料口51、垃圾填埋气提纯装置702和渗滤液净化装置703相连接。
容易理解，从原生垃圾分选到所述垃圾填埋子系统中上述各功能单元的操作、矿化垃圾筛选，以及矿化垃圾筛上物和筛下物的资源化再利用和高值化处理构成体现了垃圾处理的生命周期，构成了本发明的基于全生命周期的城市固体废物处理系统的主干。基于此，可以生成一种动态生命周期的垃圾处理模式和系统，在垃圾最大限度减量化的同时，实现垃圾最大限度资源化再利用。
本领域技术人员应该了解，所述垃圾填埋子系统中并列设置的各单元的功能并不是固定不变的，而是根据垃圾生命周期的变化而更替，是一种动态功能单元。各单元根据垃圾生命周期的变化而进行更替实现该单元的动态生命周期功能。在一些实施例中，例如，除了填埋单元601之外，填埋单元602和603可以作为集气单元、…、填埋单元60M(M为自然数)可以作为开挖单元。
特别地，利用本发明中的垃圾填埋气提纯装置702、渗滤液净化装置703和可燃冰制备装置701将垃圾填埋气提纯后与渗滤液的净化水相结合制备可燃冰，可以进一步实现废物到能源的再利用。
根据本发明的一些实施方式，本发明所述可燃冰制备装置701的结构示意图如图2所示，从图2可以看出，本发明所述可燃冰制备装置701包括依次设置的气体压缩设备711、鼓泡式结晶反应器713和固液分离器715，在鼓泡式结晶反应器713的供水口721连接有水的预冷加压设备，所述气体压缩设备711与填埋气提纯装置相连，所述水的预冷加压设备与渗滤液净化装置703相连，所述固液分离器715与可燃冰贮罐704相连。
本发明中，所述在鼓泡式结晶反应器为多相多段型鼓泡式结晶反应器。
本发明中对于水的预冷设备没有特别的限制，可以采用本领域常规冷却装置，例如换热器、冷却器等。
本发明中对于水的加压设备没有特别的限制，可以采用本领域常规液体加压设备，例如水泵等。
在本发明的一些优选的实施例中，在气体压缩设备711、鼓泡式反应结晶器713之间还设置有气体预冷设备712。
本发明中对于气体的预冷设备没有特别的限制，可以采用本领域常规冷却装置。
在本发明的一些优选的实施例中，在鼓泡式结晶反应器713与固液分离器715之间还设置有调晶器714。
本发明中调晶器用于控制晶体颗粒的尺寸。本发明中对于调晶器没有特别的限制，可以采用本领域常规调晶设备。
本发明中对于固液分离器没有特别的限制，可以采用本领域常规的用于固液分离设备，例如过滤器等等。
根据本发明的一些实施方式，所述系统还包括资源化利用子系统，其包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料再生处理装置。上述再生处理装置可以理解为分别用于金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料净化和/或再生的多种处理装置。
本发明中对于用于垃圾的再生处理装置没有特别的限制，例如，所述垃圾的再生处理装置可以是市售或商购或发明人设计制造的用于垃圾再生处理的任何再生处理装置，只要能够满足垃圾的净化和/或再生处理的要求即可。
本发明中对于原生垃圾分选装置没有特别的限制，例如，原生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原生垃圾种类识别构件，其中所述原生垃圾种类包括原生垃圾筛上物和原生垃圾筛下物，其中所述原生垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或几种；原生垃圾筛下物中含有有机质。
基于上述，本领域技术人员应该能够理解到，本发明中所述原生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，所述原生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、废纺织物出口124、废木质材料出口125、废玻璃出口126和废无机骨料出口127，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的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，所述原生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。
类似地，本发明中对于矿化垃圾分选装置没有特别的限制，例如，矿化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，所述矿化垃圾分选装置还设置有矿化垃圾种类识别构件，其中所述矿化垃圾种类包括矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物；其中，所述矿化垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纺织物、废木质材料和废玻璃中的一种或几种；矿化垃圾筛下物包括腐殖土和废无机骨料。
基于上述，本领域技术人员应该能够理解到，本发明中所述矿化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，所述矿化垃圾筛上物出口包括废金属出口521、废塑料出口522、废纺织物出口523、废木质材料出口524和废玻璃出口525，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的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，所述矿化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矿化垃圾流量，从而更好地实现矿化垃圾分选。
本领域技术人员应该了解的是，本发明上述垃圾分选装置(包括原生垃圾分选装置和矿化垃圾分选装置)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，甚至人工分选等相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，甚至人工分选等相结合实现垃圾分选。
根据本发明的一些实施方式，所述系统还包括矿化垃圾筛下物处理子系统，其包括分别与腐殖土出口531、与末级发酵装置的发酵产物筛下物出口相连接的配制有机肥和土壤改良剂的装置，以及将废无机骨料出口532与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接的废无机骨料动力传送装置533。
上述各装置通过特定设计将原生垃圾中可回收材料和矿化垃圾中的可回收材料集中进行资源化再生处理，由此大大节约了空间，降低了生产成本和能耗。
上述装置可用于将矿化垃圾腐殖土与处理原生垃圾筛下物获得的末级发酵装置的发酵产物筛下物混合配制有机肥和土壤改良剂，由此实现矿化垃圾最大限度资源化再利用。
本领域技术人员应该了解的是，上述配制有机肥和土壤改良剂的装置既可以是通过配比实现有机肥和土壤改良剂两种产品配制的一个装置，也可以是独立设置分别用于的有机肥和土壤改良剂两个分立的装置(有机肥配制装置和土壤改良剂配制装置)。
在本发明的一些实施例中，所述原生垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口11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。
根据本发明的一些实施方式，所述系统还包括与原生垃圾筛下物出口13相连的垃圾发酵处理子系统。
本发明中，所述垃圾发酵处理子系统包括至少一级发酵装置，优选所述垃圾发酵处理子系统包括至少二级发酵装置，进一步优选所述垃圾发酵处理子系统包括二到四级发酵装置，更进一步优选所述垃圾发酵处理子系统包括二级发酵装置。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11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，以及有机肥和/或土壤改良剂的配制装置相连接。
本领域技术人员应该了解，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，所述原生垃圾分选子系统还包括设置在垃圾分选装置的原生垃圾混料入口11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，所述原生垃圾分选子系统还包括预分选垃圾库。
本领域技术人员应该了解的是，本发明中原生垃圾分选装置分选的原料可以是原生垃圾混料、预分选垃圾以及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，所述城市固体废物处理系统还包括氨气/水蒸汽回收子系统，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。
本领域技术人员应该了解的是，本发明所提供的城市固体废物处理系统主要可以分为原生垃圾处理系统和陈腐垃圾处理系统，二者相耦合实现了对原生垃圾及其所含的成分以及由原生垃圾填埋获得的矿化垃圾及其所含的成分进行处理、高值化及再生利用。例如，垃圾填埋单元的进料来源于原生垃圾处理系统中的原生垃圾分选装置分选后获得的含有机质的原生垃圾筛下物；矿化垃圾分选装置分选后获得的筛上物以及筛下物中的废无机骨料和原生垃圾分选装置分选后获得的筛上物均通过资源化利用子系统进行资源化再生利用处理；矿化垃圾分选装置分选后获得的筛下物中的腐殖土与原生垃圾处理系统中用于发酵原生垃圾筛下物的末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物混合后可配制有机肥和土壤改良剂。因此可以认为，本发明所提供的城市固体废物处理系统中，原生垃圾处理系统对原生垃圾及其所含的成分进行处理、高值化及再生利用，陈腐垃圾处理系统既是对原生垃圾及其所含的成分进行处理、高值化及再生利用的处理的系统的一个组成部分，又独立地对陈腐垃圾及其所含的成分进行处理、高值化及再生利用，由此形成基于全生命周期的城市固体废弃物处理系统。
本发明中对“动力传送装置”没有特别的限制，可以为动力的输送或运输装置或传送通道，例如，可以根据需要从本领域通用动力传送装置或动力传送通道以及市售或商购动力传送装置或动力传送通道中选择使用。
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体废物处理方法包括垃圾填埋工序和可燃冰制备工序；其中，所述垃圾填埋工序包括：
步骤A，将原生垃圾筛下物输送到垃圾填埋单元进行填埋；
步骤B，当填埋气体能够比较稳定地收集时，从其中提取垃圾填埋气，形成集气单元；
步骤C，集气单元的垃圾填埋气收集完成并封场，且其中填埋垃圾完全矿化后，进行矿化垃圾开挖，形成矿化垃圾开挖单元；
步骤D，矿化垃圾开挖完成后，所获得的空置填埋单元重新用于步骤A进行垃圾填埋，重复步骤A到D。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤B中稳定地收集气体条件包括垃圾填埋高度、填埋气中甲烷含量、垃圾容重和填埋时间中的一个或几个。
在一些实例中，例如，垃圾填埋高度为10-20m，填埋气中甲烷含量≥45％，填埋时间为0.5-1年，垃圾容重≥340kg/m3。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤C中集气单元的垃圾填埋气体收集完成条件包括有机质含量、填埋垃圾的沉降量或沉降率、BOD/COD渗滤液的量、垃圾的气味和pH值中的一个或几个。
在一些实例中，例如，垃圾中有机质含量小于10％、填埋垃圾的沉降量小于10mm/年、pH值范围在6.5-7.2，BOD/COD＜1，垃圾自身几乎不产生渗滤液，填埋气、垃圾无明显臭味。
本领域技术人员应该了解的是，上述各步骤实际上是原生垃圾筛下物进料进入填埋单元后同属于同一垃圾处理单元的各阶段处理步骤，也可以理解为一个独立的垃圾处理单元中从垃圾填埋开始到矿化垃圾开挖的各阶段的操作。从步骤A到步骤D，意味着一个完整的循环可持续填埋完成。
如前所述，本发明中对于各单元没有特别的限制，例如，可以按照本领域常规的垃圾填埋单元或填埋场进行设置或施工，只要各单元满足垃圾填埋处理相关技术要求即可，如《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)和/或《生活垃圾填埋场气体收集处理和利用工程技术规范》(CJJ 133-2009)；也可以是特殊设计的垃圾填埋单元或填埋场；并且，上述各单元中均设置有渗滤液收集和/或处理装置。
由于上述各阶段操作耗时较长，因此本发明中所述垃圾填埋工序同时使用至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元。上述填埋单元的垃圾来自于原生垃圾筛下物原料。
本领域技术人员应该了解到，上述并列设置的各垃圾处理单元的功能并不是固定不变的，而是根据垃圾生命周期的变化而更替，是一种动态功能单元。各功能单元根据垃圾生命周期的变化而进行更替实现填埋场的动态生命周期功能。
容易理解，基于上述垃圾填埋工序中同时使用的各单元，上述A-D各步骤中至少两个步骤，甚至上述A-D中各步骤可同步进行。
根据本发明的一些实施方式，所述可燃冰制备工序包括
步骤K，净化垃圾填埋气，并压缩所获得的甲烷气；
步骤L，净化渗滤液并降温加压制备高压水流；
步骤M，将压缩后的甲烷气雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料；
步骤N，甲烷水合物浆料经过固液分离处理获得可燃冰产品。
本发明通过上述工序可以实现废物到能源清洁转化。
本领域技术人员应该了解的是，上述可燃冰制备工序中步骤K和步骤L可以同时进行，也可以分步进行，步骤K和步骤L的次序可以根据实际需要任意选择。
本发明中，所述净化垃圾填埋气包括对垃圾填埋气进行脱硫、脱氧和脱碳处理。
在本发明的一些优选的实施例中，在步骤M中，将压缩后的甲烷气预冷后雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料。
在本发明的一些优选的实施例中，选在步骤N中，将甲烷水合物浆料经过调晶处理、固液分离处理获得固态可燃冰产品。
所述低温、高压水流是指温度为3-5℃，高压7-8MPa的由水泵产生的水压的水流。
根据本发明，所述城市固体废物处理方法还包括原生垃圾分选工序、矿化垃圾分选工序和资源化处理工序。
根据本发明的一些实施方式，所述原生垃圾分选工序包括：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原生垃圾筛上物和原生垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些优选的实施例中，所述原生垃圾分选工序包括：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。
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。
在本发明的一些实施例中，所述原生垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废石块中的一种或多种；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。
在本发明的另一些实施例中，所述原生垃圾筛下物中含有有机质。
根据本发明的一些实施方式，所述矿化垃圾分选工序包括：对来自矿化垃圾开采单元的矿化垃圾进行分选并获得矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物的步骤。
在本发明的一些实施例中，所述矿化垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纺织物、废木质材料和废玻璃中的一种或多种；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。
在本发明的一些实施例中，所述矿化垃圾筛下物包括腐殖土和废无机骨料。
根据本发明的一些实施方式，所述资源化处理工序包括对于金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或多种分别进行再生利用处理的步骤。
根据本发明方法，所述方法包括对原生垃圾筛下物进行发酵处理的所述发酵工序，其包括：
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＝2。
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，或者作为原菌用于配制土壤改良剂或有机肥。
本领域技术人员应该了解的是，所述“最高发酵级数N”是指发酵子系统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，或者说是通用步骤。
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。
由于本发明的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，亦即发酵子系统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，所述方法包括水蒸汽和氨气回收工序，其包括收集发酵过程产生的氨气和水蒸汽混合气体，并对氨气和水蒸汽混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括将腐殖土与作为原菌的末级发酵产物筛下物混合配制有机肥和/或土壤改良剂的工序。
基于上文中的内容不难理解，本发明所提供的基于全生命周期的城市固体废弃物处理系统及方法实际上是基于全生命周期的城市固体废弃物资源化处理与再生利用系统及方法。所述全生命周期一词是指对从原生垃圾开始到陈腐垃圾及其所产生的垃圾填埋气进行开采，以及分别对原生垃圾及其所含的成分和矿化垃圾及其所含的成分进行分选、处理、高值化及再生利用。
本领域技术人员应该了解的是，本发明所提供的城市固废处理方法主要可以分为原生垃圾处理和陈腐垃圾处理两个系统的操作。
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，垃圾填埋、收集垃圾填埋气和渗滤液、开挖矿化垃圾这几个步骤可以同步进行；收集垃圾填埋气和渗滤液与可燃冰制备工序可以为连续过程；矿化垃圾分选过程分别与矿化垃圾筛下物处理过程以及矿化垃圾筛上物资源化处理过程可以为连续过程。例如，在一些实施例中，所述陈腐垃圾处理系统的操作包括：
一、垃圾填埋工序，同时进行以下A-D各步骤的操作：
步骤A，将原生垃圾筛下物输送到垃圾填埋单元进行填埋；
步骤B，当填埋气体能够稳定地收集时，从其中提取垃圾填埋气，形成集气单元；
步骤C，集气单元的垃圾填埋气收集完成并封场，且其中填埋垃圾完全矿化后，进行矿化垃圾开挖，形成矿化垃圾开挖单元；
步骤D，矿化垃圾开挖完成后，所获得的空置填埋单元重新用于步骤A进行垃圾填埋，重复步骤A到D。
上述各功能单元的操作分属于不同的垃圾处理单元。而对于同一垃圾处理单元而言，从步骤A到步骤D，意味着一个完整的循环可持续填埋完成。
二、可燃冰制备工序，包括：
步骤K，通过对垃圾填埋气进行脱硫、脱氧和脱碳处理来净化垃圾填埋气并并压缩所获得的甲烷气；
步骤L，净化渗滤液并降温加压制备低温高压水流；
步骤M，将压缩后的甲烷气预冷后雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料；
步骤N，将甲烷水合物浆料经过调晶处理、固液分离处理获得可燃冰产品。
上述步骤K和L可以同步进行。
三、矿化垃圾分选和资源化再利用工序：
步骤Z1，对来自矿化垃圾开采单元的矿化垃圾进行分选并获得矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物；
步骤Z2，将矿化垃圾筛下物中的腐殖土与作为原菌的末级发酵产物筛下物混合配制有机肥和/或土壤改良剂；
步骤Z3，对于矿化垃圾筛上物，包括金属废料、废塑料、废纺织物、废木质材料和废玻璃，以及矿化垃圾筛下物中的废无机骨料中的一种或多种分别进行再生利用处理，获得相应的再生产物；
上述步骤Z2和Z3可以同时进行。
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下物发酵处理过程以及原生垃圾筛上物资源化处理过程可以为连续过程，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，所述原生垃圾处理系统的操作包括：
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原菌用于配制土壤改良剂或有机肥。
所述原生垃圾处理子系统的操作还包括水蒸汽和氨气回收工序，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汽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。
所述原生垃圾处理子系统的操作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、废纸张、废纺织、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。
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。
在本发明的一些具体的实施方式中，本发明中的城市固废处理结构示意图如图3所示。从图3可以看出，所述城市固废处理系统包括资源化利用子系统，由原生垃圾分选子系统、垃圾发酵处理子系统和氨气/水蒸汽回收子系统与资源化利用子系统构成的原生垃圾处理系统，以及由垃圾填埋子系统、矿化垃圾分选子系统、可燃冰制备子系统以及矿化垃圾筛下物处理子系统与资源化利用子系统组成的矿化垃圾处理系统。
所述资源化利用子系统包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料再生处理装置(图中未示出)。
除上述资源化利用子系统外，所述陈腐垃圾处理系统还包括垃圾填埋子系统、矿化垃圾分选子系统、可燃冰制备子系统和矿化垃圾筛下物处理子系统。
所述垃圾填埋子系统包括，例如，除了填埋单元601之外，填埋单元602和603可以作为集气单元、…、填埋单元60M(M为自然数)可以作为开挖单元。
各填埋单元分别独立地设置有垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口。并且，各单元中均设置有渗滤液收集和/或处理装置。
各填埋单元以彼此并联的方式且通过各自的垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口分别与原生垃圾分选装置101的原生垃圾筛下物出口13、矿化垃圾分选装置501的矿化垃圾进料口51、垃圾填埋气提纯装置702和渗滤液净化装置703相连接。
所述可燃冰制备子系统包括可燃冰制备装置701，以及分别与可燃冰制备装置701相连的垃圾填埋气提纯装置702、渗滤液净化装置703和可燃冰贮罐704。
所述可燃冰制备装置(701)如图2所示，其包括依次设置的气体压缩设备711、气体预冷设备712、鼓泡式结晶反应器713(多相多段型鼓泡式结晶反应器)、调晶器714和固液分离器715，在鼓泡式结晶反应器713的供水口721连接有水的预冷加压设备，所述气体压缩设备711与填埋气提纯装置相连，所述水的预冷加压设备与渗滤液净化装置703相连，所述固液分离器715与可燃冰贮罐704相连。
所述矿化垃圾分选子系统包括矿化垃圾分选装置501，所述矿化垃圾分选装置501设置有矿化垃圾进料口51、矿化垃圾筛上物出口和矿化垃圾筛下物出口。
所述矿化垃圾分选装置还设置有矿化垃圾种类识别构件，相应地，所述矿化垃圾筛上物出口包括废金属出口521、废塑料出口522、废纺织物出口523、废木质材料出口524和废玻璃出口525，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接。
所述系统还包括矿化垃圾筛下物处理子系统，其分别与腐殖土出口531，以及与末级发酵装置的发酵隧道的发酵产物筛下物出口相连接的有机肥配制装置541和土壤改良剂配制装置542，以及将废无机骨料出口532与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接的废无机骨料动力传送装置533。
除上述资源化利用子系统外，所述原生垃圾处理系统包括原生垃圾分选子系统、垃圾发酵处理子系统和氨气/水蒸汽回收子系统。
所述原生垃圾分选子系统包括原生垃圾分选装置101，所述原生垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口11、原生垃圾筛上物出口和原生垃圾筛下物出口13。
所述垃圾分选装置101设置有原生垃圾混料入口11、原生垃圾筛上物出口和原生垃圾筛下物出口13，原生垃圾筛下物出口13通过动力传送装置与垃圾发酵处理子系统的发酵原料入口211相连，并与各填埋单元的原生垃圾筛下物进料口相连；其中，所述垃圾分选装置101的原生垃圾混料入口11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、废纺织物出口124、废木质材料出口125、废玻璃出口126和废无机骨料出口127，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统中相应的再生处理装置相连接。
所述筛下物发酵子系统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212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213和一级发酵产物筛下物出口214，一级发酵产物筛上物出口213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11相连接，一级发酵产物筛下物出口214通过动力传送装置与二级发酵装置的发酵原料进口221相连接。
二级发酵隧道203的发酵产物出口222处设置有发酵产物筛分构件202，二级发酵产物筛上物出口223和二级发酵产物筛下物出口224，二级发酵产物筛上物出口223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11相连接，二级发酵产物筛下物出口224通过动力传送装置分别与一级发酵装置的发酵原料进口211、原生垃圾/混料菌种混合破碎进料装置的混料菌种进口13、以及作为原菌的发酵产品的包装装置的入口相连接。
在一些实施例中，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原生垃圾处理和矿化垃圾处理两个子系统的操作。
所述原生垃圾处理子系统的操作包括：
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211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原菌用于与矿化垃圾筛下物中的腐殖土混合配制有机肥和/或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、废纸张、废纺织、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、废纺织物出口124、废木质出口125、废玻璃出口126和废无机骨料出口127通过动力传送装置分别进入资源化处理子系统的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汽和氨气回收工序，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汽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。
所述矿化垃圾处理子系统的操作包括：
一、垃圾填埋工序，同步进行以下A-D各步骤的操作：
步骤A，将部分原生垃圾筛下物输送到垃圾填埋单元进行填埋；
步骤B，当填埋气体能够稳定地收集时，从其中提取垃圾填埋气，形成集气单元；
步骤C，集气单元的垃圾填埋气收集完成并封场，且其中填埋垃圾完全矿化后，进行矿化垃圾开挖，形成矿化垃圾开挖单元；
步骤D，矿化垃圾开挖完成后，所获得的空置填埋单元重新用于步骤A进行垃圾填埋，重复步骤A到D。
上述各功能单元的操作分属于不同的垃圾处理单元。而对于同一垃圾处理单元而言，从步骤A到步骤D，意味着一个完整的循环可持续填埋完成。
二、可燃冰制备工序，包括：
步骤K，利用垃圾填埋气提纯装置702通过对垃圾填埋气进行脱硫、脱氧和脱碳处理来净化垃圾填埋气并利用气体压缩设备711压缩甲烷气；
步骤L，通过渗滤液净化装置703净化渗滤液并通过水的预冷加压设备将水降温加压制备高压水流；
步骤M，在多项多段型鼓泡式结晶反应器713内将压缩后的甲烷气雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料；
步骤N，甲烷水合物浆料经过调晶器714调节控制结晶，并利用固液分离器715进行固液分离处理获得固态可燃冰产品，送入可燃冰贮罐704在常压及-15℃到30℃条件下贮存。
上述步骤K和L可同步进行。
三、矿化垃圾分选和资源化再利用工序：
步骤Z1，对来自开采段填埋单元的矿化垃圾进行分选并获得矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物；
步骤Z2，将矿化垃圾筛下物中的腐殖土与作为原菌的第二级发酵产物筛下物混合配制有机肥和/或土壤改良剂；
步骤Z3，矿化垃圾筛上物，包括金属废料、废塑料、废纺织、废木质材料、废玻璃分别通过废金属出口521、废塑料出口522、废纺织物出口523、废木质出口524、废玻璃出口525和矿化垃圾筛下物中的废无机骨料通过废无机骨料出口512通过动力传送装置分别进入资源化处理子系统相应的精细处理装置进行资源化处理，获得相应的再生产物。
上述步骤Z2和Z3可以同时进行。
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 (12)
1.一种城市固体废物处理系统，其包括原生垃圾分选子系统、垃圾填埋子系统、矿化垃圾分选子系统和可燃冰制备子系统；
所述原生垃圾分选子系统包括原生垃圾分选装置(101)，所述原生垃圾分选装置(101)设置有原生垃圾混料入口(11)、原生垃圾筛上物出口和原生垃圾筛下物出口(13)；
所述矿化垃圾分选子系统包括矿化垃圾分选装置(501)，所述矿化垃圾分选装置(501)设置有矿化垃圾进料口(51)、矿化垃圾筛上物出口和矿化垃圾筛下物出口；
所述可燃冰制备子系统包括可燃冰制备装置(701)，以及分别与可燃冰制备装置(701)相连的垃圾填埋气提纯装置(702)、渗滤液净化装置(703)和可燃冰贮罐(704)；
所述垃圾填埋子系统包括至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元；
所述垃圾填埋子系统的各单元分别独立地设置有垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口；
所述垃圾填埋子系统的各单元以彼此并列的方式且通过各自的垃圾进料口、矿化垃圾开挖口、垃圾填埋气收集口和渗滤液排出口分别与原生垃圾分选装置(101)的原生垃圾筛下物出口(13)、矿化垃圾分选装置(501)的矿化垃圾进料口(51)、垃圾填埋气提纯装置(702)和渗滤液净化装置(703)相连接。
2.根据权利要求1所述的城市固体废物处理系统，其特征在于，所述可燃冰制备装置(701)包括依次设置的气体压缩设备(711)、鼓泡式结晶反应器(713)和固液分离器(715)，在鼓泡式结晶反应器(713)的供水口(721)还连接有水的预冷加压设备，所述气体压缩设备711与填埋气提纯装置相连，所述水的预冷加压设备与渗滤液净化装置703相连，所述固液分离器715与可燃冰贮罐704相连；优选地，在气体压缩设备(711)和鼓泡式反应结晶器(713)之间还设置有气体预冷设备(712)；和/或，优选地，在鼓泡式结晶反应器(713)和固液分离器(715)之间还设置有调晶器(714)；进一步优选地，所述鼓泡式结晶反应器为多相多段型鼓泡式结晶反应器。
3.根据权利要求1或2所述的城市固体废物处理系统，其特征在于，
所述系统还包括资源化利用子系统，其包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料再生处理装置；
所述原生垃圾分选装置还设置有原生垃圾种类识别构件，相应地，所述原生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)、废纺织物出口(124)、废木质材料出口(125)、废玻璃出口(126)和废无机骨料出口(127)，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接；
所述矿化垃圾分选装置还设置有矿化垃圾种类识别构件，相应地，所述矿化垃圾筛上物出口包括废金属出口(521)、废塑料出口(522)、废纺织物出口(523)、废木质材料出口(524)和废玻璃出口(525)，各出口通过动力传送装置分别独立地与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的城市固体废物处理系统，其特征在于，
所述原生垃圾分选装置(101)的原生垃圾混料入口(11)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)；优选所述原生垃圾/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；进一步优选所述原生垃圾/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。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的城市固体废物处理系统，其特征在于，
所述系统还包括与原生垃圾筛下物出口(13)相连的垃圾发酵处理子系统，所述垃圾发酵处理子系统包括至少一级发酵装置，优选所述垃圾发酵处理子系统包括至少二级发酵装置，进一步优选所述垃圾发酵处理子系统包括二到四级发酵装置；
优选地，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；优选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；优选所述发酵原料/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；
进一步优选地，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原生垃圾分选装置的原生垃圾混料入口(11)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地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，以及有机肥和/或土壤改良剂的配制装置相连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于；所述原生垃圾分选子系统还包括设置在原垃圾分选装置的原生垃圾混料入口(11)下游处的预分选垃圾进料装置(104)；优选地，所述城市固体废物处理系统还包括氨气/水蒸汽回收子系统，其包括氨水制备装置和氨水储罐(402)；优选地，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。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括矿化垃圾筛下物处理子系统，其包括分别与腐殖土出口(531)，以及与末级发酵产物筛下物出口相连接的配制有机肥和土壤改良剂的装置，以及将废无机骨料出口(532)与资源化利用子系统的相应的再生处理装置相连接的废无机骨料动力传送装置(533)。
8.一种城市固体废物处理方法，其包括垃圾填埋工序和可燃冰制备工序；其中，所述垃圾填埋工序包括：
步骤A，将原生垃圾筛下物输送到垃圾填埋单元进行填埋；
步骤B，当填埋气体能够稳定地收集时，从其中提取垃圾填埋气，形成集气单元；
步骤C，集气单元的垃圾填埋气收集完成并封场，且其中填埋垃圾完全矿化后，进行矿化垃圾开挖，形成矿化垃圾开挖单元；
步骤D，矿化垃圾开挖完成后，所获得的空置填埋单元重新用于步骤A进行垃圾填埋，重复步骤A到D；
优选所述垃圾填埋工序同时使用至少一个填埋单元、至少一个集气单元和至少一个矿化垃圾开挖单元。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述可燃冰制备工序包括：
步骤K，净化垃圾填埋气，并压缩所获得的甲烷气；
步骤L，净化渗滤液并降温加压制备高压水流；
步骤M，将压缩后的甲烷气雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成甲烷水合物浆料；
步骤N，甲烷水合物浆料经过固液分离处理获得可燃冰产品；
优选地，所述净化垃圾填埋气包括对垃圾填埋气进行脱硫、脱氧和脱碳处理；进一步优选在步骤M中，将压缩后的甲烷气预冷后雾化成细微气泡与低温、高压水流接触发生水合反应生成天然气水合物浆料；和/或，进一步优选在步骤N中，将甲烷水合物浆料经过调晶处理和固液分离处理获得可燃冰产品。
10.根据权利要求8-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括原生垃圾分选工序、矿化垃圾分选工序和资源化处理工序；
所述原生垃圾分选工序包括：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原生垃圾筛上物和原生垃圾筛下物的步骤；
所述原生垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或多种；
所述原生垃圾筛下物包括有机质；
所述矿化垃圾分选工序包括：对来自矿化垃圾开挖单元的矿化垃圾进行分选并获得矿化垃圾筛上物和矿化垃圾筛下物的步骤；
所述矿化垃圾筛上物包括金属废料、废塑料、废纺织物、废木质材料和废玻璃中的一种或多种；
所述矿化垃圾筛下物包括腐殖土和废无机骨料；
所述资源化处理工序包括对于金属废料、废塑料、废纸张、废纺织物、废木质材料、废玻璃和废无机骨料中的一种或多种分别进行再生利用处理的步骤。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括对原生垃圾筛下物进行发酵处理的所述发酵工序，其包括：
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；
优选地，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原菌用于配制土壤改良剂或有机肥。
12.根据权利要求8-11中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括水蒸汽和氨气回收工序，其包括收集发酵过程产生的氨气和水蒸汽混合气体，并对氨气和水蒸汽混合气体进行冷凝处理获得氨水的步骤；
和/或，所述方法还包括将腐殖土与作为原菌的末级发酵产物筛下物混合配制有机肥和/或土壤改良剂的工序；
优选地，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。
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