CN109317500A - 生活垃圾处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生活垃圾处理系统，包括入料口、发酵装置，入料口置于地面，发酵装置设置于地下，在发酵装置内设置有搅拌装置，发酵装置连接水压间，水压间再通向蓄液池，在蓄液池上安装有取料装置；由发酵装置内收集的甲烷气通过管道连接到煤气灶，在连接煤气灶之前管道上安装有去硫装置和阻燃装置。本发明具有节能环保，节约土地，美化环境，废物资源再生，循环经济，且施工方便，运行成本很低，发酵装置等设备工厂化生产，质量有保障。配置有阻燃、去硫装置，运行更安全。
Description
技术领域
本发明涉及有机垃圾处理系统和处理装置，特别是一种生活垃圾处理系统及方法。
背景技术
随着经济、人口的持续高速增长，社会面临日益严重的环境问题，尤其是生活垃圾的问题。这些垃圾不仅污染环境，破坏城市景观，而且传播疾病，威胁人类的生命安全，很多城市被“垃圾山”包围。垃圾问题已经成为影响环境保护、城市建设、居民生活和可持续发展的主要因素，解决好生活垃圾的处理问题就显得尤为重要。前几年，我国有机生活垃圾的处理方式主要是卫生填埋、焚烧和堆肥。这三种方式都各有自己的局限：卫生填埋占地面积大，对土壤、地下水和大气都会造成现实的影响和潜在的危害；焚烧对于热值低的废物来说是对资源的极大浪费，而且在焚烧的过程中易产生烟尘及剧毒二恶英形成二次污染；好氧堆肥是一个耗能过程，需要输入能量去曝气，最后产生温室气体CO2大量有机垃圾(腐烂)的存在，给填埋或焚烧传统的处理方式带来很大危害，填埋严重污染地下水，焚烧产生大量二恶英，二者对周边环境产生很大污染。如果将有机垃圾(腐烂)进行有效分类处理，能将生活垃圾填埋或焚烧的危害降低最低。
发明内容
本发明提供一种一种生活垃圾处理系统及方法，用以解决现有技术垃圾处理方式的弊端，解决无公害垃圾处理的难题。
一种生活垃圾处理系统，包括入料口、发酵装置，入料口置于地面，发酵装置设置于地下，在发酵装置内设置有搅拌装置，发酵装置连接水压间，水压间再通向蓄液池，在蓄液池上安装有取料装置；由发酵装置内收集的甲烷通过管道连接到煤气灶，在连接煤气灶之前管道上安装有去硫装置和阻燃装置，所述系统还包括气味除臭子系统，通过通气管道分别收集所述入料口、发酵装置、水压间、蓄液池飘出来的臭气，并将飘出来的臭气并形成高浓度的混合臭气：所述气味除臭子系统包括臭气引入单元、生物除臭装置、雾化除臭装置、离心风机以及气体排放单元；高浓度的混合臭气经所述气体引入单元引入并均匀分布后，自所述生物除臭装置的底部进入所述生物除臭装置，经由栖息于所述生物除臭装置的微生物降解后，再输送至后置的所述雾化除臭装置中进行溶解吸收以进一步降低混合臭气的浓度，处理后的气体通过所述离心风机抽吸风输送至所述气体排放单元中。
进一步的，
所述除臭系统包括循环泵和喷水装置；所述喷水装置包括设置有多个喷头的第一喷水管道，所述第一喷水管道上设置于所述生物除臭装置上方；所述循环泵进口连接所述雾化除臭装置、其出口连接所述第一喷水管道，所述循环泵抽取所述雾化除臭装置内呈碱性的滤出液并通过所述第一喷水管道输送之后经所述喷头喷洒到所述生物除臭装置内以调节所述生物除臭装置内的pH值并使其稳定在3-6之间。
进一步的，
所述生物除臭装置，包括：加盖密封系统、臭气风管收集系统、生物除臭塔、排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述臭气风管收集系统包括风量调节装置与风管；所述生物除臭塔的塔体内部从下至上设有排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述承托结构从下至上设有承托层支撑柱、承托层钢结构、填料承托层格栅和承托网；所述承托网上面放置生物媒填料；臭气由臭气风管收集系统收集，通过除臭风机从生物除臭塔底部进入，利用放在承托网上的炭质生物填料中的微生物降解所述臭气，处理后的气体从除臭装置顶部排放。
进一步的，
所述炭质生物媒填料为由木炭或竹炭加工而成的颗粒状物质，其中炭含量大于80％，平均粒径在5～10mm，填充密度为400g/l，比表面积为280m2/g。
进一步的，
发酵装置由多个串联或并联；
发酵装置、蓄液池、去硫装置和阻燃装置均为玻璃钢制品；
搅拌装置为喷泉式搅拌装置；
搅拌装置为喷泉式搅拌装置。
一种适用于上述的生活垃圾处理系统中的任意一项的生活垃圾处理方法，还包括以下方法步骤：
收集农村生活垃圾，并将垃圾通过入料口放入至发酵装置内，通过发酵装置内的搅拌装置对垃圾进行搅拌；
将发酵装置内放入定量的生物厌氧菌，在厌氧菌的作用下，有机垃圾分解为小分子，有机生活垃圾经过多个发酵装置进行多级处理，包括第一级酸化预处理，将有机垃圾大分子分解为小分子有机物，然后通过第二、三、四……级为高效厌氧发酵处理，把第一级产生的小分子有机物通过多级高效厌氧发酵，在生物厌氧菌的作用下，转化为甲烷和二氧化碳；
甲烷依次经过去硫装置和阻燃装置至煤气灶；
发酵装置内经充分发酵处理后的发酵液经过水压间，流向蓄液池。
进一步的，
所述生活垃圾处理步骤还包括以下步骤：
内压注料压滤步骤：将待压垃圾通过加压设备注入板框压滤机的滤室中，当滤室中的压力达到0.6～1.2MPa时，停止注料；同时为板框压滤机提供18～25Mpa的压紧压力进行压滤；
二次加压压榨步骤：向板框压滤机滤板提供20～40Mpa的二次加压进行压滤。
进一步的，
所述的待压垃圾先进行脱水前调质：向待压垃圾中投加含Fe3+可溶性化合物，搅拌10～180秒进行混合反应；再投加石灰颗粒，搅拌30～300秒。
进一步的，
所述的含Fe 3+可溶性化合物为三氯化铁溶液，所含三氯化铁浓度大于等于35％，三氯化铁溶液的投加量为垃圾干基质量的0.3～10％；所述石灰颗粒中有效氧化钙含量不低于60％，石灰颗粒的颗粒度应大于等于60目，石灰颗粒的投加量为垃圾干基质量的3～150％，所述的三氯化铁溶液投加量为5％。
进一步的，
所述搅拌装置呈倒“T”型设置。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种生活垃圾处理系统，如图1所示其结构示意图，包括入料口、发酵装置，入料口置于地面，发酵装置设置于地下，在发酵装置内设置有搅拌装置，发酵装置连接水压间，水压间再通向蓄液池，在蓄液池上安装有取料装置；由发酵装置内收集的甲烷通过管道连接到煤气灶，在连接煤气灶之前管道上安装有去硫装置和阻燃装置，所述系统还包括气味除臭子系统，通过通气管道分别收集所述入料口、发酵装置、水压间、蓄液池飘出来的臭气，并将飘出来的臭气并形成高浓度的混合臭气：所述气味除臭子系统包括臭气引入单元、生物除臭装置、雾化除臭装置、离心风机以及气体排放单元；高浓度的混合臭气经所述气体引入单元引入并均匀分布后，自所述生物除臭装置的底部进入所述生物除臭装置，经由栖息于所述生物除臭装置的微生物降解后，再输送至后置的所述雾化除臭装置中进行溶解吸收以进一步降低混合臭气的浓度，处理后的气体通过所述离心风机抽吸风输送至所述气体排放单元中。
上述技术方案的效果及原理在于：
本发明的方法是生物厌氧、酵化处理的方法，该方法占地面积小，处理设备(厌氧发酵装置)在地下，地上可以种作物或绿化--节约土地；地表见不到垃圾，杜绝苍蝇、蚊子滋生--美化环境；生活有机垃圾经过地下厌氧处理，杀死大部分病菌，减少疾病传播防疫防病；产生纯净有机肥，提高农作物品质，农民得到实惠，为一种循环经济；产生甲烷气是“人造天然气”，提供优质燃料给农户、食堂使用，使得资源再生；本生活有机垃圾处理方式管理成本低，产生污染少，工艺先进。罗列以下具体优点，包括
1、节能环保——目前国际上最先进的生物处理技术；
2、节约土地——处理设备(厌氧发酵装置)在地下，地上可以种作物或绿化；
3、美化环境——地表见不到垃圾，杜绝苍蝇、蚊子滋生，美化环境；
4、防疫防病——生活有机垃圾经过地下厌氧处理，杀死大部分病菌，减少疾病传播，防疫防病；
5、循环经济——产生发酵液是纯净有机肥，提高农作物品质，农民得到实惠；
6、资源再生——产生甲烷气是“人造天然气”，提供优质燃料给农户、食堂使用；
7、施工方便——运行成本很低，工厂化生产，质量有保障；
8、安全运行——配置阻燃、去硫装置，比化粪池更安全。
在一个实施例中，除臭系统包括循环泵和喷水装置；所述喷水装置包括设置有多个喷头的第一喷水管道，所述第一喷水管道上设置于所述生物除臭装置上方；所述循环泵进口连接所述雾化除臭装置、其出口连接所述第一喷水管道，所述循环泵抽取所述雾化除臭装置内呈碱性的滤出液并通过所述第一喷水管道输送之后经所述喷头喷洒到所述生物除臭装置内以调节所述生物除臭装置内的pH值并使其稳定在3-6之间。
上述技术方案的效果及原理在于：
在生物除臭系统运行期间，通常采用间歇喷水的方式进行喷水。相关实验研究表明，当生物除臭装置1内的pH值在3-6时，微生物去除H2S的效果良好，但考虑除硫菌等在降解H2S的过程有无机酸产生，致使微生物载体填料3酸化，不利于硝化细菌氧化分解NH3。并且，利用雾化除臭装置2内溶解混合臭气形成的呈碱性的滤出液来调节微生物除臭装置1的pH值，可变废为宝的利用除臭产生的中间物，减少额外投加用以稳定pH值的缓冲药剂的费用
在一个实施例中，生物除臭装置，包括：加盖密封系统、臭气风管收集系统、生物除臭塔、排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述臭气风管收集系统包括风量调节装置与风管；所述生物除臭塔的塔体内部从下至上设有排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述承托结构从下至上设有承托层支撑柱、承托层钢结构、填料承托层格栅和承托网；所述承托网上面放置生物媒填料；臭气由臭气风管收集系统收集，通过除臭风机从生物除臭塔底部进入，利用放在承托网上的炭质生物填料中的微生物降解所述臭气，处理后的气体从除臭装置顶部排放。所述炭质生物媒填料为由木炭或竹炭加工而成的颗粒状物质，其中炭含量大于80％，平均粒径在5～10mm，填充密度为400g/l，比表面积为280m2/g。
上述技术方案的效果及原理在于：
塔体的一侧装有除臭风机1，通过臭气收集风管把臭气引入塔中填料层下，此过程可以通过风门控制风量。此时气体经过炭质生物媒填料6，首先气体溶解于水，栖息在炭质生物媒上的微生物将其中的硫化物和氨(这些是引起气体具有臭味的主要成分)吸附、吸收，并进行氧化分解，最终处理结果为：硫化物分解成硫酸盐，氮化物分解成硝酸盐，碳化物分解成二氧化碳和水。这个过程中涉及到的氧化分解反应包括：
H2S+2O2→H2SO4
2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
NH3+2O2→HNO3+H2O
2(CH3)3N+13O2→6CO2+2HNO3+8H2O
2NH3+H2SO4→(NH4)25O4
需要特别注意的是，当氨和硫化氢并存且氨浓度很高时，硫氧化菌的活动会受到阻碍。因此当氨浓度高时，需要对臭气进行预先处理，净化后的气体从出风口10排出，达到良好的除臭效果。
发酵装置由多个串联或并联；发酵装置、蓄液池、去硫装置和阻燃装置均为玻璃钢制品；搅拌装置为喷泉式搅拌装置；搅拌装置为喷泉式搅拌装置。
一种适用于上述的生活垃圾处理系统中的任意一项的生活垃圾处理方法，还包括以下方法步骤：
收集农村生活垃圾，并将垃圾通过入料口放入至发酵装置内，通过发酵装置内的搅拌装置对垃圾进行搅拌；
将发酵装置内放入定量的生物厌氧菌，在厌氧菌的作用下，有机垃圾分解为小分子，有机生活垃圾经过多个发酵装置进行多级处理，包括第一级酸化预处理，将有机垃圾大分子分解为小分子有机物，然后通过第二、三、四……级为高效厌氧发酵处理，把第一级产生的小分子有机物通过多级高效厌氧发酵，在生物厌氧菌的作用下，转化为甲烷和二氧化碳；
甲烷依次经过去硫装置和阻燃装置至煤气灶；
发酵装置内经充分发酵处理后的发酵液经过水压间，流向蓄液池。
在一个实施例中，生活垃圾处理步骤还包括以下步骤：内压注料压滤步骤：将待压垃圾通过加压设备注入板框压滤机的滤室中，当滤室中的压力达到0.6～1.2MPa时，停止注料；同时为板框压滤机提供18～25Mpa的压紧压力进行压滤；二次加压压榨步骤：向板框压滤机滤板提供20～40Mpa的二次加压进行压滤。待压垃圾先进行脱水前调质：向待压垃圾中投加含Fe3+可溶性化合物，搅拌10～180秒进行混合反应；再投加石灰颗粒，搅拌30～300秒。
在一个实施例中，含Fe 3+可溶性化合物为三氯化铁溶液，所含三氯化铁浓度大于等于35％，三氯化铁溶液的投加量为垃圾干基质量的0.3～10％；所述石灰颗粒中有效氧化钙含量不低于60％，石灰颗粒的颗粒度应大于等于60目，石灰颗粒的投加量为垃圾干基质量的3～150％，所述的三氯化铁溶液投加量为5％。所述搅拌装置呈倒“T”型设置。
上述技术方案的效果及原理在于：
先向待压垃圾中投加含Fe3+可溶性化合物溶液，搅拌10～180秒进行混合反应，再向垃圾中投加石灰颗粒并搅拌30～300秒，以提高垃圾的不可压缩性和疏水性，并释放出垃圾中的部分细胞水。含Fe3+可溶性化合物溶液优选三氯化铁溶液，溶液中所含三氯化铁的质量比大于等于35％，三氯化铁溶液的投加量为垃圾干基质量的0.3～10％。三氯化铁溶液优选投加量为5％。石灰颗粒中有效氧化钙含量不低于60％，石灰颗粒的投加量为垃圾干基质量的3～150％；三氯化铁溶液和石灰颗粒具有静电中和、网捕卷扫、提供骨架、提高垃圾的不可压缩性和疏水性、释放部分细胞水、提高滤饼的孔隙率等作用，有利于提高垃圾的脱水效率，获得含水率较低的脱水垃圾。所述的石灰颗粒的颗粒度应大于等于60目。
将调质后的待压垃圾通过加压设备注入板框压滤机的滤室中，当滤室中的压力达到0.6～1.2MPa时，停止注料；同时为板框压滤机提供18～25Mpa的压紧压力进行压滤；板框压滤机加压的液压站的保压压力为18～25MPa。垃圾颗粒被截留在滤室中逐渐形成滤饼，滤液通过滤液收集系统外排。在注料初期滤饼还没有形成，垃圾的脱水主要依靠滤布的过滤而实现，过滤速度较大；在注料后期滤饼形成之后，垃圾的脱水主要依靠滤饼的过滤而实现，由于垃圾调质提高了不可压缩性和疏水性，从而增大了垃圾滤饼的孔隙率，使滤饼具有良好的透水性，降低过滤阻力，分离出来的水分容易透过滤饼外排。当内压注料压力完成后，形成厚度为20～40mm的滤饼。所述的加压设备可以为螺杆泵或柱塞泵，加压设备的注料压力为0.6～1.2MPa。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种生活垃圾处理系统，其特征在于，包括入料口(1)、发酵装置(2)，入料口(1)置于地面，发酵装置(2)设置于地下，在发酵装置(2)内安装有搅拌装置(9)，发酵装置(2)连接水压间(3)，水压间(3)再通向蓄液池(4)，在蓄液池(4)上安装有取料装置(8)；由发酵装置(2)内收集的甲烷通过管道连接到煤气灶(7)，在连接煤气灶(7)之前管道上安装有去硫装置(5)和阻燃装置(6)，所述系统还包括气味除臭子系统，通过通气管道分别收集所述入料口(1)、发酵装置(2)、水压间(3)、蓄液池(4)飘出来的臭气，并将飘出来的臭气并形成高浓度的混合臭气：所述气味除臭子系统包括臭气引入单元、生物除臭装置、雾化除臭装置、离心风机以及气体排放单元；高浓度的混合臭气经所述气体引入单元引入并均匀分布后，自所述生物除臭装置的底部进入所述生物除臭装置，经由栖息于所述生物除臭装置的微生物降解后，再输送至后置的所述雾化除臭装置中进行溶解吸收以进一步降低混合臭气的浓度，处理后的气体通过所述离心风机抽吸风输送至所述气体排放单元中。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾处理系统，其特征在于：
所述除臭系统包括循环泵和喷水装置；所述喷水装置包括设置有多个喷头的第一喷水管道，所述第一喷水管道上设置于所述生物除臭装置上方；所述循环泵进口连接所述雾化除臭装置、其出口连接所述第一喷水管道，所述循环泵抽取所述雾化除臭装置内呈碱性的滤出液并通过所述第一喷水管道输送之后经所述喷头喷洒到所述生物除臭装置内以调节所述生物除臭装置内的pH值并使其稳定在3-6之间。
3.根据权利要求2所述的生活垃圾处理系统，其特征在于：
所述生物除臭装置，包括：加盖密封系统、臭气风管收集系统、生物除臭塔、排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述臭气风管收集系统包括风量调节装置与风管；所述生物除臭塔的塔体内部从下至上设有排水系统、除臭风机、承托结构、炭质生物媒填料和喷水散水系统；所述承托结构从下至上设有承托层支撑柱、承托层钢结构、填料承托层格栅和承托网；所述承托网上面放置生物媒填料；臭气由臭气风管收集系统收集，通过除臭风机从生物除臭塔底部进入，利用放在承托网上的炭质生物填料中的微生物降解所述臭气，处理后的气体从除臭装置顶部排放。
4.根据权利要求3所述的生活垃圾处理系统，其特征在于，
所述炭质生物媒填料为由木炭或竹炭加工而成的颗粒状物质，其中炭含量大于80％，平均粒径在5～10mm，填充密度为400g/l，比表面积为280m2/g。
5.根据权利要求1所述的生活垃圾处理系统，其特征在于，
发酵装置由多个串联或并联；
发酵装置、蓄液池、去硫装置和阻燃装置均为玻璃钢制品；
搅拌装置为喷泉式搅拌装置；
搅拌装置为喷泉式搅拌装置。
6.一种适用于权利要求1至5所述的生活垃圾处理系统中的任意一项的生活垃圾处理方法，其特征在于，还包括以下方法步骤：
收集农村生活垃圾，并将垃圾通过入料口(1)放入至发酵装置(2)内，通过发酵装置(2)内的搅拌装置(9)对垃圾进行搅拌；
将发酵装置(2)内放入定量的生物厌氧菌，在厌氧菌的作用下，有机垃圾分解为小分子，有机生活垃圾经过多个发酵装置进行多级处理，包括第一级酸化预处理，将有机垃圾大分子分解为小分子有机物，然后通过第二、三、四……级为高效厌氧发酵处理，把第一级产生的小分子有机物通过多级高效厌氧发酵，在生物厌氧菌的作用下，转化为甲烷和二氧化碳；
甲烷依次经过去硫装置(5)和阻燃装置(6)至煤气灶(7)；
发酵装置(2)内经充分发酵处理后的发酵液经过水压间(3)，流向蓄液池(4)。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾处理方法，其特征在于，
所述生活垃圾处理步骤还包括以下步骤：
内压注料压滤步骤：将待压垃圾通过加压设备注入板框压滤机的滤室中，当滤室中的压力达到0.6～1.2MPa时，停止注料；同时为板框压滤机提供18～25Mpa的压紧压力进行压滤；
二次加压压榨步骤：向板框压滤机滤板提供20～40Mpa的二次加压进行压滤。
8.根据权利要求7所述的生活垃圾处理方法，其特征在于，
所述的待压垃圾先进行脱水前调质：向待压垃圾中投加含Fe3+可溶性化合物，搅拌10～180秒进行混合反应；再投加石灰颗粒，搅拌30～300秒。
9.根据权利要求8所述的生活垃圾处理方法，其特征在于，
所述的含Fe 3+可溶性化合物为三氯化铁溶液，所含三氯化铁浓度大于等于35％，三氯化铁溶液的投加量为垃圾干基质量的0.3～10％；所述石灰颗粒中有效氧化钙含量不低于60％，石灰颗粒的颗粒度应大于等于60目，石灰颗粒的投加量为垃圾干基质量的3～150％，所述的三氯化铁溶液投加量为5％。
10.根据权利要求8所述的生活垃圾处理方法，其特征在于，
所述搅拌装置呈倒“T”型设置。
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