CN109332349A - 一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，步骤一：将垃圾分为三大类生活垃圾、秸秆与畜粪，分别贮存；步骤二：将生活垃圾原料暂存入密闭的原料暂存预处理间预处理后进入一次分选系统；步骤三：在一次分选系统内将塑料、建筑垃圾/渣土、金属玻璃与废旧衣物分离后的生活垃圾放入水解系统。本发明让垃圾不填埋、不焚烧、解决垃圾围城和环境污染这一难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法。
背景技术
随着全球人口的激增，工业化快速扩张和城市化的发展，人类抛弃到自然环境中的垃圾数量急剧增加，远远超出自然生态系统的分解和净化能力。因此城市生活垃圾在全球范围内造成的环境灾难日益加剧。传统的垃圾处理方法；
(1)填埋法；主要弊端；占用大量城市周边的宝贵土地，严重污染土壤和地下水源，滋生大量病毒和病菌，释放有害气体污染空气，对未来环境遗患难以估量。
(2)焚烧法；垃圾焚烧尽管国家采取了严格标准，但仍然存在二噁英排放。中国混合垃圾特色是“两高一低”，渣土和有机物含量高，平均热值低导致焚烧不能连续稳定作业，难以消除二噁英的影响，中国70％县级城市和接近30％地级城市的垃圾日产量在100吨～500吨之间，难以保证焚烧炉的连续焚烧最低需求量(600t/d)，民众对垃圾填埋、垃圾焚烧的抵制和抗议呼声越来越高，垃圾危机已成为全社会关注的热点话题。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，垃圾不填埋、不焚烧、解决垃圾围城和环境污染这一难题，真正达到了垃圾减量化、无害化、资源化的处理目的。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
2.一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，包括以下步骤：
步骤一：将垃圾分为三大类生活垃圾、秸秆与畜粪，分别贮存；
步骤二：将生活垃圾原料暂存入密闭的原料暂存预处理间预处理后进入一次分选系统；
步骤三：在一次分选系统内将塑料、建筑垃圾、金属玻璃与废旧衣物分离后的生活垃圾放入水解系统；
步骤四：将步骤一的秸秆进行前处理与畜粪进行前处理后均放入水解系统；
步骤五：将水解后的生活垃圾、秸秆与畜粪放入生化系统，将生活垃圾、进行二次分选，将有机物与小玻璃、小铁件、金属电池、纽扣、果壳小塑料片、树枝、可燃物等分离；
步骤六；将有机物放入发酵系统，经发酵的有机物放入制肥系统，产出有机肥；
步骤七：将步骤三分选出的塑料、可燃物进行烘干处理；
步骤八：将烘干的塑料、可燃物进行裂解处理；
步骤九：步骤八的裂解产品即为油品、碳黑及残渣；
步骤十：碳黑及残渣放入免烧砖系统；
步骤十一：将步骤三分选出的废旧衣物制成工业纤维。
有益效果：
(1)日产日清：日垃圾当日处理，每个批次工作流程只需要4～6hr。
(2)清洁运行：处理过程封闭运行：恶臭气体、渗液、噪音得到有效处理和控制，未对周边居民产生二次污染影响。
(3)高效资源化：经过优化设计的三级垃圾分选工艺处理后，原生垃圾中的塑料、金属、玻璃和纸张的回收率可达95％以上，剩余的少量无机渣土可制造建材或无害化填埋。其中有机物经预处理后进入“工业胃”经过水解反应快速制成有机肥的基料，实现了生活垃圾的高效资源化利用，同时提高了工厂的经营效益。
(4)节能减排：日处理300吨生活垃圾项目全部建成运行后，与该项目相当的垃圾填埋场每年排放CO2为19.27万吨。该生活垃圾处理技术比填埋技术每年可减排15.43万吨CO2。其中一期300吨/日生产能力建成后，与该项目相当的垃圾填埋场每年排放CO2为11.56万吨，比填埋法每年可减排9.26万吨CO2。
(5)节约土地：工厂流水化作业，垃圾不积存，占地面积小，其占地面积约为同样垃圾处理规模的填埋法的1/20，焚烧法的1/5。
附图说明
附图1是本发明的垃圾处理方法流程图。
具体实施方式
一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，包括以下步骤：
步骤一：将垃圾分为三大类生活垃圾、秸秆与畜粪，分别贮存；
步骤二：将生活垃圾原料暂存入密闭的原料暂存预处理间预处理后进入一次分选系统；生活垃圾所在的原料暂存预处理间料坑底部设计有坑底篦子，垃圾渗滤液通过坑底篦子收集后泵入水解罐处理；原料暂存预处理间料坑是封闭的，需向坑底鼓风通风；原料暂存预处理间内对生活垃圾进行破袋预处理；原料暂存预处理间装有温控系统、除臭菌培养系统、除臭菌喷洒装置以及在门口装风幕机，使得臭气得到治理并且不外泄；
步骤三：在一次分选系统内将塑料、建筑垃圾/渣土、金属玻璃与废旧衣物分离后的生活垃圾放入水解系统；
一次分选系统设置有分选平台、不同型号的滚筒筛、磁选机、粗破粹机、风力分选机、吸塑装置、塑料打包机以及皮带输送机，将垃圾分选为有机物、塑料、树枝纸张、衣被、金属玻璃、渣土、砖块、石头，然后分别送入后续生产线；由于大块玻璃、电池、电子产品、危化品破粹后更加难以分选，以及对系统分选会造成干扰的大件物，比如大石块、砖头、衣被等在进入滚筒筛之前将其通过分选平台以人工分拣方式分拣出来；
滚筒筛根据筛孔大小不同分二级筛选，将一级滚筒筛的筛上物即粗物料进入粗破粹机，破粹后的物料(粒径小于50mm)重新送入第二级滚筒筛。筛下物即有机物等送至水解车间；
筛上物选用两级风力分选机，利用气流密度分选将物料中塑料、小织物、可然物分选出来，然后由塑料打包机进行打包；
在人工分选平台和滚筒筛连接处以及各滚筒筛之间装有磁选机，多级地分拣出金属制品；
步骤四：将步骤一的秸秆进行前处理与畜粪进行前处理后均放入水解系统；
秸秆贮存的堆场有秸秆打包机，切碎机、皮带输送机，将秸秆打包、有序排放，然后进行切碎送入水解车间；畜粪暂存间装有温控系统、除臭菌培养系统、除臭菌喷洒装置、脱水机、螺旋输送机，将脱水后的畜粪送入水解车间，并使臭气得到治理；
水解系统：有机物在卧式水解罐通过高温、高压，再加以稀酸、催化剂、水为介质的水解过程中产生大量的糖分和腐殖酸，经过约2个小时的高温、高压处理，彻底消灭了病虫害和杂菌，降解为有益于农作物生产的有机肥基料；
水解系统由以下设备组成的；卧式水解罐、喂料机、卸料机、全自动进出罐摆渡车、转向车、牵引机构、空气压缩系统、密水收集系统、稀酸加注系统、催化剂加注系统以及燃气锅炉；
步骤五：将水解后的生活垃圾、秸秆与畜粪放入生化系统，将生活垃圾进行二次分选，将有机物与小玻璃、小铁件、金属电池、纽扣、果壳小塑料片、树枝、可燃物等分离；
生化系统主要功能是使水解后的基料脱水、完全发酵。然后再进一步精分选将基料中的小玻璃、小铁件、金属电池、纽扣、果壳等分拣出来；
生化系统由脱水机、翻抛机、布料机、菌种扩培系统、菌种喷洒系统、温控系统、精细滚筒筛、精细粉粹机、紫外线分选机、光电分选机等组成；
水解出来的基料经过脱水设备进行脱水，含水率～40％；
布料机将有机物均匀分布到各发酵槽；
通过温控系统培养发酵菌；
适当地翻抛，并施以发酵菌种；
经过进一步脱水后的基料再进行精分选，首先通过紫外线分选机、光电分选机辅以弹跳筛、筛分机将细小金属、细小玻璃、金属电池等杂质挑选出来；
设置2级精细滚筒筛，将筛上物及粗颗粒通过精细粉粹机使其能通过第二级滚筒筛的基料送入制肥系统；
步骤六；将有机物放入发酵系统，经发酵的有机物放入制肥系统，产出有机肥；
农村秸秆垃圾存放在堆场，畜粪垃圾存在贮存槽容器内，该容器具有挤压和脱水功能；
放入卧式水解罐，经过高温、高压以及充分水解反应(加入稀硫酸溶液)再添加相应的催化剂(生物酶催化剂)使其分解成为有益于农作物生长有机肥基料，
再经过生化系统使其腐熟，然后送入制肥车间，进一步精分选、深加工，配以能达到肥效的添加剂生产出合格的有机肥；
基料通过生化系统后已基本达到制造有机肥的条件，再经过原料粉粹机使得基料为粉状，根据基料化验的成分数据，加以配料及添加剂，制成合格的有机肥，制肥过程是通过下列设备达到的，原料粉粹机、电脑自动配料机、双轴搅拌机、搅齿造粒机、抛圆机、冷却机、颗粒筛分机包膜机、自动定量包装机；
基料经过原料粉粹机使其为粉状；
根据基料化验的成分由电脑自动配料，用多仓配料仓配料；
对基料及配料用双轴搅拌机进行搅拌；
通过搅齿造粒机、抛圆机制成粒状有机肥装袋包装；
步骤七
废塑料、可燃物用自动上料器送入反应釜，通过反应釜加热高温裂解出油气，油气进入冷凝系统冷凝成油，常温常压下不凝气体净化后通过阻火器然后到主机炉膛燃烧掉，燃烧后产生废气通过除尘系统进行除尘达到国家标准要求后再排放。裂解后主机冷却下来开始出渣，出来的渣并入免烧砖；
炼油、裂解系统有；进料装置、裂解釜、催化罐、精馏、冷却系统、废气燃烧系统、出渣系统；
废塑料在进料装置中完成压缩、挤水、预加热等工序后变为熔融状体；
熔融状体的原料在裂解釜高温下瞬间裂化，变为500℃高温气态，完成液态到气态的转化；
物料高温流经裂解釜上部的催化罐，经过催化剂进行催化使废塑料分解，获和聚合单体、油料、燃料油气、地蜡等；
然后进入精馏塔，当达到馏分温度时，各馏分体通过精馏塔进入换热器，随之进冷凝器得到油品；
部分不凝气体通过真空缓冲罐、真空罐、瓦斯过水罐、回火器进入加热炉燃烧，给系统提供热量，(废气燃烧系统)；
剩余灰渣由出渣装置、冷凝装置连续不断排出；
步骤九：将步骤八的炼油与裂解加入步骤四分选出的可燃物后制成油品；
步骤十：碳黑处理的分类塑料与步骤三分选出的建筑垃圾/渣土制成免烧砖；
步骤十一：将步骤三分选出的废旧衣物制成工业纤维。
本系统采用的裂解设备(裂解设备是个系统设备，其中有进料装置、裂解釜。催化罐、精馏设备、冷却系统、废气燃烧系统、出渣系统选用瑞新新能源科技发展有限公司)能确保无三废排放，设备有尾气燃烧再利用装置，确保无味，无污染，绝无废水排放，废渣因经过近600℃高温处理，无任何毒性废渣，然气是废塑料的能量来源，油品为废塑料热解的主要产品，从产品的品质和价值来说，废塑料通过裂解炼油很好解决了垃圾污染问题也创造了较大的经济效益。无害灰渣再转入免烧砖车间与渣土合并制砖；
将分选出来衣服、棉被等纤维织品经过干洗、消毒后送入切断机，切成大小均匀布料然后再送入不同型号的分梳设备达到纤维产品精开松状态，然后输送到打包机，打成包供应给下游企业；
将衣服、绵被等纤维织品经过干洗、消毒后进行切断，切成大小均匀布料然后再送入不同型号的分梳设备达到纤维产品精开松状态，工业纤维加工由7种设备组成；干洗机、消毒机、上料机、分梳设备、打包机、除尘机组；
将衣服、绵被等纤维织品在干洗机、消毒机清洗干净；
衣被经切断机，切成大小均匀的布块；
切断后布块进入上料机，喂入二级分梳机进行开松处理，第一道辊在加工过程中会产生回料，回料经过输送带重新回到第一道辊，进一步开松处理，在经由2道不同转速、针布、间隙等分梳加工后最终达到纤维的精开松状态；
通过风机输送到打包机，打成包，便于运输；
除尘机组，做到环保高效无粉尘污染。
进一步的，将步骤三中分选出的玻璃、金属经过干洗设备及消毒设备处理后打包供应给下游企业。
进一步的，将步骤三中分选出的电池、电子产品等危化品专人打包送至有处理资质的单位处理。
进一步的，将步骤三中分选出的砖、石进行破碎为1～5mm，再经过多仓配料机、轮碾机、喂料斗、高压免烧砖机将渣土制成砖。
分选出来的石块、砖头、建筑垃圾通过专用设备破碎，利用石打石原理进行细碎，然后经过震动筛筛选出原料，即可进入免烧砖制成模块砖、路面砖、植草砖等；
石块、砖头、建筑垃圾通过震动给料机入鄂式破碎机；
细碎后经过震动筛筛选出适合制砖原料；
通过捡测，试验添加其它材料，通过双仓配料机、轮碾机、输送机送入免烧砖主机。
重金属及密水处理：垃圾中可能含有多种重金属成分，成分复杂、处理时每批所含的各种重金属含量变数大，因此重金属废水处理比较复杂。重金属污水处理工艺遵循经济、方便、不产生二次污染的原则。
首先，垃圾综合分选工艺是实现垃圾无害化资源化处理的关键。生活垃圾经破袋后，经皮带机进入人工分选平台、磁性除铁器，紫外线分选机等关键的工序已将废电池，灯管，以及其他富含金属成分的电子、电气产品及绝大部分的金属成分制品已经被筛选掉。
第二，分选后的垃圾进入水解喷爆罐进行高温高压水解，在酸化条件下，残余或遗漏的不可分拣的金属成分充分离子化，溶解进入密水系统，通过纳米重金属水处理技术进行脱重金属处理。
纳米重金属水处理工艺：
从环境污染方面，重金属是指汞、镉、铅以及“类金属”-----砷等生物毒性显著的重金属，对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉，这些重金属在水中不能被降解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。
国内通常采用的重金属废水处理方法，包括石灰中和法和硫化法等，这些传统的处理工艺，虽然可以将废水中的重金属去除掉，但是处理效果并不稳定，处理后回收的清水水质仍难以确保稳定达标排放，而且还会产生二次污染，纳米材料的基本构成决定了它超强的吸附能力，表面效应是纳米粒子及固体材料中重要的效应之一，是指表面原子数随纳米结构尺寸减小而急剧增大后引起的性质上的变化，表面原子数的增加、原子配位的不足，必然导致纳米结构存在许多表面缺陷，使表面具有很高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，纳米颗粒的粒径极小，具有巨大的比表面积的表面自由能，纳米材料因其比表面积远超普通材料，故同一种物质将会显示出不同的物化特型，纳米重金属水处理工艺可以克服传统工艺的缺陷，达到以下优势：
1、出水水质稳定达到并优于排放浓度限值：
设计进出水水质
2、纳米药剂技术有效克服废水中高氯离子、高硫酸根离子、高氨氮无机配位体与重金属离子形成可溶性的稳定的铬合物对重金属离子去除效率问题，废水处理效果完全不受其影响。
3、污泥沉淀性能好，污泥量较传统工艺降低80％以上。
4、设备为一体化，占地面积小，工艺简单，技术成熟，运行管理方便。
设备为方形池，四个功能区；超滤系统、纳滤系统、加药系统、固液分离系统。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：将垃圾分为三大类生活垃圾、秸秆与畜粪，分别贮存；
步骤二：将生活垃圾原料暂存入密闭的原料暂存预处理间预处理后进入一次分选系统；
步骤三：在一次分选系统内将塑料、建筑垃圾、金属玻璃与废旧衣物分离后的生活垃圾放入水解系统；
步骤四：将步骤一的秸秆进行前处理与畜粪进行前处理后均放入水解系统；
步骤五：将水解后的生活垃圾、秸秆与畜粪放入生化系统，将生活垃圾、进行二次分选，将有机物与小玻璃、小铁件、金属电池、纽扣、果壳小塑料片、树枝、可燃物等分离；
步骤六；将有机物放入发酵系统，经发酵的有机物放入制肥系统，产出有机肥；
步骤七：将步骤三分选出的塑料、可燃物进行烘干处理；
步骤八：将烘干的塑料、可燃物进行裂解处理；
步骤九：步骤八的裂解产品即为油品、碳黑及残渣；
步骤十：碳黑及残渣放入免烧砖系统；
步骤十一：将步骤三分选出的废旧衣物制成工业纤维。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，其特征是：将步骤三中分选出的玻璃、金属经过干洗设备及消毒设备处理后打包供应给下游企业。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，其特征是：将步骤三中分选出的电池、电子产品等危化品专人打包送至有处理资质的单位处理。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法，其特征是：将步骤三中分选出的砖、石进行破碎为1～5mm，再经过多仓配料机、轮碾机、喂料斗、高压免烧砖机将渣土制成砖。
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