CN109807157A - 一种生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统，包括垃圾分选、分选后的一部分物料进行回收再利用，分选后的有机物料和渗滤液进行深度的发酵转化利用，发酵产生的沼气进行沼气发电，沼渣制成固体有机肥，沼液进行污水处理后回用。本发明提供的生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统具有无污染、无危害、对生活垃圾全部资源化处理的优点；将分选后的有机物先进行发酵，产生燃烧效率高的沼气用于发电，提高了发电效率，大量减少有害气体的排放；沼渣和沼液相应的也进行了深度产品化处理，对外销售，用于补贴生活垃圾处理产生的相关费用，降低政府运营垃圾处理厂的财政支出，更有效的对生活垃圾进行减量化、资源化、无害化处理。

Description

一种生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统

技术领域

本发明涉及生活垃圾资源化处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统。

背景技术

目前，国内外的生活垃圾处理技术，均以无害化、减量化、资源化为目标，最常用的处理方法主要有填埋、焚烧和堆肥，它们各有不同的使用范围和条件，至今，对于生活垃圾处理还是没有实现全部资源化处理的目的，资源化处理仅达到生活垃圾总量的20％左右，而残余物质基本上还是处于处理后填埋、焚烧状态，仍然存在不断增加填埋用地和环境污染问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种无污染、无危害、对生活垃圾全部资源化处理的生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种生活垃圾资源化处理一体化工艺，包括以下步骤：

S1：分选，首先将经过大件分拣后的生活垃圾由抓斗吊车送入一体式的生活垃圾综合分选系统的前部进料斗，经破袋机破袋后并经过综合分选，分成金属、橡胶、纸张、木材、玻璃、塑料、沙石土和有机物；

S2：分选后物料的可回收处理，a)将步骤S1分选出的金属、纸张、橡胶、木材、玻璃经清洗、沥水、消毒、晾干后打包回收利用；b)将步骤S1分选出的塑料经清洗、分选、粉碎等工序制成再生混合塑料颗粒产品；c)将步骤S1分选出的少量沙石土经沙石土粉碎设备粉碎后，作为建材原料进行回收利用；

S3：分选后物料的转化利用，将步骤S1分选出的有机物和生活垃圾堆放时产生的渗滤液，经过有机物备料给料系统送入发酵系统进行厌氧发酵，产生沼气、沼渣和沼液；

S4：沼气利用，发酵产生的沼气经净化后进入沼气发电系统进行发电，发出的电并入电网、外供；

S5：沼渣利用，发酵产生的沼渣经过渣水分离系统脱水后，添加辅料，通过混配/造粒、筛分、烘干、冷却等工序制成固体有机肥；

S6：沼液利用，将步骤S5中，沼渣脱水分离出的沼液和步骤S2中物料清洗产生的污水送污水处理系统处理，达标后再利用；

S7：将步骤S1-S6中所产生的恶臭气体、烟气进行净化处理达标后排放至大气层。

垃圾焚烧发电是城市生活垃圾处理最常用的减量化、资源化、无害化方式，但是直接对生活垃圾进行焚烧发电，生活垃圾中的物料燃烧值较低，从而使焚烧发电的发电效率更低，且在燃烧过程中产生大量有害气体，对大气产生严重的污染，如果在焚烧发电系统中另外加装有害气体净化系统，有害气体的成分复杂，处理难度大，势必增加垃圾处理成本；本发明提供的工艺包括将生活垃圾由垃圾车运至工厂后，首先临时堆放在一个封闭式垃圾储存库，所述垃圾储存库为全封闭，下设垃圾渗滤液的排放和收集系统，然后由遥控式吊车抓斗将垃圾送入一体式的生活垃圾综合分选系统的前部料斗，经过一套集破袋、机械筛分、重力选、风选、磁选等多种功能为一体的综合分选系统分选后，把垃圾分成了几大类，通过机械设备进行筛分，降低了工人的劳动强度，有利于提高工作效率；将分选后的有机物、渗滤液先进行厌氧发酵，产生燃烧效率高的沼气，将沼气进行净化后再进入发电系统进行发电，提高了发电效率，大量减少有害气体的排放；发酵产生的沼渣和沼液相应的也进行了资源化处理，产生了固体有机肥和电能，可对外销售，用于补贴生活垃圾处理产生的相关费用，降低政府运营垃圾处理厂的财政支出，更有效的对生活垃圾进行减量化、资源化、无害化处理。

优选的技术方案为，所述步骤S3中，根据有机物和渗滤液发酵的各阶段机理的不同，分段进行温度调节控制，达到在同一装置内连续发酵，发酵的温度为36-40℃，发酵周期为25-28天。对有机物和渗滤液先分段温度条件下进行封闭容器内的堆积发酵，对有机物的发酵更彻底，使沼气沼渣品质好、产沼气率高、沼渣更适合作为制造有机肥原料。然后进行后续的固体有机肥的制造工序，提高固体有机肥的肥力。

进一步优选的技术方案为，所述步骤S4中，沼气发电过程中产生的余热水供S3步骤中的发酵系统中的发酵仓的保温使用；沼气发电过程中排出的烟气采用余热锅炉制成蒸汽供发酵系统的前端进料加温使用；未被余热锅炉利用完全的沼气发电过程中排出的烟气再供步骤S5中制造固体有机肥过程使用，对固体有机肥进行烘干。在生活垃圾进行发酵产生沼气进行发电过程中产生的高温烟气、余热水的热能进行充分利用，提高沼气能源的利用率，从而对生活垃圾处理的全部过程进行彻底的高利用率、资源化的处理。

本发明还设计了一种生活垃圾资源化处理一体化系统，包括生活垃圾储存库、生活垃圾综合分选系统、分别通过传送系统与生活垃圾综合分选系统连接的清洗设备/沙石土粉碎设备/发酵系统、分别与清洗设备连接的塑料分选设备、与塑料分选设备连接的塑料制粒设备、与发酵系统连接的转化利用系统、臭气处理系统和污水处理系统；其中，所述，臭气处理系统分别与生活垃圾储存库、生活垃圾综合分选系统和发酵系统相连接；所述污水处理系统分别与清洗设备、发酵系统相连接；所述转化利用系统包括沼渣脱水系统、沼气净化系统、沼液处理系统和沼气发电系统；所述沼渣脱水系统又与固体有机肥制造设备连接。整个生活垃圾资源化一体化处理系统由多个生产车间、多种设备组成，各个车间之间、各个车间内各种设备之间均通过物料输送皮带机或气体输送管道系统连接。

优选的技术方案为，臭气处理系统的臭气收集管道分别与密封的生活垃圾处理库、设备带有密封罩的分选车间、设有密封罩的发酵仓的前给料设施连接后，再与臭气收集总管相连接，经过臭气处理系统中的引风机与臭气处理设备连接。臭气处理系统与各个生产车间连接，收集并处理臭气，优化车间的工作环境，提高工人工作的环境舒适度，并防止处理系统中的臭气外逸，影响周围居民的生活。

进一步优选的技术方案为，所述发酵系统包括分别与生活垃圾综合分选系统的有机物出口、生活垃圾储存间的渗滤液排出系统出口相连接的缓冲仓、与缓冲仓出口连接的发酵仓进料系统、与发酵仓进料系统连接的发酵物料蒸汽加温设备、与发酵仓进料系统连接的封闭厌氧动态发酵仓、与封闭厌氧动态发酵仓连接的出渣设施。封闭厌氧动态发酵仓包括发酵仓本体、发酵仓保温系统、发酵仓内物料搅拌设备、及发酵仓温度压力控制系统等。

进一步优选的技术方案为，还包括与沼气发电系统的排烟管的出口连接的余热锅炉，所述余热锅炉的蒸汽管道出口与封闭厌氧动态发酵仓的进料管的保温夹层的入口连接；所述余热锅炉的尾气管道出口与固体有机肥制造系统中的烘干设备连接；所述沼气发电系统的冷却系统的冷却水出口与封闭厌氧动态发酵仓的保温夹层的入口连接。沼气燃烧发电后产生的烟气中含有大量的热能，通过余热锅炉转化成蒸汽热能供给发酵仓的加热使用，未被余热锅炉全部转化利用的剩余烟气对有机肥进行烘干，实现了对热能的充分利用，实现了节能减排，资源化处理的宗旨。

进一步优选的技术方案为，沼气发电系统与余热锅炉之间连接的排烟管道上还设有脱硝设施。沼气燃烧发电后产生的烟气中有硝(即NOx)需要脱除后进行再利用或者排放，脱销设施设置在沼气发电机和余热锅炉之间的烟气管道上。

本发明的优点和有益效果在于：本发明提供的生活垃圾资源化处理一体化工艺及系统具有无污染、无危害、对生活垃圾全部资源化处理的优点；采用集破袋、机械筛分、重力选、风选、磁选等多种功能为一体的综合分选系统对生活垃圾进行分选，降低了工人的劳动强度，有利于提高工作效率；将分选后的有机物等垃圾先进行发酵，产生燃烧效率高的沼气，将沼气进行净化后再进入发电系统进行发电，提高了发电效率，大量减少有害气体的排放；发酵产生的沼渣和沼液相应的也进行了资源化处理，产生了固体有机肥和电能，可对外销售，用于补贴生活垃圾处理产生的相关费用，降低政府运营垃圾处理厂的财政支出，更有效的对生活垃圾进行减量化、资源化、无害化处理；对有机物和渗滤液，根据有机物和渗滤液发酵的各阶段机理的不同，分段进行温度调节控制，达到在同一装置内连续发酵，同时，对有机物的发酵更彻底，使沼气沼渣品质好、产沼气率高、沼渣更适合作为制造有机肥原料。然后进行后续的固体有机肥的制造工序，提高固体有机肥的肥力。

本发明将生活垃圾所有分选出的各组分均得到有效处理、回收利用、或再生成新产品，同时过程中产生的高温烟气、余热水的热能得到有效利用；产生的沼液和污水得到有效处理后回用；产生的恶臭气体、烟气得到处理后达标排放，可将生活垃圾全部回收、加工循环利用，使其变废为宝，可最大化地创造经济效益、环境效益和社会效益。本发明提供的生活垃圾资源化处理一体化系统，各个组成结构紧凑简洁，所有组成部分常见易得，成本低，易于实现。

附图说明

图1是本发明生活垃圾资源化处理工艺的流程图；

图2是本发明生活垃圾资源化处理系统的结构示意图。

图中：1、生活垃圾储存库；2、生活垃圾综合分选系统；3、清洗设备；4、沙石土粉碎设备；5、发酵系统；51、缓冲仓；52、发酵物料蒸汽加温设备；53、发酵物料蒸汽加温设备；54、封闭厌氧动态发酵仓；6、塑料分选设备；7、塑料制粒设备；8、转化利用系统；81、沼渣脱水系统；82、沼气净化系统；83、沼液处理系统；84、沼气发电系统；9、污水处理系统；10、固体有机肥制造设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，本发明是一种生活垃圾资源化处理一体化工艺，包括以下步骤：

S1：分选，首先经人工将生活垃圾中纸箱、轮胎等大件垃圾拣出，其余部分由抓斗吊车送入一体式的生活垃圾综合分选系统的前部进料斗，经破机破后并经过综合分选，分成金属、橡胶、纸张、木材、玻璃、塑料、沙石土和有机物；

S2：分选后物料的可回收处理，a)将步骤S1分选出的金属、纸张、橡胶、木材、玻璃经清洗、沥水、消毒、晾干后打包回收利用；b)将步骤S1分选出的塑料经清洗、分选、粉碎工序制成再生混合塑料颗粒产品；c)将步骤S1分选出的少量沙石土经沙石土粉碎设备粉碎后，作为建材原料进行回收利用；

S3：分选后物料的转化利用，将步骤S1分选出的有机物和生活垃圾堆放时产生的渗滤液，经过有机物备料给料系统送入发酵系统先进行发酵，发酵是根据有机物和渗滤液发酵的各阶段机理的不同，分段进行温度调节控制，达到在同一装置内连续发酵，产生沼气、沼渣和沼液；先进行低温的一次发酵，在进行高温的二次发酵，所述一次发酵的温度为36-37℃，所述二次发酵的温度为38-40℃，产生沼气、沼渣和沼液；一次发酵时间为8-10天，二次发酵时间为15-18天；

S4：沼气利用，发酵产生的沼气经净化后进入沼气发电系统进行发电，发出的电并入电网、外供；

S5：沼渣利用，发酵产生的沼渣经过渣水分离系统脱水后，添加一定数量的辅料，通过混配/造粒、筛分、烘干、冷却工序制成固体有机肥；

S6：沼液利用，将步骤S5中，沼渣脱水分离出的沼液和步骤S2中物料清洗产生的污水送污水处理系统处理，处理达标后的水可进入清洗设备对分选的垃圾进行清洗，或者进入发酵系统、造肥系统进行再利用，提高水的利用效率；

S7：将步骤S1-S6中所产生的恶臭气体、烟气进行净化处理达标后排放至大气层。

本发明还提供了一种生活垃圾资源化处理一体化系统，包括生活垃圾储存库1、生活垃圾综合分选系统2、分别通过传送系统与生活垃圾综合分选系统连接的清洗设备3/沙石土粉碎设备4/发酵系统5、分别与清洗设备连接的塑料分选设备6、与塑料分选设备连接的塑料制粒设备7、与发酵系统连接的转化利用系统8、臭气处理系统和污水处理系统9；其中，所述，臭气处理系统分别与生活垃圾储存库、生活垃圾综合分选系统和发酵系统相连接；所述污水处理系统9分别与清洗设备、发酵系统相连接；所述转化利用系统包括沼渣脱水系统81、沼气净化系统82、沼液处理系统83和沼气发电系统84；所述沼渣脱水系统又与固体有机肥制造设备10连接。

所述发酵系统包括分别与生活垃圾综合分选系统的有机物出口、生活垃圾储存间的渗滤液排出系统出口相连接的缓冲仓51、与缓冲仓出口连接的发酵仓进料系统52、与发酵仓进料系统连接的发酵物料蒸汽加温设备53、与发酵仓进料系统连接的封闭厌氧动态发酵仓54、与封闭厌氧动态发酵仓连接的出渣设施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种生活垃圾资源化处理一体化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分选，首先将经过大件分拣后的生活垃圾由抓斗吊车送入一体式的生活垃圾综合分选系统的前部进料斗，经破袋机破袋后并经过综合分选，分成金属、橡胶、纸张、木材、玻璃、塑料、沙石土和有机物；

S2：分选后物料的可回收处理，a)将步骤S1分选出的金属、纸张、橡胶、木材、玻璃经清洗、沥水、消毒、晾干后打包回收利用；b)将步骤S1分选出的塑料经清洗、分选、粉碎工序制成再生混合塑料颗粒产品；c)将步骤S1分选出的少量沙石土经沙石土粉碎设备粉碎后，作为建材原料进行回收利用；

S3：分选后物料的转化利用，将步骤S1分选出的有机物和生活垃圾堆放时产生的渗滤液，经过有机物备料给料系统送入发酵系统进行厌氧发酵，产生沼气、沼渣和沼液；

S4：沼气利用，发酵产生的沼气经净化后进入沼气发电系统进行发电，发出的电并入电网、外供；

S5：沼渣利用，发酵产生的沼渣经过渣水分离系统脱水后，添加辅料，通过混配/造粒、筛分、烘干、冷却工序制成固体有机肥；

S6：沼液利用，将步骤S5中，沼渣脱水分离出的沼液和步骤S2中物料清洗产生的污水送污水处理系统处理，达标后再利用；

S7：将步骤S1-S6中所产生的恶臭气体、烟气进行净化处理达标后排放至大气层。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾资源化处理一体化工艺，其特征在于，所述步骤S3中，根据有机物和渗滤液发酵的各阶段机理的不同，分段进行温度调节控制，达到在同一装置内连续发酵，发酵的温度为36-40℃，发酵周期为25-28天。

3.根据权利要求2所述的生活垃圾资源化处理一体化工艺，其特征在于，所述步骤S4中，沼气发电过程中产生的余热水供S3步骤中的发酵系统中的发酵仓的保温使用；沼气发电过程中排出的烟气采用余热锅炉制成蒸汽供发酵系统的前端进料加温使用；未被余热锅炉利用完全的沼气发电过程中排出的烟气再供步骤S5中制造固体有机肥过程使用，对固体有机肥进行烘干。

4.一种生活垃圾资源化处理一体化系统，其特征在于，包括生活垃圾储存库、生活垃圾综合分选系统、分别通过传送系统与生活垃圾综合分选系统连接的清洗设备/沙石土粉碎设备/发酵系统、分别与清洗设备连接的塑料分选设备、与塑料分选设备连接的塑料制粒设备、与发酵系统连接的转化利用系统、臭气处理系统和污水处理系统；其中，所述，臭气处理系统分别与生活垃圾储存库、生活垃圾综合分选系统和发酵系统相连接；所述污水处理系统分别与清洗设备、发酵系统相连接；所述转化利用系统包括沼渣脱水系统、沼气净化系统、沼液处理系统和沼气发电系统；所述沼渣脱水系统又与固体有机肥制造设备连接。

5.根据权利要求4所述的生活垃圾资源化处理一体化系统，其特征在于，臭气处理系统的臭气收集管道分别与密封的生活垃圾处理库、设有密封罩的分选车间、设有密封罩的发酵仓的前端给料设施连接后，再与臭气收集总管相连接，经过臭气处理系统中的引风机与臭气处理设备连接。

6.根据权利要求5所述的生活垃圾资源化处理一体化系统，其特征在于，所述发酵系统包括分别与生活垃圾综合分选系统的有机物出口、生活垃圾储存库的渗滤液排出系统出口相连接的缓冲仓、与缓冲仓出口连接的发酵仓进料系统、与发酵仓进料系统连接的发酵物料蒸汽加温设备、与发酵仓进料系统连接的封闭厌氧动态发酵仓、与封闭厌氧动态发酵仓连接的出渣设施。

7.根据权利要求6所述的生活垃圾资源化处理一体化系统，其特征在于，还包括与沼气发电系统的排烟管的出口连接的余热锅炉，所述余热锅炉的蒸汽管道出口与发酵物料蒸汽加温设备的入口连接；所述余热锅炉的尾气管道出口与固体有机肥制造设备中的烘干设备连接；所述沼气发电系统中的冷却系统的冷却水出口与封闭厌氧动态发酵仓的保温夹层的入口连接。

8.根据权利要求7所述的生活垃圾资源化处理一体化系统，其特征在于，沼气发电系统与余热锅炉之间连接的排烟管道上还设有脱硝设施。