CN1103254C - 城市生活垃圾与污泥的消解处理法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种能够对城市生活垃圾及污泥进行工厂化、无害化、减量化、资源化处理的工艺。它采用消解法，在特制的消解罐内，直接用一定压力的饱和水蒸汽对城市生活垃圾和污泥进行无害化处理；经过2小时后，可杀灭所有微生物及寄生虫卵并使垃圾和污泥减量化。消解后，用喷放法将垃圾和污泥排出，进行筛分处理。筛分后的产品可制成建材、RDF燃料、营养土等。整个处理过程无二次污染，可操作性强，简单易行，投资及运营成本低，可实现工业化生产。

Description

城市生活垃圾与污泥的消解处理法

本发明属于城市固体废物处理技术领域，适用于不同规模城市生活垃圾和污泥处理厂建设的需要。

众所周知，城市生活垃圾和污泥是伴随人类文明进步而产生的，而且随着人民生活水平的提高，其数量也在迅速增长，已成为一大公害。目前国内外处理垃圾和污泥的办法主要有填埋法、焚烧法和堆肥法。

填埋法占地面积大，须作防渗处理，还要建设沼气回收系统及渗滤水处理厂，容易对地下水及周围空气造成污染，资源也不能回收利用；对于人口众多，耕地资源日益紧张的我国来说，越来越难以施行。

焚烧法投资大，运行费用高，含有二噁英和重金属的飞灰处理困难，而且尽管采用了十分先进和复杂的净化系统，但烟气中仍含有微量的二噁英排入大气，长久地污染着环境；我国的垃圾含水量大，含NaCl多，热值低，使垃圾燃烧温度低，容易产生二噁英和HCl气体，造成环境污染和锅炉腐蚀。

堆肥法占地面积大，时间长，容易滋生蚊蝇，散发恶臭，很难形成大规模生产。

本发明的目的就是要开发出一种投资少、占地少、运行成本低、无二次污染、资源化的城市生活垃圾和污泥的处理工艺。

本发明的核心技术就是其独特的消解技术。其工艺流程为：垃圾运输车运来的垃圾首先经人工分捡出大块(直径或长度≥200mm)垃圾，掺入一定比例的生石灰(生石灰的掺入量应根据不同地方、不同季节的垃圾和污泥的性质而定，使反应产物的pH＝7.5-8.5)，然后用输送机送进消解罐中，用饱和水蒸汽直接通入垃圾中对其进行消解；将罐内空气排干净，使罐内水蒸汽压力达到0.8MPa并保持2小时，然后打开罐底排水阀，排出一定量水份以降低物料含水率(可省去干燥过程)；之后，降低压力将物料喷放到泄料车间。喷放过程对物料具有输送、闪蒸干燥、膨化、混合、粉碎、分离的作用，使物料水分大大降低，可直接进行筛分。当处理污泥时，将污泥与垃圾以至少1∶2-1∶3的容积比相互混合，然后送入罐内，其余步骤与处理垃圾相同。这是由于污泥含水率高，是以有机物微粒为主体的悬浊液，颗粒大小不均且很细小，具有胶体特性，透气性差，很难脱水干燥，至使其体积庞大，增大了运输和处理费用；同时，污泥中含有很多致病微生物和寄生虫卵，如不增加污泥的透气性，就不能将它们完全杀灭。而垃圾具有颗粒大，透气性好的特点；实验证明，将污泥与垃圾混合消解，效果良好，污泥的胶体结构被完全破坏，与垃圾完全混合均匀，内部结合水变成游离水渗出，容易脱水干燥，微生物和寄生虫卵被完全杀死。由于垃圾中含有许多多孔物质，对污泥的恶臭起到吸附和分散作用，使污泥的恶臭大大减轻。污泥和垃圾混合处理还能调整碳氮比，提高营养土的质量。如果不用污泥与垃圾混合处理，则可在污泥中掺入相同比例的调理剂，如木屑、稻壳、禾杆、树叶等，然后送入罐中，其余步骤与处理垃圾相同。

在对垃圾和污泥进行消解的过程中发生了一系列物理和化学反应。生石灰具有干燥、消毒、除臭、混凝、助凝、中和等功能，它与水反应生成氢氧化钙并放出大量的热，能节省蒸汽用量。氢氧化钙能分解有机物质。通过消解，可使部分有机物分解及亲水性有机胶体物质水解，同时动植物、微生物细胞被分解破坏，细胞膜中的水和蛋白质原生质被释放出来，形成由可溶性蛋白酶(缩多氨酸)、氨氮、挥发酸及碳水化合物组成的褐色液体，留下矿物质和细胞膜碎片，故提高了垃圾和污泥的脱水性能和沉降性能，同时微生物和寄生虫卵被完全杀死，实现了无害化。由于水蒸汽的扰动和冲击作用以及喷放时的粉碎作用使有机垃圾的物理结构被破坏，使大块变成小块，小块变成泥状，再加上水份的排出，使得垃圾和污泥的体积大大减小，可减小50％，达到了减量化的目的。

垃圾和污泥从消解罐中喷放出来后呈泥状，厨余等易腐有机物和废纸都变成泥状，垃圾的臭气没有了，使后续的筛分过程变得容易了。经过筛分和磁选，可分出五部分，第一部分为废塑料、破布、木块等较轻部分，可用于生产RDF燃料或混塑包装板材；第二部分为废钢铁，出售给物资回收部门；第三部分为少量废电池，送有关部门妥善保管；第四部分为砖、石、玻璃等无机垃圾，经粉碎后用于制建材；第五部分为营养土，它含有丰富的有机质和氮、磷、钾以及其它中、微量元素，是改良土壤、园林绿化的良好材料，经化验，其各项指标均符合中华人民共和国《城镇垃圾农用控制标准GB8172-87》。

从消解罐排出的少量液体经污水处理装置处理后回用。

这样就基本上实现了垃圾和污泥处理的资源化。

经查阅大量的与本工艺操作条件类似，物料性质类似的行业，如医疗卫生及发酵行业(湿热灭菌)、造纸业(木片蒸煮)、农副产品深加工业(水解)等行业的技术资料，证明在本工艺操作条件下不会发生能生成对人体有毒害作用的化合物的反应。只能生成少量小分子的有机化合物，如缩多氨酸、氨氮、果糖酸、甲酸、乙酸、糖醛酸、腐植酸、焦糖等，腐植酸被碱中和后形成深暗色的酚盐，使液体变为深褐色。由于这些有机酸都是弱酸，并且都被氢氧化钙中和，不会挥发出来污染空气。处理后的垃圾和污泥pH＝7.5-8.5，为弱碱性，设备不用作防腐处理。

本发明的优点是：

1.简化了分选程序，减少了分选量，改善了分选环境，提高了分选效率。

2.处理时间较堆肥法、填埋法短，只需2小时。

3.投资少，占地少，运营成本低。

4.无二次污染。无有毒有害物质产生和排放，无恶臭产生。

5.填加碱性物质，中和了有机酸，所以设备不需作防腐处理，降低了设备造价和运行成本，提高了生产的安全性。

6.减量化与无害化一次完成，处理效率高。

7.采用低压(≤0.8MPa)消解，锅炉的负荷减轻了，节省了能源，提高了生产的安全性。

附图是本工艺的流程图。

Claims (4)

1.一种城市生活垃圾与污泥的消解处理法，其特征是：首先经人工分捡出生活垃圾中直径或长度≥200mm的大块垃圾，掺入一定比例的生石灰，使反应产物的pH＝7.5-8.5；然后用输送机送进消解罐中，用饱和水蒸汽直接通入垃圾中对其进行消解；将消解罐内空气排干净，使罐内水蒸汽压力达到0.8MPa并保持2小时，再打开罐底排水阀，排出一定量水份以降低物料含水率；之后，降低压力将物料喷放到泄料车间，喷放过程对物料具有输送、闪蒸干燥、膨化、混合、粉碎、分离的作用，使物料水分大大降低，可直接进行筛分；经过筛分和磁选，最后可分出五部分：第一部分为废塑料、破布、木块等较轻部分，可用于生产RDF燃料或混塑包装板材，第二部分为废钢铁，第三部分为少量废电池，第四部分为砖、石、玻璃等无机垃圾，经粉碎后用于制建材，第五部分为营养土；从消解罐排出的少量液体经污水处理装置处理后循环利用。

2.根据权利要求1所述的消解处理法，其特征是：当处理污泥时，将污泥与垃圾以1∶2-1∶3的容积比相互混合，然后送入罐内，其余步骤与处理垃圾相同。

3.根据权利要求1所述的消解处理法，其特征是：当处理污泥时，在污泥中掺入相同比例的调理剂，如木屑、稻壳、禾杆、树叶等，然后送入罐中，其余步骤与处理垃圾相同。

4.根据权利要求1至3任一项所述的消解处理法，其特征是：所述消解罐为立式压力容器，操作压力为0.8MPa，操作温度为174℃。

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