CN110743897A - 一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，它涉及固体废弃物处理与无害化技术领域；本发明包含以下步骤：混合生活垃圾分选；干垃圾外运处理；湿垃圾粉碎、过滤；湿垃圾筛分；湿垃圾机械脱水；湿垃圾两阶段好氧发酵处理：第一阶段，纤维素酶好氧发酵；第二阶段，嗜热菌超高温好氧发酵，它利用纤维素酶的引入和超高温好氧堆肥技术对湿垃圾进行处理，其缩短了发酵周期、减少了臭气产生量、降低了处理成本。通过这种生活垃圾干湿分离资源化处理方法实现垃圾的“无害化、减量化、资源化”，其产生的有机肥产品质量稳定，实现环境保护与经济效益共赢。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理与无害化技术领域，具体涉及一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法。
背景技术
生活垃圾中蕴藏着巨大的资源化利用价值，分类回收利用对于促进生活垃圾的“无害化、减量化、资源化”具有十分重要的意义。我国的垃圾分类始于20世纪90年代，然而由于政策约束力不强、公众意识薄弱、垃圾分类处理循环链不健全等原因，使得大多数地方的垃圾分类仅停留在源头投放阶段，同时在垃圾运输过程中先分后混的现象给后续的垃圾处理也带来了诸多问题。我国的垃圾的处理方式主要以卫生填埋为主政策，辅之以焚烧、堆肥其它处理方法，混合收集的生活垃圾进入垃圾填埋场造成资源的损失和浪费，此外，由于混合收集的生活垃圾含水率高，再加上垃圾中所存在的塑料、金属、玻璃、化学纤维等物质，使得堆肥处理效果差、燃烧处理热值低。随着社会经济的快速发展，我国生活垃圾的产量不断提高，据有关统计显示，目前全国生活垃圾年产量4亿吨左右，每年以约8%的速度递增，传统的垃圾投放和处理已经不能满足当下垃圾处理的需要，面对如此严峻的形式，加快建设资源节约型、环境友好型社会的需要，国家出台一系列强制性法规全面推行垃圾分类工作，中国垃圾分类迈入“强制时代”。
研究表明，中国城市生活垃圾中餐厨垃圾、果蔬垃圾等湿垃圾占比在50%～60%，且易腐烂发臭、滋生蚊蝇，会给其他垃圾的处理和利用带来很大的负面影响，由于中国人口基数大，垃圾产量与日俱增，短期内无法普及细致的垃圾分类，然而传统的好氧堆肥发酵技术是指在有氧条件下依靠好氧微生物对有机固体废弃物进行吸收、氧化和分解，并通过矿质化与腐殖化作用将其变成腐熟稳定的有机肥料的生物化学过程，是目前国内外堆肥化处理的主要方法，但其存在发酵周期长、无害化不彻底、臭气污染严重等诸多缺点。
发明内容
为解决现有技术的缺陷和不足问题；本发明的目的在于提供一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法；其方法可行性高，操作简便，处理周期短，无害化程度高，资源利用率高，同时利用纤维素酶的引入和超高温好氧堆肥技术对湿垃圾进行处理，其产生的有机肥产品质量稳定，实现环境保护与经济效益共赢。
为实现上述目的，本发明包含以下步骤：
混合生活垃圾分选；
干垃圾外运处理；
湿垃圾粉碎、过滤；
湿垃圾筛分；
湿垃圾机械脱水；
湿垃圾两阶段好氧发酵处理：
第一阶段，纤维素酶好氧发酵；
第二阶段，嗜热菌超高温好氧发酵。
作为优选，所述的湿垃圾筛分中粉碎筛分的粒径控制在8mm以下。
作为优选，所述的湿垃圾机械脱水中脱水后物料的含水率为40%～60%。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第一阶段中通风量为0.2～0.5m3/min。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第一阶段中加入乙酸调节物料pH值为4.5～6.5。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第一阶段纤维素酶特征在于Trichoderma，Aspergillus，Penicillium其中一种或二至三种的任意混合。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第一阶段纤维素酶浓度为2×104U/g以上。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第二阶段高温嗜热菌特征在Geobacillus stearothermophilus、Thermoactinomyces、Saccharomonos pora，其中一种或二至三种的任意混合。
作为优选，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理中第二阶段添加的高温嗜热菌的菌体浓度为1.0×109CFU/g～2.0×109CFU/g。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
一、本发明提供一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，将混合生活垃圾通过分选分为干垃圾组分和湿垃圾组分，将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电，湿垃圾通过两阶段好氧发酵技术制作成有机肥料，通过这种处理方法将收集的垃圾“无害化、减量化、资源化”。
二、本发明中对湿垃圾进行前期处理，通过将湿垃圾粉碎、过滤、筛分、脱水得到粒径在8mm以下、含水率40%～60%的处理物。
三、本发明中对于湿垃圾好氧堆肥处理中的第一阶段通入的空气先被预热再进入到堆体内部，充分保证纤维素酶的活性。
四、本发明中对于湿垃圾好氧堆肥处理中的第一阶段纤维素酶的加入提高了堆肥中酶的活性，为微生物分解代谢提供了催化剂，此外，纤维素酶的加入促进腐殖酸的形成，加速堆肥进程。
五、本发明中对于湿垃圾好氧堆肥处理中的第二阶段通过极端嗜热菌的加入，不仅缩短了堆肥的时间，同时反应所需热量来自菌体活动，减少了耗能，此外，高温也有效的杀死了废弃物中的病原微生物。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图；
图中：混合生活垃圾分选1、干垃圾外运处理2、湿垃圾粉碎、过滤3、湿垃圾筛分4、湿垃圾机械脱水5、湿垃圾两阶段好氧发酵处理6。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图1所示，本发明包含以下步骤：
混合生活垃圾分选1：通过分选台将混合生活垃圾分为干湿垃圾两类，分别进入不用的垃圾厢房中。湿垃圾：即易腐垃圾，主要包括食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物；干垃圾：即其它垃圾，包括除可回收物（纸张、塑料、玻璃、金属、织物等）、有害垃圾（电池、灯管、药品、油漆等）、湿垃圾以外的其它生活废弃物。
干垃圾外运处理2：将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电。
湿垃圾粉碎、过滤3：将收集的湿垃圾进入垃圾粉碎器，通过粉碎、过滤，废液进入市政污水管网，固体物料输送到下一处理环节。
湿垃圾筛分4：将固体物料进行筛分，符合粒径要求的物料输送到下一处理环节，不符合的物料返回上一步重新粉碎、过滤。
湿垃圾机械脱水5：将筛分后的物料进行机械脱水，得到含水率为40%～60%的物料和脱水液，脱水液进入市政污水管网，物料输送到下一处理环节。
湿垃圾两阶段好氧发酵处理6：将含水率40-60%的物料送入酵素桶进行好氧发酵。
第一阶段，纤维素酶好氧发酵：通过鼓热风保持充足的氧气，温度保持在40～50℃，按照物料的2%-5%加入纤维素酶，混合均匀，发酵12～24h。
第二阶段，嗜热菌超高温好氧发酵：按照物料重量的0.5%-1%添加高温嗜热菌进行接种，搅拌混合均匀，进行超高温好氧发酵，通过设置有通气设备保证物料有充分的氧气，最高温度维持在80℃以上，发酵24～72h。
其中，所述的湿垃圾筛分4中粉碎筛分的粒径控制在8mm以下。
作为优选，所述的湿垃圾机械脱水5中脱水后物料的含水率为40%～60%，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第一阶段中通风量为0.2～0.5m3/min，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第一阶段中加入乙酸调节物料pH值为4.5～6.5，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第一阶段纤维素酶特征在于Trichoderma，Aspergillus，Penicillium其中一种或二至三种的任意混合，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第一阶段纤维素酶浓度为2×104U/g以上，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第二阶段高温嗜热菌特征在Geobacillus stearothermophilus、Thermoactinomyces、Saccharomonos pora，其中一种或二至三种的任意混合，所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理6中第二阶段添加的高温嗜热菌的菌体浓度为1.0×109CFU/g～2.0×109CFU/g。
实施例1
一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，包括以下步骤：
混合生活垃圾分选1：通过分选台将混合生活垃圾分为干湿垃圾两类，分别进入不用的垃圾厢房中。湿垃圾：即易腐垃圾，主要包括食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物；干垃圾：即其它垃圾，包括除可回收物（纸张、塑料、玻璃、金属、织物等）、有害垃圾（电池、灯管、药品、油漆等）、湿垃圾以外的其它生活废弃物；
干垃圾外运处理2：将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电；
湿垃圾粉碎、过滤3：将收集的湿垃圾进入垃圾粉碎器，通过粉碎、过滤，废液进入市政污水管网，固体物料输送到下一处理环节；
湿垃圾筛分4：将固体物料进行筛分，粒径在8mm以下的物料输送到下一处理环节，不符合粒径要求的物料返回上一步重新粉碎、过滤；
湿垃圾机械脱水5：将筛分后的物料进行机械脱水，得到含水率为50%的物料和脱水液，脱水液进入市政污水管网，物料输送到下一处理环节；
湿垃圾两阶段好氧发酵处理6：将含水率50%的物料送入酵素桶进行好氧发酵。
第一阶段，加入乙酸调节物料pH值为4.5，通过鼓热风保持充足的氧气，通风量0.2m3/min，温度保持在40℃，按照物料的2%加入浓度为2×104U/g的Trichoderma，混合均匀，反应12h；
第二阶段，按照物料重量的1%添加浓度为1.0×109CFU/g高温嗜热菌Geobacillusstearothermophilus进行接种，搅拌混合均匀，通过设置有通气设备保证物料有充分的氧气，通风量0.2 m3/min最高温度维持在80～90℃持续24h。
实施例2
一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，包括以下步骤：
混合生活垃圾分选1：通过分选台将混合生活垃圾分为干湿垃圾两类，分别进入不用的垃圾厢房中。湿垃圾：即易腐垃圾，主要包括食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物；干垃圾：即其它垃圾，包括除可回收物（纸张、塑料、玻璃、金属、织物等）、有害垃圾（电池、灯管、药品、油漆等）、湿垃圾以外的其它生活废弃物；
干垃圾外运处理2：将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电；
湿垃圾粉碎、过滤3：将收集的湿垃圾进入垃圾粉碎器，通过粉碎、过滤，废液进入市政污水管网，固体物料输送到下一处理环节；
湿垃圾筛分4：将固体物料进行筛分，粒径在8mm以下的物料输送到下一处理环节，不符合粒径要求的物料返回上一步重新粉碎、过滤；
湿垃圾机械脱水5：将筛分后的物料进行机械脱水，得到含水率为50%的物料和脱水液，脱水液进入市政污水管网，物料输送到下一处理环节；
湿垃圾两阶段好氧发酵处理6：将含水率50%的物料送入酵素桶进行好氧发酵。
第一阶段，加入乙酸调节物料pH值为5.0，通过鼓热风保持充足的氧气，通风量0.3m3/min，温度保持在40℃，按照物料的4%加入浓度为2×104U/g的纤维素酶，混合均匀，反应18h；
第二阶段，按照物料重量的0.5%添加浓度为2.0×109CFU/g高温嗜热菌进行接种，搅拌混合均匀，通过设置有通气设备保证物料有充分的氧气，通风量0.3 m3/min，最高温度维持在80～90℃持续48h。
实施例3
一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，包括以下步骤：
混合生活垃圾分选1：通过分选台将混合生活垃圾分为干湿垃圾两类，分别进入不用的垃圾厢房中。湿垃圾：即易腐垃圾，主要包括食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物；干垃圾：即其它垃圾，包括除可回收物（纸张、塑料、玻璃、金属、织物等）、有害垃圾（电池、灯管、药品、油漆等）、湿垃圾以外的其它生活废弃物；
干垃圾外运处理2：将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电；
湿垃圾粉碎、过滤3：将收集的湿垃圾进入垃圾粉碎器，通过粉碎、过滤，废液进入市政污水管网，固体物料输送到下一处理环节；
湿垃圾筛分4：将固体物料进行筛分，粒径在8mm以下的物料输送到下一处理环节，不符合粒径要求的物料返回上一步重新粉碎、过滤；
湿垃圾机械脱水5：将筛分后的物料进行机械脱水，得到含水率为50%的物料和脱水液，脱水液进入市政污水管网，物料输送到下一处理环节；
湿垃圾两阶段好氧发酵处理6：将含水率50%的物料送入酵素桶进行好氧发酵。
第一阶段，加入乙酸调节物料pH值为6.0，通过鼓热风保持充足的氧气，通风量0.5m3/min，温度保持在50℃，按照物料的5%加入浓度为2×104U/g的纤维素酶，混合均匀，反应24h；
第二阶段，按照物料重量的1%添加浓度为2.0×109CFU/g高温嗜热菌进行接种，搅拌混合均匀，通过设置有通气设备保证物料有充分的氧气，通风量0.5m3/min，最高温度维持在80～90℃持续72h。
本具体实施方式的工作原理为：本发明通过将混合生活垃圾分选为干垃圾组分和湿垃圾组分，将收集的干垃圾外运至火力发电站进行焚烧发电，湿垃圾通过好氧发酵技术制作成有机肥料，其中湿垃圾的好氧堆肥发酵分为两个阶段，第一阶段：加入纤维素酶，外源纤维素酶的加入能够提高堆肥中内源酶的活性，加快大分子有机物的水解，此外，还促进了腐殖酸的形成，从而加速堆肥进程；第二阶段：采用超高温发酵技术，其发酵温度远高于传统的高温堆肥技术，传统的高温堆肥技术发酵温度一般维持在50～70℃之前，70℃以上功能微生物会大量死亡，从而导致堆肥效果差，而超高温堆肥技术由于添加外来极端嗜热微生物，温度可达90℃以上，并且具有缩短发酵周期、减少臭气产生量、降低生产成本等优点。通过这种生活垃圾干湿分离资源化处理方法实现垃圾的“无害化、减量化、资源化”。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，包含以下步骤：
混合生活垃圾分选(1)；
干垃圾外运处理(2)；
湿垃圾粉碎、过滤(3)；
湿垃圾筛分(4)；
湿垃圾机械脱水(5)；
湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)：
第一阶段，纤维素酶好氧发酵；
第二阶段，嗜热菌超高温好氧发酵。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾筛分(4)中粉碎筛分的粒径控制在8mm以下。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾机械脱水(5)中脱水后物料的含水率为40%～60%。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第一阶段中通风量为0.2～0.5m3/min。
5.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第一阶段中加入乙酸调节物料pH值为4.5～6.5。
6.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第一阶段纤维素酶为Trichoderma，Aspergillus，Penicillium其中一种或二至三种的任意混合。
7.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第一阶段纤维素酶浓度为2×104U/g以上。
8.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第二阶段高温嗜热菌为Geobacillusstearothermophilus、Thermoactinomyces、Saccharomonos pora，其中一种或二至三种的任意混合。
9.根据权利要求1所述的一种生活垃圾干湿分离资源化处理方法，其特征在于：所述的湿垃圾两阶段好氧发酵处理(6)中第二阶段添加的高温嗜热菌的菌体浓度为1.0×109CFU/g～2.0×109CFU/g。
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