CN1116971A - 城市垃圾处理办法及其设备 - Google Patents

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胡泽加
张伦
余科寿
蒋兴国
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Abstract

本发明公开了一种城市垃圾的处理办法及其设备，包括分选、粗筛、水分检测、大罐密封发酵、细筛、烘干、球磨、配合、造粒包装等工序及其配套的设备。最大特点是设计了大罐密封发酵方法和发酵大罐。采用本方法和设备，不仅可以避免现有城市垃圾处理方法所存在的“二次污染”问题，而且可以人为创造条件控制城市垃圾的发酵进程，在设备容量许可的情况下可以做到对城市当天产生的垃圾当天进行处理消纳。为城市垃圾的机械化处理提供了新的思路。

Description

城市垃圾处理办法及其设备
本发明涉及城市垃圾的综合处理技术，尤其是在处理城市垃圾的过程中可以避免发生二次污染的一种城市垃圾处理办法及其设备。
现有技术中，用于处理城市垃圾的方法主要有焚烧溘、填埋法和综合利用法。
焚烧法是将垃圾集中进焚烧炉或经局部处理后作为热电厂的部分燃料进行焚烧的方法。其最大缺点一是耗资巨大，二是在处理过程中黑烟滚滚，会对环境产生二次污染.由于真正能进行焚烧的垃圾仅占城市垃圾总量的20-40％，不能真正解决城市垃圾的处理问题。
填埋法又称垃圾搬运法，其实质是将垃圾由城市转移到农村，选择适当场所进行填埋或堆放，任其自然腐化。该方法简便易行且不须任何设备，但堆放场实际上变成了一个新的污染源，不仅苍蝇成堆，老鼠成群，而且占地较多。
综合利用法是目前应用广且效果较佳的一种处理城市垃圾的方法。这种方法主要由：(1)分选：即将垃圾中可以回收的物质如金属、塑料、玻璃等进行回收利用，将不可利用物质如石块、砖头和杂物进行填理处理；将不能再生处理的可燃物置入焚烧炉进行焚烧；(2)发酵即将城市垃圾中的有机部份通过自然堆放或置入专门的发酵池中进行自然发酵；(3)配合：对发酵后的垃圾进行检测，根据需要加入相应的元素使其成为可供农作物利用的有机肥料。现有的综合利用法处理城市垃圾的优点是不言而喻的，但不足的是：(1)该方法中对城市垃圾进行处理时采用的是自然发酵技术，不仅需要大面积的露天堆放场或大量发酵池，而且由于发酵过程处于露天，发酵过程中臭气薰天，实际上形成了一种新的污染源。(2)该方法的发酵工序操作难度较大，不仅需要大量人工、手工工具和物力，而且不利于工人的身心健康。(3)由于场地和发酵池数量的限制，该方法对城市垃圾的消纳量有较大限制。
本发明的目的，是针对现有综合剂用法处理城市垃圾的缺点，提供一种可以在处理城市垃圾的过程中避免发生二次污染，可以对垃圾的发酵过程进行适当控制，可以利用设备对城市垃圾的处理进行机械化作业，基本上可以达到对各种规模的城市中当天进场的垃圾当天处理消纳的一种城市垃圾处理办法及其设备。
本发明的目的可以这样实现：一种城市垃圾处理办法，它包括以下步骤：
(1)分选：将城市垃圾置皮带运输机的传送带，在传送中利用工具将城市垃圾中的大块建筑物废料、重金属、塑料、大张竹制品等选出，并分类回收、填埋或焚烧；
(2)粗筛：由皮带运输机将分选剩下的城市垃圾送向筛选机进行粗筛，进一步分选出无机垃圾并进行处理；
(3)水份检测：将粗筛后的城市垃圾置皮带运输机上，同时对垃圾所含水份进行检测，若城市垃圾含水量低于50％，则应加水或沼液；
(4)大罐密封发酵：
a、由皮带运输机将粗筛后的城市垃圾由大罐顶部的进料口置入大罐，城市垃圾的堆积线不得超过大罐内的通风管的高度；
b、大罐发酵操作：根据自然堆肥发酵的外部条件，用开闭大罐下方的调温孔往大罐外抽风、向大罐内鼓风、向大罐内加水或沼液保持罐内的温度和湿度，使罐内的城市垃圾充分腐化，时间为7-10天；
c、抽风催干：当罐内城市垃圾腐发过程结束，采用抽风的方式使罐内城市垃圾干燥；
(5)细筛：将催干后的城市垃圾置入筛分机进行细筛，再次分离出在粗筛中尚未分离出的无机物并进行处理。
(6)烘干：将细筛后的城市垃圾通过皮带运输机送至烘干机，将腐发垃圾烘成含2％左右水份的有机肥基料；
(7)球磨：将冷却后的有机肥基料通过皮带运输机送入球磨机内，粉碎成100-200目的有机肥物料；
(8)配合：对有机肥物料进行检测分析，根据物料的组份和需要配入相应的氮、磷、钾等元素，然后均匀搅拌；
(9)造粒包装：直接或通过造粒后包装，成为农业所需的有机复合肥。
一种用上述方法处理城市垃圾的设备，它包括：用于分选和运输进场城市垃圾的皮带运输机，用于粗筛分选后的城市垃圾的筛分机；用于检测城市垃圾永份的检测设备，运送腐发后的城市垃圾的皮带运输机，用于细筛和运送腐发垃圾的筛分机和皮带运输机；用于粉碎和运送有机肥基料的球磨机和皮带运输机；完成将有机肥物料制成所需有有机肥的检测设备、搅拌设备和皮带运输机，其特征是所述的处理城市市垃圾的设备还包括：
至少两个可以输流使用以腐发所述粗筛后的城市垃圾的发酵大罐；
该发酵大罐包括一个座落在地上且中空的圆柱形围(1)，围的上端有一倒扣的碗形盖(6)，围的内下方有周边与该围下周边相连的底(11)；
所述的围(1)的围周上部设置有可与围内相通的减压口(5)，减压口上装置有带有铰链器可在罐内压力过大时可自动向外张开的防爆门；围的周边有观察口(10)和伸入围内的铁管测温套(17)，还有可以调节罐内温度的调温孔(2)和供运出腐发城市垃圾的出料门(7)；
所述的碗形盖(6)上开有进料口(4)和进液口(3)，进液口(4)和进液口(3)，进液口(4)和进料口(3)分别包括有密封盖；
所述的底(11)上设有出水孔(12)；
该发酵大罐内还设置有一方面与所述底板上的出水孔(12)位置对应另一方面与所述的围的中轴线平行且周边有通孔的中空的通风管(9)；
所述的发酵大罐还设置有与罐内相通的鼓抽风设备。
本发明的最大特点：一是将现有的综合利用法处理城市垃圾中的发酵工序由露天堆放或采用发酵池发酵的办法变成了密封发酵的垃圾处理工艺，成功地避免了现有综合利用法在发酵工艺中对环境产生的二次污染；二是可以人为的对城市垃圾的发酵时间和过程进行适当控制，为城市垃圾的机械化处理提供了条件；三是如果适当选择发酵大罐的数量及其容积，在设备容量许可的情况下，可以做到对各种规模的城市的垃圾当天进行消纳处理。
为了使所述的处理城市垃圾的设备的自动化程度更高，所述的设备中的密封大罐还可以包括一个可以将该罐罐内空间分成上下两部份的隔板(15)，隔板(15)具有供腐发垃圾由上至下流出的锥形出料口(16)。由于增设了隔板，可以将皮带运输机装置在发酵大罐的底部，直接将经抽风催干后得变疏松的垃圾运出发酵大罐，使出料工作变得十分容易。
所述方案中，根据自然堆肥发酵的外部条件，用开闭大罐下方的调温孔，往大罐外抽风、向大罐内鼓风、向大罐内加水或沼液保持大罐内垃圾的温度和湿度的大罐发酵操作法可以采用先好氧后厌氧操作法，具体的操作如下：
好氧发酵操作，打开大罐的调温孔，用鼓抽风设备向大罐内缓缓送入空气，提供垃圾中好氧细菌大量繁殖的条件；大罐内的垃圾温度控制在85-100℃，时间为3-4天；
厌氧发酵操作，停止向大罐内送风，关闭大罐的调温孔，使大罐密封，提供厌氧细菌大量繁殖的条件；控制大罐内垃圾的温度，使其保持在25-35℃，控制大罐内垃极的湿度，使其含水量不低于30％，时间为4-5天。
按照上述方法和设备，申请人设置了一个日处理100吨城市垃圾的城市垃圾处理工厂。实践证明：(1)该工厂可以做到日处理垃圾100吨，即当天进场的垃圾，当天即可经过分选。粗筛等工序进入大罐发酵，消纳量达100％。(2)由于垃圾发酵过程处于密封状态，既能避免现有处理垃圾方法对环境所造成的二次污染，又可使垃圾中的病毒，病菌无法逸出。(3)由于垃圾的发酵过程是由人工创造条件模似自然堆肥的发酵过程，不仅发酵过程不受环境和气侯等因素的影响，而且发酵的时间和进程相当准确，垃圾何时进罐，何时出罐，以及进哪一个罐均可根据垃圾的发酵时间预先排定，处理垃圾的自动化程度较高。(4)由于垃圾在发酵过程中的温度最高可达100℃左右，可以有效的杀灭垃圾中的各种病毒，病菌和虫卵，保证了操作工人的健康和有机复合肥的质量。(5)由于该处理方法和设备实际上是一条城市垃圾处理回收和生产农用有机复合肥的生产线，不仅可使城市垃圾变废为宝，而且工人操作起来简单容易，是一座环境优美的花园式工厂。
综上所述，本发明提供的方法及其设备完全克服了现有技术的缺点，达到了本发明之目的。
本发明有附图。鉴于本发明设备中的皮带运输机、筛分机，用于检测垃圾水份和有机肥物料成份的检测设备，球磨机、搅拌设备，以及鼓抽风设备等均为现有技术，使用时只需将它们按本发明方法进行组合，故只给出本发明设备中可以输流使用的，用以腐熟所述粗筛后的城市垃圾的发酵大罐的结构示意图。
图1为一对发酵大罐的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明发酵大罐的另一种结构示意图.
附图中(参见图1-图3)：
1-圆柱形围，它具有减压口(5)，减压口上有带有铰链且可在罐内压力过大时可自动向外张开的防爆门(图中未画出)；还有观察窗(10)、铁管测温套(17)、调温孔(2)、出料门(7)。6-碗形盖，它具有进料口(4)和进液口(3)。进料口(4)和进液口(3)分别具有密封盖(图中未画出)。11-底，它具有排水孔(12)。9-通风管，它的周围有通孔，其下端与所述底(11)上的排水孔(12)位置对应。13-位于地面且与所述底(11)上的排水孔(12)位置对应以排风和排水的地沟。14-装在罐内的城市垃圾。15-隔板(参见图3)，它具有锥形出料口(16)。
用本发明方法及其设备处理城市垃圾的具体实例(本例采用一对大罐轮流对城市垃圾进行发酵，参见图1、图2)：
(1)分选：将城市垃圾置皮带运输机的传送带上，在传送过程中由人工利用工具将垃圾中的建筑物废料、重金属、塑料、大件竹制品等检出；或进焚烧炉进行焚烧，或进行再生利用，或进行填埋处理；
(2)粗筛：由皮带运输机将分选剩下的城市垃圾送往筛分机进行粗筛，进一步分离出无机垃圾并按上述方法进行处理；
(3)水份检测：对粗筛后的城市垃圾水份进行检测，若城市垃圾含水量低于50％，则应加水或沼液；
(4)大罐密封发酵：
a、由皮带运输机将城市垃圾由大罐顶部进料口(4)置入大罐，注意城市垃圾的堆积高度不得超过大罐内通风管(9)的高度(参见图2、图3)。
b、大罐发酵操作：
好氧发酵操作：打开大罐的调温孔(2)，用鼓抽风设备向大罐内缓缓送入空气，使空气由通风管(9)进入大罐内的城市垃圾内部各处以提供好氧细菌所需的氧气，由于好氧细菌大量繁殖，城市垃圾的温度将逐渐上升，3-4天后，城市垃圾变软，出现大量水“蒸气”并有恶臭气味，则好氧操作结束。本阶段应将罐内温度一般控制在85-100℃；
厌氧发酵操作：好氧发酵结束时，罐内垃圾水份降至30％-40％，其腐发达80％，应进入厌氧操作.停止向大罐内送风关闭大罐的调温洞使大罐密封，以促进厌氧细菌大量繁殖；注意测试罐内垃圾水份，若低于30％则应喷入水或沼液；控制罐内温度，使其为25-35℃(通过抽风或送风等办法)；一般四至五天后，厌氧发酵结束。
c、抽风吹干：
打开抽风设备，促使大罐内城市垃圾干燥(以疏松为界)；
(5)细筛：将经催干的腐发垃圾由大罐出料门取出，送入筛分机进行细筛，进一步分选出无机垃圾并进行分类处理；
(6)烘干：将细筛后的城市垃圾通过皮带运输机送至烘干机，烘成含2％左右水份的有机肥基料；
(7)球磨：将冷却后的有机垃圾基料通过皮带运输机送入球磨机，粉碎成100-200目的有机肥物料；
(8)配合：对球磨后的有机肥物料进行分拆，根据物料组份和需要配入相应的氧、磷、钾等成份，通过搅拌机配成符合肥标准的有机复合肥；
(9)造粒包装：直接或通过造粒后包装，即为成品。
本实例实际上是一座日处理垃圾100T城市垃圾的制肥机械化生产线。实践证明，该工厂可以达到日处理100T垃圾能力，即当天垃圾当天处理，垃圾处理消纳量达100％。只要适当增加发酵大罐的数量及配套设备，可以适应不同规模城市对垃圾处理规模的不同要求。

Claims (4)

1、一种城市垃圾的处理办法，它包括以下步骤：
(1)分选：将城市垃圾置于皮带运输机的传送带，在传送过程中由人工利用工具将城市垃圾中大块的建筑物废料，重金属、塑料、大件竹制品等检出，并分类回收，填埋或焚烧；
(2)粗筛：由皮带运输机将分选剩下的城市垃圾送向筛分机进行粗筛，进一步分离出无机垃圾并进行处理；
(3)水份检测：将粗筛后的城市垃圾置皮带运输机上，同时对城市垃圾所含水份进行检测，若城市垃圾含水量不足50％，则应加水或沼液；
(4)大罐密封发醇：
a、由皮带运输机将城市垃圾从大罐顶部的进料口置入大罐，城市垃圾的堆积线不得超过罐内的通风管的高度；
b、大罐发醇酵操作，根据自然堆肥发酵的外部条件，用开闭大罐下方的调温孔往大罐外抽风，向大罐内鼓风、向大罐内加水或沼液保持罐内的温度和湿度，使罐内的城市垃圾充分腐发，时间为7-10天；
c、抽风催干：当罐内城市垃圾腐发过程结束，采用抽风的方式使城市垃圾干燥；
(5)细筛：将经腐化和催于后变得疏松的城市垃圾通过皮带运输机送往筛分机进行细筛，分出在粗筛工序中尚未分离出的无机垃圾和其他不能腐发的部份，并进行处理；
(6)烘干：将细筛后的腐发垃圾通过皮带运输机送至烘干机，将腐发垃圾烘成含2％左右水份的有机肥基料；
(7)球磨：将冷却后的有机肥基料通过皮带运输机送入球磨机内，粉碎成100-200目的有机肥物料；
(8)配合：对有机肥物料进行检测分析，根据物料的组份和需要配入相应的氮、磷、钾等元素，然后均匀搅拌；
(9)造粒包装：直接或通过造粒后包装成为农业所需的有机复合肥。
2、一种处理城市垃圾的设备，它包括：用于分选和运输进场城市垃圾的皮带运输机；用于粗筛分选后城市垃圾的筛分机；用于检测城市垃圾水份的检测设备；运送腐发后的城市垃圾的皮带运输机；用于细筛和运送腐发垃圾的筛分机和皮带运输机。用于烘干和运送细筛后腐发垃圾的烘干机和皮带运输机；用于粉碎和运送有机肥基料的球磨机和皮带运输机，完成将有机肥物料制成所需有机肥的检测设备、搅拌设备和皮带运输机，其特征是所述的处理城市垃圾的设备还包括：
至少两个可以输流使用以腐发所述粗筛后的城市垃圾的发酵大罐；
该发酵大罐包括一个座落在地上且中空的圆柱形围(1)，围的上端有一倒扣的碗形盖(6)，围的内下方有周边与该围下周边相连的底(11)；
所述围(1)的围周上部设置有可与围内相通的减压口(5)，减压口(5)上装置有带有铰链且可在罐内压力过大时自动向外张开的防爆门；围的周边有观察口(10)和伸入围内的铁管测温套(17)，围的下周边开有可以调节罐内湿度的调温孔(2)和供运出腐发城市垃圾的出料门(7)；
所述的碗形盖(6)上开有进料口(4)和进液孔(3)，进料口(4)和进液口(3)分别包括有密封盖；
所述的底板(11)上有出水孔(12)；
该发酵大罐内还设置有一方面与所述底板上的出水孔(12)位置对应另一方面与所述的围的中轴线轴向平行且周边有通孔的空的通风管(9)；
所述的发酵大罐还设置有与罐内相通的鼓抽风设备。
3、按权利要求2所述的处理城市垃圾的设备，其特征是所述的发酵大罐中还包括一个将该罐内空间分成上下两部分的隔板(15)，隔板具有供腐发垃圾由上至下流出的锥形出料口(16)。
4、按权利要求1所述的城市垃圾处理方法，其特征是大罐密封发酵(4)中，根据自然堆肥外部条件，用开闭大罐下方的调温孔，往大罐外抽风；向大罐内鼓风，向大罐内加水或沼液的办法保持罐内温度和湿度的大罐操作法可以采用先好氧后厌氧操作法，具体操作如下：
好氧发酵操作，打开大罐的调温孔用鼓抽风设备向大罐内缓缓吹入空气，以提供垃圾中好氧细菌大量繁殖的条件；大罐内的垃圾温度为95℃左右，最高不超过100℃，时间为3-4天；
厌氧发酵操作，停止向大罐内送风，关闭大罐的调温开关孔，使大罐密封，以提供厌氧细菌大量繁殖的条件；大罐内垃圾温度为25-30℃，大罐内垃圾的含水量不低于30％，时间为4-5天。
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