CN112077125B

CN112077125B - 一种生活垃圾的能源化处理方法

Info

Publication number: CN112077125B
Application number: CN202010970323.9A
Authority: CN
Inventors: 罗强
Original assignee: Sichuan Tongyi Environmental Technology Group Co ltd
Current assignee: Sichuan Tongyi Environmental Technology Group Co ltd
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: CN112077125A

Abstract

本发明公开一种生活垃圾的能源化处理方法，往生活垃圾中加入碱性物质，分拣出无机垃圾和废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，泔渣破碎，破碎后的泔渣进行挤压，得到固渣和挤压液，所得固渣中水分含量为25%‑35%，固渣输送入烘干罐中，烘干完成后绞送至粉碎机进行粉碎，然后加入无烟煤，混合均匀后成型，再进行减压干馏，在减压干馏过程中，首先残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，干馏过程中，分别收集油脂和焦油。本发明将生活垃圾中的有机垃圾回收利用，变废为宝，得到了固体燃料，该固体燃料含水率小于15%，硫含量小于0.07%，热值在16.9兆焦以上，燃烧性能好。

Description

一种生活垃圾的能源化处理方法

技术领域

本发明垃圾处理领域，具体为一种生活垃圾的能源化处理方法。

背景技术

生活垃圾可分为无机垃圾和有机垃圾两大类，其中有机垃圾又称湿垃圾，是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物，主要是纸、纤维、竹木、厨房菜渣等。城市生活垃圾中50％以上为有机垃圾，且逐年增长，其中废纸和废塑料类增长最快。

目前国内外对有机垃圾的处理方法大概有以下几种：一种是填埋法，该方法填埋掉可利用物，资源化水平极低，处理能力有限，且效益不甚理想；一种是饲料化，该方法利用生物技术将有机垃圾中的餐厨垃圾制作成饲料，其生产工艺复杂，需要补充大量生物质辅料，保质期短，且因餐厨垃圾的成分不稳定而容易在饲料质量上产生较大波动；一种是好氧堆肥，该方法将有机垃圾中的餐厨垃圾预处理后经过好氧发酵制成有机肥，有机肥质量不稳定；还有一种是厌氧消化，该方法是在厌氧条件下通过微生物代谢将有机垃圾中的餐厨垃圾消化处理，同时产生沼气和有机肥料，但会产生微生物不能分解的固体残渣等处理不彻底等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种生活垃圾的能源化处理方法，本发明的处理方法，处理周期在0.5-1天，大大缩短了垃圾处理周期，且得到的固体燃料为无烟燃料，其燃烧性能好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生活垃圾的能源化处理方法，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入碱性物质，分拣出无机垃圾和废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体暂存，分离出的液体中包含水分和油脂，分离出的液体的pH为9-12；

S2.泔渣脱水：将泔渣进行破碎，破碎后的泔渣进行挤压，得到固渣和挤压液，所得固渣中水分含量为25％-35％，将固渣进入S4处理，所得挤压液与S1中所得液体混合；

S3.三相分离：将S2所得的液体混合物进行加热，然后进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离，得到废水、废油脂和废渣，废渣再次进行S2的挤压；

S4.制备燃料：将S2所得固渣进行烘干处理，烘干完成后进行粉碎，然后加入无烟煤，混合均匀后成型，再进行减压干馏，分别收集减压干馏过程中得到的油脂、焦油，减压干馏完成后，得到固体燃料。

进一步的，S1中，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或者多种。

进一步的，还包括S5：S3中所得废水经饲料基料净化，具体为，饲料基料作为过滤介质，废水经饲料基质过滤，过滤后的滤液再进行达标处理后排放，过滤完成后过滤介质放出、晾干，得到无菌动物饲料；所述饲料基料为糠壳、秸秆和椰壳中的一种或者多种。

进一步的，还包括S6：往S5所得无菌动物饲料中加入乳酸菌和过期熟石灰，压制成型，得到终饲料。

进一步的，S3中，对液体混合物进行加热，具体为液体混合物在加热罐中通水蒸汽后1小时，液体混合物的温度控制在80±5℃，静置2小时后，再进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离。

进一步的，所述乳酸菌的添加量为终饲料总质量的2-5％，所述过期熟石灰的添加量为终饲料总质量的1-3％。

进一步的，无烟煤的加入量为10-20％。

进一步的，所述处理方法在密闭条件下进行。在密闭条件下进行，可以避免空气中引来新的细菌。

进一步的，减压干馏的温度为300-500℃，真空度为0.06-0.1MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明将生活垃圾中的有机垃圾回收利用，变废为宝，不但实现了有机垃圾的无害化和减量化处理，得到了固体燃料，该固体燃料含水率小于15％，硫含量小于0.07％，热值在16.9MJ/kg以上，燃烧性能好，而且所得产品燃烧完全，其中的硫被硫酸钙固定，不会燃烧过程中不会产生二氧化硫等含硫污染废气，无二次污染，本发明实现了多种垃圾的综合处理。本发明将中间废水处理成动物饲料，进一步提高了有机垃圾的利用率。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

一种生活垃圾的能源化处理方法，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入碱性物质，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或者多种，分拣出无机垃圾和废弃塑料，得到有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体暂存，分离出的液体中包含水分和油脂；分离出的液体的pH为9-12；S2.泔渣脱水：将泔渣进行破碎，破碎后的泔渣进行挤压，得到固渣和挤压液，所得固渣中水分含量为25％-35％，将固渣进入S4处理，所得挤压液与S1中所得液体混合；S3.三相分离：将S2所得的液体混合物进行加热，然后进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离，得到废水、废油和废渣，废油作为燃料油或油脂原料，废渣再次进行S2的挤压；S4.制备燃料：将S2所得固渣进行烘干处理，烘干完成后进行粉碎，然后加入无烟煤，混合均匀后成型，再进行减压干馏，分别收集减压干馏过程中得到的油脂、焦油，减压干馏完成后，得到固体燃料。

本发明的S1预处理步骤中，往生活垃圾中加入碱性物质，添加碱性物质具有以下作用：(1)作为消毒剂，在有机垃圾进入密闭环境前，杀灭有机垃圾中的细菌、病毒等，在后续的处理过程中，无需再进行消毒杀菌处理；(2)由于其为极性物质，增加了液体混合物的极性，在S3的三相分离过程中，促进油水分离，使其分离的更彻底，缩短油水分离时间；(3)因为有机垃圾中含有大量的细菌，因此在进行杀菌处理前，有机垃圾多少会发生发酵现象，从而产生酸臭，由于碱性物质的杀菌作用，中止了有机垃圾的发酵过程，避免再产生酸臭气味，且由于碱性物质与微生物发酵产生的酸性物质中和，减少了酸性物质，从而除去酸臭气味，因此，本发明中的碱性物质具有除酸除臭的作用；(4)碱性物质的表面活性作用，使得在分拣无机垃圾时，更少的油脂附着在无机垃圾上，进一步提高有机垃圾中油脂的回收率；(5)由于有机垃圾中含有含硫物质，在干馏过程中，生成的酸性气体被碱性物质吸收，生成盐，因此碱性物质具有固硫作用，节省了尾气处理的步骤；(6)由于硫被固定在盐中，其分解温度高，因此所得固体燃料在后期的燃烧使用中，不会生成污染环境的二氧化硫等有害气体，避免了大气污染。

本发明的S4制备燃料的步骤中，在减压干馏过程中，首先将固渣中残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，由于干馏过程已经将油脂和焦油分离出去因此得到的固体燃料为无烟燃料，且由于在制备过程中添加了无烟煤，无烟煤的含量为40-60％，因此得到的固体燃料中含碳量大于95％，提高了固体燃料的热值，且由于无烟煤已经是干馏后的产物，因此本发明在后期干馏时，采用了比较低的干馏温度，同时采用减压干馏，进一步保证固体燃料中的废油脂以及焦油被完全干馏出。

进一步的，还包括S5：S3中所得废水经饲料基料净化，具体为，饲料基料作为过滤介质，废水经饲料基质过滤，过滤后的废水再进行达标处理后排放，过滤完成后过滤介质放出、晾干，得到无菌动物饲料；所述饲料基料为糠壳、秸秆和椰壳中的一种或者多种。如果要进行废水饲料化处理，则需在预处理时加入的碱性物质为氢氧化钙或者氧化钙，这样S3所得废水中，含有大量蛋白质、氨基酸、无机盐以及氢氧化钙，饲料基料作为过滤过滤物质，废水中大量的营养物质沉淀、吸附在饲料基料上，在晾干过程中，氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用，转化成碳酸钙，便得到高钙、高营养的动物饲料，且本发明在垃圾处理前便进行了消毒杀菌处理，避免有机垃圾中存活有猪瘟等传播性强的病毒，得到无菌动物饲料，且经过饲料基料净化处理后的废水更易处理。

进一步的，还包括S6：往S5所得无菌动物饲料中加入乳酸菌和过期熟石灰，压制成型，得到终饲料。为了避免所得无菌动物饲料因杂菌发酵而变质腐坏，在无菌动物饲料中加入乳酸菌和过期熟石灰，乳酸菌一方面抑制杂菌发酵，另一方面，乳酸菌发酵进一步分解饲料中的有机物，得到分子量更小的营养物质，便于动物吸收，过期熟石灰中的主要成分为碳酸钙，碳酸钙可以中和乳酸菌产生的酸性物质，生成有机钙，便于动物吸收，同时中和反应了酸性物质，避免饲料的酸度过高而损害动物肠胃。而本发明采用过期熟石灰，一方面废物利用，提高其经济价值，另一方面，过期熟石灰的粒径很小，对动物的肠胃友好。

进一步的，S3中，对液体混合物进行加热，具体为液体混合物在加热罐中通高温水蒸汽后1小时，液体混合物的温度控制在80±5℃，静置2小时后，再进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离，油水分离后的水相中含油量小于0.5％。对待分离的液体混合物加热后静置一段时间，便于液体混合物中的各相分层，尤其是其中的水相和油相分层，便于油水分离。

实施例1

一种生活垃圾的能源化处理方法，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入碳酸钠，分拣出石子、玻璃等无机垃圾以及废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体进入油水储存罐暂存，泔渣绞送至破碎机，分离出的液体中包含水分和油脂，分离出的液体的pH为10；

S2.泔渣脱水：泔渣在破碎机中进行破碎，破碎后的泔渣绞送至挤压机进行挤压，得到固渣和挤压液，所得固渣中水分含量为25％-35％，将固渣进入S4处理，所得挤压液进入油水储存罐，与S1所得液体混合；

S3.三相分离：油水储存罐的油水通过提升泵提升至加热罐，在加热罐中通高温水蒸汽后1小时，液体混合物的温度控制在80±5℃，静置2小时后，再进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离，得到废水、废油脂和废渣，废油脂作为燃料油或油脂原料，废渣绞送至S2中的挤压机进行再次挤压；

S4.制备燃料：将S2所得固渣输送入烘干罐中，烘干完成后绞送至粉碎机进行粉碎，然后加入无烟煤，无烟煤的加入量为烘干后的固渣与无烟煤总质量的20％，混合均匀后成型，再进行减压干馏，温度为300℃，真空度为0.06MPa，在减压干馏过程中，首先残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，干馏过程中，分别收集油脂和焦油；

本实施例中，除了S1中分拣石子、玻璃等无机垃圾以及废弃塑料可不必在密闭条件下进行，其他操作均在密闭条件下进行。

实施例2

一种生活垃圾的能源化处理方法，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入氧化钙，分拣出石子、玻璃等无机垃圾以及废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体进入油水储存罐暂存，泔渣绞送至破碎机，分离出的液体中包含水分和油脂，分离出的液体的pH为12；

S4.制备燃料：将S2所得固渣输送入烘干罐中，烘干完成后绞送至粉碎机进行粉碎，然后加入无烟煤，无烟煤的加入量为烘干后的固渣与无烟煤总质量的15％，混合均匀后成型，再进行减压干馏，温度为400℃，真空度为0.08MPa，在减压干馏过程中，首先残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，干馏过程中，分别收集油脂和焦油；

S5：将S3中所得废水泵入过滤罐中，过滤罐中装有糠壳，废水在自重下从糠壳的上方慢慢渗透，并从糠壳下方流出，废水中的含有大量蛋白质、氨基酸、无机盐以及氢氧化钙，在废水渗透下落过程中，其中的营养物质沉淀、吸附在糠壳上，渗出的废水进行达标处理后排放，取出作为过滤介质的糠壳，并将其晾干，便得到无菌动物饲料；

实施例3

一种生活垃圾的能源化处理方法，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入氢氧化钙，分拣出石子、玻璃等无机垃圾以及废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体进入油水储存罐暂存，泔渣绞送至破碎机，分离出的液体中包含水分和油脂，分离出的液体的pH为9；

S4.制备燃料：将S2所得固渣输送入烘干罐中，烘干完成后绞送至粉碎机进行粉碎，然后加入无烟煤，无烟煤的加入量为烘干后的固渣与无烟煤总质量的10％，混合均匀后成型，再进行减压干馏，温度为500℃，真空度为0.1MPa，在减压干馏过程中，首先残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，干馏过程中，分别收集油脂和焦油；

S6：往S5所得无菌动物饲料中加入乳酸菌和过期熟石灰，压制成型，得到终饲料，乳酸菌的添加量为终饲料总质量的5％，过期熟石灰的添加量为终饲料总质量的2％，乳酸菌购于金雨源、型号为2018009；

实施例1-3的生活垃圾来源于三个不同的社区。

将实施例1-3所得固体燃料进行燃烧热值检测，并检测燃烧气体中大气污染物的含量。检测结果如表1所示。

表1实施例1-3所得固体燃料进行燃烧检测结果

	实施例1	实施例2	实施例3
				二氧化硫(mg/m<sup>3</sup>)	0.2	0.1	0.1
氮氧化物(mg/m<sup>3</sup>)	15	32	12
				颗粒物(mg/m<sup>3</sup>)	1.7	2.1	3.9
烟气	无烟	无烟	无烟
				燃烧热值(MJ)	23.4	21.4	16.9

Claims

1.一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.预处理：往生活垃圾中加入碱性物质，分拣出无机垃圾和废弃塑料，得到剔除废弃塑料的有机垃圾，再对有机垃圾进行固液分离，分离出的固体为泔渣，分离出的液体进入油水储存罐暂存，泔渣绞送至破碎机，分离出的液体中包含水分和油脂，分离出的液体的pH为9-12；

S2.泔渣脱水：泔渣在破碎机中进行破碎，破碎后的泔渣绞送至挤压机进行挤压，得到固渣和挤压液，所得固渣中水分含量为25% -35%，将固渣进入S4处理，所得挤压液进入油水储存罐，与S1所得液体混合；

S4.制备燃料：将S2所得固渣输送入烘干罐中，烘干完成后绞送至粉碎机进行粉碎，然后加入无烟煤，混合均匀后成型，再进行减压干馏，在减压干馏过程中，首先残留的油脂分离出来，随着干馏的进行，得到焦油，干馏完成后，得到固体燃料，干馏过程中，分别收集油脂和焦油；

S5：S3中所得废水经饲料基料净化，具体为，饲料基料作为过滤介质，废水经饲料基质过滤，过滤后的滤液再进行达标处理后排放，过滤完成后过滤介质放出、晾干，得到无菌动物饲料；所述饲料基料为糠壳、秸秆和椰壳中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，还包括S6：往S5所得无菌动物饲料中加入乳酸菌和过期熟石灰，压制成型，得到终饲料。

4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，S3中，对液体混合物进行加热，具体为液体混合物在加热罐中通水蒸汽后1小时，液体混合物的温度控制在80±5℃，静置2小时后，再进入三相卧螺离心机进行油水渣三相分离。

5.根据权利要求3所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，所述乳酸菌的添加量为终饲料总质量的2-5%，所述过期熟石灰的添加量为终饲料总质量的1-3%。

6.根据权利要求1所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，无烟煤的加入量为烘干后的固渣与无烟煤总质量的10-20%。

7.根据权利要求1所述的一种生活垃圾的能源化处理方法，其特征在于，所述处理方法在密闭条件下进行。