CN112794620B - 一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，该方法包括以下步骤：1)将炉渣进行破碎；2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理。与现有技术相比，本发明利用生活垃圾焚烧炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣中的水分，该方法工艺简单，成本低廉，能高效处理湿垃圾厌氧发酵后产生的高含水沼渣，同时可将焚烧炉炉渣资源再利用，具有较高的经济、社会与环境效益。

Description

一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法

技术领域

本发明属于固体废物处理与资源再利用技术领域，涉及一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，有机垃圾的产量与日俱增，尤其是餐厨垃圾的年产量已突破10000万吨，垃圾分类也开始广泛推行。垃圾四分法中的湿垃圾即易腐垃圾，是指食材废料、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，以居民日常生活中产生的餐厨垃圾和厨余垃圾为主。目前，湿垃圾已有较为成熟的处理工艺，如好氧堆肥和厌氧发酵。

厌氧发酵沼渣是有机废弃物经过厌氧发酵产沼气后留下来的渣滓和废液，由固体和液体两部分组成。其中，固体部分成分比较复杂，不仅包括漂浮在表面的浮渣，还包含沉淀在沼气池底部的泥状物。随着餐厨垃圾产生量的增大，如何消纳产量日益增长的厌氧发酵沼渣是非常迫切的问题。

面对大量产生的厌氧发酵沼渣，填埋和资源化利用能够消纳的量十分有限，部分沼渣必须进入生活垃圾焚烧厂进行焚烧处理。然而，湿垃圾厌氧发酵沼渣含水率高，经过机械脱水后含水率仍高达80％-85％，因而需要进一步脱水处理，以降低含水率，提高厌氧发酵沼渣的燃烧热值以及焚烧炉燃烧效率。

中国发明专利CN110092558A公开了一种改善餐厨垃圾厌氧沼渣脱水性的生物处理方法，利用曝气-酶处理-调理改性对餐厨垃圾厌氧发酵沼渣进行脱水，可以将含水率降至60wt％以下。然而，该技术需要进行曝气-酶处理，曝气需要额外增加能耗，酶处理也会增加购买酶的经济成本。

中国发明专利CN108689566A公开了一种沼渣深度脱水及干化的方法，利用热水解-深度脱水-太阳能干化对沼渣进行脱水处理，含水率可以降至40wt％以下。然而，该技术采用的热水解技术能耗大，并且还需要利用太阳能进行深度脱水，一定程度上受限于天气情况。

中国发明专利CN106830591A公开了一种提高餐厨垃圾厌氧发酵沼渣脱水性能的方法，采用微生物处理曝气对沼渣进行深度处理、然后压滤脱水的方法对餐厨垃圾厌氧发酵沼渣进行脱水处理，能将含水率降至60wt％以下。然而，该技术采用微生物处理曝气需要额外增加功耗，同时压滤脱水也会增加一定的能耗。

发明内容

本发明的目的是针对湿垃圾厌氧发酵沼渣产生量大、含水率高等特点，提供一种利用生活垃圾焚烧炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣中水分的方法，该方法工艺简单、成本低廉，能高效处理湿垃圾发酵后产生的高含水沼渣，同时将焚烧炉炉渣资源再利用，具有较高的经济、社会与环境效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，该方法包括以下步骤：

1)将炉渣进行破碎；

2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；

3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理。

进一步地，步骤1)中，所述的炉渣为生活垃圾焚烧后产生的残渣态物质。

进一步地，所述的炉渣取自生活垃圾焚烧厂中的焚烧炉炉床尾端。

进一步地，步骤1)中，所述的炉渣经破碎后，粒径为60-80目。

进一步地，步骤2)中，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣包括餐厨垃圾厌氧发酵残余物或厨余垃圾厌氧发酵残余物中的一种或两种。

进一步地，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣取自沼渣机械脱水流水线末端。

进一步地，步骤2)中，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率为80wt％-85wt％，低位热值为0kJ/kg。

进一步地，步骤2)中，所述的炉渣沼渣混合物中，湿垃圾厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:(1-3)。

进一步地，步骤3)中，机械翻抛处理过程为：每隔1-3天对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛一次，使炉渣和沼渣充分接触并脱水。

进一步地，步骤3)中，机械翻抛处理的总时间为6-10天。机械翻抛处理后，沼渣的含水率降至66wt％-70wt％，沼渣的低位热值可达9259-10529kJ/kg。

炉渣是生活垃圾焚烧的副产物，包括炉排上的残留物和从炉排间掉落的颗粒物，其中，炉渣约占垃圾总重量的20wt％-30wt％。炉渣可以直接进入卫生填埋场进行处理，但受限于土地资源，为了节约填埋用地，炉渣的合理处理也亟待解决。本发明针对厌氧发酵沼渣有机质含量适宜焚烧处理但含水率高的特点，开发出利用生活垃圾焚烧炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣中水分的方法，该方法无需额外购买药剂，耗能低，且操作简单，可实现对生活垃圾焚烧炉渣和湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣的妥善处理。

本发明的原理为：炉渣主要组成元素为O、Ca、Si、Al，大多以氧化物SiO₂、Al₂O₃、CaO等形态存在，总比重在50％以上，这一特质决定了炉渣在一定程度上可以和湿垃圾厌氧发酵沼渣中的水分进行反应，同时通过架桥作用，实现水分从湿垃圾厌氧发酵沼渣到空气中的转移，含水率快速下降，脱水后低位热值快速地由0KJ/kg提高到10000kJ/kg左右。

与现有技术相比，本发明使用焚烧厂炉渣，通过低比例混合，使沼渣含水率快速下降，热值快速上升，若干天后，热值上升到可以自动燃烧的水平，从而实现以废治废，节能减排成效显著。本发明利用生活垃圾焚烧炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣中的水分，该方法工艺简单，成本低廉，能高效处理湿垃圾厌氧发酵后产生的高含水沼渣，同时可将焚烧炉炉渣资源再利用，具有较高的经济、社会与环境效益。

附图说明

图1为实施例1中湿垃圾厌氧发酵沼渣脱水处理前后的低位热值对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

利用生活垃圾焚烧炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵高含水沼渣中水分的方法，包括以下步骤：

1)将大块炉渣破碎至70目左右的粉末状；

2)将含水率为82wt％左右的湿垃圾厌氧发酵沼渣，与炉渣按照100:(1-3)的质量比均匀混合；

3)每隔两天，对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛，使两者充分接触并脱水。

经过8天的处理之后，沼渣的含水率降至68wt％左右，沼渣的低位热值可达9259～10529kJ/kg。

湿垃圾厌氧发酵沼渣脱水处理前后的低位热值对比如图1所示。由图1可以看出，当厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:0时(即不加入炉渣)，由于原湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率较高，无法燃烧，因此低位热值为0kJ/kg；经过与炉渣协同处理8天后，沼渣的低位热值可达到9259～10529kJ/kg，热值大大提高。

实施例2：

一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，包括以下步骤：

1)将炉渣进行破碎；

2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；

3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理。

其中，步骤1)中，炉渣为生活垃圾焚烧后产生的残渣态物质。炉渣取自生活垃圾焚烧厂中的焚烧炉炉床尾端。炉渣经破碎后，粒径为60目。

步骤2)中，湿垃圾厌氧发酵沼渣为餐厨垃圾厌氧发酵残余物。湿垃圾厌氧发酵沼渣取自沼渣机械脱水流水线末端。湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率为85wt％。炉渣沼渣混合物中，湿垃圾厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:1。

步骤3)中，机械翻抛处理过程为：每隔3天对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛一次。机械翻抛处理的总时间为6天。

实施例3：

一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，包括以下步骤：

1)将炉渣进行破碎；

2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；

3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理。

其中，步骤1)中，炉渣为生活垃圾焚烧后产生的残渣态物质。炉渣取自生活垃圾焚烧厂中的焚烧炉炉床尾端。炉渣经破碎后，粒径为80目。

步骤2)中，湿垃圾厌氧发酵沼渣为厨余垃圾厌氧发酵残余物。湿垃圾厌氧发酵沼渣取自沼渣机械脱水流水线末端。湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率为80wt％。炉渣沼渣混合物中，湿垃圾厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:3。

步骤3)中，机械翻抛处理过程为：每隔1天对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛一次。机械翻抛处理的总时间为8天。

实施例4：

一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，包括以下步骤：

1)将炉渣进行破碎；

2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；

3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理。

其中，步骤1)中，炉渣为生活垃圾焚烧后产生的残渣态物质。炉渣取自生活垃圾焚烧厂中的焚烧炉炉床尾端。炉渣经破碎后，粒径为70目。

步骤2)中，湿垃圾厌氧发酵沼渣为餐厨垃圾厌氧发酵残余物与厨余垃圾厌氧发酵残余物的混合物。湿垃圾厌氧发酵沼渣取自沼渣机械脱水流水线末端。湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率为82wt％。炉渣沼渣混合物中，湿垃圾厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:2。

步骤3)中，机械翻抛处理过程为：每隔2天对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛一次。机械翻抛处理的总时间为10天。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将炉渣进行破碎；

2)将湿垃圾厌氧发酵沼渣与破碎后的炉渣混合均匀，得到炉渣沼渣混合物；

3)对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛处理；

步骤1)中，所述的炉渣为生活垃圾焚烧后产生的残渣态物质；

步骤2)中，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣包括餐厨垃圾厌氧发酵残余物或厨余垃圾厌氧发酵残余物中的一种或两种；

步骤2)中，所述的炉渣沼渣混合物中，湿垃圾厌氧发酵沼渣与炉渣的质量比为100:(1-3)。

2.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，所述的炉渣取自生活垃圾焚烧厂中的焚烧炉炉床尾端。

3.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的炉渣经破碎后，粒径为60-80目。

4.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣取自沼渣机械脱水流水线末端。

5.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的湿垃圾厌氧发酵沼渣的含水率为80wt％-85wt％。

6.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，步骤3)中，机械翻抛处理过程为：每隔1-3天对炉渣沼渣混合物进行机械翻抛一次。

7.根据权利要求1所述的一种利用炉渣脱除湿垃圾厌氧发酵沼渣中水分的方法，其特征在于，步骤3)中，机械翻抛处理的总时间为6-10天。

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