CN114433596B - 一种有机质垃圾处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机质垃圾处理工艺，包括以下步骤：S1、粉碎称重，计量垃圾重量，利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成具有浆液的物料；S2、固液分离，将粉碎后的有机质垃圾的油层和固体有机质垃圾分开；S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾送入水解罐，在193‑200℃，7‑17.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料。S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解；S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分；S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其是涉及一种有机质垃圾处理工艺。
背景技术
随着我国经济的发展和人民生活水平的改善，人们越来越认识到对环境和不可再生能源保护的重要性。同时，城市有机垃圾也随着人们生活水平的提高而增加，自1979年以来，我国的城市垃圾平均以每年8.98％的速度增长。农村也有大量的有机垃圾，如农业生产中产生的秸秆、大中型养殖场排泄物、食品加工业残渣等。与日俱增的生活垃圾已成为困扰经济发展和环境治理的重大问题。
现有的技术中，有机质垃圾又称湿垃圾，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。城市中生活的湿垃圾多采用掩埋或焚烧的处理方法。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对于掩埋的方式处理，不仅要占用大量的土地，而且会对地下水源造成严重污染，湿垃圾在掩埋过程中还会产生大量的沼气，不仅会污染空气，还会引发爆炸和燃烧，对周围的居民生活造成潜在的危害。采用焚烧的方式处理，不仅会浪费大量能源，燃烧后产生的大量有毒气体还会严重污染空气。因而无论是掩埋法还是焚烧法，在实际上是切断了正常生物循环的链节，造成能源和资源的双浪费，在垃圾掩埋焚烧的同时都会对环境造成二次的严重污染。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种有机质垃圾处理工艺，其不仅能够保证处理过程不会造成二次污染，充分利用过程产物节约资源，减少最终处理产物从而提高处理效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种有机质垃圾处理工艺，包括以下步骤：
S1、粉碎称重，将有机质垃圾通过地磅，测量计量入粉碎罐中的垃圾重量，然后利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成具有浆液的物料；
S2、固液分离，将粉碎后的有机质垃圾投入干湿分离机，使得泔水中的漂浮在水上面的油层和固体有机质垃圾分开；
S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾通过螺旋输送机送入水解罐，在193-200℃，7-17.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料。
S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解,将所述混合垃圾中的有机物膨化降解为粉末,无机物的体积并没有发生变化；
S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分；
S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将杂质分选处理，然后将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体，剩下高纯度的碳粉打包销售。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S1中，破碎后的有机质垃圾的粒度小于3cm。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S1中，所述均质处理的步骤包括：浆液经膜分离得到滤液和滤渣，所述的膜分离后滤液中有机质浓度为60000-80000mg/l，将所述的滤液进行超临界水处理，所述的滤渣进行微生物降解处理，所述的超临界水处理控制压力在25-30MPa，温度380-600℃，停留时间120秒-200秒。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S3中，在196℃，12.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S3中，采用燃气锅炉给水解罐提供过热蒸汽，将步骤S6产生的可燃气体通入所述燃气锅炉内，热量通过管道输入到所述水解罐里，过热饱和蒸汽在水解罐上方通过冷凝器从蒸汽液化成水可自己排放或循环使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S5中，干燥后的物料的含水率小于15％。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S6中，将碳化后得到的碳粉送入造粒机进行制粒，得到碳化颗粒，所述碳化颗粒的粒径为5mm。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S3中，所述水解罐内设置有盐分电解系统，所述所述盐分电解系统用于去除有机质垃圾中的盐分。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本发明中水解罐所需的热能来自碳化处理工艺产生的可燃气体在燃气锅炉内充分燃烧，能源循环利用，以垃圾处理垃圾，是目前国内垃圾处理成本唯一最低、无害化程度唯一最高、处理速度唯一最快的技术。该工艺渗滤液处理系统，简单彻底，完全无害且资源化利用，有利于节能环保，工艺简单、成本低，广泛适用于垃圾处理行业。
附图说明
图1为本发明的流程简图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
参照图1，为本发明公开的一种有机质垃圾处理工艺，包括以下步骤：
S1、粉碎称重，将有机质垃圾通过地磅，测量计量入粉碎罐中的垃圾重量，然后利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成浆液，其中，破碎后的有机质垃圾的粒度小于3cm。
进一步的，均质处理的步骤包括：浆液经膜分离得到滤液和滤渣，膜分离后滤液中有机质浓度为60000-80000mg/l，将滤液进行超临界水处理，滤渣进行微生物降解处理，超临界水处理控制压力在25-30MPa，温度380-600℃，停留时间120秒-200秒。
S2、固液分离，将粉碎后的有机质垃圾投入干湿分离机，使得泔水中的漂浮在水上面的油层和固体有机质垃圾分开；
干湿分离机内安装有搅拌装置，干湿分离机的内壁层中安装有电磁铁，在将油层和固体有机质垃圾分开时，打开搅拌装置和电磁铁，使得有机质垃圾中的金属吸附在干湿分离机的内壁上。
S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾通过螺旋输送机送入水解罐，在196℃，12.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料，其中，水解罐内设置有盐分电解系统，盐分电解系统用于去除有机质垃圾中的盐分；
在本实施例中，采用燃气锅炉给水解罐提供过热蒸汽，将步骤S6产生的可燃气体通入燃气锅炉内，热量通过管道输入到水解罐里，过热饱和蒸汽在水解罐上方通过冷凝器从蒸汽液化成水可自己排放或循环使用。
S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解,将混合垃圾中的有机物膨化降解为粉末,无机物的体积并没有发生变化。
S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分，干燥后的物料的含水率小于15％。
S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将杂质分选处理，然后将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体，剩下高纯度的碳粉打包销售。其中，将碳化后得到的碳粉送入造粒机进行制粒，得到碳化颗粒，碳化颗粒的粒径为5mm。
实施例二：
参照图1，为本发明公开的一种有机质垃圾处理工艺，包括以下步骤：
S1、粉碎称重，将有机质垃圾通过地磅，测量计量入粉碎罐中的垃圾重量，然后利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成具有浆液的物料，其中，破碎后的有机质垃圾的粒度小于3cm。
进一步的，均质处理的步骤包括：浆液经膜分离得到滤液和滤渣，膜分离后滤液中有机质浓度为60000-80000mg/l，将滤液进行超临界水处理，滤渣进行微生物降解处理，超临界水处理控制压力在25-30MPa，温度380-600℃，停留时间120秒-200秒。
S2、固液分离，将粉碎后的有机质垃圾投入干湿分离机，使得泔水中的漂浮在水上面的油层和固体有机质垃圾分开；
干湿分离机内安装有搅拌装置，干湿分离机的内壁层中安装有电磁铁，在将油层和固体有机质垃圾分开时，打开搅拌装置和电磁铁，使得有机质垃圾中的金属吸附在干湿分离机的内壁上。
S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾通过螺旋输送机送入水解罐，在193℃，7.1MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料，其中，水解罐内设置有盐分电解系统，盐分电解系统用于去除有机质垃圾中的盐分；
在本实施例中，采用燃气锅炉给水解罐提供过热蒸汽，将步骤S6产生的可燃气体通入燃气锅炉内，热量通过管道输入到水解罐里，过热饱和蒸汽在水解罐上方通过冷凝器从蒸汽液化成水可自己排放或循环使用。
S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解,将混合垃圾中的有机物膨化降解为粉末,无机物的体积并没有发生变化。
S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分，干燥后的物料的含水率小于15％。
S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将杂质分选处理，然后将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体，剩下高纯度的碳粉打包销售。其中，将碳化后得到的碳粉送入造粒机进行制粒，得到碳化颗粒，碳化颗粒的粒径为5mm。
实施例三：
参照图1，为本发明公开的一种有机质垃圾处理工艺，包括以下步骤：
S1、粉碎称重，将有机质垃圾通过地磅，测量计量入粉碎罐中的垃圾重量，然后利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成具有浆液的物料，其中，破碎后的有机质垃圾的粒度小于3cm。
进一步的，均质处理的步骤包括：浆液经膜分离得到滤液和滤渣，膜分离后滤液中有机质浓度为60000-80000mg/l，将滤液进行超临界水处理，滤渣进行微生物降解处理，超临界水处理控制压力在25-30MPa，温度380-600℃，停留时间120秒-200秒。
S2、固液分离，将上述的粉碎后的有机质垃圾投入干湿分离机，使得泔水中的漂浮在水上面的油层和固体有机质垃圾分开；
干湿分离机内安装有搅拌装置，干湿分离机的内壁层中安装有电磁铁，在将油层和固体有机质垃圾分开时，打开搅拌装置和电磁铁，使得有机质垃圾中的金属吸附在干湿分离机的内壁上。
S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾通过螺旋输送机送入水解罐，在200℃，17.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料，其中，水解罐内设置有盐分电解系统，盐分电解系统用于去除有机质垃圾中的盐分；
在本实施例中，采用燃气锅炉给水解罐提供过热蒸汽，将步骤S6产生的可燃气体通入燃气锅炉内，热量通过管道输入到水解罐里，过热饱和蒸汽在水解罐上方通过冷凝器从蒸汽液化成水可自己排放或循环使用。
S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解,将混合垃圾中的有机物膨化降解为粉末,无机物的体积并没有发生变化。
S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分，干燥后的物料的含水率小于15％。
S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将杂质分选处理，然后将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体，剩下高纯度的碳粉打包销售。其中，将碳化后得到的碳粉送入造粒机进行制粒，得到碳化颗粒，碳化颗粒的粒径为5mm。
在上述三个实施例中，盐分电解系统包括清水池、阴极和阳极，水解罐内的进料口与螺旋输送机的出料口连接。阴极置于水解罐内，用于电解有机质垃圾中的盐分产生OH-；阳极置于清水池内，用于电解净化水中的盐分产生Cl2。
电解时，保持盐分电解系统的出水管位于清水池的液面以下，从而作为电解过程的盐桥。盐分电解系统的阴极插入水解罐液面以下，阳极插入清水池液面以下，形成电解池。阴极电解有机质垃圾中的盐分产生OH-，以及H2等其他副产物。
阳极电解净化水中的盐分产生Cl2，产生的Cl2用于消毒或高级氧化所需的消毒剂和氧化剂。盐分电解系统采用直流电，且盐分电解系统采用惰性/非牺牲电极。其在有机质垃圾进行水解制肥时，同时进行电解，以去除垃圾中的盐分，一方面避免了盐分对发酵过程中微生物的影响，盐分较高会导致微生物的存活率大大降低，从而提高水解催化的效率，另一方面保证生产出的有机肥不会含有较高的盐分，从而提升了有机肥的质量。
通过依次采用上述各个步骤才能获得较高产量的有机化肥，其中，申请人经过无数次试验，确定在水解催制化肥的步骤中，在196℃，12.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料产量最高。其中，实施例一为最优选的实施例，有机化肥的转化率高达97.3％，含盐率只有1.5％，实施例二中有机肥的转化率为94.6％，含盐率为4.5％，实施例三种有机肥的转化率为92.1％，含盐率为6.3％。并且只有依次采用上述步骤和参数才能达到，上述参数都是申请人付出创造性劳动和经过无数次试验获得的，具有较好的经济推广前景。
本发明中水解罐所需的热能来自碳化处理工艺产生的可燃气体在燃气锅炉内充分燃烧，能源循环利用，以垃圾处理垃圾，是目前国内垃圾处理成本唯一最低、无害化程度唯一最高、处理速度唯一最快的技术。该工艺渗滤液处理系统，简单彻底，完全无害且资源化利用，有利于节能环保，工艺简单、成本低，广泛适用于垃圾处理行业。
本发明的处理时间短，效率高，具体表现为3小时出产品，而一般堆肥需要15-30天。无臭味，更无苍蝇、蚊子滋生，彻底消灭了病虫害和杂菌。肥效高，一般肥料总养分不超过1％，而五化技术产生的纯生态有机肥养分超过5％。
本发明中实施例一的产量最高，按100吨一天，有机物85％，含水量80％，膨化后水分约占30％，经烘干达到20％以下。制肥产量：100吨*85％*80％＝68吨，有机化肥的转化率高达97.3％，含盐率只有1.5％，可获得质量较高的有机肥。应用面广，该工艺不仅适用有机质垃圾，还适用于各类有机物比如生活垃圾中的有机物，菜市场垃圾，食品废弃物，人畜粪便，动物尸体庭院修剪物等。
本实施例的实施原理为：本发明的有机质垃圾处理工艺，是一种适应每一座城市生活垃圾不分类、实行综合处理的新型垃圾处理工艺。主要工艺过程是将原始城市生活垃圾首先通过粉碎机进行粉碎，固液分离后再进行水解，达到除臭、灭菌、膨化、脱水的作用，特别是垃圾中的餐厨部分得到了充分的降解，产生的废水经过水处理设备处理后达标排放，降解处理的垃圾通过分选设备，分选出没有降解的可燃物、已降解的营养土以及铁质金属。其不仅能够保证处理过程不会造成二次污染，充分利用过程产物节约资源，减少最终处理产物从而提高处理效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种有机质垃圾处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、粉碎称重，将有机质垃圾通过地磅，测量计量入粉碎罐中的垃圾重量，然后利用粉碎罐将有机质垃圾粉碎，再进行均质处理形成浆液，其中，破碎后的有机质垃圾的粒度小于3cm；
进一步的，均质处理的步骤包括：浆液经膜分离得到滤液和滤渣，膜分离后滤液中有机质浓度为60000-80000mg/l，将滤液进行超临界水处理，滤渣进行微生物降解处理，超临界水处理控制压力在25-30MPa，温度380-600℃，停留时间120秒-200秒；
S2、固液分离，将粉碎后的有机质垃圾投入干湿分离机，使得泔水中的漂浮在水上面的油层和固体有机质垃圾分开；
干湿分离机内安装有搅拌装置，干湿分离机的内壁层中安装有电磁铁，在将油层和固体有机质垃圾分开时，打开搅拌装置和电磁铁，使得有机质垃圾中的金属吸附在干湿分离机的内壁上；
S3、水解催化制肥，将得到的固体有机质垃圾通过螺旋输送机送入水解罐，在196℃，12.5MP的条件下反应3h，高温高压下水解催化制成有机化肥的混合料，其中，水解罐内设置有盐分电解系统，盐分电解系统用于去除有机质垃圾中的盐分；
采用燃气锅炉给水解罐提供过热蒸汽，将步骤S6产生的可燃气体通入燃气锅炉内，热量通过管道输入到水解罐里，过热饱和蒸汽在水解罐上方通过冷凝器从蒸汽液化成水可自己排放或循环使用；
S4、膨化，将混合料投入膨化仓内，对混合垃圾进行膨化降解,将混合垃圾中的有机物膨化降解为粉末,无机物的体积并没有发生变化；
S5、烘干，将步骤S4产生的物料送入回转窑旋转烘干，去除物料内的水分，干燥后的物料的含水率小于15％；
S6、分选，对干燥后的物料进行无机物和有机物的分选，将杂质分选处理，然后将物料送入碳化机中进行缺氧碳化热解，经碳化热解后得到碳粉和可燃气体，剩下高纯度的碳粉打包销售；其中，将碳化后得到的碳粉送入造粒机进行制粒，得到碳化颗粒，碳化颗粒的粒径为5mm。
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