CN1370633A - 城市生活垃圾综合循环利用处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能实现城市生活垃圾综合循环利用处理的工艺方法,混装垃圾经分选后按其不同性质进行回收、蒸汽压力湿解制肥工序、焚烧供热工序和简单卫生填埋工序处理。本发明结合中国现有设备制造能力、经济能力及混装城市生活垃圾组成的具体国情,综合考虑现有城市生活垃圾处理技术特点,集资源利用、简单卫生填埋、无害焚烧供热、高效蒸汽压力湿解制肥为一体,以达到“最优的‘三化’指标、最低的运行费用、最少的基建投入”的目的。

Description

城市生活垃圾综合循环利用处理方法

本发明涉及一种能实现城市生活垃圾综合循环利用处理的工艺方法，属于城市固体废物循环利用处理领域。

目前，城市生活垃圾的处理技术，概括起来有卫生填埋法、焚烧法、堆肥法，就其主要优缺点分述如下：

1、卫生填埋法

卫生填埋是在少人区选择一块大面积的土地，建一个坑场，坑场底部铺一层防渗层，其中设置适当数量的管道，以收集垃圾中有机物腐烂时产生的渗滤液和沼气，垃圾运来后，倾卸坑场内，并逐层压实堆积；收集的渗滤液通过处理后达标排放，收集的沼气有条件的地方可回收利用，无条件的地方烧掉，当坑场填满后用土石层覆盖进行封场。卫生填埋法是一种生活垃圾的最终处理方法，由于其工艺简单，建设周期短，处理量大，对垃圾有较大的适应性，能处理各种成分的垃圾，处理成本较低，为世界各国广泛采用，也是目前我国主要采取的方法。该方法不可避免的缺点是：土地占用量大；有机质腐烂后产生的渗滤液处理特别困难；产生的沼气处理不当也会产生危害；坑场底部防渗层出现泄漏时，还会对地下水体造成污染。由于考虑到垃圾填埋中渗滤液的污染，以及渗滤液的治理难度大，处理中很难达到预期目标，国外正在逐步减少原生垃圾填埋量，尤其在欧盟各国，已强调垃圾填埋只能是最终处置的手段，而且只能是无机垃圾，在2005年以后有机物含量大于5％的垃圾不能进入填埋场。

2、焚烧法

焚烧法是将具有较高热值(≥4000KJ/kg)的垃圾投入特制的焚烧炉内，充分燃烧，利用其燃烧产生的热量进行发电、供热，产生的炉渣进行填埋，燃烧后排出的烟气，经净化处理后达标排放。近十年来，在发达国家焚烧处理的势头发展非常快，焚烧处理技术是实现垃圾无害化、减量化、资源化的较好方法。能迅速且大幅度地减少垃圾的容积；能彻底消除有害细菌和病毒；可以利用焚烧垃圾的热量发电，实现垃圾资源化利用；占地少。其中不可避免的缺点是：工艺复杂、技术要求高、焚烧炉结构庞大，大大超过同等规模发电厂的建设，因而投资大；垃圾中塑料燃烧后易形成“二恶英”进入烟气，如烟气处理不当，易造成二次污染；由于垃圾热值一般要求大于4000KJ/kg，因此，适用范围受到一定限制。

3、堆肥法

堆肥法是将生活垃圾中有机易腐烂部分分选出来，在添加菌种的条件下通过一段时间的发酵使有机质降解，然后经干燥、粉碎后生产制作有机肥。生活垃圾中含有的有机质制成堆肥后，可作为肥料和土地改良剂，施用于农田，这不仅解决了环境污染和垃圾无害化问题，也为农业生产提供了有用物质，从而维持了自然界的良性循环，堆肥本身是腐殖质，能促进植物根系的生长和增长，提高农作物产量，国内外研究表明，只要施用得当，堆肥对农作物都有增产作用，特别是对低洼脊薄和粘重土地上的农作物，增产效果更明显。但其不可避免的缺点是：堆肥品质不高，堆肥对垃圾中病原体等有毒、有害物质的处理效果不佳，会通过牲畜传播；由于其处理周期长(一般为12-15天)，处理规模不宜过大。

中国专利98102867公开的“无害化、资源化、易分选、无剩余的垃圾处理工艺”是将原生垃圾经过人工粗分选和磁选，剔出金属和废电池以及直径(或长度)大于50mm的硬物、杂物和泡沫塑料后，由输送机送入特制密封容器，采用热解技术使其在10-13kg、180-200℃温度条件下进行化学催化反应，热解过程的最后阶段进行干燥脱水处理，然后将经过热解处理的垃圾从密闭容器内喷放到集料仓，经收集、输送至筛分机将有机物和无机物分开，再经输送机将筛分后的有机物送往制肥系统，无机物送往建材系统。此方法，打破了填埋、焚烧法、堆肥的常规，开劈了一条实现垃圾无害化、减量化、资源化的新路；可以百分之百杀灭病源微生物，去除异味；有机物中的淀粉、蛋白质、纤维、糖类、脂肪得到降解，成为易被植物吸收的低分子、可溶性有机物，且稳定性好，可制造高品质有机肥的基料。但不可避免的缺点是：经人工粗选后，少量的垃圾被分选出来，大量的垃圾需进入热解釜加温加压，热解釜容积很大，增加了投资；热解后大量物料还要脱水干燥，因此，运行能耗(主要为蒸汽)相当高；垃圾中无机物只能生产低品质的建材，目前在中国尚无好的市场销路，经济上也不合算。

中国专利96117721公开的“处理城市有机垃圾的新工艺”采用分选、堆肥发酵、焚烧、填埋方法；中国专利98121820公开的“城市生活垃圾综合处理工艺配套设备”用单元式发酵仓、湿式磨碎机等工艺但其设备要求高，实施难度大，具无害化程度低，堆肥无市场。

本发明在综合分析、比较现有生活垃圾处理技术(填埋法、焚烧法、堆肥法)的基础上，结合中国现有设备制造能力、经济能力及混装城市生活垃圾组成的具体国情，综合考虑现有城市生活垃圾处理技术特点，提出一种集资源利用、简单卫生填埋、无害焚烧供热、高效蒸汽压力湿解制肥为一体的城市生活垃圾综合循环利用处理方法，以达到“最优的‘三化’指标、最低的运行费用、最少的基建投入”的目的。

实现上述目的，本发明采用下述方案实现：

城市生活垃圾综合循环利用处理方法，其特征是：混装垃圾经分选后按其不同性质进行回收、高效的蒸汽压力湿解制肥工序、无害的焚烧供热工序和简单的卫生填埋工序处理；高效的蒸汽压力湿解制肥工序为垃圾在湿解釜中通入蒸汽进行催化反应后生产无菌有机肥；无害的焚烧供热工序为将分选的不含塑料、橡胶的可燃物及湿解后的筛上物配入燃煤中经粉碎后进行无害燃烧回收其热量。

所述高效的蒸汽压力湿解制肥工序通入蒸汽压力为6-8kg/cm2，加入催化剂，进行催化反应2-3小时；所述焚烧供热工序是将不含塑料、橡胶的可燃物配入煤中进行无害燃烧；所述简单卫生填埋是将有机质含量＜5％的无机垃圾进行简单填埋，填埋场防渗层仅为一层500mm的粘土。

该方法的主要优点：

1.为了使混装城市生活垃圾在前分选达到理想效果，利用人工分选、综合破碎、筛分的多层次分拣的工艺，将城市生活垃圾处理对策前移，把混装城市生活垃圾分为：可直接利用的可回收物(纸张、塑料、金属、玻璃、橡胶)，有机质含量极低(≤5％)的可填埋物，不含塑料的可燃烧物和有机质含量极高的可降解物四大类。通过前分选，初步实现可回收物的资源化利用，可填埋物和可降解物的减量化，可燃烧物的无害化(由于可燃烧物中的塑料已最大限度地被分选出来，燃烧时几乎无“二恶英”产生)；

2.可填埋物中有机质含量极低(≤5％)，为垃圾的卫生填埋创造了有利条件：一方面实现了可填埋物的减量化，可大大降低填埋场的占地面积，节约土地资源；另外由于可填埋物中有机质含量极低(≤5％)，填埋后产生的渗滤液的数量和有害物质的浓度都会大大减少且几乎无沼气产生，从而减少填埋场工程投资；

3.可燃物中不含塑料，为回收利用可燃物的热量创造了条件：将可燃物配入蒸汽锅炉燃煤中，经粉碎后进行燃烧，以节约燃煤，降低运行能耗，同时，由于可燃物中不含塑料，基本杜绝了燃烧过程中“二恶英”等有害物质的产生，降低了烟气处理的难度；

4.可降解物中有机质含量高，减少了进入蒸汽压力湿解釜中物料的数量，从而缩小了设备规模，减少了湿解和干燥用蒸汽量，运行成本费用低；另一方面湿解物料还可作为高品质有机生态肥的添加剂。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明工艺流程图。

有效的前分选工序

混装垃圾进入处理场后，在进入人工分选线前，首选通过一台破袋机对混装垃圾进行破袋处理，这样一方面将袋装垃圾破开，同时还可以对袋装垃圾进行翻抛，以便进行有效的人工初分选；垃圾进入人工分拣后，将垃圾中纸张、塑料、金属、玻璃、橡胶等可回收物分拣出来分类回收，同时还可将垃圾中便于分拣的可填埋的无机物分拣出来直接进入填埋场；中国混装垃圾由于清运及中转程序等原因均在客观上延长了新鲜垃圾的存放时间，加上中国垃圾有机质含量高，因此，进场垃圾存在不同程度的腐烂，这样，经初分选的垃圾经破碎机破碎后，就很容易将垃圾中有机物和无机物分开，筛上物再经二次人工分选将其分为可燃物和不可燃物，不可燃物直接进入填埋场，可燃物配入煤中燃烧，循环利用其热量；此时，筛下物大部分为有机质，直接进入蒸汽压力湿解釜进行湿解。

1.高效的蒸汽压力湿解制肥工序

前分选工序筛下物大部分为垃圾中的有机质，进入湿解釜后，在通入6-8kg/cm2压力的蒸汽条件下进行催化反应2-3小时，杀灭釜中垃圾有害病菌的同时，降解大分子有机质；垃圾经蒸汽压力湿解后，进行离心脱水干燥，此时有机质成粉状，无机物则基本保持原态，经筛分后，筛下物用于制造高品质有机生态肥或直接销售，筛上物配入煤中回收利用可燃物热量。由于减少了进入湿解釜的垃圾量和提高入釜垃圾的有机质含量，一方面可减少设备规模，降低投资，节约蒸汽耗量，降低运行成本费用；同时，还可以提高湿解物料中有机质含量，生产高品质无菌有机肥。

2.无害的焚烧供热工序

前分选出来的不含塑料、橡胶的可燃物及湿解后的筛上物，大部分为可燃物质，其热值高，将其配入锅炉燃煤中经粉碎后，进行燃烧回收其热量，以补充本系统蒸汽压力湿解和干燥用热源。根据联合国世界卫生组织通过对多国焚烧炉的大规模测试结果：“焚烧垃圾中的塑料是产生高度致癌物‘二恶英’的主要来源”的结论，这样一方面可杜绝燃烧时产生二次污染，另一方面还可减少锅炉燃煤的用量，降低本系统运行成本费用。根据垃圾焚烧产生高度致癌物的根源是垃圾中的塑料这一事实，将不含塑料的垃圾可燃物进行配煤燃烧利用，将可燃物配入煤中燃烧，有利于燃烧温度的提高，降低“二恶英”形成的可能；实现了垃圾中可燃物的无害燃烧利用。

3.简单的卫生填埋工序

前分选出的可填埋物进入填埋场后，由于其有机物含量低(≤5％)，数量小，填埋场的防渗层，只需要一层500mm的粘土层即可，且坑场的容积可大大减少，渗滤液收集处理系统也可以大大减化。通过有效的前分选选出的可填埋物其有机物含量小于5％，确保了填埋的安全性，不会产生大量的渗滤液和沼气，从而降低了填埋场的标准；另一方面，填埋量的减少，可大大降低填埋场的投资、规模及运行成本。

Claims (4)

1.城市生活垃圾综合循环利用处理方法，其特征是：混装垃圾经分选后按其不同性质进行回收、蒸汽压力湿解制肥工序、焚烧供热工序和简单卫生填埋工序处理；蒸汽压力湿解制肥工序为有机垃圾在湿解釜中通入蒸汽进行催化反应后生产无菌有机肥；焚烧供热工序为将分选的不含塑料、橡胶的可燃物及湿解后的筛上物配入燃煤中经粉碎后进行无害燃烧回收其热量；

2.如权利要求1所述的垃圾综合循环利用处理方法，其特征是所述高效的蒸汽压力湿解制肥工序通入蒸汽压力为6-8kg/cm2，加入催化剂，进行催化反应2-3小时后生产无菌有机肥；

3.如权利要求1所述的垃圾综合循环利用处理方法，其特征是所述焚烧供热工序是将不含塑料、橡胶的可燃物配入煤中进行无害燃烧；

4.如权利要求1所述的垃圾综合循环利用处理方法，其特征是所述简单卫生填埋是将有机质含量≤5％的无机垃圾进行简单填埋，填埋场防渗层仅为一层500mm的粘土。

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