CN1502421A - 环保、系统处理城市生活垃圾的全新方法 - Google Patents

Abstract

本环保、系统处理城市生活垃圾的全新方法涉及城市生活垃圾造肥和焚烧发电技术。“环保”和“系统”是处理垃圾的中心点。具体说：1.以环保为准则，对处理垃圾过程中所产生的发酵臭气进行燃烧处理；对垃圾发酵水液进行因势利用；对焚烧垃圾所产生的有害气体用垃圾自身的水份进行特殊方法过滤，从而使垃圾处理基本达到“无烟气和废液排放”。2.以系统为方法手段，把处理城市生活垃圾的各种技术系统化，在系统化的处理城市生活垃圾过程中对能源进行综合利用(如焚烧烟气与垃圾发酵之间，即焚烧发电系统和垃圾造肥系统之间的热和过滤相互综合利用；再如涂泥、煤灰与做肥料之间，即建材及回收系统和垃圾造肥系统之间的相互综合利用)，节约能源、降低成本，减少污染，从而使垃圾处理基本又达到“无填埋处理”。在本发明中，对于垃圾造肥技术本文也提出了一些低成本怏速发酵造肥(粉碎、加热、加菌、填充料等)新方法。

Description

环保、系统处理城市生活垃圾的全新方法

本发明涉及城市生活垃圾处理方面的造肥技术、垃圾发酵臭气和焚烧垃圾发电烟气的环保处理、焚烧垃圾发电余热的利用，是对城市生活垃圾处理的一种综合、系统、环保的全新方法。

现已知，关于城市生活垃圾造肥、发电技术很多。其中，公开的技术中一些技术特点如下：

如申请号01118737.9“三合一垃圾处理方法”中提出，将垃圾经分拣后分成三部分(建筑垃圾、有机物、垃圾渗液)，然后对三部分进行制砖、堆肥、渗液过滤回收三种处理方法。

如申请号88101327.7“城市垃圾快速堆肥动态发酵及其工艺”中提出，用一锥体经十天由下而上发酵，四天出一次肥的处理方法。

如申请号96213935.1“城市生活垃圾堆肥处理设备”中提出，用太阳能作发酵室的方法。

如申请号98800723.1“堆肥的制造方法和装置”中提出，在垃圾发酵过程中加入糖类以减少胺-氨臭气。

至于垃圾发电，目前已是成熟技术，深圳、上海、哈尔滨等地已经广泛应用，在此本文不做介绍。

2002年4月，广东博罗又将垃圾造肥和发电一起开发起来，首创了垃圾处理新的方法。

综合现有垃圾处理诸多技术方法，普遍存在的问题是：

一.综合系统处理没有。大多都是单向处理，发电是发电，造肥是造肥，发电与造肥之间相互综合利用根本没有。

二.环保措施欠缺。造肥中发酵臭气熏天；发酵水液污染江河环境；焚烧发电烟气中有害气体造成二次污染；垃圾中涂泥、煤灰填埋占地又污染环境等。

三.造肥技术中发酵出肥时间长。最快也需十天左右。

四.各种垃圾处理技术都有尾巴问题。或者是垃圾造肥中臭气、臭水的污染，塑料、木材等可燃烧物与砖头、废电池还需填埋；或者是发电中有害气体排放，烂菜，砖头等不可燃烧物浪费又填埋掉；即使是博罗首创了垃圾造肥与发电，也仍留下废电池、砖头等无法处理垃圾要填理。

本发明的特点是四个字“环保”和“系统”、两个结果“无烟气和废液排放”和“无填埋处理”。“环保”和“系统”是处理垃圾整个过程中的中心点。

具体说就是：

一.在处理垃圾过程中以“环保”为准则，对处理垃圾过程中所产生的发酵臭气进行循环加燃烧处理；对垃圾发酵水液进行因势利用；对焚烧垃圾过程中所产生的有害气体(一氧化碳、二恶英类、飞灰等)进行自身过滤处理，使垃圾处理基本达到“无烟气和废液排放”。

二.以“系统”为方法手段，把处理城市生活垃圾的各种技术系统化(本发明主要把处理城市生活垃圾的技术分成焚烧发电系统、造肥系统、建材及回收系统等三个系统。三个系统之间相互综合利用，各系统又组成一个大系统)，在系统化的处理城市生活垃圾过程中对资源进行综合利用(如焚烧烟气与垃圾发酵之间，即焚烧发电系统和垃圾造肥系统之间的热和过滤相互综合利用；再如涂泥、煤灰与做肥料之间，即建材及回收系统和垃圾造肥系统之间的相互综合利用)，以节约能源、降低成本、减少污染，提高效益。使垃圾处理又基本达到“无填埋处理”。

在本发明中，对于垃圾造肥技术本文也提出了一些新措施。

下面结合本发明总体流程图(见图示1)将本发明“环保、系统处理城市生活垃圾的全新方法”介绍如下：

首先，用人工或机械将垃圾进行分拣成三部分。然后，根据三部分性质不同采用三种技术方法处理系统(见图示1中三个系统)。

             第一处理系统：焚烧发电系统。

第一步：焚烧发电。

根据每天处理城市生活垃圾的总量将分拣出的木材、塑料、废纸等可燃烧物部分选择一种适当的蒸汽发电汽轮机，将分拣出的可燃烧物做焚烧燃料进行焚烧蒸汽发电(由于焚烧发电方面技术目前在上海、深圳、哈尔滨等地都比较成熟，本文此处不再具体介绍)。

第二步：烟气热能利用及环保过滤处理。

焚烧垃圾发电产生的烟气因具有一定的热量，同时又多含有有害气体(一氧化碳、二恶英类、飞灰等)，依据本发明环保和系统的准则和方法，本发明将对此进行综合利用和处理。

首先.用活性碳和硝石灰做成过滤网安装在烟道上，这样可先初步过滤掉一部分烟气中的有害气体(见图示1)。

其次.用风机将烟气打入专用管道送入第二处理系统中烘干室做烘干热源。这样处理主要让焚烧发电不设大烟囱，防止有害排放。同时，又让烘干室中烘干垃圾肥料浆产生的水气去过滤烟气中的有害气体。因从烘干室出来的烟气(飞灰、二恶英、一氧化碳等)由于混合了大量烘干产生的水气，很多成分遇水凝聚、沉降、降解，从而达到烟气的进一步过滤，初步达到环保的目的(见图示1)。

再次.从烘干室出来的烟气混合气因仍有大量热能，因而可从管道用风机再送入第二处理系统作为垃圾加热和发酵保温热源。此处，本发明采用多孔排管使烟气分散于加热保温发酵仓垃圾中(仓底部可多些)。因发酵垃圾中含有大量水份(含水65％左右)，此时的烟气混合气一方面给加热保温发酵带来了热量，另一方面烟气混合气自身在垃圾液中也得到了进一步的过滤，环保效果也进一步提高(见图示1)。

             第二处理系统：造肥系统。

本系统共分九道工序、两个阶段。前四道工序为发酵阶段，后五道工序为制肥阶段。

一.发酵阶段。

本发酵阶段采用的是低成本的封闭锥底酒窖型加热保温发酵一体仓(如图示2)。实施中这种仓依处理垃圾的量去设计大小尺寸。

第一道工序：垃圾粉碎。

将分拣出来可用于发酵制肥的垃圾用粉碎机先进行粉碎，细度约5毫米左右，因细碎的垃圾更易发酵。实验证明，经过粉碎和不经过粉碎的两种垃圾在发酵时间上前者比后者可缩短发酵期两天左右。

第二道工序：加热、保温。

一般垃圾靠自然发酵从芽孢菌到嗜温菌再到嗜热菌，温度从常温到60℃需10天左右。而本发明用人为方法先期将垃圾加热至40℃左右并进行保温，这样可使垃圾中的各种菌(细菌、放线菌、丝状菌、亚吧菌等)立即活跃起来、快速繁殖，从而可加快垃圾中有机物、蛋白脂和部分纤维素的分解，配合下一道加菌工序(加粪便和发酵出肥时脱水出来的发酵水液等)，就可在发酵阶段加快发酵。实验证明，经粉碎、加热过的垃圾加菌后发酵时间比自然发酵时间要缩短三天左右。

本道工序的热源来自于第一处理系统焚烧发电热烟气以多孔排管形式分散于加热仓(见第一处理系统之第二步“再次”和图示2)。

因本仓采用封闭式，因此加热给氧后产生的烟气混合气可用风机(见图示2)抽出送去焚烧发电作氧风(风机送风中会带入大量氧气，同时可烧掉垃圾中臭气，从而解决垃圾的臭气排放问题)。

第三道工序：加菌。

在上一道工序加热保温阶段，很多菌(细菌、丝状菌、放线菌、亚吧菌等)尽管已经活跃起来，但数量还不是发酵所需的足够量。如果慢慢等，又需时间。因此，必须加入足够量的菌才能保证加热、保温、给氧环境下的垃圾快速发酵。本道工序就是向加热、保温、给氧环境下的垃圾中加入菌种(粪便和垃圾发酵后出肥前脱出的发酵水液，这两种物料中有足够的供发酵用各种菌种)。这样做目的同样是人为加速垃圾发酵，又补充了菌种，又补充了发酵所需水份(保持垃圾水份在65±5％)，从而又解决了垃圾发酵水液污染排放问题。

第四道工序：发酵、加氧。

经以上粉碎、加热保温、加菌三道工序，垃圾就可进入保温快速发酵阶段。这段时间大约需四天(96小时)即可。(注：没有前三道工序，发酵时间绝不会如此短)。

发酵过程中需要保温、加氧、加水和搅拌。

本道工序中的保温、加氧是利用风机将第一处理系统中焚烧发电产生的热烟气经烘干利用后送入过来的(见第一处理系统第二步“再次”一节)。本道工序中用于保温、给氧的多孔排管分散于发酵仓各处(仓底部多一些，见图示2)。这样，利用第一处理系统中焚烧发电产生的热烟气就可给发酵仓保温、给氧(因风机中可夹带大量的氧气)。此处，本发明又用发酵仓的水份进一步过滤了焚烧垃圾产生的烟气，从而达到环境保护的目的(见第一处理系统之第二步)。

本道工序中的加水水源一部分来自垃圾发酵后出肥前脱出的发酵水液(发酵水份应保持65±5％)，不足部分用自来水补足。

本道工序中的搅拌可在发酵仓中设一搅拌机实现。

同第二道工序一样，本道工序中发酵产生的臭气加之供热给氧产生的混合气可用抽风机送去第一处理系统中作助氧风焚烧(见图示2。风机送风过程中夹带有大量氧气带入)。

本发酵仓底部为锥体型，一端设有出料口(见图示2)，出料靠一螺旋转杆旋出(见图示3)。

二.造肥阶段。

第五道工序：脱水。

本道工序可采用自然渗的办法，就是把发酵好的垃圾浆放入底部带网孔的池中，让其慢慢渗水。

本道工序中所渗垃圾渗水液用泵再打入第三、四道工序用以补充发酵所需水份及菌种(见前第三、四道工序)，从而又解决排放污染。

第六道工序：填加充料。

经发酵好的垃圾用传送带放入粉碎式搅拌机，同时按比例加入第三处理系统出来的淤泥、煤灰等。加入淤泥、煤灰的目的一是因这些淤泥、煤灰中含有大量有机物，正好可做肥料。二是用淤泥、煤灰吸收一部分发酵好垃圾浆中的水份，减少下道工序烘干阶段的时间和成本。三是减少填埋占地，防止对环境的进一步污染。

第七道工序：磨浆。

本道工序可用球磨机进行磨浆。

经前面粉碎、加热、加菌、发酵几道工序后垃圾就很容易磨成浆。一个二十吨的球磨机每天可磨150吨左右垃圾浆，此时的垃圾浆也可称肥料浆。

第八道工序：烘干，初出肥。

把自然渗后的垃圾肥料干浆用传输带不断地送入烘干室。根据本发明的设计，本烘干室设计为隧道型，长度依烘干的量和水份而定，垃圾肥料干浆从一端进另一端出(如图示4)。烘干室的热源就是第一处理系统中的焚烧垃圾的热烟气(见第一处理系统中第二步烟气热能利用及环保过滤处理)。

经烘干出来的垃圾肥料经简单加工就基本完成了初步造肥过程。

至此，初步成品肥完成，可包装为成品，也可进一步精加工制成精品复合肥。

第九道工序：精品复合肥。

如果需要可将初步成品肥加工制成高效复合肥。就是在测定初步成品肥肥效后根据需要加入氮、磷、钾等成份制成颗粒就成为高效复合肥了。

到此，高效复合肥完成。

            第三处理系统：建材及回收系统。

本处理系统较简单，共有三个方面。

第一方面：制砖。

可将垃圾中的沙石、砖头、煤渣、建筑废料等送到砖厂制砖。这样主要是减少填埋占用土地。

第二方面：废旧电池、化工残渣液、金属。

金属可回收。

废旧电池、化工残渣液可填埋(这部分量极小)

第三方面：煤灰、淤泥。

可做填料加入第二处理系统中(见第二处理系统第六道工序“填加充料”)。这样主要是利用煤灰、淤泥中的有机肥料，减少污染环境。

以上是本发明总体介绍。

依据本发明，一种系统的环保型综合性的城市生活垃圾处理全新方法，低成本快速发酵造肥技术必将有益于社会、有益人民。

Claims (10)

1.以系统为方法手段，把处理城市生活垃圾的各种技术系统化(本发明主要把处理城市生活垃圾的技术分成焚烧发电、垃圾造肥、建材及回收三个系统，各系统之间综合利用，三个系统又组成一个大系统)，在系统化的处理城市生活垃圾过程中对资源进行综合利用(如焚烧烟气与垃圾发酵之间，即焚烧发电系统和垃圾造肥系统之间的热和过滤相互综合利用；再如涂泥、煤灰与做肥料之间，即建材及回收系统和垃圾造肥系统之间的相互综合利用)，使垃圾处理基本达到“无填埋处理”。

关于焚烧垃圾烟气和垃圾发酵臭气的处理基本达到“无烟气和臭气排放”方面：

2.对处理垃圾过程中所产生的发酵臭气用风机送入燃烧炉进行燃烧处理。

3.对焚烧垃圾过程中所产生的有害气体用烘干垃圾产生的水蒸气和发酵垃圾仓中的水份进行过滤(很多成分遇水凝聚、沉降、降解)，从而使烟气经利用性特殊过滤处理达到环保的目。

4.用焚烧垃圾产生的热烟气作第二处理系统烘干室烘干热源和作为垃圾加热、加氧和发酵、保温热源(用多孔排管使烟气分散于加热保温发酵仓垃圾中)。这样处理又主要让焚烧发电不设大烟囱，解决烟气排放问题。

关于垃圾发酵造肥方面：

5.垃圾粉碎后发酵。将分拣出来可用于发酵制肥的垃圾用粉碎机先进行粉碎，这样做主要是使垃圾更易发酵。

6.发酵先期加热、保温。一般垃圾靠自然发酵从芽孢菌到嗜温菌再到嗜热菌温度从常温到60℃需10天左右。而本发明人为先期加热至40℃左右并进行保温。这样可使垃圾中大量有机物、蛋白脂、部分纤维素分解更快，各种菌更活跃、繁殖也更快。

7.给氧方法。本发明给氧方法是用向垃圾中排放烟气混合气(用多孔排管)办法实现的，因风机也会带入大量的氧气使发酵更快。

8.加菌。为使垃圾快速发酵，本发明人为向垃圾中加菌：一是向垃圾中加粪便；另一个是向垃圾中加垃圾发酵后出肥前脱出的发酵水液。这样做目的是人为加速垃圾发酵，补充菌种，防止排放污染。

9.用垃圾发酵后出肥前脱出的发酵水液作垃圾发酵补充水份水源，使垃圾处理基本达到“无废液排放”。

10.涂泥、煤灰作填加充料。按比例向发酵好的垃圾中加入涂泥、煤灰。目的一是因这些涂泥、煤灰中含有大量有机物，正好可做肥料。二是用涂泥、煤灰吸收一部分发酵好垃圾中的水份，减少下道工序烘干阶段的时间和成本。三是减少填埋占地，防止对环境的进一步污染。使垃圾处理基本达到“无填埋处理”。

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