CN1864876A

CN1864876A - 一种城市生活垃圾的综合处理工艺

Info

Publication number: CN1864876A
Application number: CN 200610052079
Authority: CN
Inventors: 石德智; 吴伟祥; 庄瑛; 陈英旭; 施积炎
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2026-06-22
Also published as: CN100548517C

Abstract

本发明公开的城市生活垃圾的综合处理工艺，包括垃圾分类收集、垃圾分选、机械脱水、堆酵脱水、焚烧、烟气处理、炉渣收集利用等步骤。分类收集的干垃圾分选出废金属、废玻璃、废塑料等可直接回收利用。湿垃圾经过压缩车脱水、机械压缩脱水、堆酵脱水等，脱水总效率可达25％以上。垃圾湿基低位热值提高到5990kg/kJ以上，焚烧温度持续保持在950～1050℃，热量回收效率高，而且焚烧烟气中烟尘、氯化氢、重金属、二噁英等污染含量低，烟气处理系统运行成本低。炉渣性质稳定，经过磁选与二次粉磨后可作为水泥掺合料或替代部分水泥，实现了炉渣的综合利用。

Description

一种城市生活垃圾的综合处理工艺

技术领域

本发明涉及一种垃圾的处理工艺，尤其是城市生活垃圾的综合处理工艺。

背景技术

城市生活垃圾含有大量致病菌源和多种易腐烂、易滋生病菌的组分，若不处理或处理处置不当，将会造成的严重的环境污染，降低城市环境质量，甚至直接危及人类健康和生存。有效且低成本地对城市生活垃圾进行无害化处理，实现垃圾处理的减量化和资源化，已成为现代社会普遍关注的环境问题、技术问题和社会问题。我国城市生活垃圾处理经历了从裸露垃圾→简易填埋→简单堆肥→高温堆肥→卫生填埋和焚烧→资源化处理的发展过程。焚烧技术可实现生活垃圾的减量化、无害化、稳定化，还能回收热量实现生活垃圾的能源资源化，是现代化大规模处理城市生活垃圾的技术之一。

目前城市生活垃圾焚烧处理技术面临最大的问题是：1)生活垃圾含水率高达60～65％以上，干、湿垃圾混合脱水效率低，垃圾的湿基低位热值仅为2930～3350kg/kJ，燃烧过程添加辅助燃油的情况下炉膛温度仍然难以持续保持在850℃以上。2)生活垃圾成分复杂，未分类分拣的生活垃圾不仅没有实现垃圾中可回收的有用物质资源化利用和生活垃圾的减量化，而且焚烧过程中大量产生HCl、SO2、重金属、二噁英类等污染物，增大了烟气处理的难度和运行成本。

常规的城市生活垃圾处理方法，是将混合垃圾卸入贮料坑中自然发酵4～6天后送入焚烧炉内燃烧，炉渣磁选分离出废铁后进行筛分，细渣用于铺路或改良土壤。该处理方法存在以下缺点：1)未实现垃圾分类，混合垃圾脱水效率低。干垃圾含水率低，无需脱水即可达到焚烧要求，但干垃圾混入湿垃圾中后大量吸水，降低了干、湿混合垃圾的脱水效果，仅靠自然发酵脱水周期长、脱水效果差。2)不经分选直接将混合垃圾发酵后送入炉内燃烧，垃圾中的大块垃圾或铁丝易将焚烧炉的入料口或出渣口堵塞，影响焚烧的顺利进行。3)由于发酵后的混合垃圾仍然保持较高的含水率，垃圾热值低，影响焚烧温度，易产生二噁英等污染物，污染环境。4)由于未实现垃圾分类分拣，焚烧炉渣粉碎性能差，且重金属等污染物含量高，直接应用有潜在的环境风险。

中国专利CN1468818A公开的城市生活垃圾处理工艺对混合垃圾进行简单分拣除去大块垃圾和铁质后自然发酵数天，然后利用烘干机对垃圾进行干燥，再将干燥后的垃圾送入焚烧炉进行燃烧，炉渣筛分后制砖出售。该方法虽然有所改进，但仍然存在以下缺点：1)仅分拣出了大块垃圾和铁质以防止堵塞，垃圾中仍存在玻璃、塑料、其他金属等，未能实现垃圾中有用物质的资源回收利用。2)干、湿垃圾混合采用热干燥法烘干，处理量大，能耗大，且混合垃圾未实现塑料袋包装破袋，垃圾烘干效果不明显，垃圾湿基低位热值难以提高。3)垃圾中仍存在大量的塑料袋和塑料制品，是产生二噁英的最大来源。

现有国内的生活垃圾焚烧处理工艺均未能克服以上缺点，未能有效地实现生活垃圾的回收资源化利用、垃圾湿基低位热值和焚烧温度的提高，降低污染物的产生。

发明内容

本发明的目的是为克服现有焚烧处理城市生活垃圾的不足，提供一种垃圾分选效果好，脱水充分，垃圾焚烧热量回收效率高，烟气处理成本低，综合利用好的城市生活垃圾处理工艺。

为达上述目的，本发明采取的技术方案是：城市生活垃圾的综合处理工艺，包括以下步骤：

1)生活垃圾按湿垃圾和干垃圾分类装袋收集；

2)分别处理干垃圾和湿垃圾：从干垃圾分选出可直接回收资源化利用的干物质；将湿垃圾送入垂直式垃圾压缩机进行脱水；

3)将脱水后的湿垃圾与分选后的干垃圾一起置入密闭负压垃圾贮料坑，堆酵脱水36～48小时，抽取垃圾贮存料坑内的有害气体作为焚烧炉的助燃空气，堆酵沥出的渗滤液与垃圾压缩机挤压出的废水送污水处理厂处理；

4)将经堆酵后的垃圾送入推饲炉排式焚烧炉，在950～1050℃下进行焚烧，焚烧产生的烟气进入半干式循环流化床吸收塔，与喷入吸收塔的Ca(OH)2液体充分混合反应，进行除酸、脱硫，尾气经过喷入烟道的活性炭粉末吸附重金属和二噁英，再进入布袋除尘器后达标排放大气；

5)收集布袋除尘器捕集的飞灰，用水泥和螯合剂固化填埋；收集焚烧炉产生的炉渣，用磁选机选出炉渣中的铁质，经破碎、研磨成为用作混凝土浇筑材料的微粉；

本发明的有益效果：1)采用垃圾压缩车对袋装垃圾进行挤压破袋，使包裹在塑料袋内的垃圾得以分散，分选效果好，分选出的玻璃、金属、塑料等废物可直接回收利用；2)湿垃圾中没有混入干垃圾，机械脱水效率高；并使得堆酵脱水时间缩短，仅需36-48小时，比普通堆酵时间减少2～3天；由于本发明采用机械脱水与堆酵脱水相结合，垃圾含水率显著降低，垃圾热值大大提高，焚烧温度可达950～1050℃，高于850℃的国家焚烧控制标准，热量回收效率高；3)焚烧烟气中烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氯化氢、重金属等浓度低，减少了烟气处理系统石灰、活性炭的用量，大大降低了成本；4)垃圾中塑料制品等前驱物质少，且垃圾焚烧温度高，烟气中强致癌物质二噁英含量可降低30％左右；5)焚烧炉渣粒径均匀、性质稳定，有害物质少，且易磨性能好，可用作水泥掺合料或替代部分水泥，成本低，安全无毒。

附图说明

图1是本发明的城市生活垃圾的综合处理工艺流程图。

具体实施方式

参照图1流程图，本发明的城市生活垃圾的综合处理工艺，包括以下步骤：

1)生活垃圾按湿垃圾和干垃圾分类装袋收集；

由居民将生活垃圾在源头分成袋装干垃圾与湿垃圾两大类，湿垃圾主要是厨余垃圾、水果皮等含水率高达60-70％的有机垃圾。干垃圾主要是废纸、废饮料瓶、废包装等含水率较低的垃圾。

2)分别处理干垃圾和湿垃圾：

干垃圾采用干垃圾专用压缩车，在运输的同时利用压力对垃圾进行破袋，既能减容增加收集效率，又使包裹在塑料袋内的垃圾得以分散，提高垃圾的分选效果。运输到垃圾处理场，从干垃圾分选出废玻璃、废金属、塑料袋、废塑料制品等可直接回收资源化利用的干物质；

湿垃圾采用湿垃圾专用压缩车，在运输的同时利用压力对垃圾进行破袋并挤压出5～8％的水分存于压缩车底部渗滤液收集箱，运输到垃圾处理场，将湿垃圾送入垂直式垃圾压缩机反复压缩进行脱水，脱除湿垃圾中12～15％以上的水分。

3)将脱水后的湿垃圾与分选后的干垃圾一起卸入密闭负压垃圾贮料坑，堆酵脱水36～48小时，可使垃圾的含水率再降低3～5％，抽取垃圾贮存料坑内的有害气体作为焚烧炉的助燃空气，并保持垃圾坑内负压以防止臭气和有害气体外泄。堆酵沥出的渗滤液与垃圾压缩机挤压出的废水送污水处理厂处理。

4)将经堆酵后的垃圾送入推饲炉排式焚烧炉进行焚烧，在无需添加燃料油或煤的情况下垃圾焚烧温度可达950～1050℃，焚烧产生的烟气进入半干式循环流化床吸收塔，与喷入吸收塔内的Ca(OH)2液体充分混合反应，除去烟气中的氯化氢、二氧化硫等酸性气体，尾气经过喷入烟道的活性炭粉末吸附重金属和二噁英，再进入布袋除尘器后达标排放大气。

5)收集布袋除尘器捕集的飞灰，用水泥和螯合剂固化填埋；收集焚烧炉产生的炉渣，用磁选机选出炉渣中的铁质，送入盘式研磨机进行破碎，再送入球磨机进行研磨成为微粉。微粉经过颗粒筛分后与水泥掺合可作混凝土材料。

实施例

采用本发明方法对城市生活垃圾处理作了试验。

由居民将生活垃圾在源头分成袋装干垃圾与湿垃圾两大类，分别利用专用收集车分类运收干垃圾和湿垃圾，经破袋压缩可使垃圾容重增加1.5倍，垃圾减容效果显著，提高了垃圾的收运效率。分选出干垃圾中的废塑料、废玻璃、废金属等直接回收利用，湿垃圾通过垂直式垃圾压缩机械脱水20～30分钟，可使垃圾含水率下降12～15％。垃圾在贮料坑堆酵脱水36小时，含水率再降低3～5％，垃圾湿基低位热值达5993kJ/kg。利用150t/d规模逆向推饲炉排式垃圾焚烧炉焚烧经过机械与堆酵脱水的可燃垃圾，未添加任何燃油和燃煤，焚烧炉温度始终保持在950～1050℃，焚烧烟气中烟尘含量比普通垃圾焚烧烟气降低10.8％，一氧化碳含量降低36.2％，氯化氢含量降低18.2％，二噁英含量降低30.6％。烟气处理系统石灰和活性炭用量降低8～25％。焚烧炉渣易磨性系数是普通生活垃圾焚烧炉渣的4.08倍，且易磨性能优于标准砂、高炉矿渣，7天活性指数为69.4％，达到工业废渣用作水泥掺合料的要求，可替代部分水泥做混凝土浇筑材料。

表1所示是本发明实施例处理生活垃圾与普通工艺处理生活垃圾的效果比较

表1

名称	本发明方法处理生活垃圾	普通工艺处理生活垃圾
名称	本发明方法处理生活垃圾	普通工艺处理生活垃圾	可燃物含量(％)	32.58	29.19
垃圾脱水率(％)	25.2	11.4	可燃物含量(％)	32.58	29.19
垃圾脱水率(％)	25.2	11.4	破袋后垃圾容重(kg/cm³)	568	375
焚烧烟气烟尘浓度(mg/N.d.m³)	4.77×10³	5.35×10³	破袋后垃圾容重(kg/cm³)	568	375
焚烧烟气烟尘浓度(mg/N.d.m³)	4.77×10³	5.35×10³	焚烧烟气一氧化碳浓度(mg/N.d.m³)	7.85	12.3
焚烧烟气氯化氢浓度(mg/N.d.m³)	13.5	16.5	焚烧烟气一氧化碳浓度(mg/N.d.m³)	7.85	12.3
焚烧烟气氯化氢浓度(mg/N.d.m³)	13.5	16.5	焚烧烟气二噁英含量I-TEQ(ng/Nm³)	9.2781	13.3752
石灰用量(t/h)	120	130	焚烧烟气二噁英含量I-TEQ(ng/Nm³)	9.2781	13.3752
石灰用量(t/h)	120	130	活性碳用量(t/h)	4	5
与标准砂的相对易磨性系数	1.47	0.36	活性碳用量(t/h)	4	5
与标准砂的相对易磨性系数	1.47	0.36	7天活性指数(％)	69.4	62.2

Claims

1.一种城市生活垃圾的综合处理工艺，其特征是包括以下步骤：

1)生活垃圾按湿垃圾和干垃圾分类装袋收集；

4)将经堆酵后的垃圾送入推饲炉排式焚烧炉，在950～1050℃下进行焚烧，焚烧产生的烟气进入半干式循环流化床吸收塔，与喷入吸收塔的Ca(OH)₂液体充分混合反应，进行除酸、脱硫，尾气经过喷入烟道的活性炭粉末吸附重金属和二噁英，再进入布袋除尘器后达标排放大气；

5)收集布袋除尘器捕集的飞灰，用水泥和螯合剂固化填埋；收集焚烧炉产生的炉渣，用磁选机选出炉渣中的铁质，经破碎、研磨成为用作混凝土浇筑材料的微粉。