TW202313525A - 混雜廢棄物之廢棄處理的方法和設備 - Google Patents

Abstract

揭示用於混雜廢棄物之廢棄處理的方法及設備，此混雜廢棄物包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分。此設備包含粉碎機單元(2)，用於粉碎混雜廢棄物之裝載量；堆肥單元(3)，提供微生物環境，用於對混雜廢棄物裝載量的食物廢棄物部分進行堆肥；加熱單元(4)，提供加熱環境，用於將無機廢棄物部分加熱至高於堆肥單元中之溫度；及控制單元，用於控制在加熱單元(4)中的混雜廢棄物裝載量之濕度水平。當抵達目標濕度水平時，已粉碎、堆肥及乾燥的混雜廢棄物裝載量被運送至出口單元(6)，用於選擇性進一步處理為廢物衍生燃料。

Description

混雜廢棄物之廢棄處理的方法和設備

本發明有關用於混雜廢棄物的廢棄處理之方法及設備，此混雜廢棄物包含可堆肥的有機廢棄物部分及不可堆肥之有機廢棄物部分，尤其是用於處理家庭廢棄物。尤其是，本發明有關用於混雜廢棄物的廢棄處理之方法及設備，而在廢棄物處理之前無需對固體廢棄物部分進行預分類或隔離。

全世界每年產生超過20億公噸的混雜廢棄物、亦稱為固體廢棄物或一般廢棄物。目前僅只13.5%之固體廢棄物被回收利用。作為世界上的回收塑膠之長期存在的收容國，中國已宣佈所收容之大部分塑膠太髒，因此造成他們停止引入此等可回收的貨物。回收之無效性係藉由行為的緩慢改變而進一步驟加劇，於此人們避免將廢棄物分開供回收之主要理由係不方便。每天，像新加坡的人口稠密之區域都要處理大量的普通廢棄物，由諸如食物廢棄物之未隔離的可堆肥之有機廢棄物及諸如塑膠、玻璃和金屬的不可堆肥之有機與無機廢棄物所組成。混雜廢棄物的後方部分典型是可回收的。紙張可被視為雜合廢棄物，因為存在於可堆肥廢棄物中之小部分紙張是可堆肥的。然而，大量之紙張應該且典型是可回收的。

例如，新加坡之目前一般廢棄物的處置方法係視大型壓實機而定，直至將廢棄物運送至焚化廠之前，壓實機可容納此等廢棄物。然而，對於一般廢棄物沒有現場處理的選項，所以壓實機通常在幾天內就達到全容量。新加坡亦要求立即處理可堆肥之有機廢棄物，以避免害蟲滋生；這意指必需現場處理或運走。然而，由於缺乏廢棄物隔離，在現場處理可堆肥/食物廢棄物歷來都是困難的。再加上連續地來回運動之垃圾車，會產生大量的溫室氣體。此廢棄物處置方法係成本高、效率低、及對於我們之地球及其居民來說是危險的。

新加坡僅只是冰山一角。許多廢物產生量大得多之國家沒有設施來焚化他們的廢棄物。新加坡在2019年表示，塞馬考島(Pulau Semakau)垃圾填埋場將於2035年全容量運轉。很快，全球各地之許多其他垃圾填埋場將無法接收更多垃圾。

再者，一般廢棄物經常受食物廢棄物所污染，且反之亦然。這主要是由於在廢棄物生成的源頭缺乏隔離措施。諸如紙張之可回收的廢棄物一旦被諸如食物或油之污染物所污染就很難再回收。類似地，食物廢棄物經常與諸如塑膠吸管、塑膠包裝等的城市一般廢棄物混雜在一起。由於食物廢棄物回收機之機構，這使得食物廢棄物的回收具有挑戰性。為了防止這些情景發生，在源頭之隔離將具有最大的影響。然而，其將需要紀律、及社會和文化之轉變，這是很困難的。

傳統之食物廢棄物回收方式係手動地將食物廢棄物與一般或混雜廢棄物隔離，以致所隔離的食物廢棄物可於食物廢棄物消化器或堆肥機中進一步處理，而沒有任何污染物。此勞動密集型之隔離工作往往會使消化器或堆肥機產生不良結果，以無法有效地處理受污染的食物廢棄物。不僅此系統通常以不能被分解之20 wt.%-40 wt.%的雜質結束，而且此系統將亦因為太多雜質而故障，或以在堆肥中存在大量雜質作為堆肥機之最終結果來結束。

已知諸多大型廢棄物處理廠，它們處理一般廢棄物、堆肥或另一廢棄物材料。例如，於CN 101215490中，敘述基於大型工廠的管理系統，此系統視煤及化學品之添加而定，以確保所產生的產物係可燃的。在AU 2001097046中，廢棄物處理器包含粉碎機，其將每一廢棄物粉碎成細碎之顆粒材料。US 4,203,376揭示廢棄物處理系統，其以大型工廠處理的方式專門處理食物廢棄物。燃燒食物廢棄物以獲得能源之來源。然而，這些廢棄物處理廠都而不會減少上述的缺點。

本發明之目的係提供用於混雜廢棄物之廢棄處理的方法及設備，其具有簡單及緊湊之設置，提供高效的廢棄物處理，提供對環境有益之過程及有用的輸出，減少溫室氣體排放，並具有成本效益。

根據獨立請求項1及12，藉由用於包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分之混雜廢棄物的廢棄處理之方法及用於混雜廢棄物的廢棄處理之設備來實現這些及其他目的。再者，提供用於混雜廢棄物之廢棄處理的系統。本發明之有利特徵及較佳實施例係在附屬請求項中揭示。

於此中，混雜廢棄物一詞應被理解為藉由人類在私人家庭中生成的廢棄物，或於辦公室或購物中心或商業綜合體或商業企業中積累之廢棄物，或諸如用於消費的食物之動物飼料、日常生活用品及其他人類或動物生活的剩菜。一般廢棄物及固體廢棄物等詞係同義地使用。根據目前之理解，諸如排泄物及洗澡/淋浴的殘留物之液體廢棄物不是混雜廢棄物的一部分。這同樣適用於大件廢棄物，諸如傢俱、廢舊木材、電子廢料、舊衣服、建築廢棄物、或數量更大之花園及園藝廢棄物。源自製造過程的工業廢棄物不被視為混雜廢棄物。諸如電池之有問題的廢棄物亦不應成為家庭中積累之混雜廢棄物的一部分。

混雜廢棄物可被視為包含兩個主要部分，即可堆肥之有機廢棄物部分、與不可堆肥的有機廢棄物部分。食物廢棄物有時候被使用作一般廢棄物之可堆肥的有機部分之另一字詞。然而，紙張本身係亦可堆肥。因此，混雜廢棄物中的少量紙張亦將被認為是可堆肥廢棄物之一部分。儘管有時候不可堆肥的有機廢棄物部分亦被指定為無機廢棄物部分，但目前較佳之術語採取化學識辨率。從化學家的觀點來看，塑膠是有機成分，“不可堆肥之有機廢棄物部分”似乎更精確。不可堆肥的有機廢棄物部分係與混雜廢棄物之不可堆肥的無機部分、諸如玻璃或金屬有區別。

根據本發明之混雜或固體廢棄物的廢棄處理方法處理包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分之混雜廢棄物。此廢棄物處理方法係尤其適合於處理家庭廢棄物。例如，混雜廢棄物可源自包裝、一次性餐具及器皿、消費品、食物製備或生產、及食物殘餘物。食物廢棄物部分例如可包含肉類、骨頭、蔬菜、水果種子(來自榴槤、蘋果、柳丁、酪梨等)、水果及蔬菜皮及殼(如椰子殼)、甘蔗及園藝廢棄物。一般來說，食物廢棄物部分代表有機及可堆肥的廢棄物部分。有機但不可堆肥之廢棄物部分可例如包含塑膠袋、塑膠製品、包裝、濕紙巾、發泡塑膠盒等。因此，混雜廢棄物既可為受污染、或未受污染的一般廢棄物，此等廢棄物典型在家庭、辦公室、餐館、小型企業等中累積。

根據廢棄物處理方法，混雜廢棄物之一裝載量係裝填進入粉碎機，並被粉碎成比初始尺寸更小的碎片。裝載可手動地、機器支援式或完全自動化地完成。經粉碎之固體廢棄物係傳送進入堆肥單元、諸如堆肥桶。可選地，能提供一系列堆肥單元或堆肥桶，其中此固體廢棄物的裝載量連續地通過堆肥單元。兩部分-食物廢棄物部分及不可堆肥之廢棄物部分-同時進入並通過此堆肥單元或諸多堆肥單元。混雜廢棄物裝載量的食物廢棄物部分係於堆肥單元中之微生物環境中堆肥。然後，由在堆肥單元中處理的混雜廢棄物裝載量所組成之中間產物係從堆肥單元傳送進入諸如加熱桶的加熱單元。那意指堆肥之食物廢棄物部分及不可堆肥的廢棄物部分進入加熱單元。於加熱桶中，在堆肥桶中處理之廢棄物裝載量被加熱至比堆肥單元中更高的溫度，用於將經處理之廢棄物乾燥至低於初始濕度水平的目標濕度水平。最後，按照本發明所處理之混雜廢棄物裝載量的總體積及質量都大大地減少。當抵達目標濕度水平時，產物被運送至出口單元。在廢棄物處理之後，產物、亦即經處理的混雜廢棄物裝載量由經粉碎、堆肥及乾燥之食物廢棄物部分及經粉碎和乾燥的不可堆肥之有機廢棄物部分所組成，它們可被輕易地分開供進一步使用、諸如回收或焚化。

根據本發明的廢棄物處理方法例如可藉由根據本發明之混雜廢棄物的廢棄處理設備來進行。此廢棄物處理設備係建構用於處理包含如上所述之可堆肥的有機廢棄物部分及不可堆肥之有機廢棄物部分的混雜廢棄物。廢棄物處理設備包含用於粉碎固體廢棄物之裝載量的粉碎機單元；提供用於將固體廢棄物裝載量之可堆肥部分堆肥的微生物環境之堆肥單元、諸如堆肥桶；提供加熱環境，用於將來自堆肥單元的廢棄物加熱至高於堆肥單元中之溫度的加熱桶；用於控制加熱單元及/或堆肥單元中之固體廢棄物裝載量的濕度水平之至少一個控制單元；及用於將混雜廢棄物中間產物從堆肥單元傳送至加熱單元的至少一個手段；諸如用於將堆肥單元中處理之廢棄物運送至加熱單元的輸送機手段。再者可存在用於將固體廢棄物從粉碎單元傳送至堆肥單元及/或從加熱單元傳送至出口單元之另一手段。此等手段的範例係諸如輸送帶或螺旋輸送機之輸送機手段。

根據本發明的用於固體廢棄物處理之方法及設備提供先進之生物技術解決方案，以緩解廢棄物操作，而不需要隔離。這是勝過傳統廢棄物處理的很大優勢，因為可堆肥部分被堆肥，並可與不可堆肥部分分開，所以需要焚化、或進一步回收、或填埋之殘餘廢棄物的體積及質量係高度減少。再者，混雜廢棄物可在現場處理、諸如於公寓樓裏。建築物之街區可安裝一個以上的根據本發明之設備，以致在所述建築物街區中積累的廢棄物可被現場處理。此現場工廠可定期地填充。從裝載產物至使產物離開之一個通道大約需要24小時。因此，設備可每天用從建築物的街區內之公寓收集的混雜廢棄物填充。其可堆肥之部分將不會發臭且害蟲或病原體係亦定期地消滅。非堆肥部分可有利地使用作為廢物衍生燃料(RDF)，如下面將進一步解釋。因此，可達成零廢棄物的目標。

如以上段落中所簡要地解釋，根據本發明之固體廢棄物處理的方法及設備之優點不像如由先前技術領域中已知的大規模工業廠房，此方法及設備可且係意欲以較小規模工作，適合用於有空間限制之地點，例如在住宅區的垃圾箱中心、購物廣場、或商業綜合體。再者，大部分先前技術領域系統無法同時研磨及處理不同形式及大小之廢棄物。本發明的方法及設備包含粉碎機，其能夠同時粉碎、壓扁及研磨塑膠包裝、紙張、發泡塑膠盒、椰子殼、肉類等，儘管此系統中之廢棄物不需要被研磨成均勻大小，但此系統能夠處理所有形式的廢棄物，並將其減少至例如RDF及堆肥。目前，大量溫室氣體係從食物及一般廢棄物之頻繁運送排放至焚化廠。為了緩解此問題，根據本發明的混雜廢棄物處理之方法及設備減少廢棄物的體積(例如，10噸混雜廢棄物可減少至2噸)。固體廢棄物之處理減少運送廢棄物、尤其是食物廢棄物的頻率(其很快就會變壞)。因此，藉由這些廢棄物材料之運送來排放的溫室氣體較少。

於根據本發明之廢棄物處理方法的較佳實施例中，目標濕度水平係至少低於初始濕度水平之50 wt.%。30-40 wt.%的堆肥部分之目標濕度水平及最大為15 wt.%的RDF部分之目標濕度水平已發現為可行的。廢棄物處理設備可包含加熱桶中之濕度感測器，且較佳亦包含在堆肥桶中的濕度感測器。濕度感測器可將濕度水平提供到至少一個控制單元，其決定是否已抵達目標濕度水平。於此案例中，經處理之固體廢棄物裝載量將藉由輸送機單元進一步運送至下一個處理步驟。

在根據本發明的廢棄物處理方法之實施例中，堆肥單元中的溫度係低於70℃但高於30℃、較佳係高於50℃。人們注意到堆肥單元中之約60℃的溫度似乎是最有利的。任何專家都清楚，溫度將取決於為降解可堆肥廢棄物部分而存在或加入之微生物，因為堆肥係溫度敏感的過程。因此，專家將選擇對微生物環境有利之溫度或溫度範圍，並導致食物廢棄物部分的快速堆肥及分解。有利的是，於堆肥桶中，有機廢棄物將在60℃之微生物環境中經過微生物過程被分解，且變成堆肥。

微生物環境將固體廢棄物裝載量的初始體積減少至其70 vol%以下，例如於約24小時或更長之時間內。微生物環境包含例如微生物或微生物的組合，其在24小時內將可堆肥之廢棄物部分降解至其初始體積的25 vol%以下、較佳係至15-20 vol%。儘管於堆肥桶中使用之微生物不能消化像塑膠的不可堆肥之有機材料，但隨著施加熱量來處理固體廢棄物裝載量，此廢棄物的體積會慢慢地減少。因此，例如，可堆肥之廢棄物的體積係減少至15-20 vol%，而諸如塑膠及紙張之不可堆肥的廢棄物之體積將減少至50-70 vol%。類似地，由於移除水的事實，混雜廢棄物之質量亦減少。

微生物能夠分解食物廢棄物，並移除經常藉由腐爛食品所發出的任何腐朽氣味。作為替代，從此分解過程僅只釋放出CO ₂。此過程及設備在分解過程期間不會發出任何惡臭。

於根據本發明之廢棄物處理方法的進一步實施例中，加熱桶中之溫度係低於1100℃、尤其是在80℃至100℃的範圍中。因此，於加熱桶中，食物廢棄物部分及不可堆肥之廢棄物部分將在大約90℃下經過熱處理，以減少濕度含量。較佳地係，最大溫度控制在110℃、較佳係於100℃。這是為了防止塑膠在現場熔化並釋放有毒煙霧。於加熱步驟中，廢棄物的不可堆肥部分、尤其是塑膠變得更小、更緊湊及更脆。因此，它由其原始之大小顯著地減少，導致與相同成分的未經處理之廢棄物相比，按照本發明所處理的廢棄物之體積顯著地減少。

廢棄物處理設備較佳係包含測量堆肥單元及加熱單元中的溫度之溫度感測器。如果堆肥桶中的溫度超過60℃且加熱桶中之溫度超過100℃，內置的溫度感測器將向控制單元發出警報，且自動化軟體據此調整此溫度。

在根據本發明之廢棄物處理方法及設備的進一步範例中，磅秤單元測量待裝載進入粉碎機之固體廢棄物裝載量的質量(以公斤計)。例如，混雜廢棄物裝載量係提供於普通之家庭垃圾桶中，並在固體廢棄物裝載量進入堆肥桶之前被裝載至磅秤單元的測力器上。混雜廢棄物裝載量之質量被報告給控制單元，以控制進入廢棄物處理設備的混雜固體之數量。稱重是很有用的，因為較佳地是於第一固體廢棄物裝載量仍在桶中處理時，進一步之混雜廢棄物裝載量就可進入設備。於最佳實施例中，一個設備可處理約1-100噸(1.000-100.000公斤)的總容量之固體廢棄物。取決於豎立設備的地點，所設計之設備易於處理比之前可能者更小或較大的裝載量。藉由控制單元防止比設備所設計之裝載量較高的裝載量進入此設備。例如，較高之裝載量可被分成能隨後處理的較小裝載量。

在根據本發明之廢棄物處理方法及設備的又另一備選方案中，冷凝系統係配置於加熱桶及較佳地係亦配置在堆肥桶處，此系統係設計成從加熱單元及較佳地係亦從堆肥單元擷取冷凝水。冷凝系統減少兩桶中之濕氣。這是藉由減少系統中的濕氣，促進桶中、尤其是加熱桶中之可堆肥及不可堆肥的廢棄物部分之乾燥，其反過來又減少經處理的固體廢棄物裝載量之質量。冷凝系統收集可從設備移除供進一步使用的清水。

另一實施例提供可藉由從每一桶引導熱空氣回至其自身來重新利用熱能。

其係進一步設想將來自兩桶之熱空氣引向加熱單元，以保持90℃的較高溫度。

於根據本發明之廢棄物處理方法的另一種變動中，抵達出口單元之經粉碎、堆肥及乾燥的固體廢棄物裝載量被分開成堆肥部分及非堆肥部分。此分開作用可在出口單元作成。於替代方案中，此分開作用可在集中之設施處作成，此設施包含設計用於將經粉碎、堆肥及乾燥的固體廢棄物裝載量分開成堆肥部分及非堆肥部分之分開單元、和設計用於將非堆肥部分造粒為廢物衍生燃料的造粒單元。例如，分開單元包含振動篩選裝置，以分開堆肥部分及非堆肥部分。

有利的是，非堆肥部分可被造粒作為廢物衍生燃料供將來使用，像焚化。

根據本發明之廢棄物處理方法及設備允許將固體廢棄物重新利用為RDF及堆肥，而不是將廢棄物丟棄至廢棄物填埋場或全部被焚化。此外，在處理廢棄物之前，對回收及分類的需要係顯著地減少。由此產生之堆肥可被使用於農業，且RDF可被使用作為燃料。

在根據本發明的廢棄物處理方法之又另一實施例中，於將固體廢棄物裝載進入粉碎機之前，將諸如金屬廢棄物及/或玻璃廢棄物的不可堆肥之無機廢棄物係從混雜廢棄物提取。這些廢棄物材料係可再利用及回收的寶貴資源。

於根據本發明之廢棄物處理設備的一實施例中，至少一個控制單元係建構為控制固體廢棄物裝載量之質量、堆肥桶中的溫度、加熱桶中之溫度及/或加熱桶中的濕氣。控制單元可為電腦。控制單元可為整合進入設備，或其可為例如藉由電子網路系統在外部連接至此設備。控制單元可包含用於自動追踪根據本發明之廢棄物處理方法應用腔室的軟體。

根據本發明之廢棄物處理設備使用小型、緊湊及分散式設置，以減少在源頭的廢棄物之噸位，而與用於處理廢棄物的集中式大型工廠系統分開。

在較佳實施例中，根據本發明之設備係小規模的，用於在生成要處理之混雜廢棄物的位置或附近、例如於公寓樓、住宅區、辦公場所及/或庇護所現場安裝及分散地使用之。與大規模設備相比，本發明可在生成廢棄物產的現場使用，這是減少運輸並因此減少CO ₂排放之特徵。於混雜廢棄物藉由通過本發明的機器而減少質量及體積之後，與將沒有經過本發明處理的廢棄物運送至諸如垃圾場、廢棄物收集站或廢棄物焚化廠之中央設施相比，需要投入的運送能力及頻率都有所降低。

如本文所理解，“小規模”一詞意指此設備具有於寬度最大為4米、高度最大為5米、長度最大為12米的50%至300%之間的尺寸。典型之新加坡料倉中心所需的滾柱開關器開口係4米(淨寬)至5米(淨高)，且此要求係適用於容納滾裝滾卸垃圾壓實機/集裝箱及其他需要運輸之垃圾儲存系統之料倉中心。如果料倉中心係坐落在建築物圍護結構內，或於前面設計有屋頂或遮蔽物，應該有至少4米(淨寬)×5米(淨高)的足夠間隙，用於運輸滾裝滾卸垃圾壓實機/集裝箱。

在附圖中，描述用於設備之較佳實施例的結構之一個較佳實施例，堆肥桶及加熱桶係一個接一個地配置。螺旋輸送機係安裝作為用於將預處理的廢棄物從堆肥單元傳送至加熱單元之手段。

在串聯配置的替代方案中，堆肥單元及加熱單元係一個堆疊於另一個之頂部上，最佳地是堆肥單元堆疊在加熱單元的頂部上。可提供單一外殼。此種堆疊式配置之優點是如果於某一地點給予表面積中的空間限制，此設備可向上構建。尤其是在土地昂貴之較大城市中，空間限制是真實的。於堆肥單元中處理的質量在通過粉碎單元之後，應被傳送至堆肥單元下面的加熱單元。如果此等桶堆疊在一起，它們之間的門可建構為打開，用於將來自堆肥單元之質量推動經過至加熱單元。二者擇一地，可有內部輸送帶，以將此質量從第一桶運送至第二桶。在此之後，根據本發明的設備之其他元件可需要被設計成適於此修改後的結構，諸如粉碎單元可需要配置在堆肥及加熱單元之堆疊的前面，而不是將其配置於堆肥單元之頂部上，這是如附圖中所顯示的實施例之情況。

用於包含可堆肥的有機廢棄物部分及不可堆肥之有機廢棄物部分的混雜廢棄物之廢棄處理的本發明系統包含至少兩個、較佳地係十個以上之用於廢棄處理的本發明設備，包含用於將產物分開成堆肥及非堆肥部分之分開單元及用於將非堆肥部分造粒成RDF的造粒廠之設施。在較佳實施例中，此等設備係安裝於例如遍及城市的諸多位置，每一個在生成足夠之混雜廢棄物以經濟地運行設備的位置。藉由所有設備所生成之所有產物都被運至集中位置，於此堆肥係與其餘部分分開並可出售。可回收利用剩餘部分、亦即非堆肥部分，如果塑膠部分足夠乾淨。然而，通常，其將使用作為RDF。為所述目的，其將被造粒，並可出售此等造粒。因此，代替具有用於廢棄物填埋或輸出廢棄物之高成本，廢棄物被轉化為可出售並收集資金的有用產物。應指出的是，另一優點係減少來自交通之CO ₂排放，因為與混雜廢棄物裝載量相比，鑑於產品的質量和體積減少，將需要更少之運輸能力。

總之，根據本發明的廢棄物處理方法及設備不需要任何之廢棄物隔離。本發明係可從家裏存取，並能夠將一般的廢棄物、亦稱為固體廢棄物或混雜廢棄物轉化為可管理且有用之產物。此方法及設備能夠有效地將受污染及未受污染的固體廢棄物、及可堆肥之有機廢棄物兩者轉化為廢物衍生燃料(RDF)，這是一種可引導供工業及家庭使用的新能源形式。此廢棄物處理方法及設備徹底改變目前之廢棄物管理措施，此等措施係勞動力、成本和空間密集型，更不用說由這些方法帶來的大量污染。它們有助於減輕廢棄物填埋場之負擔，且係朝零廢棄物目標及可持續性生態系統的步驟。

根據本發明之廢棄物處理方法及設備提供數個優點。食物廢棄物及一般廢棄物可分別被處理成有機堆肥及有用的能源。自動化曝氣及溫度控制允許有機堆肥及被污染之廢棄物進一步處理成RDF。於處理一個正在進行的固體廢棄物裝載量之同時，可同時加入下一個固體廢棄物裝載量，允許此設備一天24小時操作。於此過程的末端，有機堆肥及RDF可在此設備內於運送期間隔離，使其成為小巧之系統，而不會妥協此等有用資源的提取。一般廢棄物中包含之金屬及非金屬(包括電池)可被分類、提取及重新定向，用於分開處理及/或回收。

此等圖面說明用於廢棄處理50之設備的較佳實施例。在此設備中，可處理混雜廢棄物，於下文中亦指定為包含可堆肥之有機廢棄物部分、亦指定為食物廢棄物部分、及有機但不可堆肥的廢棄物部分之固體廢棄物。此廢棄物處理設備50包含輸入單元1、粉碎機單元2、堆肥單元3、加熱單元4、至少一個控制單元(未顯示)、輸送機5及出口單元6。

輸入單元1包含直立式升降塔7及承載件8，此承載件係設計成在升降塔7上下行進。承載件8可將固體廢棄物裝載量向上運送至粉碎機單元2的輸入開口10。例如，固體廢棄物裝載量可提供於垃圾箱9中，當承載件係處於較低位置且隨著升降塔7向上行進在承載件8上時，此垃圾箱可附接至承載件8。於上方位置，承載件8將垃圾箱9運動朝輸入開口10，並造成垃圾箱9倒轉，其造成固體廢棄物裝載量由於重力作用而落入此輸入開口。空的垃圾箱9可翻轉回，並沿著升降塔7向下行進。然後，垃圾箱9就準備好進一步接收廢棄物。

包含測力器之磅秤單元11被提供作為粉碎機單元2的一部分。作為替代方案，其可在粉碎機單元之前或於將垃圾箱9插入升降塔之前分開地提供作為升降塔7的一部分。磅秤單元11測量要處理之混雜廢棄物裝載量的質量，並向控制單元提供質量資料(未顯示)。

在進入粉碎機單元2之後，粉碎此廢棄物裝載量。粉碎機單元2將混雜廢棄物裝載量粉碎成更小的碎片，這些碎片掉入配置於粉碎機單元2下方之堆肥單元3。

在較佳實施例中，堆肥單元3係桶。此桶係藉由馬達15持續或間歇地旋轉，且因此混雜於其中所含有的材料。這是有利的，其中廢棄物係與堆肥微生物混雜，且其被同時曝氣。

在堆肥單元3中，經粉碎之混雜廢棄物顆粒被暴露至微生物環境及像60℃的合適溫度，用於堆肥固體廢棄物裝載量之可堆肥部分。不可堆肥的廢棄物部分同時在堆肥單元3中。因此，無論是否存在不可堆肥之廢棄物或其百分比，發生可堆肥的廢棄物份額之堆肥。儘管不可堆肥的有機廢棄物部分不能藉由微生物所分解，但由於堆肥單元3中之溫度所造成的蒸發，其質量及體積都會減少。

接下來，在堆肥單元中由可堆肥份額被堆肥之混雜廢棄物裝載量所組成的中間產物係藉由輸送機單元5傳送至加熱單元4。輸送機單元5可例如為無軸桿螺旋輸送機，此輸送機於其底部連接至堆肥單元3之出口，且在加熱單元4的上方區域連接至加熱單元4之輸入。經粉碎及堆肥的中間產物被運送至加熱單元4之輸入，被釋放進入加熱單元4並藉由重力作用向下掉落。

加熱單元4較佳地係藉由馬達16所致動的桶。與堆肥桶類似，鑑於混合及分配存在於加熱單元中之預處理廢棄物，旋轉式加熱單元係有利的。迴轉可為持續式或間歇式。典型地，低轉速就足夠了-對於堆肥桶也是如此。

加熱單元4提供用於將廢棄物加熱至比堆肥桶中更高之溫度的加熱環境。在最佳實施例中，加熱單元4中之溫度係約100℃，但不會高出很多，以避免產生揮發性有害氣體。

相當高的溫度進一步升高預處理廢棄物之溫度。藉此，於其中所含有的塑膠材料會收縮，這就減少塑膠廢棄物之體積。任何在堆肥單元3中可能沒有被殺死的病原體將藉由加熱單元4中之熱處理所殺死。

濕度感測器(未描繪)係配置於加熱單元4中，用於偵測在其中的濕度。濕度感測器將濕度資料提供至控制單元。

濕度感測器亦可為堆肥單元3之一部分。

再者，於圖面中未描述的較佳實施例中，在堆肥單元3及加熱單元4中安裝冷凝系統，此冷凝系統收集從於兩單元中處理之混雜廢棄物裝載量所蒸發的冷凝水。冷凝系統可包含冷凝感測器，以收集有關從桶抽取之冷凝水的數量之資訊。冷凝感測器將冷凝水資料提供至控制單元，此控制單元可當決定目標濕度水平時將冷凝考慮在內。

事先決定產物的目標濕度水平並提供至控制單元。決定目標濕度水平，以致堆肥之廢棄物部分及不可堆肥的廢棄物部分都非常乾燥，以致產物之質量及體積都明顯減少。於較佳範例中，用於堆肥的廢棄物之目標濕度含量係40 wt.%，甚至更佳係30 wt.%，且用於非堆肥的廢棄物之目標濕度含量係15 wt.%或以下。當抵達目標濕度含量時，已乾燥的產物可從設備50抽取。例如，已乾燥之廢棄物產物係例如從加熱單元4運送至出口單元6、諸如出口或任何另一排放單元。

離開此廢棄物處理設備50的產物包含堆肥及非堆肥之廢棄物。與進入廢棄物處理設備50的混雜廢棄物裝載量相比，產物之濕度含量及因此其質量以及體積都大大地降低。

產物可在現場隔離或可運送至集中化設施，此設施具有分開單元，其設計用於將經粉碎、堆肥及乾燥的混雜廢棄物裝載量、亦即產物分開成堆肥部分及非堆肥部分；並具有造粒單元，其設計用於將非堆肥部分造粒為廢物衍生燃料。

在較佳實施例中，控制單元係建構為控制固體廢棄物裝載量之質量、堆肥單元3或數個堆肥單元3中的溫度、加熱單元4中之溫度、加熱單元4中的冷凝物移除及濕氣。考慮到藉由例如存在於堆肥單元3、加熱單元4、輸送機5及/或出口單元6中之諸多感測器所提供的資料，控制單元進一步致動下一固體廢棄物裝載量之進一步輸入及產物的抽取。其控制堆肥單元3中之溫度，使其適合用於微生物環境，並控制加熱單元4中的溫度，使其適合於抵達目標濕度水平，而不熔化但仍能收縮塑膠廢棄物份額。

微生物環境可藉由適合於分解有機材料之任何種類的微生物所建立。其可為一種類型之微生物，或其可為微生物的混雜物。取決於固體廢棄物裝載量之可堆肥廢棄物部分的典型成分，可使用特定之微生物。一般來說，分解係藉由異養微生物群及包含例如細菌、真菌、放線菌及原生物的微型動物群所進行。

在根據本發明之廢棄物處理方法的範例中，操作員推動垃圾箱9，此垃圾箱包含於升降塔7中之承載件8上的固體廢棄物裝載量並關閉安全門。操作員按下“傾倒(Dump)”按鈕，其啟動此承載件8向上行進並將固體廢棄物裝載量傾倒至磅秤單元11上，此磅秤單元在本實施例中係配置於粉碎機單元2之前面。磅秤單元11測量固體廢棄物裝載量，並將噸位記錄進入控制單元。將固體廢棄物裝載量固持在磅秤單元11上的艙口將被打開，且固體廢棄物裝載量落入粉碎機單元2中，其係手動地或藉由控制單元啟動。可堆肥之廢棄物以及不可堆肥的廢棄物之所有廢棄物將被壓碎並粉碎成較小塊，並掉入堆肥單元3。於堆肥單元3中，有機廢棄物將在約60℃藉由微生物活動分解，並轉變成堆肥，使有機廢棄物減少達15 wt.%至20 wt.%。殘餘廢棄物、諸如塑膠及紙張將減少達50 wt.%至70 wt.%。必需指出的是，紙張可藉由微生物分解，取決於微生物以及紙張之數量。紙張本身係可堆肥的。在約24小時或更長時間之後，控制單元將啟動輸送機單元，用於將由堆肥單元3所生成的中間產物經過無軸桿螺旋輸送機單元5傳送至加熱單元4。在加熱單元4、亦為指定之處理桶中，堆肥及體積和質量減少的不可堆肥之廢棄物部分將經過於大約90℃的熱處理，以減少濕度含量及收縮塑膠顆粒。一旦濕度感測器偵測到加熱單元4中之濕度含量抵達目標濕度水平，此程式將啟動最終產物、堆肥的食物廢棄物部分及乾燥之殘餘廢棄物部分的例如經由出口單元6傳送進入收集箱，其可被傳送至集中化設施，在此使用振動式篩選裝置隔離已堆肥之廢棄物部分及非堆肥的廢棄物部分。於此過程之末端，有將乾燥的無機廢棄物部分造粒成RDF造粒之選項，此等RDF造粒可被出售用於焚化。

根據本發明的廢棄處理方法及設備包含用於處理大量固體廢棄物(包括有機/食物及不可堆肥之一般廢棄物)的處理流動，而不需要任何預分類，但僅只需將固體廢棄物裝載量倒入本發明之設備。

使用專有的研磨或粉碎技術，包括受污染及未受污染之固體廢棄物(如所界定)的所有類型之廢棄物被磨成小塊。然後，此廢棄物係在此設備內的諸多桶之間運送/輸送。可選地或如果需要的話，其係可能對諸多類型之廢棄物提供初步分類、尤其是金屬及非金屬(包括電池)的分類。然後，可重複使用之金屬能被提取並重新定向，用於分開處理及/或回收。類似地，非金屬(包括電池)係重新定向，用於分開處理及/或回收。

如上所述，經磨碎的固體廢棄物裝載量係接著在諸多單元、典型是桶中處理。可有一個以上之堆肥桶，其中不同的堆肥桶可提供不同之微生物環境，每一桶具有特定的微生物組合來處理不同類型之廢棄物。藉由將特定的微生物混雜物與其各自之最佳溫度範圍相結合，並將已結合的廢棄物保有達預界定之時間長度，微生物混雜物能夠降解此廢棄物的諸多成分。

根據本發明之方法及設備的優點係： •有機及無機廢棄物可一起被處理，而沒有任何隔離。 •於約24小時之處理週期內，將可堆肥及不可堆肥的廢棄物快速轉化為堆肥及RDF。 •環境友好型處理，而沒有刺激性氣味及二次污染。 •其可根據給定之空間來訂製。 •使用者友好，具有簡單的可程式化邏輯控制器(PLC)系統。 •高度自動化及致之處理。 •藉由削减運輸頻率來減少碳足跡。 •促進環境的可持續性，且運動朝零廢棄物國家。

1:輸入單元 2:粉碎機單元 3:堆肥單元 4:加熱單元 5:輸送機 6:出口單元 7:升降塔 8:承載件 9:垃圾箱 10:輸入開口 11:磅秤單元 12:檢修人孔 13:檢修人孔 14:粉碎機單元之馬達 15:堆肥單元的馬達 16:加熱單元之馬達 17:堆肥單元的軸桿 18:加熱單元之軸桿 50:廢棄物處理設備

本發明的示範性實施例將在以下附圖中說明，這些附圖僅用於解釋，且不應解釋為限制性。由附圖變得顯而易見之本發明的特徵應被認為是本發明之揭示內容的一部分，無論是其本身還是以任何組合。此等附圖顯示：

[圖1]：根據本發明之廢棄物處理設備的立體圖；

[圖2]：圖1之廢棄物處理設備的側視圖；及

[圖3]：圖1及圖2之廢棄物處理設備的俯視圖。

1:輸入單元

2:粉碎機單元

3:堆肥單元

4:加熱單元

5:輸送機

6:出口單元

7:升降塔

8:承載件

9:垃圾箱

10:輸入開口

12:檢修人孔

13:檢修人孔

14:粉碎機單元之馬達

15:堆肥單元的馬達

16:加熱單元之馬達

17:堆肥單元的軸桿

18:加熱單元之軸桿

50:廢棄物處理設備

Claims (19)

1. 一種用於混雜廢棄物之廢棄處理的方法，該混雜廢棄物包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分，該方法包含以下步驟： 在粉碎機單元(2)中粉碎該混雜廢棄物之裝載量，藉此產生粉碎的混雜廢棄物裝載量； 將該粉碎之混雜廢棄物裝載量傳送進入堆肥單元(3)； 於該堆肥單元(3)中的微生物環境中對該可堆肥之有機廢棄物部分進行堆肥，藉此產生混雜廢棄物中間產物； 將該混雜廢棄物中間產物由該堆肥單元(3)傳送進入加熱單元(4)； 將該混雜廢棄物中間產物加熱至高於該堆肥單元(3)的溫度，用於將該混雜廢棄物中間產物乾燥至低於初始濕度水平之目標濕度水平，藉此產生包含堆肥及廢物衍生燃料的產物；及 當抵達該目標濕度水平時，將該產物運送至出口單元(6)，由此與該混雜廢棄物之裝載量相比，運送至該出口的產物之水分含量、質量及體積減少。
2. 如請求項1的廢棄物處理方法，其中該堆肥單元(3)中之溫度係低於70℃、較佳係低於60℃。
3. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中該加熱單元(4)中之溫度係低於110℃、尤其是在80℃至100℃的範圍中。
4. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中決定待裝載進入該粉碎機單元(2)之混雜廢棄物的質量。
5. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中該微生物環境係藉由將微生物加至該堆肥單元(3)所建立，該等微生物至少部分地降解待堆肥之混雜廢棄物的可堆肥之有機廢棄物部分。
6. 如請求項5的方法，其中該等微生物於24小時內將可堆肥之有機廢棄物部分降解至其初始體積的25 vol.%以下。
7. 如請求項5的廢棄物處理方法，其中該等微生物將該混雜廢棄物裝載量之初始體積減少至該初始體積的70 vol.%以下。
8. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中從該加熱單元(4)提取冷凝水。
9. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中該產物被分離成堆肥及廢物衍生燃料。
10. 如請求項9的廢棄物處理方法，其中該廢物衍生燃料被造成粒狀。
11. 如請求項1或2的廢棄物處理方法，其中該目標濕度水平係至少低於該初始濕度水平之50 wt.%。
12. 一種用於混雜廢棄物之廢棄處理的設備，該混雜廢棄物包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分，該設備包含： 粉碎機單元(2)，用於粉碎該混雜廢棄物之裝載量，藉此產生粉碎的混雜廢棄物裝載量； 堆肥單元(3)，提供微生物環境，用於對該粉碎之混雜廢棄物裝載量的可堆肥之有機廢棄物部分進行堆肥，藉此產生混雜廢棄物中間產物； 加熱單元(4)，提供加熱環境，用於將該混雜廢棄物中間產物加熱至高於該堆肥單元(3)中的溫度，藉此產生包含堆肥及廢物衍生燃料之產物； 至少一個控制單元，用於控制在該堆肥單元(3)及/或該加熱單元(4)中處理的物質之濕度水平； 出口單元(6)，該產物可由此提取；及 至少一個手段，用於將該混雜廢棄物中間產物由該堆肥單元(3)傳送至該加熱單元(4)，如同輸送機手段(5)。
13. 如請求項12之用於廢棄處理的設備，其中提供尺度單元(11)，用於在裝載進入該粉碎機單元(2)之前決定該混雜廢棄物裝載量的質量。
14. 如請求項12或13之用於廢棄處理的設備，其中該至少一個控制單元係建構為控制該混雜廢棄物裝載量之質量、該堆肥單元(3)中的溫度及/或該加熱單元(4)中之溫度。
15. 如請求項12或13之用於廢棄處理的設備，其中冷凝系統係至少配置在該加熱單元(4)，其被設計來由該加熱單元(4)擷取冷凝水。
16. 如請求項12或13之用於廢棄處理的設備，其中該堆肥單元(3)及該加熱單元(4)係串聯、一個接一個地配置。
17. 如請求項12或13之用於廢棄處理的設備，其中該堆肥單元(3)係堆疊在該加熱單元(4)之頂部上。
18. 如請求項12或13中任一項之用於廢棄處理的設備，該設備係小型的，用於分散地在產生待處理之混雜廢棄物的地方或附近進行現場架設和使用，例如於公寓樓、住宅區、辦公場所及/或收容所。
19. 一種用於混雜廢棄物之廢棄處理的系統，該混雜廢棄物包含可堆肥之有機廢棄物部分及不可堆肥的有機廢棄物部分，該系統包含：至少兩個如請求項12至15中任一項之廢棄處理設備、包含設計來用於將該產物分開成該堆肥及非堆肥部分的分開單元之設施、及用於將該非堆肥部分造粒成該廢物衍生燃料的造粒廠。

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