CN103084380B - 城市生活垃圾的处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市生活垃圾的处理系统，它包括分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统。分拣系统包括受料漏斗、位于受料漏斗底部的板式给料机、均匀拨料破袋装置和滚筒破袋筛分机；预处理系统包括破碎装置、砂水分离装置和与分拣平台相连的垃圾接收斗，垃圾接收斗通过输送机与破碎装置和砂水分离装置相连；砂水分离装置内部设有排渣螺旋、格栅、气/水循环装置和回转碾碎装置；厌氧发酵系统包括与提升泵相连的均质池，均质池与厌氧消化罐相连；厌氧消化罐分别与沼气净化、发电系统和污泥储池相连。本发明的有益效果在于：本发明通过设有分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统实现了：无害化、资源化和减量化。

Description

城市生活垃圾的处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种城市生活垃圾处理系统及其处理方法。

背景技术

目前，国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和综合利用（再生循环利用）4种处理方式。

卫生填埋是一种从传统的堆放和填地处理发展起来的一种城市生活垃圾无害化最终处置方式。它处理能力大，不需要对垃圾进行分类收集或集中处理，当垃圾填埋厚度足够大时可以收集沼气进行发电，投资及运行费用较低。但是，填埋场对厂址要求高，难度大，占用土地资源，容易造成二次污染，如垃圾渗滤液、填埋气体、飞尘与漂浮物等。对周边地区的土壤水体和大气造成较大影响，对附近地区的社会影响很大，同时造成大量资源浪费。卫生填埋仅适用于土地资源充足，填埋场所容易落实，当地经济水平相对落后的地区。目前，国内绝大部分垃圾是采用填埋法，但其中少部分是采用卫生填埋，大部分都是采用简易堆放。

焚烧是指生活垃圾中可燃物在高温条件（800~1000℃）经过燃烧反应，可燃成分充分氧化，最终成为无害稳定灰渣的过程。焚烧减量化程度高，无害化效果好，热能可用来发电或产热，达到资源化利用的效果，占地面积小，全封闭的模式，可以不受自然条件的影响。但是，其缺点是一次性投资和运行费用高，运行管理难度较大，容易产生二次污染，难以控制，尾气中存在二恶英污染，尾灰中有重金属污染，浪费部分可回收资源，如果要达标排放，高标准废气处理设备投资运行费用高。它仅适用于垃圾低位热值高，含水率低，经济发达地区。目前国外发达国家使用比较多，近年来有所下降，中国近年来发展很快，但技术还有待提高，未能达到排放标准。

堆肥是利用微生物人为地促进生活垃圾中可生物降解的有机物向腐殖质转化的生物化学过程，处理后的产品为堆肥。它能充分利用垃圾中有机物，堆肥产品可用于肥料，二次污染较小，容易控制，一次性投资和运行费用相对较低。但是，垃圾的减容率低，还有30-40%的残渣需要填埋处理，堆肥过程中易产生恶臭，对周边环境产生污染，占地面积相对较大，由于堆肥的杂质含量高，肥效低，肥料销路普遍不好。堆肥仅适用于垃圾中可降解有机物成分高，经济条件不高，处理量低的地区。堆肥在欧洲应用多，国内“七五、八五”期间发展较快，成功范例不多，肥料销路差，难以维持运营，大部分为简易堆肥，二次污染大。

综合利用是指对生活垃圾先分类，再采用合适的方法对各类产物分别进行处理，达到资源综合利用的目的，它集各类处理方法于一体。它的优点是最大限底地实现了垃圾无害化、资源化、减量化，二次污染小，沼气可用来发电，肥料杂质少，投资及运行费用适中，占地面积较小。但是，要想完全实现再生循环利用，其投入成本大，涉及的处理系统复杂，所需设备要求高。

发明内容

根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种适用性强、处理量大、处理效果好的垃圾处理系统及其处理方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种城市生活垃圾的处理系统，它包括分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统。分拣系统包括受料漏斗、位于受料漏斗底部的板式给料机、均匀拨料破袋装置和滚筒破袋筛分机，其中，板式给料机与均匀拨料破袋装置的进口相连，均匀拨料破袋装置的出口连有大件拣选平台，大件拣选平台与滚筒破袋筛分机相连；滚筒破袋筛分机还连接有风选装置和分拣平台，其中，分拣平台与预处理系统相连。预处理系统包括破碎装置、砂水分离装置和与分拣平台相连的垃圾接收斗，垃圾接收斗通过输送机与破碎装置和砂水分离装置相连；砂水分离装置内部设有排渣螺旋、格栅、气/水循环装置和回转碾碎装置；砂水分离装置通过提升泵与厌氧发酵系统相连。厌氧发酵系统包括与提升泵相连的均质池，均质池与厌氧消化罐相连；厌氧消化罐分别与沼气净化、发电系统和污泥储池相连，所述的污泥储池还与污泥及水处理系统相连。

优选的是：所述的滚筒破袋筛分机内设有破袋装置和筛网，其中，筛网的筛孔直径为60-90mm。

优选的是：所述的风选装置连接有轻物质分拣平台和重物质分拣平台；其中，重物质分拣平台依次通过强磁除铁器和强力破碎机与滚筒破袋筛分机相连。

优选的是：所述的分拣平台与预处理系统之间设有强磁除铁器。

优选的是：所述的破碎装置分为一级破碎机和二级破碎机，所述的砂水分离装置分为一级砂水分离器和二级砂水分离器，其中，垃圾接收斗与一级破碎机相连，并依次连有一级砂水分离器、二级破碎机、二级砂水分离器，所述的二级砂水分离器与提升泵相连。

本发明还提供一种城市生活垃圾的处理方法，其操作步骤为

（1）将市政垃圾称重，破袋后均匀拨料，通过机器筛选、风选和人工分选相结合的方式将混装垃圾进行分类；

（2）将拣选后的有机垃圾经破碎处理；

（3）破碎后的物料先稀释，稀释后经螺旋排渣处理除去水底比重大的无机物，经格栅除去水面的漂浮物，其余有机物料经回转碾碎装置进一步破碎；

（4）除去无机物的有机垃圾物料进行中温厌氧发酵。

优选的是：所述的步骤（1）中混装垃圾经分选后分类处理时，可降解有机物部分经皮带输送机磁选后进入预处理车间接收斗；砖瓦送往有机土车间，集中送填埋处理；可燃物质送燃烧车间按照可燃物集中处理；塑料送塑料细分车间进行分类回收，不可回收塑料作为可燃物处理；可回收垃圾送再生物车间，作为回收物出售。

优选的是：所述的步骤（1）中经风选得到的重物经分拣和磁选后进一步粉碎，并回流至滚筒破袋筛分机再次筛分。

优选的是：所述的步骤（3）中有机垃圾稀释采用的水为水处理系统经过脱氨氮处理后的回用水。

优选的是：所述的步骤（4）厌氧消化罐进料固含量为3-5%，罐内平均固含量为在1.5-3%，停留时间22天以上，有机物料粒度为10mm以下。

本发明的有益效果在于：本发明通过设有分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统实现了：1、无害化：确保经过处理的生活垃圾、污水真正实现无害化，不对自然环境造成污染、不威胁人体健康，美化人类赖以生存的大自然，共建绿色健康家园；2、资源化：充分挖掘可利用再生资源，提高资源再利用率，使有限的资源得以有效的循环利用；3、减量化：采用高科技手段，使不可降解和不可再生利用的废弃物实现最小量化，以减少废弃物对人类生存环境的压力。

附图说明

图1是本发明的设备装置图。

图2是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示的设备装置图可知，一种城市生活垃圾的处理系统，它包括分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统。分拣系统包括受料漏斗、位于受料漏斗底部的板式给料机、均匀拨料破袋装置和滚筒破袋筛分机，所述的滚筒破袋筛分机内设有破袋装置和筛网，筛网的筛孔直径为60-90mm。其中，板式给料机与均匀拨料破袋装置的进口相连，均匀拨料破袋装置的出口连有大件拣选平台，大件拣选平台与滚筒破袋筛分机相连；滚筒破袋筛分机还连接有风选装置和分拣平台，所述的风选装置连接有轻物质分拣平台和重物质分拣平台；其中，重物质分拣平台依次通过强磁除铁器和强力破碎机与滚筒破袋筛分机相连。分拣平台与预处理系统相连。分拣平台与预处理系统之间设有强磁除铁器。预处理系统包括破碎装置、砂水分离装置和与分拣平台相连的垃圾接收斗，垃圾接收斗通过输送机与破碎装置和砂水分离装置相连。破碎装置分为一级破碎机和二级破碎机，所述的砂水分离装置分为一级砂水分离器和二级砂水分离器，其中，垃圾接收斗与一级破碎机相连，并依次连有一级砂水分离器、二级破碎机、二级砂水分离器，所述的二级砂水分离器与提升泵相连。砂水分离装置内部设有排渣螺旋、格栅、气/水循环装置和回转碾碎装置；砂水分离装置通过提升泵与厌氧发酵系统相连。厌氧发酵系统包括与提升泵相连的均质池，均质池与厌氧消化罐相连；厌氧消化罐分别与沼气净化、发电系统和污泥储池相连，所述的污泥储池还与污泥及水处理系统相连。

图2是本发明的工艺流程图。

实施例1

一种城市生活垃圾的处理方法，其操作步骤为：

（1）将市政垃圾称重，破袋后均匀拨料，通过机器筛选、风选和人工分选相结合的方式将混装垃圾进行分类；

（2）将拣选后的有机垃圾经破碎处理；

（3）破碎后的物料先稀释，稀释后经螺旋排渣处理除去水底比重大的无机物，经格栅除去水面的漂浮物，其余有机物料经回转碾碎装置进一步破碎；

（4）除去无机物的有机垃圾物料进行中温厌氧发酵。

其中，步骤（1）中混装垃圾经分选后分类处理时，可降解有机物部分经皮带输送机磁选后进入预处理车间接收斗；砖瓦送往有机土车间，集中送填埋处理；可燃物质送燃烧车间按照可燃物集中处理；塑料送塑料细分车间进行分类回收，不可回收塑料作为可燃物处理；可回收垃圾送再生物车间，作为回收物出售。

步骤（1）中经风选得到的重物经分拣和磁选后进一步粉碎，并回流至滚筒破袋筛分机再次筛分。

步骤（3）中有机垃圾稀释采用的水为水处理系统经过脱氨氮处理后的回用水。

厌氧消化罐进料固含量为3%，罐内平均固含量为在1.5%，停留时间22天，有机物料粒度为10mm，有机物降解率高，产气率也高。

实施例2

与实施例1不同的是，厌氧发酵时的工艺参数有所不同，厌氧消化罐进料固含量为5%，罐内平均固含量为在3%，停留时间25天，有机物料粒度为8mm，有机物降解率高，产气率也高。

实施例3

与实施例1不同的是，厌氧发酵时的工艺参数有所不同，厌氧消化罐进料固含量为4%，罐内平均固含量为在2.5%，停留时间30天，有机物料粒度为5mm，有机物降解率高，产气率也高。

本发明采用的是厌氧发酵，其中好氧发酵与厌氧发酵的优缺点比较见表1所示：

表1好氧发酵与厌氧发酵比较分析

厌氧发酵把碳水化合物、蛋白质和脂肪等在厌氧条件下，经过多种细菌在协同作用，首先分解成简单稳定的物质，继续作用最后生成甲烷和二氧化碳等沼气的主要成分，简单的说就是有机物通过微生物方法降解为沼气。

降解分三个阶段进行：首先，水解的细菌将多糖、脂类、蛋白质等复杂有机物分解成单糖，如葡萄糖（C₆H₁₂O₆）。第二阶段，乙酸菌把这些糖转化为主要由乙酸构成的脂肪酸。最后，甲烷菌再将脂肪酸转化为沼气。

根据不同细菌最适宜生长温度段，厌氧发酵分为高温发酵（42-75℃），中温发酵（20-42℃）和低温发酵（5-20℃）。本发明采用中温发酵（37℃）。

发酵后产生的沼气经净化处理后进行发电，发酵后的污泥经污泥处理系统另作处理。

经本发明系统日处理城市生活垃圾300t、日发电量2.6万KWh。本系统占地面积小、无二次污染、垃圾中有价物质利用率高。

Claims (8)

1.一种城市生活垃圾的处理系统，它包括分拣系统、预处理系统和厌氧发酵系统，

分拣系统包括受料漏斗、位于受料漏斗底部的板式给料机、均匀拨料破袋装置和滚筒破袋筛分机，其中，板式给料机与均匀拨料破袋装置的进口相连，均匀拨料破袋装置的出口连有大件拣选平台，大件拣选平台与滚筒破袋筛分机相连；滚筒破袋筛分机还连接有风选装置和分拣平台，其中，分拣平台与预处理系统相连；

预处理系统包括破碎装置、砂水分离装置和与分拣平台相连的垃圾接收斗，垃圾接收斗通过输送机与破碎装置和砂水分离装置相连；所述的砂水分离装置内部设有排渣螺旋、格栅、气/水循环装置和回转碾碎装置；所述的砂水分离装置通过提升泵与厌氧发酵系统相连；

厌氧发酵系统包括与提升泵相连的均质池，均质池与厌氧消化罐相连；厌氧消化罐分别与沼气净化、发电系统和污泥储池相连，所述的污泥储池还与污泥及水处理系统相连；

其特征在于：所述的风选装置连接有轻物质分拣平台和重物质分拣平台；其中，重物质分拣平台依次通过强磁除铁器和强力破碎机与滚筒破袋筛分机相连；所述的分拣平台与预处理系统之间设有强磁除铁器。

2.按照权利要求1所述的城市生活垃圾的处理系统，其特征在于：所述的滚筒破袋筛分机内设有破袋装置和筛网，其中，筛网的筛孔直径为60-90mm。

3.按照权利要求1所述的城市生活垃圾的处理系统，其特征在于：所述的破碎装置分为一级破碎机和二级破碎机，所述的砂水分离装置分为一级砂水分离器和二级砂水分离器，其中，垃圾接收斗与一级破碎机相连，并依次连有一级砂水分离器、二级破碎机、二级砂水分离器，所述的二级砂水分离器与提升泵相连。

4.一种采用权利要求1所述的城市生活垃圾的处理系统的城市生活垃圾的处理方法，其特征在于：其操作步骤为

(1)将市政垃圾称重，破袋后均匀拨料，通过机器筛选、风选和人工分选相结合的方式将混装垃圾进行分类；

(2)将拣选后的有机垃圾经破碎处理；

(3)破碎后的物料先稀释，稀释后经螺旋排渣处理除去水底比重大的无机物，经格栅除去水面的漂浮物，其余有机物料经回转碾碎装置进一步破碎；

(4)除去无机物的有机垃圾物料进行中温厌氧发酵。

5.按照权利要求4所述的城市生活垃圾的处理方法，其特征在于：所述的步骤(1)中混装垃圾经分选后分类处理时，可降解有机物部分经皮带输送机磁选后进入预处理车间接收斗；砖瓦送往有机土车间，集中送填埋处理；可燃物质送燃烧车间按照可燃物集中处理；塑料送塑料细分车间进行分类回收，不可回收塑料作为可燃物处理；可回收垃圾送再生物车间，作为回收物出售。

6.按照权利要求4所述的城市生活垃圾的处理方法，其特征在于：所述的步骤(1)中经风选得到的重物经分拣和磁选后进一步粉碎，并回流至滚筒破袋筛分机再次筛分。

7.按照权利要求4所述的城市生活垃圾的处理方法，其特征在于：所述的步骤(3)中有机垃圾稀释采用的水为水处理系统经过脱氨氮处理后的回用水。

8.按照权利要求4所述的城市生活垃圾的处理方法，其特征在于：所述的步骤(4)消化罐进料固含量为3-5％，罐内平均固含量为在1.5-3％，停留时间22天以上，有机物料粒度为10mm以下。