專利名稱：一種市政垃圾處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于垃圾資源化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種垃圾處理裝置和方法，特別涉及一種將市政垃圾轉(zhuǎn)化為垃圾衍生燃料的裝置和方法。
背景技術(shù)：
2008年我國城市生活垃圾清運量約I. 55億噸，縣城和建制鎮(zhèn)生活垃圾約7000萬 噸。城市生活垃圾正以年均4 8%的速度急劇增長，垃圾圍城已經(jīng)是我國大多數(shù)城市的現(xiàn)狀，城市生活垃圾堆放占用了大量土地并造成嚴重的環(huán)境污染；實現(xiàn)其無害化、減量化、資源化，已經(jīng)迫在眉睫。目前城市生活垃圾常用處理方法包括以下幾種
填埋法這是我國目前采用的主要處理方法，填埋法減容、減量效果很差，資源化水平很低，占用大量土地，場址選擇日益困難，垃圾滲濾液污染地下水及土壤，臭氣污染大氣，垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體是火災(zāi)及爆炸隱患，排放到大氣中又會產(chǎn)生溫室效應(yīng)。高溫堆肥法只適用于易腐有機質(zhì)含量較高的垃圾，存在產(chǎn)品質(zhì)量與市場問題，占地面積大且臭氣影響嚴重，會對大氣和土壤造成污染，特別是一些重金屬在土壤中富集將隨食物鏈進入人體。焚燒發(fā)電法具有減容、減量化程度高(減容大于90%，減重80%)，處理周期短，占地面積小，選址靈活，燃燒的熱量可用來發(fā)電等優(yōu)點；但其最大的問題就是容易產(chǎn)生二噁英等污染物排放，選址受到周圍居民的強烈抵制，一些城市經(jīng)常發(fā)生周圍居民的抗議和游行。目前已經(jīng)有很多研究和公開的專利涉及到垃圾分選(《一種市政垃圾分選系統(tǒng)-申請公開》一中國專利201110071291)，RDF成型裝置(《環(huán)模擠壓成型機》一中國專利200720097548、《垃圾衍生燃料的生產(chǎn)裝置》一中國專利201020600050. 0)，垃圾滲透液和其他廢液的處理方法(《一種垃圾滲濾液無廢處理方法》一中國專利201010203442. 8、《垃圾滲濾液處理系統(tǒng)及方法》一中國專利200410074744. 4)以及衍生垃圾成套生產(chǎn)工藝和裝置(《城市生活垃圾綜合處理并生產(chǎn)RDF的方法及裝置》一中國專利200810062211. 2、《垃圾燃料合成和焚燒發(fā)電一體化工藝及設(shè)備》一中國專利200610053182)。然而，目前將市政垃圾轉(zhuǎn)化為RDF還存在一些問題有待改進1)很多工藝中沒有考慮RDF的干燥問題，如果RDF中含水量太高，則直接降低熱值，甚至導(dǎo)致燃燒特性急劇惡化；或者，有些工藝中采用的常規(guī)干燥方式耗能高，例如中科院工程熱物理研究所生產(chǎn)試驗中干燥所占的處理費用就占成本一半以上，日本RDF生產(chǎn)中采用煤油燃燒干燥RDF，處理一噸垃圾需要耗費56kg煤油，如果采用直接燃燒RDF干燥，則RDF損耗也會達到10°/Γ 5% ；2)對于滲透液處理大多僅考慮去除其污染成分，而沒有考慮滲透液的再利用問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種市政垃圾處理裝置和方法，目的在于通過對滲透液及垃圾中有機物的綜合利用，通過厭氧反應(yīng)生成沼氣，并將沼氣燃燒用于干燥RDF，克服現(xiàn)有RDF生產(chǎn)裝置和工藝中所存在的技術(shù)缺點，提供一種節(jié)能的市政垃圾處理裝置和方法。樣處理廠的告知系統(tǒng)為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種市政垃圾處理裝置，包括喂料機、篩分機、攪拌機、RDF成型機、干燥機、RDF分裝機、厭氧發(fā)生器和沼氣鍋爐，所述喂料機出料口至所述RDF分裝機進料口之間順次通過傳送皮帶串接了所述初選機、粗破碎機、一級脫水機、風(fēng)選機、一級金屬分選機、所述篩分機、細破碎機、二級脫水機、二級金屬分選機、所述攪拌機、所述RDF成型機和所述干燥機；所述篩分機的有機物出料口通過管道與所述厭氧發(fā)生器進料口連接，所述厭氧發(fā)生器出料口至生化處理器進液口之間通過管道串接了穩(wěn)定脫水器；所述一級脫水器和所述二級脫水器底部均設(shè)置排水口，并通過管道與所述厭氧發(fā)生器進水口連接；所述厭氧發(fā)生器上部的出氣孔至所述干燥機熱風(fēng)入口之間通過管道順次串接了沼氣凈化器、儲氣罐及所述沼氣鍋爐；所述攪拌機上部的配料入口通過管道與配料罐組出口連接。進一步的，所述一級脫水機和所述二級脫水機結(jié)構(gòu)形式為螺旋擠壓式、壓濾式或離心式。進一步的，所述一級金屬分選機和所述二級金屬分選機分選方法可采用磁力分選或渦流分選方式。進一步的，所述一級脫水機和所述二級脫水機可全部或者部分設(shè)置在裝置中。進一步的，所述一級金屬分選機和所述二級金屬分選機可全部或者部分設(shè)置在裝置中
進一步的，所述市政垃圾處理裝置放置于一個或多個全封閉建筑內(nèi)。一種市政垃圾處理方法，包括以下步驟
步驟I)垃圾分選
a.由市政收集的垃圾送入所述喂料機中，并從所述喂料機的出料口通過皮帶傳送至所述初選機中，通過人工操作，將市政垃圾中的大塊雜物去除，然后送入所述粗破碎機進行初步破碎至8-10cm,破碎后的垃圾經(jīng)過所述一級脫水機脫除10%-20%的水分；
b.脫除部分水的垃圾送入所述風(fēng)選機中將紙張、塑料等輕質(zhì)組分與重質(zhì)組分分開，其中輕質(zhì)組分離出后被用于回收處理，重質(zhì)組分通過皮帶傳送至所述一級金屬分選機中將其中部分金屬分出，然后通過皮帶轉(zhuǎn)送進入所述篩分機中，將部分有機物分出，并通過管道送入所述厭氧反應(yīng)器，剩余物質(zhì)通過皮帶送入所述細破碎機中再次破碎至3-5cm，破碎后的垃圾再經(jīng)過所述二級脫水機脫除10%-15%的水分；
c.脫除部分水的垃圾通過皮帶傳送至所述二級金屬分選機，再次分離金屬。由所述一級金屬分選機和所述二級金屬分選機所分離出的金屬被回收處理；
步驟2)垃圾衍生燃料成型
a.從所述二級金屬分選機出料口送出的垃圾進入所述攪拌機中，與來自所述配料罐組中按照一定比例送入所述攪拌機的燃料配料混合并均勻攪拌，然后將混合物送入所述RDF成型機，生成直徑10-20mm,長度10_50mm左右的圓柱型垃圾衍生燃料；
b.生成的圓柱型垃圾衍生燃料通過皮帶送入所述干燥機，將成型垃圾衍生燃料中的水分減少至10%-15%，干燥后的衍生燃料通過皮帶傳送至所述RDF分裝機中分袋包裝；步驟3)沼氣生成及滲濾廢液處理
a.由所述篩分機分離出的有機物被送入所述厭氧反應(yīng)器中，所述一級脫水機和所述二級脫水機擠壓垃圾所得到的滲透液也送入所述厭氧反應(yīng)器中，有機物被發(fā)酵，將所生成沼氣通入所述沼氣凈化器中將C02等廢氣排出，凈化后的沼氣被存貯在所述儲氣罐中，并將部分沼氣通入所述沼氣鍋爐燃燒后生成高溫氣體與外界空氣混合后，做為加熱氣通入所述干燥機，去除成型垃圾衍生燃料中的水分；
b.在所述厭氧反應(yīng)器中反應(yīng)完成的殘液通過管道送入所述穩(wěn)定脫水器，通過穩(wěn)定化和脫水后，將濾出的廢渣收集用于制造基肥、葉面肥或追肥，濾除廢渣的廢液通入所述生化處理器，通過生化反應(yīng)去除氨氮，最終從所述生化處理器排出的廢水可直接排入市政污水管道或送至污水處理廠。進一步的，所述配料罐組中的燃料配料為煤粉、石灰、高錳酸鈣和粘結(jié)劑。本發(fā)明的原理是
將垃圾轉(zhuǎn)換為衍生燃料，所謂垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，簡稱RDF)，就是將城市生活垃圾中的可燃物(如塑料、纖維、橡膠、木頭、食物廢料等)通過分篩、脫水、破碎、干燥后，加入添加劑、輔助粘合劑，壓縮成所需形狀的固體燃料，干燥后用于燃燒發(fā)熱。RDF的熱值一般在3500 5000kCal/kg之間(取決于城市生活水準)，相當于低熱值煤，可作為電廠鍋爐、供熱鍋爐、水泥窯爐等的燃料，也可作為干燥過程、建筑供暖等的鍋爐燃料；可以單獨燃燒，也可與其他燃料混合燃燒。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明采用通過兩段脫水方式，在進入干燥機前有效降低了干燥機的熱負荷；
2、其次，通過篩分機將部分有機物和滲透廢液送入?yún)捬醢l(fā)生器中進行發(fā)酵后生成沼氣，將沼氣做為干燥RDF的能源，有效減少了外界能源的消耗；
3、最后，在厭氧反應(yīng)過程中，降低了廢液C0D，減少了后續(xù)生化反應(yīng)器的壓力。


圖I為本發(fā)明的連接示意 圖2為本發(fā)明可調(diào)節(jié)沼氣產(chǎn)量的連接示意圖。圖中標號說明
I、喂料機，2、初選機，3、粗破碎機，4、一級脫水機，5、風(fēng)選機，6、一級金屬分選機，7、篩分機，8、細破碎機，9、二級脫水機，10、二級金屬分選機，11、攪拌機，12、配料罐組，13、RDF成型機，14、干燥機，15,RDF分裝機，16、厭氧發(fā)生器，17、穩(wěn)定脫水器，18、生化處理器，19、沼氣鍋爐，20、儲氣罐，21、沼氣凈化器，22、分配器。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。 參見圖I所示，一種市政垃圾處理裝置，包括喂料機I、篩分機7、攪拌機11、RDF成型機13、干燥機14、RDF分裝機15、厭氧發(fā)生器16和沼氣鍋爐19，所述喂料機I出料口至所述RDF分裝機15進料口之間順次通過傳送皮帶串接了所述初選機2、粗破碎機3、一級脫水機4、風(fēng)選機5、一級金屬分選機6、所述篩分機7、細破碎機8、二級脫水機9、二級金屬分選機10、所述攪拌機11、所述RDF成型機13和所述干燥機14 ;所述篩分機7的有機物出料口通過管道與所述厭氧發(fā)生器16進料口連接，所述厭氧發(fā)生器16出料口至生化處理器18進液口之間通過管道串接了穩(wěn)定脫水器17 ;所述一級脫水器4和所述二級脫水器9底部均設(shè)置排水口，并通過管道與所述厭氧發(fā)生器16進水口連接；所述厭氧發(fā)生器16上部的出氣孔至所述干燥機14熱風(fēng)入口之間通過管道順次串接了沼氣凈化器21、儲氣罐20及所述沼氣鍋爐19 ;所述攪拌機11上部的配料入口通過管道與配料罐組12出口連接。
進一步的，所述一級脫水機4和所述二級脫水機9結(jié)構(gòu)形式為螺旋擠壓式、壓濾式或離心式。進一步的，所述一級金屬分選機6和所述二級金屬分選機10分選方法可采用磁力分選或渦流分選方式。進一步的，所述一級脫水機4和所述二級脫水機9可全部或者部分設(shè)置在裝置中。進一步的，所述一級金屬分選機6和所述二級金屬分選機10可全部或者部分設(shè)置在裝置中
進一步的，所述市政垃圾處理裝置放置于一個或多個全封閉建筑內(nèi)。一種市政垃圾處理方法，包括以下步驟
步驟I)垃圾分選
a.由市政收集的垃圾，未經(jīng)過任何預(yù)處理，其含水量為60%，將垃圾通過皮帶送入所述喂料機I中，并從所述喂料機I的出料口通過皮帶傳送至所述初選機2中，通過人工操作，將大塊木板和金屬、磚頭、編織袋等市政垃圾中的大塊雜物去除，然后送入所述粗破碎機3進行初步破碎，破碎后的垃圾平均粒徑約為10cm，然后將這些破碎后的垃圾送入經(jīng)過螺旋式所述一級脫水機4脫除水分，使其水分降低至40%左右；
b.脫除部分水的垃圾送入所述風(fēng)選機5中，通過風(fēng)力作用，紙張、塑料等輕質(zhì)組分與重質(zhì)組分分開，其中輕質(zhì)組分離出后通過其他裝置進一步分開后，用于回收處理，重質(zhì)組分通過皮帶傳送至所述一級金屬分選機6中通過磁力將其中所含的鐵、鎳和鉻等大部分黑色金屬分出，然后通過皮帶轉(zhuǎn)送進入所述篩分機7中，將大部分有機物分出，并通過管道送入所述厭氧反應(yīng)器16，剩余物質(zhì)通過皮帶送入所述細破碎機8中再次破碎至平均粒徑5cm左右，破碎后的垃圾再經(jīng)過螺旋式所述二級脫水機9脫除水分，使總含水量減少至30%左右；
c.脫除部分水的垃圾通過皮帶傳送至所述二級金屬分選機10，通過渦流分選，將垃圾中的大部分銅和鋁等有色金屬分離出來。由所述一級金屬分選機6和所述二級金屬分選機10所分離出的黑色及有色金屬被回收處理；
步驟2)垃圾衍生燃料成型
a.從所述二級金屬分選機10出料口送出的垃圾進入所述攪拌機11中，與來自所述配料罐組12中按照一定比例送入所述攪拌機11的燃料配料混合并均勻攪拌，然后將混合物送入所述RDF成型機13,生成直徑15mm,長度30mm左右的圓柱型垃圾衍生燃料；
b.生成的圓柱型垃圾衍生燃料通過皮帶送入所述干燥機14，將成型垃圾衍生燃料中的水分減少至15%左右，干燥后的衍生燃料通過皮帶傳送至所述RDF分裝機15中分袋包裝;
步驟3)沼氣生成及滲濾廢液處理
a.由所述篩分機7分離出的有機物被送入所述厭氧反應(yīng)器16中，所述一級脫水機4和所述二級脫水機9擠壓垃圾所得到的滲透液也送入所述厭氧反應(yīng)器16中，有機物在所述厭氧反應(yīng)器16中被發(fā)酵，將所生成沼氣通入所述沼氣凈化器21中將C02等廢氣排出，凈化后的沼氣被存貯在所述儲氣罐20中，并將部分沼氣通入所述沼氣鍋爐19燃燒后生成高溫氣體與外界空氣混合后，做為加熱氣通入所述干燥機14，去除成型垃圾衍生燃料中的水分；
b.在所述厭氧反應(yīng)器16中反應(yīng)完成的殘液通過管道送入所述穩(wěn)定脫水器17，通過穩(wěn)定化和脫水后，將濾出的廢渣收集用于制造基肥、葉面肥或追肥，濾除廢渣的廢液通入所述生化處理器18，通過生化反應(yīng)去除氨氮，最終從所述生化處理器18排出的廢水可直接排入市政污水管道或送至污水處理廠。進一步的，所述配料罐組12中的燃料配料為煤粉、石灰、高錳酸鈣和粘結(jié)劑。參見圖2所示，與圖I不同之處在于所述篩分機7的有機物出料口與所述厭氧發(fā)生器16進料口相連接的管道中設(shè)置有分配器22，所述分配器22另外一個出口通過管道與 所述細破碎機8入料口連接。通過所述篩分機7所篩選出的有機物，首先被送入所述分配器22，通過所述分配器22的分配，一部分有機物被送入所述厭氧發(fā)生器16中，剩余部分與來自所述篩分機7重組分出料口的垃圾一起被送入所述細破碎機8中，經(jīng)過后續(xù)破碎、攪拌、成型等過程,生成RDF燃料。與圖I中的實施例相比，通過所述分配器22的調(diào)節(jié)，生成的沼氣量可與干燥所需的能量相匹配，減少實施例所述厭氧反應(yīng)器16的負荷，同時增加RDF燃料的產(chǎn)量。上面結(jié)合附圖所描述的本發(fā)明優(yōu)選具體實施例僅用于說明本發(fā)明的實施方式，而不是作為對前述發(fā)明目的和所附權(quán)利要求書內(nèi)容和范圍的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)和權(quán)利保護范疇。
權(quán)利要求
1.一種市政垃圾處理裝置，包括喂料機(I)、篩分機(7)、攪拌機(11)、RDF成型機(13)、干燥機(14)、RDF分裝機(15)、厭氧發(fā)生器(16)和沼氣鍋爐(19)，其特征在于所述喂料機(I)出料口至所述RDF分裝機(15 )進料口之間順次通過傳送皮帶串接了所述初選機(2 )、粗破碎機(3 )、一級脫水機(4 )、風(fēng)選機(5 )、一級金屬分選機(6 )、所述篩分機(7 )、細破碎機(8 )、二級脫水機(9 )、二級金屬分選機(10 )、所述攪拌機(11)、所述RDF成型機(13 )和所述干燥機(14);所述篩分機(7)的有機物出料口通過管道與所述厭氧發(fā)生器(16)進料口連接，所述厭氧發(fā)生器(16)出料口至生化處理器(18)進液口之間通過管道串接了穩(wěn)定脫水器(17 );所述一級脫水器(4 )和所述二級脫水器(9 )底部均設(shè)置排水口，并通過管道與所述厭氧發(fā)生器(16)進水口連接；所述厭氧發(fā)生器(16)上部的出氣孔至所述干燥機(14)熱風(fēng)入口之間通過管道順次串接了沼氣凈化器(21)、儲氣罐(20)及所述沼氣鍋爐(19);所述攪拌機(11)上部的配料入口通過管道與配料罐組(12)出口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的市政垃圾處理裝置，其特征在于所述一級脫水機(4)和所述二級脫水機(9)結(jié)構(gòu)形式為螺旋擠壓式、壓濾式或離心式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的市政垃圾處理裝置，其特征在于所述一級金屬分選機(6)和所述二級金屬分選機(10)分選方法可采用磁力分選或渦流分選方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的市政垃圾處理裝置，其特征在于所述一級脫水機(4)和所述二級脫水機(9)可全部或者部分設(shè)置在裝置中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的市政垃圾處理裝置，其特征在于所述一級金屬分選機(6)和所述二級金屬分選機(10)可全部或者部分設(shè)置在裝置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的市政垃圾處理裝置，其特征在于所述市政垃圾處理裝置放置于一個或多個全封閉建筑內(nèi)。
7.一種市政垃圾處理方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I)垃圾分選 a.由市政收集的垃圾送入所述喂料機(I)中，并從所述喂料機(I)的出料口通過皮帶傳送至所述初選機(2)中，通過人工操作，將市政垃圾中的大塊雜物去除，然后送入所述粗破碎機(3)進行初步破碎至8-lOcm，破碎后的垃圾經(jīng)過所述一級脫水機(4)脫除10%_20%的水分； b.脫除部分水的垃圾送入所述風(fēng)選機(5)中將紙張、塑料等輕質(zhì)組分與重質(zhì)組分分開，其中輕質(zhì)組分離出后被用于回收處理，重質(zhì)組分通過皮帶傳送至所述一級金屬分選機(6)中將其中部分金屬分出，然后通過皮帶轉(zhuǎn)送進入所述篩分機(7)中，將部分有機物分出，并通過管道送入所述厭氧反應(yīng)器(16 )，剩余物質(zhì)通過皮帶送入所述細破碎機(8 )中再次破碎至3-5cm，破碎后的垃圾再經(jīng)過所述二級脫水機(9)脫除10%-15%的水分； c.脫除部分水的垃圾通過皮帶傳送至所述二級金屬分選機(10)，再次分離金屬。
8.由所述一級金屬分選機(6)和所述二級金屬分選機(10)所分離出的金屬被回收處理； 步驟2)垃圾衍生燃料成型 a.從所述二級金屬分選機(10)出料口送出的垃圾進入所述攪拌機(11)中，與來自所述配料罐組(12)中按照一定比例送入所述攪拌機(11)的燃料配料混合并均勻攪拌，然后將混合物送入所述RDF成型機(13),生成直徑10-20mm,長度10_50mm左右的圓柱型垃圾衍生燃料； b.生成的圓柱型垃圾衍生燃料通過皮帶送入所述干燥機(14)，將成型垃圾衍生燃料中的水分減少至10%-15%，干燥后的衍生燃料通過皮帶傳送至所述RDF分裝機(15)中分袋包裝； 步驟3)沼氣生成及滲濾廢液處理 a.由所述篩分機(7)分離出的有機物被送入所述厭氧反應(yīng)器(16 )中，所述一級脫水機(4)和所述二級脫水機(9)擠壓垃圾所得到的滲透液也送入所述厭氧反應(yīng)器(16)中，有機物被發(fā)酵，將所生成沼氣通入所述沼氣凈化器(21)中將C02等廢氣排出，凈化后的沼氣被存貯在所述儲氣罐(20)中，并將部分沼氣通入所述沼氣鍋爐(19)燃燒后生成高溫氣體與外界空氣混合后，做為加熱氣通入所述干燥機(14)，去除成型垃圾衍生燃料中的水分； b.在所述厭氧反應(yīng)器(16)中反應(yīng)完成的殘液通過管道送入所述穩(wěn)定脫水器(17)，通過穩(wěn)定化和脫水后，將濾出的廢渣收集用于制造基肥、葉面肥或追肥，濾除廢渣的廢液通入所述生化處理器(18)，通過生化反應(yīng)去除氨氮，最終從所述生化處理器(18)排出的廢水可直接排入市政污水管道或送至污水處理廠。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的市政垃圾處理方法，其特征在于所述配料罐組(12)中的燃料配料為煤粉、石灰、高錳酸鈣和粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種市政垃圾處理裝置和方法，喂料機至RDF分裝機之間順次串接了初選機、粗破碎機、一級脫水機、風(fēng)選機、一級金屬分選機、篩分機、細破碎機、二級脫水機、二級金屬分選機、攪拌機、RDF成型機和干燥機；篩分機與厭氧發(fā)生器連接，厭氧發(fā)生器至生化處理器之間串接了穩(wěn)定脫水器；一級脫水器和二級脫水器底部均設(shè)置排水口，并通過管道與厭氧發(fā)生器進水口連接；厭氧發(fā)生器至干燥機熱風(fēng)之間順次串接了沼氣凈化器、儲氣罐及沼氣鍋爐。本發(fā)明通過兩段脫水方式，在進入干燥機前有效降低了干燥機的熱負荷，有效減少了外界能源的消耗，在厭氧反應(yīng)過程中，降低了廢液COD，減少了后續(xù)生化反應(yīng)器的壓力。
文檔編號B09B3/00GK102615092SQ20121010280
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者侯雄坡, 馮詩愚, 高秀峰, 齊寶金 申請人:蘇州天榮能源環(huán)境科技有限公司