專利名稱：垃圾的無害化處理與利用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及固體廢物的處理，特別是垃圾的無害化處理與利用方法。
目前，世界上對城市生活垃圾的處理普遍是采用堆肥、焚燒、掩埋甚至傾倒于江河湖海之中，這些方法根本就不能解決環(huán)境的污染。如，掩埋與傾倒的方法會使大量的生物細菌隨水漂流或摻透到地下水中，嚴重污染水源，人為地擴大了污染范圍，造成更為嚴重的二次污染；堆肥處理不但占地寬，而且垃圾在堆積發(fā)酵腐爛的過程中所產(chǎn)生的有害氣體會污染空氣，污水滲入地下水中污染水體；焚燒所處理的垃圾成分有限，并白白浪費可燃燒的物質，而且煙塵帶有大量的3.4-苯并芘污染大氣?，F(xiàn)有技術對固體廢物的處理，一般是分別采用化學的、物理的、生物的及磁等方法進行分揀、篩選、粉碎、焚燒、壓制處理、垃圾處理工程的難度大、投資大、收益少，其中多數(shù)僅僅是為了縮小垃圾的體積，轉移或改變排污方式，僅有用垃圾處理后的產(chǎn)品作建筑材料或熱利用的，而沒有對垃圾進行全面的無害化處理與綜合利用。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種垃圾的無害化處理與利用技術，對城市生活垃圾進行無害化處理，消除垃圾的二次污染，變廢為寶，全部綜合利用，在治理環(huán)境污染的同時又節(jié)約能源，使垃圾變成燃料與燃料添加劑和建筑材料。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的首先把垃圾倒入處理池里進行好氧處理與厭氧處理，加入化學試劑，用生物化學方法將垃圾中的有機物降解轉化成固體燃料和可燃氣體的燃燒使用，(占垃圾總量的70％以上)。在進行無害化處理后的三天由高溫使垃圾渣干燥，含水量5-10％。再把干燥的垃圾從處理池中用輸送裝置輸送到多層篩選機里用比重法與粒度法進行篩選，分選出廢塑料，粒度大的磚瓦、陶瓷、玻璃等不能燃燒的無機物和有機物垃圾渣。然后分別進行加工利用將有機物垃圾渣里加入粉碎后的有機物(如稻殼、麥秸、木屑等)和燃燒助燃劑(如硝酸鈉、硝酸鉀、鎂等)，制成節(jié)煤添加劑后，摻入原煤中燃燒；將砂土、灰石、爐渣灰及磚瓦經(jīng)過粉碎加工后，加石灰粉與石膏粉制成爐渣灰粉水泥；將磚瓦、陶瓷、灰、砂土經(jīng)過粉碎加工后加水泥、水泥凝固劑和水，攪勻后再壓制成免燒煤灰砂上磚；將碎的廢玻璃、陶瓷加不飽和聚酯樹脂粘合劑與輔料制成裝飾材料，如人造大理石，將廢塑料經(jīng)化工處理制成液體燃料、油漆、粘合劑。
本發(fā)明提供了一種垃圾的無害化處理與利用方法，消除了垃圾的二次污染，全部綜合利用，變廢為寶，在治理環(huán)境污染的同時，使垃圾變成燃料與燃料添加劑和建筑材料。垃圾經(jīng)過好氧處理和厭氧處理后才進行篩選分離、垃圾中的水份已減少了約90％，垃圾的重量減輕，體積縮小，70％為燃料，減少了篩選分離種類，容易篩選分離、可以減少篩選設備的體積與功率，節(jié)省投資，效益高，同時對環(huán)境和操作人員無害。制出的節(jié)煤添加劑按照30-60％的比例摻入原煤中燃燒時，經(jīng)過對比試驗，其熱效率達到或超過同等原煤，二氧化硫等有害氣體減少50-70％，煙塵排放量減少30％，節(jié)約原煤20-40％。適用于生活垃圾和有機工業(yè)垃圾的無害化處理與利用及無機工業(yè)廢料的處理利用。
本發(fā)明以下將結合實施例進一步描述好氧處理的實施例把垃圾倒入頂部開有進料口與排氣口、上部為儲氣倉、底部或底側部開有出料口并且是通風良好和可以嚴格密封的處理池內(nèi)進行好氧處理10-12天。與此同時，根據(jù)垃圾的成份，每噸垃圾中加入碳酸氫鈉8-12Kg、高錳酸鉀0.5-3Kg、生石灰20-40Kg。處理池的大小可根據(jù)需處理垃圾量來確定，至少兩口池子并排修建。例中池子四口，并排修建，每口池子長25m、寬10m、深4m、儲氣倉高1-1.5m，在池頂部設置進料口，長4m、寬2m，進料口可以用水密封。每口池頂?shù)呐艢饪诮虞敋夤艿乐翚怏w處理室。每口池子的底部有出料口，長1.5m、寬1m，池底向出料口傾斜角度20-30度，以方便出垃圾。垃圾裝入后10-12天密封進料口和出料口，進入?yún)捬跆幚黼A段。
添加碳酸氫鈉能加速好氧處理的發(fā)酵速率，促使垃圾中的部份有機物生成乙醇。高錳酸鉀對垃圾進行早期消毒處理，同時，遇乙醇分解，放出氧氣，增加適當?shù)难鯕鉂舛龋o好氧微生物供氧。生石灰與垃圾中的水份發(fā)生化學反應生成熟石灰，使垃圾中的水份保持在30％左右，并放出大量的熱來提高池內(nèi)的溫度，使池內(nèi)溫度保持在35-45℃，同時調節(jié)PH值，保持在6-7的范圍，給好氧菌提供生長繁殖的最佳環(huán)境條件。經(jīng)過好氧處理，垃圾中的有機物(除少數(shù)纖維素、木質素外)皆全部降解。好氧處理階段所產(chǎn)生的廢氣(主要為硫化氫)，從儲氣倉、排氣口用輸氣管送入氣體處理室，用二氧化氯法和活性炭吸附法處理后再排放到大氣中。
厭氧處理的實施例在封閉處理池的進料口與出料口后約3天，就進入?yún)捬跆幚?。處理時間8-12天。厭氧處理階段是由厭氧菌將有機物進一步降解并轉化為可燃氣體(如甲烷)。由處理池的儲氣倉上部的排氣口接上輸氣管將燃氣輸送到氣體處理室純化處理后供燃燒使用。厭氧處理時；根據(jù)垃圾所含成分和終成品作優(yōu)質燃料的需要，每噸垃圾加入鐵粉8-12Kg，活性炭0.7-1.5Kg，氯化鈉8-15Kg，鋁粉或鋁粒1-5Kg。在處理過程中，由于有機物降解過程中的生物熱、生石灰與水發(fā)生反應放出的熱及鐵粉快速氧化所產(chǎn)生的化學熱，處理池內(nèi)的溫度始終保持在45-60℃，最后3天為70-80℃，這個持久的高溫既加速了有機物的降解速率，又殺滅了垃圾中的有毒病菌，特別是對強致癌物如黃曲霉毒素和亞硝胺類化合物有獨特的殺滅效果因為黃曲霉毒素屬于中溫性需氧微生物，在厭氧條件下即失去了生存的環(huán)境條件而全部殺滅；亞硝胺類化合物只有在厭氧環(huán)境條件下生長的微生物如莢膜紅假單胞菌才能分解之，處理后的分解率達90％以上。同時，垃圾中的蛔蟲卵、蠅蛹死亡率達100％，3.4-苯并芘減少30％以上，大腸菌值為0.01％以下。達到了無害化處理的目的。有機物在厭氧條件下的生化反應是
每噸生活垃圾的產(chǎn)氣量可達200M3。
篩選分離的實施例把無害化處理后的垃圾從處理池的出料口用輸送裝置輸送到多級篩選機里進行篩選分離。經(jīng)過好氧處理與厭氧處理后的垃圾，所含水份為5-10％，對其采用比重法和粒度法進行篩選、篩選分出廢塑料(約占垃圾的0.5-1％)；磚瓦、陶瓷、玻璃等不能燃燒的無機物(約占垃圾總量的2.5％)；有機物垃圾渣(約占垃圾總量的70％)。多級篩選機為振動式多層分選篩，第一層是大粒徑篩，粒徑50mm，將大粒徑垃圾分離出來后再分類，將塑料、磚瓦、陶瓷、玻璃等無機物與有機物分開；第二層是中粒徑篩、粒徑10mm，將垃圾再次篩選后再分類；第三層為細粒徑篩，50-100目，分離物作固體燃料——節(jié)煤添加劑；第四層為細粒徑篩，100-150目，分離物作固體燃料——節(jié)煤添加劑；小于150目的作灰粉水泥或磚用。
綜合加工利用的實施例(一)、節(jié)煤添加劑的配制將篩選分離出的有機物垃圾渣每800-900Kg加入粉碎后的稻殼、麥秸、木屑等有機物渣80-180Kg，硝酸鈉8-12Kg，硝酸鉀8-12Kg，鎂粉1-2Kg，攪拌均勻后，再按30-60％的比例摻入原煤中燃燒。其燃燒原理是(1)、有機物垃圾渣本身就可以燃燒，一般燃燒熱值在(3000-5500)×103Cdl；(2)、用于好氧處理與厭氧處理階段的消毒、增氧、增溫劑在燃燒中又是助燃劑或燃燒劑，如高錳酸鉀在燃燒中，當溫度達到250℃時能放出氧助燃、氧化鐵與增加氫濃度的鋁粉或鋁粒及垃圾中的鋁屑在燃燒中成為熱量極高的鋁熱劑；(3)、鎂粉既是脫硫劑，除其本身易燃燒外，與鋁結合更增加了燃燒效果；(4)、垃圾中的各種金屬屑粒在燃燒中產(chǎn)生大量的輻射熱，在助燃劑與燃燒劑的共同作用下，很快形成聚熱族；(5)、垃圾經(jīng)過好氧處理與厭氧處理后，通過生物化學的綜合反應，在節(jié)煤添加劑中增加了揮發(fā)物成份的比重(占28-33％)，在煤的燃燒過程中，揮發(fā)物對著火和燃燒有較大的影響，它使煤著火迅速，充分完全燃燒。
節(jié)煤添加劑的脫硫措施是(1)、好氧處理時的石灰脫硫，(2)、石灰加碳酸氫鈉脫硫；(3)、氧化鐵脫硫和鎂脫硫、脫硫充分，二氧化硫的排放量減少50-70％。
(二)、配制爐渣灰粉水泥將篩選出的砂土、灰石、爐渣灰(各種爐渣均可)及磚瓦粉碎過篩，粒度100-150目，占50-70％；石灰粉粒度100-150目，占25-40％；石膏粉粒度100-150目，占5％，按比例配制，干攪均勻，裝封待用。標號可達300-400目，用于鋪路面或打地平使用。
(三)、免燒煤灰砂土磚的制造將篩選出來的磚瓦、陶瓷、灰、砂土等粉碎，粒度50-100目的占20-30％100-150目的占25-35％，150-180目的占20-30％，爐渣灰粉水泥占10-20％，硅酸鹽水泥或礦渣水泥占10-20％并摻入5-10％水泥凝固劑攪勻后，再加水10-20％攪拌20-50分鐘后存放1-2小時左右，再以500Kg/M2以上的壓力成型養(yǎng)護七天即成，其標號可達100-150目，抗折強度不小于25Kg/cm2。
(四)、人造大理石的制造將玻璃、陶瓷，磚瓦或粉煤灰粉碎過篩、粒度100目以上，占60-70％，加入不飽和聚酯樹酯粘合劑(如195、196、197、306、307等)占10-15％，鄰苯二甲酸酐占7-15％。碳酸鈉或氯化鈣占7-15％，混和攪拌，裝入模型振搗成型，8小時后脫模、修整、上臘拋光，常溫固化即成。
(五)、廢塑料處理乙烯塑料與丙烯塑料可利用現(xiàn)有技術作再生塑料制品。
泡沫塑料(約占垃圾總量的1-2％)用甲苯或二甲苯溶解后，再加入不同的交聯(lián)劑可生產(chǎn)粘合劑，再加入各種顏料可生產(chǎn)油漆、防水涂料與紙箱防潮劑或者液體燃料。
權利要求
1.垃圾的無害化處理與利用方法，其特征在于首先把垃圾倒入處理池里進行好氧處理與厭氧處理，加入化學試劑，用生物化學方法將垃圾中的有機物降解轉化成固體燃料和可燃氣體供燃燒使用，在進行無害化處理后的三天由高溫使垃圾渣干燥，含水量5-10％；再把干燥的垃圾從處理池中用輸送裝置輸送到多層篩選機里，用比重法與粒度法進行篩選，分選出廢塑料，粒度大的磚瓦、陶瓷、玻璃等不能燃燒的無機物和有機物垃圾渣；然后分別進行加工利用。將有機物垃圾渣加入粉碎后的有機物如稻殼、麥秸、木屑和燃燒助燃劑如硝酸鈉、硝酸鉀和鎂，制成節(jié)煤添加劑摻入原煤中燃燒；將砂土、石灰、爐渣灰及磚瓦經(jīng)過粉碎加工后加石灰粉與石膏粉制成爐渣灰粉水泥；將磚瓦、陶瓷、灰、砂土經(jīng)過粉碎加工后加水泥、水泥凝固劑和水，攪勻后再壓制成免燒煤灰砂土磚；將碎的廢玻璃、陶瓷加不飽和聚酯樹脂粘合劑與輔料制成裝飾材料，如人造大理石將廢塑料經(jīng)化工處理制成液體燃料、油漆、粘合劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的垃圾的無害化處理與利用方法的好氧處理，其特征在于把垃圾放入頂部開有進料口與排氣口、上部為儲氣倉、底部或底側部開有出料口，并且是通風良好和可以嚴格密封的處理池內(nèi)進行好氧處理10-12天，根據(jù)垃圾的成份，每噸垃圾中加入碳酸氫鈉8-12Kg、高錳酸鉀0.5-3Kg、生石灰20-40Kg，使池內(nèi)溫度保持35-45℃、PH值為6-7。廢氣經(jīng)儲氣倉、排氣口由輸氣管送入氣體處理室用二氧化氯法與活性炭吸附法處理后再排放到大氣中。
3.根據(jù)權利要求1所述的垃圾的無害化處理與利用方法的厭氧處理，其特征在于將好氧處理后的垃圾里每噸垃圾加入鐵粉8-12Kg、活性炭0.7-1.5Kg、氯化鈉8-1Kg及鋁粉或鋁粒1-5Kg，拌均勻后把處理池的進料口與出料口密封進行厭氧處理8-12天，由處理池的儲氣倉上部的排氣口接上輸氣管，將有機物轉化成的可燃氣體輸送到氣體處理室純化處理后供燃燒使用。
4.根據(jù)權利要求1所述的垃圾的無害化處理與利用方法的節(jié)煤添加劑，其特征在于把篩選分離出的有機物垃圾渣每800-900Kg里加入粉碎后的有機物如稻殼、麥秸、木屑80-180Kg，燃燒助燃劑硝酸鈉8-12Kg、硝酸鉀8-12Kg、鎂粉1-2Kg，攪拌均勻后，再按30-60％的比例摻入原煤中燃燒。
5.根據(jù)權利要求1所述的垃圾的無害化處理與利用方法的爐渣灰粉水泥，其特征在于把篩選出的砂土、灰石、爐渣灰及磚瓦粉碎過篩。粒度100-150目，占55-70％，石灰粉粒度100-150目，占25-40％，石膏粉粒度100-150目，占5-10％，按比例配制、干拌均勻，包裝待用。
6.根據(jù)權利要求1所述的垃圾的無害化處理與利用方法的免燒煤灰砂土磚，其特征在于將磚瓦、陶瓷、灰、砂土粉碎加工，粒度50-100目的占20-30％，100-150目的占25-35％，150-180目的占20-30％，爐渣灰粉水泥占10-20％，硅酸鹽水泥或礦渣水泥占10-20％，并摻入5-10％的水泥凝固劑，拌勻后再加水10-20％，攪拌20-50分鐘后存放1-2小時，再以500Kg/m2以上的壓力成型后保養(yǎng)七天。
全文摘要
本發(fā)明是垃圾的無害化處理與利用方法，先把垃圾倒入處理池內(nèi)進行好氧處理和厭氧處理，殺菌、消毒、除臭并使有機物通過生物降解轉化，副產(chǎn)物為燃氣，再篩選分離，將有機物垃圾制成固體燃料——節(jié)煤添加劑摻入煤中燃燒，無機物制成建筑材料，廢塑料制成液體燃料、油漆與粘合劑。消除了垃圾污染，全部綜合利用，變廢為寶，具有投資省，效益高，防治污染，節(jié)約能源等優(yōu)點。適用于生活垃圾和部分工業(yè)垃圾的無害化處理與利用。
文檔編號B09B3/00GK1058158SQ9110723
公開日1992年1月29日 申請日期1991年6月24日 優(yōu)先權日1991年6月24日
發(fā)明者張鈞博 申請人:張鈞博