專利名稱：城市生活垃圾處理裝置及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市生活垃圾處理裝置及方法，尤其是一種將城市生活垃圾經(jīng)發(fā)酵制成燃料的裝置及其方法。
二是衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋，可獨(dú)立地消納城市生活垃圾，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，但填埋場占地相當(dāng)大，大量有機(jī)物和電池等物質(zhì)的填埋，致使衛(wèi)生填埋場對(duì)滲瀝水的防滲透、收集處理系統(tǒng)負(fù)荷和技術(shù)難度大，投資高，填埋操作復(fù)雜，管理困難，處理后污水也難于達(dá)標(biāo)排放。此外填埋場的甲烷、硫化氫等廢氣也必須處理好，以確保防爆和環(huán)保要求。
三是高溫堆肥。高溫堆肥處理僅是垃圾中有機(jī)成分的處理技術(shù)，而不是全部垃圾的最終處理技術(shù)，加上由于沒有分選，肥料中含有雜質(zhì)，純度差，肥效低，且含有重金屬污染物，不受農(nóng)民歡迎，銷售困難。
除了上述三種處理方法外，還不曾出現(xiàn)一種專門用于將城市生活垃圾經(jīng)處理制成燃料的系統(tǒng)或設(shè)備及其處理方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一發(fā)酵池，發(fā)酵池有蓋板，發(fā)酵池中有一層設(shè)有洞孔的隔板將發(fā)酵分割成上下兩部分，上部是用于貯存垃圾，下部是空隙收集滲瀝水；在隔板下部的空隙中設(shè)置有滲瀝水管道將滲瀝水輸送至集水池中，還設(shè)置有接有氣動(dòng)控制閥的送氣管道將相關(guān)氣體送入發(fā)酵池中；在發(fā)酵池的頂部設(shè)置有臭氣通氣管道及噴淋管道，噴淋管道接在集水池中并接有螺桿泵形成噴淋系統(tǒng)，臭氣通氣管道連接熱交換器，在熱交換器前端引出一支管連接鼓風(fēng)機(jī)再連接所述的送氣管道，該支管上接有氣動(dòng)控制閥，在該支管上還引出兩支支管并均接有氣動(dòng)控制閥，一支與熱交換器連接，一支可抽取自然空氣，形成氣體管理系統(tǒng)；熱交換器設(shè)置有臭氣出口并連接廢氣處理裝置，還設(shè)置有冷凝水出口并連接廢水處理裝置及冷卻塔。
在所述的送氣管上還連接有測(cè)溫傳感器和氧檢測(cè)儀。
在所述的發(fā)酵池內(nèi)還安裝有測(cè)溫傳感器。
所述的廢水處理裝置是一臺(tái)兩段式的包括高性能的生物段與超濾工段的凈化設(shè)備。
一種城市生活垃圾處理方法，包括以下步驟1、預(yù)分揀。先將垃圾進(jìn)行預(yù)分揀，除去可再生利用的塑料瓶、金屬、易拉罐、電池等資源。
2、發(fā)酵。將經(jīng)過預(yù)分揀后的城市生活垃圾放入一組特殊設(shè)計(jì)的作保溫處理的發(fā)酵池中，垃圾在池中停留6-10天時(shí)間。
在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的滲瀝水通過發(fā)酵池底的洞孔落入集水池中，由噴淋系統(tǒng)將滲瀝水回噴至垃圾上，繼續(xù)蒸發(fā)。
在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣，根據(jù)發(fā)酵池內(nèi)的氧氣含量及空氣壓力，底于設(shè)定的值時(shí)，將由氣體管理系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)回抽進(jìn)發(fā)酵池內(nèi)，高于設(shè)定的值時(shí)將抽進(jìn)自然空氣、排出臭氣并通過熱交換器交換并被處理。
3、降溫冷卻。垃圾在發(fā)酵池中發(fā)酵時(shí)是一個(gè)高溫階段，經(jīng)過6-10天的發(fā)酵，垃圾基本已經(jīng)腐殖，氣體管理系統(tǒng)就抽取空氣對(duì)發(fā)酵池內(nèi)的垃圾進(jìn)行降溫冷卻。
4、提煉制成固體燃料。將降溫冷卻后的垃圾進(jìn)行提煉，并制成固體燃料。
由于采用了上述技術(shù)方案，氣體管理系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)酵池內(nèi)溫度和空氣中的含氧率由自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)不同的氣源進(jìn)入發(fā)酵池，能使發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣循環(huán)利用，使得需要處理的臭氣量是一般處理廠的1/5。垃圾中的滲瀝水通過發(fā)酵池底洞孔落入并引流進(jìn)集水池中，由噴淋系統(tǒng)將滲瀝水回噴至垃圾上，繼續(xù)蒸發(fā)，最后，垃圾中的水分通過一套熱交換系統(tǒng)從發(fā)酵產(chǎn)生的氣體中排出，分離出的冷凝物被喂入一臺(tái)包括高性能的生物段與超濾工段兩段式的凈化設(shè)備中，緊隨此處理工段，凈化的冷凝水可作為清潔水進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，并可通過一臺(tái)冷卻塔蒸發(fā)掉，達(dá)到無廢水生產(chǎn)。易降解的有機(jī)垃圾在生物菌的作用下迅速腐殖，在此過程中產(chǎn)生的熱量能滅菌，并使垃圾中的水分蒸發(fā)，經(jīng)發(fā)酵的垃圾干燥后含水率低于15％，采用這種干燥方法可減少混合垃圾中的結(jié)快現(xiàn)象，提高了熱值，并使后道的分選易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在這種干燥垃圾中能提煉出固體燃料，可出售給電廠、水泥廠，或通過熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變?yōu)殡娔堋崮堋?br> 附圖
是本發(fā)明的垃圾處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.發(fā)酵池，2.蓋板，3.隔板，4.滲瀝水管道，5.集水池，6.送氣管道，7.臭氣通氣管道，8.噴淋管道，9.螺桿泵，10.熱交換器，11.支管，12支管，13.支管，14.氣動(dòng)控制閥，15.氣動(dòng)控制閥，16.氣動(dòng)控制閥，17.廢氣處理裝置，18.廢水處理裝置，19.冷卻塔，20.鼓風(fēng)機(jī)，21.測(cè)溫傳感器，22.氧檢測(cè)儀，23.測(cè)溫傳感器，24.氣動(dòng)控制閥。
該垃圾處理方法是1、首先將垃圾進(jìn)行預(yù)處理，除去可再生利用的塑料瓶、金屬、易拉罐、電池等資源。
2、經(jīng)過預(yù)處理的城市垃圾裝入發(fā)酵池1中并合上蓋板2后，鼓風(fēng)機(jī)20開始工作，此時(shí)氣動(dòng)控制閥15、氣動(dòng)控制閥16關(guān)閉，而氣動(dòng)控制閥14打開，即利用發(fā)酵池1的空氣循環(huán)鼓風(fēng)，垃圾進(jìn)入初始發(fā)酵升溫階段，氣動(dòng)控制閥24可調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)酵池1各段的風(fēng)量與風(fēng)壓。
隨著發(fā)酵的逐漸進(jìn)行，發(fā)酵池1內(nèi)空氣含氧率降低，即二氧化碳含量增高，一旦氧檢測(cè)儀22檢測(cè)到池內(nèi)空氣中氧氣體積濃度比低于設(shè)定的值時(shí)，氣動(dòng)控制閥14、氣動(dòng)控制閥15關(guān)閉，而氣動(dòng)控制閥16打開，池外新鮮空氣一車間內(nèi)臭氣進(jìn)入發(fā)酵池1，而池內(nèi)含有垃圾蒸發(fā)水的臭氣經(jīng)過熱交換器10后進(jìn)入熱再生廢氣處理系統(tǒng)17，而冷凝物則通過二段式廢水處理裝置18凈化后回用或由冷卻塔蒸發(fā)。另外垃圾中的滲瀝水匯入一只集水池5中，由螺桿泵9回噴入垃圾中依靠垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的熱量蒸發(fā)。
經(jīng)過幾天初始發(fā)酵，垃圾溫度達(dá)到某一溫度時(shí)即進(jìn)入高溫階段，由于溫度過高時(shí)生物菌種菌種活性下降，因此必須進(jìn)行降溫處理，發(fā)酵池1內(nèi)溫度的檢測(cè)是由測(cè)溫傳感器21、測(cè)溫傳感器23來完成的，氣動(dòng)控制閥14、氣動(dòng)控制閥16關(guān)閉，氣動(dòng)控制閥15打開，池內(nèi)臭氣經(jīng)過熱交換器10后溫度下降，再由鼓風(fēng)機(jī)20鼓入發(fā)酵池1，可調(diào)節(jié)發(fā)酵池1內(nèi)空氣的熱平衡。
4、經(jīng)過6-10天的發(fā)酵后，垃圾基本已經(jīng)腐殖，最后垃圾進(jìn)入降溫階段，這個(gè)階段氣動(dòng)控制閥14、氣動(dòng)控制閥16關(guān)閉，氣動(dòng)控制閥15打開，主要有經(jīng)過冷卻的臭氣循環(huán)工作，帶走發(fā)酵池1內(nèi)的蒸發(fā)水氣，同時(shí)降低發(fā)酵池1內(nèi)垃圾溫度。
5、一旦垃圾干燥完成后，鼓風(fēng)機(jī)11和螺桿泵9停止工作，發(fā)酵池1的頂蓋板2被吊起，由計(jì)算機(jī)控制的抓斗將發(fā)酵池1內(nèi)垃圾傾空，并將垃圾進(jìn)行提煉，并制成固體燃料。
通過使用上述處理裝置及處理工藝，垃圾中易降解的有機(jī)垃圾在生物菌的作用下迅速腐殖，在此過程中產(chǎn)生的熱量能滅菌，并使垃圾中的水分蒸發(fā)，干燥后的垃圾含水率低于15％。采用這種干燥方法可減少混合垃圾中的結(jié)快現(xiàn)象，提高了熱值，并使后道的分選易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在這種干燥垃圾中能提煉出固體燃料，可出售給電廠、水泥廠，或通過熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變?yōu)殡娔?、熱能。垃圾中的滲瀝水通過發(fā)酵池底洞孔落入集水池中，由噴淋系統(tǒng)將滲瀝水回噴至垃圾上，繼續(xù)蒸發(fā)。獨(dú)特的氣體管理系統(tǒng)，能根據(jù)發(fā)酵池內(nèi)溫度和空氣中的含氧率由自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)不同的氣源進(jìn)入發(fā)酵池，能使發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣循環(huán)利用，使得需要處理的臭氣量是一般處理廠的1/5，此最小化的廢氣量可以由熱再生凈化工藝以合理的成本凈化成不能用生物過濾系統(tǒng)達(dá)到的一種程度，采用本工藝可使排出的氣體完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于由于季節(jié)和地域變化帶來的垃圾含水率的波動(dòng)(如夏季西瓜上市時(shí)，垃圾中的西瓜皮所占比例陡然上升，導(dǎo)致垃圾的含水率70％左右)，該套發(fā)酵干燥處理技術(shù)可由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)參數(shù)達(dá)到同樣的干燥效果。垃圾中的水分通過一套熱交換系統(tǒng)從發(fā)酵產(chǎn)生的氣體中排出，分離出的冷凝物被喂入一臺(tái)兩段式的凈化設(shè)備中，包括高性能的生物段與超濾工段，緊隨此處理工段，凈化的冷凝水可作為清潔水進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，并可通過一臺(tái)冷卻塔蒸發(fā)掉，采用這種方式，工廠可進(jìn)行無廢水生產(chǎn)。本發(fā)明的城市生活垃圾處理工藝，能將城市生活垃圾處理成高熱值的固體燃料，由于固體燃料的良好儲(chǔ)存性，提供了一種不依賴?yán)a(chǎn)生量的能源供給方式，這在垃圾處理工業(yè)中還是第一次。產(chǎn)生的電力和蒸汽足以維持整個(gè)垃圾處理廠廠區(qū)的需要(特別是北方地區(qū)冬季供暖)，這節(jié)省了工廠大量的運(yùn)行費(fèi)用。另外垃圾固體燃料還可作為水泥廠、電廠等工廠的替代燃料，有著巨大的市場前景。
權(quán)利要求
1.一種城市生活垃圾處理裝置，包括發(fā)酵池(1)、噴淋系統(tǒng)、氣體管理系統(tǒng)，其特征是發(fā)酵池(1)有上面有蓋板(2)，發(fā)酵池(1)內(nèi)部設(shè)置有瀝水孔洞的隔板(3)；在隔板(3)下面設(shè)置有將滲瀝水輸送至集水池(5)中的滲瀝水管道(4)，還設(shè)置有將相關(guān)氣體送入發(fā)酵池(1)中的送氣管道(6)，送氣管道(6)上連接有氣動(dòng)控制閥(24)；在發(fā)酵池(1)的頂部設(shè)置有噴淋管道(8)，噴淋管道(8)接在集水池(5)中并接有螺桿泵(9)形成噴淋系統(tǒng)；在發(fā)酵池(1)的頂部設(shè)置有臭氣通氣管道(7)，臭氣通氣管道(7)連接熱交換器(10)，在熱交換器(10)前端引出一支管(11)并連接鼓風(fēng)機(jī)(20)再連接所述的送氣管(6)，該支管(11)上接有氣動(dòng)控制閥(14)，在該支管上還引出支管(12)、支管(13)，且分別接有氣動(dòng)控制閥(15)、氣動(dòng)控制閥(16)，支管(12)與熱交換器(10)連接，整個(gè)形成氣體管理系統(tǒng)；熱交換器(10)設(shè)置有臭氣出口并連接廢氣處理裝置(17)，還設(shè)置有冷凝水出口并連接廢水處理裝置(18)及冷卻塔(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾處理裝置，其特征是所述的送氣管(6)上連接有測(cè)溫傳感器(21)和氧檢測(cè)儀(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾處理裝置，其特征是所述的發(fā)酵池(1)內(nèi)安裝有測(cè)溫傳感器(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾處理裝置，其特征是所述的廢水處理裝置(18)是一臺(tái)兩段式的包括高性能的生物段與超濾工段的凈化設(shè)備。
5.一種城市生活垃圾處理方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)、預(yù)分揀。先將垃圾進(jìn)行預(yù)分揀，除去可再生利用的塑料瓶、金屬、易拉罐、電池等資源。(2)、發(fā)酵。將經(jīng)過預(yù)分揀后的城市生活垃圾放入發(fā)酵池(1)中，垃圾在發(fā)酵池(1)中停留6-10天時(shí)間。在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的滲瀝水通過發(fā)酵池(1)中的隔板(3)上的孔洞落入集水池(5)中，用噴淋系統(tǒng)將滲瀝水回噴至垃圾上，繼續(xù)蒸發(fā)。在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣，根據(jù)發(fā)酵池內(nèi)的氧氣含量及空氣壓力，低于設(shè)定值時(shí)，用氣體管理系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)(20)回抽進(jìn)發(fā)酵池(1)內(nèi)，高于設(shè)定值時(shí)用氣體管理系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)(20)將自然空氣從支管(13)抽進(jìn)、排出臭氣并通過熱交換器(10)交換并被處理。(3)、降溫冷卻。垃圾在發(fā)酵池(1)中發(fā)酵時(shí)是一個(gè)高溫階段，經(jīng)過6-10天的發(fā)酵，垃圾基本已經(jīng)腐殖，此時(shí)用氣體管理系統(tǒng)從支管(13)中抽取空氣對(duì)發(fā)酵池內(nèi)的垃圾進(jìn)行降溫冷卻。(4)、提煉制成固體燃料。將降溫冷卻后的垃圾進(jìn)行提煉，并制成固體燃料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市生活垃圾處理裝置及處理方法，該裝置包括發(fā)酵池(1)及蓋板(2)、噴淋系統(tǒng)、氣體管理系統(tǒng)，發(fā)酵池(1)內(nèi)部設(shè)置有瀝水孔洞的隔板(3)。該處理方法預(yù)分揀、發(fā)酵、降溫冷卻、提煉制成固體燃料等工藝步驟。將經(jīng)過分揀后的垃圾放入發(fā)酵池(1)內(nèi)，垃圾在池中停留若干天時(shí)間，在此過程中，有機(jī)垃圾分解產(chǎn)生的熱量能滅菌、干燥垃圾，使處理后的垃圾含水率低于15％，這種干燥的垃圾能提煉出固體燃料，可出售給發(fā)電廠和水泥廠，或通過熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變?yōu)殡娔?、熱能。配備的?dú)特的氣體管理系統(tǒng)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)酵池內(nèi)的溫度和含氧率，配備的廢氣和廢水處理系統(tǒng)，使整個(gè)生產(chǎn)期內(nèi)無廢水排除，廢氣排放量少且能達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C10L5/46GK1468943SQ0311264
公開日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2003年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月5日
發(fā)明者郝波, 許志剛, 朱華東, 蔣文寅, 陳棟杰, 徐東旭, 波 郝 申請(qǐng)人:江蘇正昌集團(tuán)有限公司