專利名稱：城鄉生活垃圾資源化利用方法
技術領域：
本發明涉及一種資源化利用垃圾以達到消除城鄉生活垃圾的方法。
背景技術：
隨著社會的進步，可持續性發展成為人類追求的目標。垃圾作為人類活動的產物成為地球的負擔，也成為阻礙人類社會發展的嚴重障礙。全世界垃圾年均增長速度為 8. 42%,而中國垃圾增長率達到10%以上。全世界每年產生4. 9億噸垃圾，僅中國每年就產生近1. 5億噸城市垃圾，中國城市生活垃圾累積堆存量已達70億噸。城鄉生活垃圾從資源利用的角度主要分為兩類第一類可厭氧分解垃圾，由含水率高、易腐敗的可降解有機物組成的垃圾，包括廚余垃圾、廢木材、廢棉花及廢舊棉織品等， 垃圾的污染大部分來源于此，其中包含的資源是可燃氣體和植物肥料；第二類是不可厭氧分解垃圾，包括廢塑料、廢金屬等可回收利用的材料及少部分泥土、爐灰、玻璃、陶瓷、建筑垃圾等，其中包含的資源是廢舊金屬及塑料、化纖等。由于有機垃圾中的可厭氧分解垃圾有豐富蛋白質、脂類和糖類化合物，在常溫情況下，微生物分解有機物過程中會產生nh3、H2S及有害的碳氫化合物氣體，具有明顯的惡臭和毒性，直接危害人體。垃圾堆是蚊、蠅、鼠、蟲孳生的場所，是瘧疾、血吸蟲病、乙型腦炎、霍亂、痢疾、傷寒、肝炎、鼠疫、鉤端螺旋體病、吸血蟲病的傳染源。垃圾隨意堆放，由于生物作用會產生0)2和014以及有毒氣體&S，還會導致爆炸事故。垃圾中的有害物不斷污染空氣、 土壤與水體，進而以空氣、土壤、水體、食物為媒體或載體將附著的危害物質侵入人體，損害人體的健康。現有技術垃圾的處理方法目前，世界各國對城市生活垃圾主要采用填埋和焚燒兩種處理方法。1、填埋法填埋法是使用最多的垃圾處理方法，其原理是將垃圾在選定的場所，填埋到一定高度，加上覆蓋材料，讓其經過長期的物理、化學和生物作用達到穩定狀態。具體方式有自然堆放和衛生填埋。自然堆放法雖然簡單易行，但缺點是所帶來的環境污染比較嚴重，對土壤和地下水造成嚴重且長期的污染，是一種消極的應急措施。衛生填埋法是現在大量處理城鄉生活垃圾的方法，世界各國普遍采用衛生填埋法；衛生填埋法的缺點是占地多、工程組織復雜，無害化、減容化程度較低，存在著二次污染的潛在威脅，特別是產生的沼氣排放不易處理，易發生爆炸事件，使垃圾中的資源被大大浪費；操作過程有臭氣產生，垃圾填埋場遠離市區，運輸費用較大，選地受較多限制，容易造成地表及地下水污染。2、焚燒法焚燒是將垃圾作為固體燃料送入垃圾焚燒爐中，在高溫條件下，垃圾中的可燃成分與空氣中氧氣進行劇烈的化學反應，放出熱量，轉化成高溫的燃燒氣和量少而性質穩定的固體殘渣。焚燒處理的優點是減量效果好，焚燒后的殘渣體積減少90%以上，重量減少 80%以上，處理徹底。缺點是破壞資源，垃圾含70%左右的水分，含水有機物消耗能量，可燃垃圾釋放能量，在焚燒過程中消耗能量和釋放能量相抵，剩余能量很少或為負能量，因此對垃圾熱值有要求，焚燒中要消耗煤、油等助燃能源，浪費了大量的可回收資源，且焚燒時會形成氯化二苯并二惡英(PCDD)，和氯化二苯并呋喃(PCDF)，易造成空氣污染。鑒于上述分析，人類將垃圾作為廢棄物來進行處理，觀念的錯誤指導人們采取了上述錯誤的處理方法，造成垃圾堆積如山，嚴重影響了人類的生存空間。發明人認為，垃圾是最具開發潛力且永不枯竭的“資源礦藏”，完全可以成為資源循環的新起點，同時成為循環經濟的重要組成部分。生活垃圾中有機垃圾占60% 70%以上，是一種寶貴的資源，近年來隨著人們生活水平的提高，垃圾中有機物所占比例也呈上升趨勢。對垃圾認識的深入和深化，是發現處理垃圾正確方法的重要指導原則。用厭氧發酵法處理城市有機垃圾是回收生活垃圾中能源的一種有效方法。近年來，世界各國在垃圾處理產沼氣技術方面研究較多，如美國等歐美國家普遍采用兩步發酵法、浸提法來研究城市垃圾厭氧發酵產沼氣，我國也用厭氧干發酵法處理城市垃圾，產生的沼氣用作燃料，發酵后的有機垃圾制成有機復合肥。從現有技術來看，現有的厭氧發酵法具有以下缺陷1.無論是兩步發酵法、浸提法，還是厭氧干發酵法，處理前都需要進行垃圾的分類，這是制約垃圾處理的最大瓶頸，因此造成上述方法實用性較差，處理成本巨大，而且處理不徹底，無法大規模推廣應用。2.厭氧處理的間歇性，造成垃圾處理工廠的垃圾處理容量有限，占地面積較大，根本不能適應現代化城市垃圾的應處理量。3.垃圾中的廢塑料、廢纖維等不可厭氧垃圾無法回收利用，而且分揀困難，造成資源的極大浪費。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種不需要對垃圾進行預先分類、垃圾分類和垃圾資源化利用同步進行、并且能夠連續處理垃圾的城鄉生活垃圾資源化利用方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是城鄉生活垃圾資源化利用方法，包括酸化厭氧罐、深化厭氧罐、沼氣集氣罐、燃氣發電機組，所述燃氣發電機組的燃氣進口通過管路連接至沼氣集氣罐，包括以下步驟垃圾接收步驟將運送來的垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料倉中；均勻布料步驟將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾均勻傳送到后續步驟，保證后續步驟的連續進行，防止后續步驟的阻塞或間斷；在本步驟中，將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾袋撕開，將大的塑料垃圾、大的廢木材、紡織品垃圾撕裂切斷，并將無法撕裂的大的無機垃圾和有機垃圾從垃圾中分離出來；然后將撕裂切斷后的垃圾均勻地傳送到下一步驟；該步驟處理后的固體垃圾的體積保證滿足初級破碎步驟中破碎機的破碎要求；初級磁選步驟將上述步驟傳送來的垃圾進行磁選，將垃圾中的廢鐵從垃圾中分離出來，為后續的破碎工藝提供方便，防止廢鐵破壞初級破碎步驟中的破碎機，并使垃圾中的廢鐵回收利用；初級破碎步驟將上述步驟傳送來的垃圾進一步破碎，將塑料和紡織品垃圾切斷， 將固體垃圾包覆的廢鐵分離出來，將部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，固體
6垃圾的大小保證在初級浮選步驟中能夠被沉淀物輸送裝置輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；初級淘洗浮選步驟將上述步驟處理后的垃圾放入初級淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的固體垃圾通過沉淀物輸送裝置轉入沉淀物清洗裝置中，清洗后回收利用；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過漂浮物輸送裝置傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的初級淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中；均勻裁切步驟將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；或者將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾中的長條形的垃圾挑選出來進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；防止后續步驟物料輸送過程中管道的堵塞，并保證酸化厭氧后塑料和化纖的有效分離；酸化厭氧步驟將上述步驟處理后的垃圾送入酸化厭氧罐中，所述酸化厭氧罐的罐體內腔的上部為酸化反應區，所述罐體內腔的下部為厭氧分解區；在酸化厭氧罐中，酸化反應區的垃圾包括位于液位以上的干式酸化層和位于液位以下的濕式酸化層；所述厭氧分解區包括位于所述厭氧分解區上層的漂浮層、位于所述厭氧分解區中間層的懸濁液層和位于所述厭氧分解區底層的重物沉淀層；所述罐體上對應于所述酸化反應區的上部設有單向進料口，從所述單向進料口進來的垃圾均勻地灑落于所述酸化反應區的上表面，所述厭氧分解區的底部設有重物排出口，所述重物排出口排出的重物進入沉淀物清洗裝置，所述厭氧分解區的下部設有第一固液排出口，所述厭氧分解區的中上部設有第二固液排出口，所述罐體的頂部還設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐，所述罐體上還設有進液口；篩選分離步驟將上述步驟中酸化厭氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分別輸送至篩選設備，在篩選設備中將固含物進行碾壓，已厭氧的有機垃圾被進一步粉碎，塑料、化纖清洗后被篩分出來，并回收篩分出來的塑料和化纖；混合有未充分厭氧分解垃圾的沼液被傳送到下一步驟；本步驟在密閉的空間內進行；緩沖調節步驟將上述步驟中混合有可厭氧垃圾的沼液暫存在緩沖調節池中，所述緩沖調節池設有接收上述步驟沼液的進液口、接收其它步驟產生的液體的補液口、接收外部補水的補水口和向下一步驟供液的沼液出液口 ；本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；深化厭氧步驟將上述步驟傳送過來的沼液送入深化厭氧罐中進行厭氧反應，所述深化厭氧罐的頂部設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐， 所述深化厭氧罐的底部設有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厭氧罐的上部設有上清液出口，所述上清液出口通過管路連接有沼氣釋放罐或連接酸化厭氧罐，經過沼氣釋放罐的所述上清液回送至本步驟前需要液體補充的步驟中；所述沼氣釋放罐的出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；污泥沉淀濃縮步驟將上述步驟傳送過來的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至緩沖調節池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤；本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐。作為優選的技術方案，所述初級破碎步驟和所述初級淘洗浮選步驟后至少增加輔
7助破碎步驟和輔助淘洗浮選步驟一次；其中輔助破碎步驟將傳送來的比重較輕的垃圾進一步破碎，將殘存的部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，并將垃圾中包裹的無機垃圾從有機垃圾中脫離出來，方便下述步驟的有機垃圾和無機垃圾的分離；固體垃圾的大小保證在輔助淘洗浮選步驟中能夠被沉淀物輸送裝置輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；輔助淘洗浮選淘洗步驟將上述步驟處理后的垃圾放入輔助淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的垃圾通過沉淀物輸送裝置轉入沉淀物清洗裝置中，清洗后回收利用；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過漂浮物輸送裝置傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的輔助淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中。作為對上述技術方案的改進，所述沉淀物輸送裝置為螺旋輸送器；所述漂浮物輸送裝置為螺旋輸送器。作為對上述技術方案的改進，所述沉淀物清洗裝置為洗砂機，所述洗砂機的洗液通過管路傳送到所述酸化厭氧池。作為對上述技術方案的改進，清洗后的沉淀物運送到建材車間制造建材。作為優選的技術方案，所述初級破碎步驟后增加輔助磁選步驟，將初級破碎步驟步驟處理后的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。作為優選的技術方案，所述酸化厭氧步驟前增加輔助磁選步驟，將進入酸化厭氧罐的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。作為優選的技術方案，所有處理步驟和處理步驟所涉及的設備在封閉車間內進行，所述燃氣發電機組和沼氣集氣罐位于所述封閉車間外，所述封閉車間內設有多個通過管路連接至燃氣發電機組空氣進口的負壓混合空氣收集口。作為對上述技術方案的改進，所述負壓混合空氣收集口設置在車間內的異味散發處和/或向車間外擴散異味的異味逃逸處。作為對上述技術方案的改進，所述篩選分離步驟中的所述篩選設備處設有沼氣與空氣混合氣體的混合氣收集罩，所述混合氣收集罩的混合空氣出氣口通過管路連接至所述燃氣發電機組的空氣進口。作為優選的技術方案，所述緩沖調節步驟中的所述緩沖調節池中還設有沼液加熱裝置，以加快后續步驟厭氧反應的速度。作為對上述技術方案的改進，所述沼液加熱裝置的熱媒介來自于燃氣發電機組的冷卻水和/或燃氣發電機組的尾氣。作為優選的技術方案，所述均勻裁切步驟中垃圾的裁切采用沖壓裁切方法。作為優選的技術方案，所述酸化厭氧步驟中的第一固液排出口和第二固液排出口交替開啟。作為優選的技術方案，所述深化厭氧步驟中的所述沼氣釋放罐通過噴淋使上清液中的沼氣逸出。作為優選的技術方案，所述篩選分離步驟中篩分出來的塑料和化纖進行裂解，制備燃油。作為優選的技術方案，所述城鄉生活垃圾資源化利用方法過程中的外部補水來源于生活污水或含COD較高的污水。
作為優選的技術方案，所述污泥沉淀濃縮步驟中取出的污泥干燥后制成肥料或燃
iS ο由于采用了上述技術方案，垃圾自開始就不需要人工的直接參入，通過磁選分離出廢鐵，使廢鐵回收利用；通過曝氣淘洗浮選，使無機垃圾被分離出來回收利用；垃圾中的厭氧垃圾在破碎和淘洗浮選后，大部分通過淘洗浮選液進入酸化厭氧罐，剩余的厭氧垃圾和附著厭氧垃圾的塑料、紡織品被裁切后也進入酸化厭氧罐；在酸化厭氧罐內，厭氧垃圾被酸化并發生初步的厭氧反應，厭氧垃圾中的部分能量被提取，而塑料和化纖上附著的厭氧垃圾也被酸化剝離，因此在后續篩分步驟中很容易被分選出來；在深化厭氧罐中，垃圾的剩余物發生充分的厭氧反應，厭氧垃圾中包含的能量被進一步釋放并轉換成沼氣；垃圾處理結束后的污泥可以做肥料或者燃煤。本發明在整個處理過程垃圾包含的資源被逐步分離或釋放并被收集，直至處理完畢也沒有污染物排出；本發明不需要進行垃圾予分類，垃圾的分類和篩選貫穿于垃圾利用的全過程，克服了制約垃圾處理的最大瓶頸，實用性較強；不但不產生處理成本，而且還能獲得巨大的經濟效益；本發明可以使厭氧方法處理垃圾連續化，處理量較大；本發明徹底解決了垃圾中廢塑料、廢化纖等不可厭氧垃圾無法回收利用的問題， 使垃圾中的資源得到完全地回收。
附圖是本發明實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到， 在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。如附圖所示，城鄉生活垃圾資源化利用方法，包括酸化厭氧罐、深化厭氧罐、沼氣集氣罐、燃氣發電機組，所述燃氣發電機組的燃氣進口通過管路連接至沼氣集氣罐。在本實施例中，所有處理步驟和處理步驟所涉及的設備均在封閉車間內進行，所述燃氣發電機組和沼氣集氣罐位于所述封閉車間外，所述封閉車間內設有多個通過管路連接至燃氣發電機組空氣進口的負壓混合空氣收集口，所述負壓混合空氣收集口設置在車間內的異味散發處，而且在車間墻壁上向外擴散異味的異味逃逸處(例如窗戶)也設有負壓混合空氣收集口。這樣封閉車間內的污染氣體就被收集并被燃氣發電機組燃燒，所述封閉車間僅僅是相對封閉的，外界的空氣通過縫隙被不斷補充到所述封閉車間內，從而使整個處理工廠不會散發異味，徹底解決了異味擾民的問題，因此解決了垃圾處理工廠選址的局限性。下面詳細描述本實施例的基本步驟步驟一、垃圾接收步驟將垃圾車收集來的城鄉生活垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料倉中，垃圾車進出所述封閉車間處設有兩道閘門；首先開啟外道閘門，此時內道閘門關閉， 垃圾車進入；關閉外道閘門，然后開啟內道閘門，垃圾車卸載；卸載完成后，關閉內道閘門， 開啟外道閘門，垃圾車駛出；保證了整個卸載過程無異味逸出。步驟二、均勻布料步驟將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾均勻傳送到后續步驟，保證后續步驟的連續進行，防止后續步驟的阻塞或間斷；在本步驟中，將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾袋撕開，將大的塑料垃圾、大的廢木材、紡織品垃圾撕裂切斷，并將無法撕裂的大的無機垃圾和有機垃圾從垃圾中分離出來；然后將撕裂切斷后的垃圾均勻地傳送到下一步驟；該步驟處理后的固體垃圾的體積保證滿足初級破碎步驟中破碎機的破碎要求；垃圾處理的最大難題是垃圾中的塑料和纖維，傳統的破碎機根本不起作用，并會造成破碎機的纏繞和損壞。如果直接破碎，垃圾袋無法打開，大的垃圾無法喂入，造成處理過程的阻塞和間斷。步驟三、初級磁選步驟將上述步驟傳送來的垃圾進行磁選，將垃圾中的廢鐵從垃圾中分離出來，為后續的破碎工藝提供方便，防止廢鐵破壞初級破碎步驟中的破碎機，并使垃圾中的廢鐵回收利用；因為鐵極硬且具有一定的塑性，容易給損壞破碎機。步驟四、初級破碎步驟將上述步驟傳送來的垃圾進一步破碎，將塑料和紡織品垃圾切斷，將固體垃圾包覆的廢鐵等分離出來，將部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，固體垃圾的大小保證在初級浮選步驟中能夠被沉淀物輸送裝置輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；現有技術中的部分厭氧處理垃圾方法，采用粉碎的方法，塑料和紡織品垃圾也被粉碎成細末，不能被厭氧也不能被分離，造成資源的浪費，處理結束后的殘余物又對土壤造成新的污染。步驟五、二級磁選步驟(輔助磁選步驟)將上述步驟處理后的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。步驟六、初級淘洗浮選步驟將上述步驟處理后的垃圾放入初級淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的固體垃圾通過螺旋輸送器轉入洗砂機中， 清洗后回收利用，例如傳送到建材車間用于制造建材；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過螺旋輸送器傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的初級淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中；步驟七、二級破碎步驟(輔助破碎步驟)將傳送來的比重較輕的垃圾進一步破碎，將殘存的部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，并將垃圾中包裹的無機垃圾從有機垃圾中脫離出來，方便下述步驟的有機垃圾和無機垃圾的分離；固體垃圾的大小保證在輔助淘洗浮選步驟中能夠被螺旋輸送器輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；步驟八、二級浮選步驟(輔助淘洗浮選淘洗步驟)將上述步驟處理后的垃圾放入輔助淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的垃圾通過沉淀物輸送裝置轉入沉淀物清洗裝置中，清洗后回收利用；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過漂浮物輸送裝置傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的輔助淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中。步驟九、均勻裁切步驟將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；或者將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾中的長條形的垃圾挑選出來進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；防止后續步驟物料輸送過程中管道的堵塞，并保證酸化厭氧后塑料和化纖的有效分離；經過連續的處理步驟，本步驟中的垃圾包含全部的塑料和紡織品，部分的厭氧垃圾(大部分的厭氧垃圾被打碎并通過浮選進入所述深化厭氧罐)，為避免后續步驟中管道的堵塞，有利于后續步驟中塑料和化纖的篩選分離，采用沖壓裁切方法將垃圾的三維尺寸處理到設定的尺寸范圍之內，基本杜絕了長條形塑料和紡織品的存在。步驟十、三級磁選步驟(輔助磁選步驟)將上述步驟處理后的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。步驟十一、酸化厭氧步驟將上述步驟處理后的垃圾送入酸化厭氧罐中，所述罐體內腔的上部為酸化反應區，所述罐體內腔的下部為厭氧分解區；在酸化厭氧罐中，酸化反應區的垃圾包括位于液位以上的干式酸化層和位于液位以下的濕式酸化層；所述厭氧分解區包括位于所述厭氧分解區上層的漂浮層、位于所述厭氧分解區中間層的懸濁液層和位于所述厭氧分解區底層的重物沉淀層；所述罐體上對應于所述酸化反應區的上部設有單向進料口，從所述單向進料口進來的垃圾均勻地灑落于所述酸化反應區的上表面，所述厭氧分解區的底部設有重物排出口，所述重物排出口排出的重物進入沉淀物清洗裝置，所述厭氧分解區的下部設有第一固液排出口，所述厭氧分解區的中上部設有第二固液排出口，所述罐體的頂部還設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐，所述罐體上還設有進液口。本發明酸化厭氧罐的主要作用是使垃圾進行酸化反應，且本發明兼顧厭氧干發酵法和厭氧濕發酵法二者的優點，厭氧干發酵法的優點是由于空氣的流通有利于酸化反應但不利于厭氧反應，厭氧濕發酵法的優點是由于不直接接觸空氣不利于酸化反應但有利于厭氧反應，兩種方法都不能使酸化反應和厭氧反應得到最好的發揮。本發明酸化反應區的垃圾包括位于液位以上的干式酸化層和位于液位以下的濕式酸化層，干式酸化層使垃圾進行充分高效的酸化，并產生熱量，濕式酸化層進行進一步酸化并向所述厭氧分解區下落，然后厭氧垃圾不斷變成沼液進行初步的厭氧反應，比重較輕的垃圾例如木塊、泡沫塑料等漂浮在濕式酸化層的下底面，經過一定時間的累積，可通過第二固液排出口排出。本步驟中的第一固液排出口和第二固液排出口交替開啟，不能同時開啟，以保證酸化厭氧罐中不產生紊流，破壞罐內物料的層狀分布結構。步驟十二、篩選分離步驟將上述步驟中酸化厭氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分別輸送至篩選設備，在篩選設備中將固含物進行碾壓，已厭氧的有機垃圾被進一步粉碎，塑料、化纖清洗后被篩分出來，并回收篩分出來的塑料和化纖；混合有未充分厭氧分解垃圾的沼液被傳送到下一步驟；本步驟在密閉的空間內進行，所述篩選設備處設有沼氣與空氣混合氣體的混合氣收集罩，所述混合氣收集罩的混合空氣出氣口通過管路連接至所述燃氣發電機組的空氣進口。本步驟中篩分出來的塑料和化纖進行裂解，制備燃油。步驟十三、緩沖調節步驟將上述步驟中混合有可厭氧垃圾的沼液暫存在緩沖調節池中，所述緩沖調節池設有接收上述步驟沼液的進液口、接收其它步驟產生的液體的補液口、接收外部補水的補水口和向下一步驟供液的沼液出液口 ；本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；本步驟中的沼液加熱裝置的熱媒介來自于燃氣發電機組的冷卻水和燃氣發電機組的尾氣，沼液加熱裝置可以采用公知的熱交換器。步驟十四、深化厭氧步驟將上述步驟傳送過來的沼液送入深化厭氧罐中進行厭氧反應，所述深化厭氧罐的頂部設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐，所述深化厭氧罐的底部設有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厭氧罐的上部設有上清液出口，所述上清液出口通過管路連接有沼氣釋放罐或連接酸化厭氧罐，經過沼氣釋放罐的所述上清液回送至本步驟前需要液體補充的步驟中；所述沼氣釋放罐的出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；本步驟中，垃圾中的有機垃圾包含的能源被完全釋放。步驟十五、污泥沉淀濃縮步驟將上述步驟傳送過來的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至緩沖調節池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤；本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐。本實施例中需要補水的設備和步驟的水來源于生活污水或含COD較高的污水，避免了水資源的消耗，且處理了部分污水，因而使本發明具有更為顯著的技術進步。本發明不需要進行垃圾予分類，垃圾的分類和篩選貫穿于垃圾利用的全過程，克服了制約垃圾處理的最大瓶頸，實用性較強，不但不產生處理成本，而且還能獲得巨大的經濟效益；本發明可以使厭氧方法處理垃圾連續化，處理量較大；本發明徹底解決了垃圾中廢塑料、廢化纖等不可厭氧垃圾無法回收利用的問題，使垃圾中的資源得到完全地回收。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.城鄉生活垃圾資源化利用方法，包括酸化厭氧罐、深化厭氧罐、沼氣集氣罐、燃氣發電機組，所述燃氣發電機組的燃氣進口通過管路連接至沼氣集氣罐，其特征在于，包括以下步驟垃圾接收步驟將運送來的垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料倉中； 均勻布料步驟將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾均勻傳送到后續步驟，保證后續步驟的連續進行，防止后續步驟的阻塞或間斷；在本步驟中，將垃圾料斗或垃圾料倉中的垃圾袋撕開，將大的塑料垃圾、大的廢木材、紡織品垃圾撕裂切斷，并將無法撕裂的大的無機垃圾和有機垃圾從垃圾中分離出來；然后將撕裂切斷后的垃圾均勻地傳送到下一步驟；該步驟處理后的固體垃圾的體積保證滿足初級破碎步驟中破碎機的破碎要求；初級磁選步驟將上述步驟傳送來的垃圾進行磁選，將垃圾中的廢鐵從垃圾中分離出來，為后續的破碎工藝提供方便，防止廢鐵破壞初級破碎步驟中的破碎機，并使垃圾中的廢鐵回收利用；初級破碎步驟將上述步驟傳送來的垃圾進一步破碎，將塑料和紡織品垃圾切斷，將固體垃圾包覆的廢鐵分離出來，將部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，固體垃圾的大小保證在初級浮選步驟中能夠被沉淀物輸送裝置輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；初級淘洗浮選步驟將上述步驟處理后的垃圾放入初級淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的固體垃圾通過沉淀物輸送裝置轉入沉淀物清洗裝置中，清洗后回收利用；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過漂浮物輸送裝置傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的初級淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中；均勻裁切步驟將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；或者將上述步驟中傳遞來的比重較輕的垃圾中的長條形的垃圾挑選出來進一步裁切，徹底切斷長條形的垃圾；防止后續步驟物料輸送過程中管道的堵塞，并保證酸化厭氧后塑料和化纖的有效分離；酸化厭氧步驟將上述步驟處理后的垃圾送入酸化厭氧罐中，所述酸化厭氧罐的罐體內腔的上部為酸化反應區，所述罐體內腔的下部為厭氧分解區；在酸化厭氧罐中，酸化反應區的垃圾包括位于液位以上的干式酸化層和位于液位以下的濕式酸化層；所述厭氧分解區包括位于所述厭氧分解區上層的漂浮層、位于所述厭氧分解區中間層的懸濁液層和位于所述厭氧分解區底層的重物沉淀層；所述罐體上對應于所述酸化反應區的上部設有單向進料口，從所述單向進料口進來的垃圾均勻地灑落于所述酸化反應區的上表面，所述厭氧分解區的底部設有重物排出口，所述重物排出口排出的重物進入沉淀物清洗裝置，所述厭氧分解區的下部設有第一固液排出口，所述厭氧分解區的中上部設有第二固液排出口，所述罐體的頂部還設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐，所述罐體上還設有進液口；篩選分離步驟將上述步驟中酸化厭氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分別輸送至篩選設備，在篩選設備中將固含物進行碾壓，已厭氧的有機垃圾被進一步粉碎，塑料、化纖清洗后被篩分出來，并回收篩分出來的塑料和化纖；混合有未充分厭氧分解垃圾的沼液被傳送到下一步驟；本步驟在密閉的空間內進行；緩沖調節步驟將上述步驟中混合有可厭氧垃圾的沼液暫存在緩沖調節池中，所述緩沖調節池設有接收上述步驟沼液的進液口、接收其它步驟產生的液體的補液口、接收外部補水的補水口和向下一步驟供液的沼液出液口 ；本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；深化厭氧步驟將上述步驟傳送過來的沼液送入深化厭氧罐中進行厭氧反應，所述深化厭氧罐的頂部設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐，所述深化厭氧罐的底部設有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厭氧罐的上部設有上清液出口，所述上清液出口通過管路連接有沼氣釋放罐或連接酸化厭氧罐，經過沼氣釋放罐的所述上清液回送至本步驟前需要液體補充的步驟中；所述沼氣釋放罐的出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐；污泥沉淀濃縮步驟將上述步驟傳送過來的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至緩沖調節池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤； 本步驟在密閉的空間內進行，所述密閉的空間設有沼氣出氣口，所述沼氣出氣口通過管路連接至所述沼氣集氣罐。
2.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于，所述初級破碎步驟和所述初級淘洗浮選步驟后至少增加輔助破碎步驟和輔助淘洗浮選步驟一次；其中輔助破碎步驟將傳送來的比重較輕的垃圾進一步破碎，將殘存的部分有機垃圾打成漿狀，使固體垃圾的體積變小，并將垃圾中包裹的無機垃圾從有機垃圾中脫離出來，方便下述步驟的有機垃圾和無機垃圾的分離；固體垃圾的大小保證在輔助淘洗浮選步驟中能夠被沉淀物輸送裝置輸送，塑料和紡織品垃圾的大小保證后續程序中能夠進行篩選分離；輔助淘洗浮選淘洗步驟將上述步驟處理后的垃圾放入輔助淘洗浮選池中，并進行曝氣淘洗，將淘洗浮選池底部的比重較大的垃圾通過沉淀物輸送裝置轉入沉淀物清洗裝置中，清洗后回收利用；將淘洗浮選池中比重較輕的垃圾通過漂浮物輸送裝置傳送到下一步驟；包含有漿狀有機垃圾的輔助淘洗浮選液通過管路傳送至所述酸化厭氧罐中。
3.如權利要求1或2所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述沉淀物輸送裝置為螺旋輸送器；所述漂浮物輸送裝置為螺旋輸送器。
4.如權利要求1或2所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述沉淀物清洗裝置為洗砂機，所述洗砂機的洗液通過管路傳送到所述酸化厭氧池。
5.如權利要求1或2所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于，清洗后的沉淀物運送到建材車間制造建材。
6.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于，所述初級破碎步驟后增加輔助磁選步驟，將初級破碎步驟步驟處理后的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。
7.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于，所述酸化厭氧步驟前增加輔助磁選步驟，將進入酸化厭氧罐的垃圾再次進行磁選，將垃圾中的剩余廢鐵從垃圾中分離出來回收利用。
8.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所有處理步驟和處理步驟所涉及的設備在封閉車間內進行，所述燃氣發電機組和沼氣集氣罐位于所述封閉車間外，所述封閉車間內設有多個通過管路連接至燃氣發電機組空氣進口的負壓混合空氣收集口。
9.如權利要求8所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述負壓混合空氣收集口設置在車間內的異味散發處和/或向車間外擴散異味的異味逃逸處。
10.如權利要求8所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述篩選分離步驟中的所述篩選設備處設有沼氣與空氣混合氣體的混合氣收集罩，所述混合氣收集罩的混合空氣出氣口通過管路連接至所述燃氣發電機組的空氣進口。
11.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述緩沖調節步驟中的所述緩沖調節池中還設有沼液加熱裝置，以加快后續步驟厭氧反應的速度。
12.如權利要求11所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述沼液加熱裝置的熱媒介來自于燃氣發電機組的冷卻水和/或燃氣發電機組的尾氣。
13.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述均勻裁切步驟中垃圾的裁切采用沖壓裁切方法。
14.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述酸化厭氧步驟中的第一固液排出口和第二固液排出口交替開啟。
15.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述深化厭氧步驟中的所述沼氣釋放罐通過噴淋使上清液中的沼氣逸出。
16.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述篩選分離步驟中篩分出來的塑料和化纖進行裂解，制備燃油。
17.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述城鄉生活垃圾資源化利用方法過程中的外部補水來源于生活污水或含COD較高的污水。
18.如權利要求1所述的城鄉生活垃圾資源化利用方法，其特征在于所述污泥沉淀濃縮步驟中取出的污泥干燥后制成肥料或燃煤。
全文摘要
本發明公開了一種城鄉生活垃圾資源化利用方法，包括酸化厭氧罐、深化厭氧罐、沼氣集氣罐、燃氣發電機組，所述燃氣發電機組的燃氣進口通過管路連接至沼氣集氣罐，并包括垃圾接收步驟、均勻布料步驟、初級磁選步驟、初級破碎步驟、初級淘洗浮選步驟、均勻裁切步驟、酸化厭氧步驟、篩選分離步驟、緩沖調節步驟、深化厭氧步驟、污泥沉淀濃縮步驟，本發明不需要進行垃圾予分類，垃圾的分類和篩選貫穿于垃圾利用的全過程，克服了制約垃圾處理的最大瓶頸；本發明可以使厭氧方法處理垃圾連續化，徹底解決了垃圾中廢塑料、廢纖維等不可厭氧垃圾無法回收利用的問題，使垃圾中的資源得到完全地回收。
文檔編號C05F9/04GK102172596SQ20101058126
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者劉國田, 張明泉, 胡明恩 申請人:濰坊金絲達實業有限公司