本发明涉及一种按照权利要求1、2或9前述部分所述的方法和 设备。    

湿状废物的处理和消毁，特别是来自城市和工业污水处理厂的污 泥的处理和消毁，是现存的一大难题。几年前，从各处收集起来的城 市污泥，在用诸如腐化，巴氏灭菌、消毒等方法单独处理后，即被送 往农田。然而这并不是长久之计，因为这些污泥中不可避免地要含有 重金属及其它不易处理的物质，在这些污泥排放到农田后，这些重金 属和不易处理的物质便会沉淀在土壤及地下水中。

从上述问题中，势必产生下列一些要求：

一.从某种意义上所，解决湿状废物的现存问题不能对环境有所 危害，而且成本要适当。    

二.要使湿状废物能够以较低的成本转变成可以利用的形式，并 且这种形式随后要能够利用现有技术转变成能量。

三.要能对目前存在固体废物(垃圾)和湿状废物(污泥、农、 林业废物)中的能量进行开发。

四.湿状废物转变成的能源产品要能够贮存和运输。    

五.所说的能源产品要能够分散就地加工和集中使用，以达到最 佳的经济效果。

众所周知，将废物压制成块是为了减小体积，改善堆放或贮存性 能，以便能够容易地向焚烧厂之类的地方运送。在将废物压制成块时， 使用较低压力的方法和使用较高压力的方法之间存在着一个差别。在 第一种情况下，通常是使被压制物料处于一种束缚状态，即用带、绳 或网捆扎被压制物料。在第二种情况下，不需要捆扎被压制物料、因 为高压制力使废物结固的相当紧密，形成坚固的压制块。

从湿状废物中制造压制块是困难的，因为必需要减少湿状废物的 水分。对于用压制而不是用捆扎方法制造压制块更是如此，因高水分 含量会消弱压制块的强度。对于用上述捆扎方法从湿状废物中制造压 制块的困难原因是因为捆扎绳索的强度要求相当高。

减少湿状废物中水分含量可以采用不同的方式。

第一和能够减少湿状废物中水分含量的方式是在压制过程中从湿 状废物中去除水分。但这种方式只适用于具有排水通道的特制压制装 置，而且这样的装置可能会由于堵塞而引起故障。此外那些必须排除 的废水如果有必要，还得进行处理，并且有相当一部分废水有可能漏 失，这对将用作燃料的压制块是特别不利的。

第二和能够减少湿状废物中水分含量的方式是在适当的装置中进 行加热处理，但这种方式成本高。

湿状废物中的水分含量是由其的成分和其它因素(如雨季)所决 定的。

本发明的根本目的是改进上述处理湿状废物的方法，和提供一种 实施本发明改进方法的设备，以使湿状废物不用干燥就能压制成压制 块。

本发明的这两个目的可以分别通过权利要求1或9的特征部分来 实现。

按照本发明的两种方法，湿状并经过适当粉碎的废物和干燥物料 (吸水物料)进行混合，这样，不需干燥即可得到适于压制压制块的 水分含量。本发明的方法特别适于有机废物，因为在这样的废物的情 况下，用本发明的方法所生产的压制块的水分含量是比较高的。这样 生产的压制块是一种高级燃料，可以用在众所周知的固体燃料炉中、 例如用在燃烧木屑或刨花的炉中和/或膛式炉或煤炉中。

为了使湿状废物和干燥物料能够充分地混合，后者需要有一个比 较小的颗粒尺寸。在湿状废物粒度较小的情况下，干燥物料的粒度基 本上不能大于湿状废物的粒度。干燥物料的水分含量最好为5％左右， 或低于5％。现已知道在使用本发明的方法情况下，最适合于减少水 分含量的物料是纤维状的、片状的和/或层片状的物料。最好是先用 湿状废物混合有机物料，然后再混合以废物形式存在的纤维状、片状 和/或层片状的物料，特别是混合根据权利要求3的方法从废物中得 到的物料，诸如包含有有机物、纸和/或合成材料的纤维状、片状和 /或层片状物料。这样，压制块完全是用废物制成的，不用添加其它 物料。因此，这就以一种有益的方式解决了废物消毁的全部问题，并 提高了压制块的强度和燃烧性能。

本发明的方法还适用于权利要求4～6所提及的废物或添加物， 特别是污泥的消毁或商业性利用。这时，由于一定比例、适合于燃烧 的合成物料包含在湿状废物和/或干燥物料中，所以，所制成的压制 块特别适合于燃烧。

石灰和废物一起混合的有益之处是，在压制过程中，石灰在混合 物中起作一种阻滞剂的作用，产生了额外的阻力，从而使压制块具有 较大的密度或比重。

苏打或碱水与废物一起混合也是有益的，它对各种含有易被破坏 的蜡或树脂的物料起作软化剂和腐蚀剂的作用，使得这些物料被稠化， 从而能更好地结合。

为了使废物在压制后，不需要特殊的后继处理，就有可能形成较 结实的压制块，按照权利要求1和7，废物所含的水分在压制前应保 持在15％左右，这样在压制完成后，产品的水分含量大约在7％～ 9％，因此可获得较结实的压制块。这种压制块只要充分冷却后即可 进一步地利用，如运输或直接燃烧，其本上不需要后续处理。这种方 法对于从废物中压制较小的压制块特别适用，在这种情况下，在压制 前，应保证对粉碎粒度的控制。

按照权利要求2的方法，在压制完成后，要对压制块进行特殊的 后续处理，即有氧发酵处理。在这种处理中，由于压制块的自热和真 菌在压制块中的繁殖，使得压制块得到生物干燥。因此，使得压制块 的强度及堆放能力得到提高。压制块的水分含量在25％～75％时， 最好在40％～60％时，对有氧发酵最为适合。压制块这样的水分 含量只能用相当低的压制力来获得。这个压力应随水分含量而定。在 水分含量高于上述水分含量上限的特殊情况下，压制块的强度及堆放 能力比使用较大压力从水分含量为15％的物料中压制的压制块的低。 然而，具有高水分含量的压制块通过生物干燥和真菌繁殖后可得到足 够的强度，并且还可以节省用于压制压制块的能量。

在第一种方法中(权利要求1)，非常适合的表面压力为400～ 500牛顿/厘米2，在第二种方法中(权利要求2)，表面压力已 经实现的最佳值为60～100牛顿/厘米2。

在第二种方法中，由于压制块的强度低，为了使在有氧发酵处理 时能够忽略压制块较低的堆致能力和强度的影响，压制块的形状最好 选用平行六面体，这样可以使压制块能够堆放到5层，在两水平相邻 的压制块之间至少要保留一适当的间隙，以保证上述发酵处理及水分 蒸发。在发酵处理时决不要供给水或湿气。各种试验已表明，底面尺 寸大约为250×800毫米，高大约为200毫米的压制块是非常 适用的。

上述湿状废物或上述物料按照本发明的方法压制成压制块后，能 够进一步地当作燃烧使用。这些压制块可以用下列配方配制。

配方1：水分含量为40％的湿状物料，水分含量为2％的干燥

       物料。

湿状物料：切碎的木屑或树皮或灌木等

湿状物料：350公斤     含水140公斤    压制过程中的

干燥物料：650公斤     含水 13公斤    水份为15.3％

压制过程中的水分损失       80公斤    成品水分为7.3％

配方2：水分含量为25％的湿状物料、水分含量为5％的干燥

       物料。

湿状物料：同上

湿状物料：500公斤    含水125公斤    压制过程中的

干燥物料：500公斤    含水 25公斤    水分为15％

压制过程中的水分损失      80公斤    成品水分为7％

配方3：水分含量为70％的湿状物料，水分含量为2％的干燥

       物料。

湿状物料：软质植物、草、酒糟等

湿状物料：200公斤    含水140公斤    压制过程中的

干燥物料：800公斤    含水 16公斤    水分为15.6％

压制过程中的水分损失      80公斤    成品水分7.6％

配方4：水分含量为80％的湿状物料，水分含量为2％的干燥

       物料。

湿状物料：来自污水处理厂，去除有害杂质的污泥

湿状物料：180公斤   含水144公斤      压制过程中的

干燥物料：820公斤    含水16.4公斤    水分为16.4％

压制过程中的水分损失       80公斤    成品水分为8.4％

配方5：水分含量为78％的湿状物料，水分含量为2％的干燥

       物料。

湿状物料：同配方4

湿状物料：210公斤        含水163公斤      压制过程中的

干燥物料：760公斤        含水 15公斤      水分为17.8％

 石  灰：  30公斤

压制过程中的水分损失          90公斤  成品水分约为8.8％

在上述各配方中都可添加或混合石灰。同样，在配方5中也可以 取消石灰。一般来说，石灰的混合数量为所要混合物料重量的3％。

添加30％的碱水可以代替上述的石灰。

按照本发明的权利要求9的设备，可以实施本发明的方法，这种 设备十分简单，只要通过简单地布置和安装市场上可以得到的装置即 可构成。

按照本发明的设备，其各种有益的改进已描述在从属权利要求 10～15中。

通过本发明可以获得的进一步效果如下：

一.适合于生热目的，并以一种不易被利用或根本不能被利用的 方式存在于自然界中的各种低、中、高水分含量的生物量能够被转变 成固体生热产品，这种产品的水分含量可以按需要进行控制，并且这 种产品可以被贮存和商业性利用。

二.各种水分含量相差很大的湿状物料能够被立即压制，并可含 各种成分。    

三.湿状物料可不用机械干燥设备或延长贮存时间进行预干燥， 就能够被细粉碎到压制所要求的粒度。

四.大的、松散的湿状物料不用单独进行腐蚀处理，就能够提高 其能量密集度。

五.污泥不需要预干燥，就能够被压制成——特别是一种生热产 品。

六.容易腐烂的生物量能够变成不用加热处理即可贮存的硬固生 热产品，这种产品可以用在各种固体燃料炉上，甚至可以用在由负载 控制的全自动锅炉上。

七.来自污水处理厂的污泥不用消耗大量能量，就能够转变成干 燥固体燃料。

另外，本发明通过将过去一直被丢弃的若干种生物量与干燥物料 一起混合，或者通过将这些生物量相互混合后再与干燥物料一起混合， 能够从这些生物量中回收新原料，从而生产出一种具有美感的燃料， 这种燃料在进一步使用时能保持一定的稳定性。按照本发明这种将湿 状物加工成一种代用燃料的方法是对处理废物和节省能源的一个重要 贡献，可以有益于整个社会。在具有适宜加热设备的场所，如自己管 理加热设备的学校、浴池、行政机关，使用按照发明所生产的代用燃 料、在某种意义上，可以防止燃料危机，有良好的经济效益。

现在根据附图所示的最佳实施例对本发明进行描述。

图1是从湿状有机废物中生产压制块的流程图；

图2是变型产品的流程图；

图3是压制块混合比表格；

图4是用本发明的方法制造的压制块的透视图；

图5和图6表示的是压制块的归垛方法；

图7表示的是压制块后续处理的堆放方法；

图8表示的是成品压制块的贮存方法。

送到贮仓1中的未加工废物2，如湿状木材、灌木等，由输送装 置3(没有详细画出)送到初粉碎装置4中，切成碎屑或薄片，然后 由输送装置5送到筒仓6中。与此同时，来自植物园、农业或公园的 小粒度废物7绕过初粉碎装置4也加到筒仓6中。筒仓6安装有卸料 和计量装置(没有画出)，该装置通过输送装置9使物料均匀、连续 地喂入进行细粉碎的次粉碎装置中。

次粉碎装置11是市场上可以买到的、带有孔径为8毫米分级筛 面的锤式粉碎机，冲击式破碎机或重力锤式粉碎机。次粉碎的目的是 使来自筒仓6中经过初破碎的物料的粒度和来自筒仓6中的小颗粒物 料的粒度最终达到8毫米左右。

干燥的片状或纤维状或层片状物料14从筒仓12中排出，由输 送装置13送到次粉碎机中。纤维状物料14的粒度要小于上述的粒 度，以免使粉碎装置11过载。使用纤维状物料14的目的是为了更 多地吸收在粉碎过程中从湿状物料中排除的水分，并使这些水分排出 粉碎装置11。纤维状物料的加入量取决于湿状物料的水分含量。粉 碎机内的水分含量应为15％左右，因为在这一水分含量的情况下， 可以避免粉碎机中的粘结现象。

纤维状物料14最好是通过一种综合加工的办法从废物中得到的 物料。这种综合加工的方法可以是西德专利3105597、西德专 利申请P3614325.1和西德专利申请P3614325.1 及本发明第二个实施例中所述的几种Drfa综合加工方法的任意一 种。纤维状物料14的水分含量为5％左右，这样能够充分地吸收水 分。

次粉碎装置11通过输送装置15与压粒机17和/或压块机 18的送料装置相连。送料装置16可以是物料螺旋推进器。

在筒仓12和送料装置16之间设有一个直接输送装置19，这 样当废物中没有或几乎没有湿状物料时，可以直接压制纤维状物料 14。

在送料装置16前设置一个接收仓21，用于收集从污水处理厂 来的稠状污泥。该接收仓通过输送装置23与送料装置16连接。布 置在输送装置23中间的是混合器24，该混合器24通过输送装置 25也与筒仓12连接。污泥和来自筒仓12的干燥物料在混合器 24内混合在一起，然后送到送料装置16中。混合器24是一种市 场上可以买到的，能连续工作的装置。一个计量装置(没有画出)分 别与各个输送装置(例如9，13、15、19、23、25)在例 如26处相连接，因此，各种物料即来自筒仓6的废物，来自筒仓 12的纤维物料，来自接收仓21的污泥、来自次粉碎装置11的混 合物和来自混合器24的混合物，能够以计量的方式，被分别地或相 互混合地送到送料装置16中，添加剂，诸如石灰、苏打等，通过输 送装置27、28，也是以计量的方式从贮存器29、31中输入到 送料装置16中，然后这些物料由送料装置16送到压制机17、18 中。因此，上述的计量器起作能够调整压制机中物料组分的作用，并 且，这种作用不受次粉碎装置11和混合器24的限制。对于添加剂 的所用，在说明书开头部分已经做了描述。

构成送料装置的物料螺旋推进器16是由长度大约为3米或大于 3米的、在市场上可以买得到的螺旋叶片构成。该推进器使得物料， 包括各种根据需要被加入的添加剂，能够充分彻底地混合。

输入到压粒机17中的物料，在所用受高压作用的压模中，压制 成直径在6～20毫米之间、长度在10～30毫米之间、具有任何 所需尺寸的压制块(颗粒)，在压制过程中，同时产生出摩擦热。

压块机18可以压制尺寸更大的压制块，例如，直径在40～ 100毫米之间、长度在200～300毫米之间的压制块。这种处 理可压缩生物量的方法同上述的方法是一样的。压制机17、18可 同时压制各自的产品。

从压制机17、18出来的压制块送到冷却区或冷装装置中，冷 却到周围的环境温度，使在温热条件下仍是软质的压制块硬化。

冷却装置32同样也可以在市场上买到。当压制块冷却后，可以 贮存和/或打包和/或送往消耗装置(燃烧装置)。

离开本发明设备，处于备用状态的压制块，其水分含量大约在 5～10％，可长期贮存。

参见图2，现在描述本发明第二实施中的每一道工序。 工序：

41：基本物料是来自混合后的工业垃圾或最好是来自民用垃圾。

42：废物的预粉碎和有害金属的分离。

43：物料继续被粉碎到最大颗粒直径小于10毫米。

44：物料进一步烘干脱水，使物料的水分含量为5％。

45：干燥的物料由筛分和空气分级装置分成无机的碎石和有机的

    基本细粒物料。

46：由于预处理的结果，有机干燥的物料变为片状的、层片状的、

    纤维状的和/或颗粒状的，这对后续处理是重要的。

47：用市场上可以买到的重量式或容积式计量装置对干燥物料进

    行称量，然后送到工序61中进行混合。 51～55：这些工序用的是现有污水处理厂的设备和处理工艺，可提供

    含干物质2％的新鲜污泥、含干物质5％的消毒污泥和含干

    物质30％的脱水处理。

56：计量：所需要的污泥(工序53、54、55)被分别地或

    按照所需要成分送到在市场上可以买到的计量装置中，再由

    计量装置提供所需的污泥量到工序61中。

61：采用适当的混合器将污泥和干燥物料混合。这种适当的混合

    器可以是在粗纸板工业上使用的用于粘接刨花的普通双轴式

    或涡轮式混合器。混合器的设计必须保证混合进行的完全、

    彻底，以便使污泥和干燥物料之间的水分含量能够迅速达到

    平衡。

62：这里压制块的成形是在冲压机或挤压机中，以和碎石业中生

    产坯块的同样方式进行的。压制压力最好能够调节，以便保

    证压制块的密度。一般压制模压体或压制块的压力为40～

    70巴。压制压力的大小取决于污泥的种类(工序53、54、

    和55)，以及所选择的混合比(参见图3中表格)。压制块

    的尺寸和形状应满足这样的要求：

  a)能够确保最佳的生物发酵干燥；

  b)能够堆放或归垛，最好是能够在一个底板上。例如一个欧式

    码垛盘(Europallet)上堆放或归垛。这样可以节省存

    存放空间和便于机械运输(见图4～8，其中压制块用标号

    71表示)。    

    现已知道，一个底面大约为250×800毫米高大约为

    200毫米的平行六面体的压制块71能够满足上述要求。

63：堆放：在工序62成形的压制块71用一个归垛装置在所要

    求的底板(例如格栅板72或输码垛盘73上)堆放数层。

    所用的这些装置也是可以在市场上买到的。当归垛和叠放压

    制块71时，必须注意：

  a)空气要能够在压制块之间(间距为A)流动，以便让蒸气排

    出；

  b)当压制块一层一层叠放时，最底层的压制块不能由于所受重

    量而变形(一般可叠放4～5层)。压制块码成的垛74可

    用运输装置，如归垛车，送到生物干燥仓(图7)中。

64：生物干燥：干燥仓的设计最好要保证垛74之间的通风。带

    盖的干燥仓最好是通过一弱减压装置进行通风。在前面所描

    述的条件下，如

    —混合比，

    —要被混合物料的水分含量；

    —压制块的密度和压制压力；

    —有机干燥物料和含有微生物的污泥的混合；

    使得一个有氧发酵处理立即可以进行。

    由于生物发酵处理中产生的自热(在几小时内即可产生)，

    一般在5天内温度可增加到70～80℃。在这个温度范围

    内，使得大量的水分被蒸发。这种处理一直进行到混合在压

    制块内的氧全部被消耗为止。一旦氧被生物体耗尽，发酵处

    理便减退，以致压制块完全冷却。冷却过程(根据试验)一

    般至少要持续4～5天。在冷却过程中，压制块内菌丝体逐

    渐产生，形成真菌。压制块由于其内的真菌生长而得到加强。

    当压制块进一步干燥时，发酵处理将突然中止。随着压制块

    继续干燥和变硬，菌丝体丧失了它的生活环境。由于真菌的

    生长，使得压制块被干燥，并能自己承重。这就使它们可以

    一个放在另一个上。对于来自试验中的处理细节，见图3中

    的表格。

65：贮存：在工序64描述的、由生物干燥法干燥的压制块71

    继续在贮存仓中干燥，以使压制块的水分含量最终达到所要

    求的数值。压制块最终的水分含量及发热量主要由贮存仓决

    定。压制块最终只要贮存在带盖的贮存仓，以防雨淋即可。

66：来自贮存仓(工序65)的压制块可以供给能够使用它的消

    耗装置，并按需要转变成能量。各种燃烧装置，如层燃、沸

    腾燃烧，高温分解和气化等燃烧装置，特别是安装有气体高

    温分解装置的燃烧装置，都适于从上述燃料(压制块)中回

    收热能。

正如在第一实施例中所提到的那样，工序41～46已描述在西 德专利3105597和西德专利申请P3614324.3； P3614325.1中，对此，可以参阅这些说明书。

在本发明的范围内，进一步分离粒状的片状的、层片状的和/或 纤维状的干燥物料，并且只使用层片状的和/或纤维状的干燥物料 (轻的物料)，特别是由有机物组成的层片状的和/或纤维状的物料， 可以有益于：有氧发酵处理。