一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统 |
|||||||
| 申请号 | CN202021677724.7 | 申请日 | 2020-08-13 | 公开(公告)号 | CN212703648U | 公开(公告)日 | 2021-03-16 |
| 申请人 | 西南交通大学; | 发明人 | 杨顺生; 吴岳荣; 储承; 陈钰; 黄芸; | ||||
| 摘要 | 一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统，由 破碎 机、洗涤池、 研磨 机、筛分机、可生化物混合调理池、 厌 氧 消化 罐、干燥机、混料机、 热解 鼓、燃气设备等组成，垃圾破碎后传送至洗涤池进行洗涤，沉淀物分拣出无机成分后与洗涤池上浮物一同送入研磨机，将研磨物料冲洗过筛， 筛上物 烘干后进入混料机， 筛下物 送入混合调理池，待 水 质达到要求后，输入至厌氧消化罐，并生成沼气、沼液和 沼渣 ；沼渣脱水干燥后与上述干燥后的筛上物一同送入热解鼓，热裂解的燃气除去焦油后与上述沼气进入燃气收集利用系统。本实用新型实现垃圾无害化、减量化和资源化，有效提高了垃圾的资源化综合利用率。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统，其特征是，包括， |
||||||
| 说明书全文 | 一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统技术领域[0001] 本实用新型涉及垃圾处理技术，具体来说是城市生活垃圾湿式处理工艺。 背景技术[0002] 目前，世界各国处理生活垃圾的方法主要有三种：填埋、焚烧和堆肥。填埋处理要占用大量土地、排放温室气体，而且长期排放渗滤液，其处理也是一个难题，处理不好就会污染地表水或地下水；焚烧尽管是彻底的稳定化和无害化处理，却要消耗大量的一次能源，并且排放二噁英和温室气体，运行成本较高，一般需要鼓励政策才能运行；堆肥仅限于相关指标符合要求的垃圾，国内的实践证明了堆肥产品的可接受性不佳。 [0003] 这三种工艺，可称为“干式”或“半干式”工艺，无论哪种，都不会往垃圾里加水，而是尽可能降低垃圾的含水率，或者在预处理中去除水分。 [0004] 中国专利文献一“一种垃圾综合处理方法”（CN201810493617.X）：预处理:原生垃圾堆放脱水后与陈腐垃圾混合,筛选破碎；将垃圾分成惰性垃圾、生化垃圾和可燃垃圾；惰性垃圾：填埋处理；生化垃圾：喷洒含生物蛋白酶、好氧发酵处理，将垃圾中的有机物降解后制备有机肥；可燃垃圾：干馏热解处理，并可获得炭黑，实现资源化、无害化处理。 [0005] 中国专利文献二“一种垃圾分解流程”（CN201810643467.6）：包括粉碎加工、消毒杀菌、脱水去水和氧化提取等步骤；粉碎压缩后得到垃圾渣和垃圾混合水；再分别对垃圾渣和垃圾混合水进行消毒杀菌；并对垃圾混合水进行电解获得氢气和氧气，垃圾渣处理得到饲料或肥料。 [0007] 本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种垃圾资源化利用率高的城市生活垃圾湿式工艺处理系统。 [0008] 本实用新型的目的是这样实现的：一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统，包括，[0009] 破碎机：将城市垃圾进行破碎处理，实现松散化； [0011] 研磨机：对洗涤池去除无机成分的沉淀物以及上浮物通过泵入洗涤池的水进行研磨处理； [0012] 筛分机：泵入洗涤池水对研磨后的浆料进行喷水冲洗过筛； [0015] 干燥机：厌氧消化罐排出的沼渣在干燥机内脱水干燥； [0016] 混料机：干燥后的沼渣以及筛分机的筛上物一同送入混料机进行混合； [0017] 热解鼓：是一个可转动密封筒式设备，隔绝氧，经混料机混合后的物料含水率满足要求，输送入热解鼓内，在压力等于或接近常压、温度450～1200℃下热裂解，生成燃气、焦油和焦渣，该燃气经管道输入燃气柜； [0018] 燃气设备：由燃气热水器和燃气热电机组组成；燃气柜经管道与燃气热水器联接，引入调理池的水通过燃气热水器加热后再经管道返回调理池，对池水进行加温；燃气燃烧器与燃气柜经管道联接，燃气经燃气燃烧器燃烧后产生热量对热解鼓内的物料进行加温。 [0019] 沉渣破碎机：对洗涤池捞出的沉淀物进行二次破碎，破碎后的物料再送入清洗机清洗，清洗后的固体即无机残渣外运，清洗水经管道泵入洗涤池或研磨机；清洗机用水由洗涤池的池水经管道及水泵输送。所述厌氧消化罐产出的沼液脱氨后经管道泵入洗涤池。 [0022] 与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点： [0023] 1.从生活垃圾的特性出发，跳出传统处理方法和垃圾分类的思维模式，以水为工艺介质，将垃圾破碎、洗涤，挑出无机成分，得到液相和固相两股待处理的物质流：液相进入厌氧消化流程，生产沼气，沼液循环使用，多余部分作农肥或者处理达标后排放（量很有限）；沼渣进入固相流，在混料机内与其它物料混合后进入热解，产生热解燃气、热解焦渣和焦油，均不会产生二次污染； [0024] 2.无论沼气，或者热解燃气，其成分均属最简单的气体分子，如甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、氨等，燃烧废气处理简洁、稳定达标有保障；燃气驱动热电机组，实现电力和热能自给，电网仅作为备用电源； [0025] 3.本实用新型的两个核心设备是厌氧消化和热解，可以将垃圾的液体和固体完全处理，即使没有条件实施垃圾分类的城市，本实用新型提供同样的处理效果； [0026] 4.本实用新型可作为城市综合处理系统使用，污泥、农牧业废弃物、河道淤泥等，可协同处理。 [0027] 5. 垃圾变废为宝，垃圾资源利用率高。经本工艺处理后，垃圾被转化成了沼气和热解燃气以及固相残渣和焦油以及沼液，沼气和热解燃气用作再生能源，固相残渣和沼液作为农业用肥，焦油有一定的经济价值。本实用新型彻底实现垃圾的无害化、减量化、稳定化和资源化； [0028] 6.由于热解设备的温度达450度以上，所有病原和病毒均被彻底消除，厌氧消化系统也能消除液态介质中的绝大多数病菌，对保障卫生环境质量意义重大； [0029] 7.通过收集再生能源（沼气和热解燃气）实现能量自给，减排效果明显； [0030] 8.可降低垃圾处理的社会总成本。 [0032] 图1是本实用新型工艺设备图。 具体实施方式[0033] 图1示出，一种城市生活垃圾湿式工艺处理系统，包括， [0034] 破碎机1：将城市垃圾进行破碎处理，实现松散化； [0035] 洗涤池2：破碎后的垃圾进入池内并通过池内搅拌设备进行翻动洗涤，捞出洗涤后的沉淀物，分检出无机成分后的沉淀物与洗涤时打捞出的上浮物一并送入研磨机3； [0036] 研磨机3：对洗涤池去除无机成分的沉淀物以及上浮物通过泵入洗涤池的水进行研磨处理； [0037] 筛分机4：泵入洗涤池水对研磨后的浆料进行喷水冲洗过筛； [0038] 可生化物混合调理池5：筛分机处理后的筛下物经皮带输送机送入调理池，可在池内投入污泥和种植养殖废液类物质调节温度，处理至水质COD和SS等指标达到工艺要求（这里所述的“处理至水质COD和SS等指标达到工艺要求”是指洗涤过程中不断有污染物进入水中，浓度越来越高，高到一定程度才可进入下一步厌氧消化，太稀的水不宜进入消化罐。向调理池内投加污泥等，是个选项，是否投加，各地根据自身情况决定）； [0039] 厌氧消化罐6：密封的罐体内设有搅拌器和加热器，调理池的出水泵入厌氧消化罐，其中的有机成分在罐内被降解产生沼气以及沼渣，沼气经管道输入燃气柜11；罐内加热方式较多，电加热只是其中一种。因为本实用新型本身产燃气，燃气燃烧产热，自然可用于罐内加热。 [0040] 干燥机7：厌氧消化罐6排出的沼渣在干燥机内脱水干燥； [0041] 混料机8：干燥后的沼渣以及筛分机的筛上物一同送入混料机进行混合； [0042] 热解鼓9：是一个可转动密封筒式设备，隔绝氧，经混料机混合后的物料含水率满足要求，输送入热解鼓内，在压力等于或接近常压、温度450～1200℃下热裂解，生成燃气、焦油和焦渣，该燃气经管道输入燃气柜11； [0043] 燃气设备12：由燃气热水器和燃气热电机组组成；燃气柜经管道与燃气热水器联接，引入调理池5的水通过燃气热水器加热后再经管道返回调理池，对池水进行加温；燃气燃烧器与燃气柜经管道联接，燃气经燃气燃烧器燃烧后产生热量对热解鼓内的物料进行加温。燃气热水器和热电机组均产热，分配到调理池、厌氧消化罐、热解鼓。必须有热电机组，因为要发电。 [0044] 燃气设备12：由燃气热水器和燃气热电机组（因为需要电力，这里热电机组会提供一部分热，但是热效率比热水器低。一般可以将热水器和热电机组的热拉通使用，分别供应给调理池、厌氧消化罐和热解鼓）组成；燃气柜经管道与这两种燃气设备联接，引入调理池5的水通过燃气热水器加热后再经管道返回调理池，对池水进行加温；燃气燃烧器与燃气柜经管道联接，燃气经燃气燃烧器燃烧后产生热量对热解鼓内的物料进行加温。 [0045] 还具有沉渣破碎机2.1：对洗涤池捞出的沉淀物进行二次破碎，破碎后的物料再送入清洗机2.2清洗，清洗后的无机残渣外运，清洗水经管道泵入洗涤池或研磨机；清洗机用水由洗涤池的池水经管道及水泵输送。（提示：骨头也属于清洗后的固体，但是不用清除，可以作为热解原料进入混料池，仅仅清洗后的无机成分需要外运，如餐具碎片等）[0046] 厌氧消化罐6产出的沼液经脱氨处理后再经管道泵入洗涤池2。 [0047] 厌氧消化罐6内设有温度传感器、液化传感器、有机酸浓度传感器、pH值传感器以及物料浓度传感器。 [0048] 垃圾运抵后首先破碎之，主要是将垃圾切碎，包括将包袋撕破、捆扎绳等切碎。随后倒进洗涤池，池内有循环水和搅拌设施，将污染物溶入洗涤水。比重较大的成分沉底，取出餐具碎片等，其余部分（如骨头）破碎。洗涤后再取出无机成分，其余部分与被打捞出水的漂浮物混合研磨，各种有机物料（如餐厨成分等）被磨成浆状，此后过筛；筛上物主要是高分子材料（如塑料袋），经沥水后进入混料机；筛下物经过调理（升温）后进入厌氧消化罐生产沼气，在该环节可以投加市政污泥、餐厨垃圾、园林垃圾等生物质。沼气经过净化处理（脱硫、脱硅）后进入储气柜。消化液排出后脱水，形成沼液和沼渣，前者经过脱氨回用到洗涤池，多余的沼液可用作农肥；沼渣经干燥处理将含水率降到特定值、进入混料机，与前述高分子材料混合后，进入热解设备。热解产物包括热解燃气、焦油和焦渣（残渣），燃气经净化后进入储气柜，焦油产量有限但是有附加值，要收集；焦渣是多孔结构的固相产物，具有一定活性炭性质，已经彻底惰性化、无害化，外运。 [0049] 混合燃气驱动热电机组和热水器发电发热，或驱动锅炉产热，或作为燃气热水器的燃气，产生热水供调理池水升温用，或通过电加热器加热调理池水温。电力自用，所产热有三个用途：预热物料，使之进入厌氧消化罐之前达到一定的温度；给厌氧消化罐加热和维持温度；给热解鼓加热和维持温度。 [0050] 本实用新型涉及一种新型的城市生活垃圾湿式工艺处理系统，处理效果不受含水率高低的影响，而是将水作为污染物载体和工作介质，贯穿工艺流程。具体讲，就是在垃圾运抵后，首先进行破碎，破碎设施能将垃圾包装袋撕破、将困扎绳索剪断、将大块垃圾（如硬塑料、金属、玻璃、餐具、骨头、砖瓦等）打碎。控制洗涤池水的流态，使垃圾在水中充分翻动洗涤，高分子等漂浮物上浮、密度较大的成分沉淀，污染物以溶解态或者悬浮态保持在水中。目的是将包装袋、绑扎带、混合垃圾等处理成较小尺寸并且实现松散化，随后将其输送到水池洗涤，实现三个目的：其一，可溶性污染物进入液相，即洗涤水；其二，固形生物质、高分子材料等比重较轻的成分上浮到水面，被打捞出水，经研磨后，再用网筛喷洗分选，磨成浆状的成分进入液相，筛上物经过沥水烘干（晾干）后进入混料机；其三，比重较大的成分沉淀到池底，将其收集后再次破碎并用水冲洗，分拣出无机残渣，无机残渣在此离开处理流程，清洗水和其它组分与漂浮物混合后进入研磨处理段；从洗涤池打捞出水的漂浮成分与沉淀物清洗水混合后进入研磨段，普通有机污染物在此被研磨成浆状。 [0051] 液相经调理后进入厌氧消化罐，生产沼气。从消化罐排出的消化液经脱水形成沼液和沼渣。沼液经脱氨处理后进入洗涤池循环使用，亦可作为植物水培液使用；沼渣经干燥处理后进入混料机与网筛喷洗分选物，混合均匀后进入热解段。热解处理的生成物为热解燃气和残渣，并有少量热解焦油。 [0052] 沼渣含水率可达到85%以下，进一步干燥后含水率降到50%以内。干燥后的沼渣与上述筛上物一同进入混料机8，调整总含水率和温度后进入热解鼓9；干燥沼渣亦可作为植物种植基进行沼渣利用7.3。 [0053] 混合调理池的水质（主要是温度、COD和SS等浓度指标）满足一定指标要求后才能输送到厌氧消化罐，水质指标和一次输送量根据厌氧消化罐的接收能力确定。经过厌氧消化处理后，一部分有机质转化成沼气，消化物料被排出消化罐并脱水，形成沼液和沼渣。沼液经过脱氨回到洗涤池，形成闭路循环。遇到垃圾携带水分较多的情况，需要排出一部分沼液，在专门的流程对其进行处理或作农肥； [0054] 脱水沼渣呈固态，具有一定的含水率，进入混料机，与其它物料混合、调节含水率等参数后进入热解段。热解段的主要设备是可转动筒式热解鼓，工作时呈密闭状态，隔绝氧。鼓内温度400 1200度，压强是某个设定的工作压强。物料在鼓内停留期间，复杂分子转~化成简单分子，其中气相产物有一定的热值，属于再生能源，随时被抽出，经过净化后进入储气利用系统。固相产物是多孔的残渣。物料在热解鼓内的停留时间就是热解过程所需时间，与进料特性有关。该过程完成后排出残渣和少量的水分，排渣方式可以是连续或者序批式； [0055] 洗涤水基本处于闭路循环状态，不向外排放废水，具体做法是：将沼液的氨含量降低到一定浓度后回到前端洗涤池，既能减少或避免废水外排，有能及时为垃圾成分接种，提高厌氧消化系统的效率。同时，由于沼液温度较高，有利于提高洗涤池的分离效率，这个循环有利于控制整个系统的能耗； [0056] 在洗涤池出水口前设置一个隔油装置，以控制进入厌氧消化罐的油脂的浓度； [0057] 可以在混合调理池投加其它生物质如污泥、种植养殖废物等。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈