CN101332465A

CN101332465A - 城市生活垃圾综合处理并生产rdf的方法及装置

Info

Publication number: CN101332465A
Application number: CNA2008100622112A
Authority: CN
Inventors: 陈世金
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2008-12-31

Abstract

本发明提供了一种城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法及装置，属于环保技术领域。它解决了现有城市生活垃圾综合处理方法容易造成二次污染、利用率低等问题。本城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法包括以下步骤：A.分选、筛分；B.生产有机粉肥；C.生产RDF；该快速发酵装置包括一个支架和一个呈圆筒状的滚筒，支架上设有能使滚筒转动的动力机构，滚筒与支架之间设有能使滚筒相对于支架沿其轴向转动的支撑结构，滚筒内侧具有若干块呈螺旋状分布的挡板，滚筒的一端具有进料口，滚筒的另一端具有出料口。本城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法及装置具有设计合理，流程简单，成本较低、使用稳定性高、工作效率高的特点。

Description

城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法及装置

技术领域

本发明涉及城市生活垃圾的处理方法，尤其涉及城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法以及在处理过程中采用的装置，属于环保技术领域。

背景技术

我国城市生活垃圾处理水平还比较低，目前，城市生活垃圾的处置方式主要还是以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋是消纳城市生活垃圾的处理方式，如焚烧残渣、堆肥剩料的处理等。城市生活垃圾填埋方法的优点是投资少、费用低，但缺点也很明显。填埋方法占用大量的土地，可能会造成地下水污染，并且垃圾堆放过程中会产生易燃气体，容易发生火灾。在建设垃圾处理厂时，垃圾处理厂必须要有隔层设施，防止垃圾渗滤液污染地下水，同时必须要对垃圾中有机物腐化分解产生的气体进行处理。

焚烧是一种比较有效的垃圾处理方法，减量化和资源化效果十分明显。垃圾中的可燃成分在焚烧炉内与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，得到的固定残渣量少，并且性质稳定。垃圾焚烧处理可使生活垃圾体积减少95％，重量减轻75％，仅将灰渣与其他的不可燃物作填埋处理，可以减少垃圾填埋量、节省土地资源。此外，焚烧设施经过改进，能够供电、供热。在焚烧时，垃圾中含有的细菌、病源微生物等被完全消灭。焚烧的缺点是焚烧设施投资费用高，并且在垃圾焚烧过程中要排放含有二恶英等对大气环境有污染的烟气，产生二次污染，如果这些气体直接排入环境，会对大气环境和人体健康造成极大的危害。

堆肥处理是将垃圾中的易腐有机物转化为有机营养物质，作为肥料或土壤改良剂。原理是依靠广泛分布于自然界中的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的条件下有控制地促进有机物(能够被微生物降解)向稳定的腐殖质转化的生物学过程。堆肥过程中的高温发酵可以基本使垃圾中的致病菌、寄生虫卵被杀死，消除了病菌的传播。这样，城市生活垃圾堆肥处理能把垃圾变成有机肥料，达到了资源化的要求，还促进了自然界物质良性循环。但是堆肥对垃圾的成分要求比较高，由于垃圾的成分复杂，必须对垃圾成分进行控制，否则堆肥的质量难以保证。若用于农田施肥，不仅不能变废为宝，还会破坏土壤的生态环境，污染环境。

以上单一的城市垃圾处理方法都各有优点和缺点，因此现有技术中会常常采用综合处理的方法，以达到无害化、资源化、减量化原则。如中国专利申请(CN1935400A)城市生活垃圾综合处理方法，该方法包括破袋处理，人工粗分，粗分后将垃圾输送到多功能滚筒筛进行筛分，通过一次发酵、二次筛分和二次发酵形成细颗粒有机肥，该方法虽然能够将城市生活垃圾进行简单的综合处理，但是对于城市生活垃圾中的有害生活垃圾没有经过无害化处理，会造成二次污染，此外对于整个城市生活垃圾中筛下物只是经过简单的填埋或制砖，利用不充分。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术城市生活垃圾处理过程中所存在的上述问题，提供一种城市生活垃圾综合处理方法，该方法利用各种城市生活垃圾的性质，进行综合处理，从而达到城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化的原则。

本发明的另一个目的在于提供在上述城市生活垃圾综合处理方法中生产生活垃圾衍生燃料(RDF)的装置。

本发明的上述目的可通过以下技术方案得以实现：一种城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，该方法包括以下步骤：

A、分选、筛分：将城市生活垃圾通过给料、输送方式将城市生活垃圾送至人工分拣平台，在人工分拣平台上分别分选出包括石头、砖块、玻璃、金属，然后通过筛分机破袋筛分得到一次筛上物和一次筛下物；

B、生产有机粉肥：将经过筛分机破袋筛分得到的一次筛下物输送至发酵装置中，在温度为60～80℃的条件下发酵2小时以上，发酵后通过筛分机筛分出有机粉肥和二次筛上物，其中二次筛上物待用；

C、生产RDF：将经过筛分机破袋筛分得到的一次筛上物通过磁选，磁选后输送至破碎机进行粗破碎，粗破碎后的物料和所述的二次筛上物经过细破碎机进行细破碎，然后通过挤压成型、烘干后得到RDF。

本发明的处理方法符合城市生活垃圾处理“无害化”、“减量化”和“资源化”的原则，其中分选出来的石头、砖块等可以作为建筑材料，而分选出来的玻璃、废金属等城市生活垃圾可以重新回收利用，也可以作为废旧物资出售、增加经济效益。

通过筛分机破袋筛分得到的一次筛下物中有机粉肥的含量较多，可用于后熟堆肥生产有机肥料充分利用。但有机肥料受到肥效和有害物质的限制，往往产物不充分，如此堆肥不但难以实现垃圾资源化，反而会因二次污染而成有害化，本发明通过快速发酵装置可对经破袋筛分后的一次筛下物在快速发酵装置进行杀灭致病菌、虫卵等无害化处理，使制备的有机粉肥可直接安全回归土地，用于绿化、旱地作物等作为基肥，不仅安全、有效的处理城市生活垃圾，还可以带来资源化效益。

本发明的方法中得到的一次筛上物和二次筛上物主要是一些纺织物，废塑料、废纸、植物枝叶等，这些物料热量较高，可以制作成垃圾衍生燃料(RDF)，原因是具有一定热值的生活垃圾本身是一种固体燃料，但不是一种很理想的燃料，本发明将城市生活垃圾进行固体燃料化，加工成热值更高、更稳定且便于贮存运输的垃圾衍生燃料(RDF)，从而真正实现了生活垃圾处理的“无害化、资源化”的原则。在生产垃圾衍生燃料(RDF)过程中首先要对一次筛上物进行磁选，不仅可以回收利用铁、钢等金属材料，而且不会影响垃圾衍生燃料(RDF)的热量；磁选时所采用的磁场为现有技术普通的磁选机采用的铁氧体磁场。

在上述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法中，步骤A中分选步骤前将城市生活垃圾送入到垃圾库中存放并发酵，使城市生活垃圾的含水率降至40％以下。发酵时间根据垃圾含水量的情况在3～7天左右。

在上述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法中，作为优选，步骤B中所述的发酵温度为65～75℃，发酵时间为2～24小时。在上述的发酵温度和时间范围内可以更加有效的杀灭致病菌、虫卵等有害成分，首先实现了生活垃圾的无害化，并得到具有一定价值的有机粉肥。

在上述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法中，步骤B发酵后的物料还经过磁选过程。本发明对发酵后的物料经过磁选，不仅可以回收利用铁、钢等金属材料，而且不会造成二次污染，影响有机粉肥的营养成分；磁选时所采用的磁场为现有技术普通的磁选机采用的铁氧体磁场。

在上述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法中，步骤C中所述的一次筛上物粗破碎为剪切破碎，剪切破碎后的物料粒径小于5cm。将一次筛上物进行粗破碎并粗破碎后物料粒径要小于5cm，并便于混合和进一步细破碎及RDF挤压成型。

在上述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法中，步骤C中所述的细破碎后的物料粒径小于2cm的不低于85％。通过将粗破碎后的物料细破碎并细破碎后物料粒径要小于2cm的不低于85％，同时无大于5cm粒径的物料，以保证较好的挤压成型，以便得到直径在2cm左右的棒状垃圾衍生燃料(RDF)。

本发明还提供了一种上述方法中所使用的快速发酵装置，该快速发酵装置包括一个支架和一个呈圆筒状的滚筒，其特征在于，所述的支架上设有能使滚筒转动的动力机构，所述的滚筒与支架之间设有能使滚筒相对于支架沿其轴向转动的支撑结构，所述的滚筒内侧具有若干块呈螺旋状分布的挡板，所述滚筒的一端具有进料口，滚筒的另一端具有出料口。

动力机构带动滚筒转动过程中，通过支撑结构使得滚筒始终是相对于支架沿其轴向旋转的。垃圾筛下物由进料口输入至滚筒内，滚筒旋转过程中通过其内的若干挡板使得垃圾筛下物在滚筒内能得到发酵。由于进料口与出料口之间具有较长距离，垃圾筛下物由进料口进入出料口的过程中就会得到充分的发酵，经充分发酵的垃圾筛下物再由出料口处排出。

在上述的快速发酵装置中，所述的支撑结构为位于滚筒两侧的轴承，轴承内圈与上述的支架固连，轴承外圈与滚筒外侧相接触。在轴承的作用下可对滚筒进行支撑，同时，使得滚筒可相对于支架自由转动。

在上述的快速发酵装置中，所述的动力机构为固连在机架上的电机和固连于滚筒外侧的齿牙，电机转轴上固连有齿轮且齿轮与齿牙相啮合。电机运转过程中齿轮随着转动，齿轮转动过程中就可带动齿牙，即带动滚筒转动。

在上述的快速发酵装置中，所述的滚筒内还设有加热机构。通过加热机构使得滚筒内保持较高的温度，利于垃圾筛下物发酵。

在上述的快速发酵装置中，所述加热机构为设于滚筒内的电热件，电热件通过导线与电源相连接。通电后，电热件就会发热，使得滚筒内具有较高的温度。

在上述的快速发酵装置中，所述的电热件处设有风扇。风扇运转过程中就可使滚筒内的各个部位均具有较高的温度。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明的处理方法达到了城市垃圾综合化处理的目的，从而实现了城市生活垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的最优化原则，处理过程中所分选出的物料可充分回收利用，所生产的有机粉肥可用于基肥；所生产的垃圾衍生燃料可直接供燃煤电厂等的燃料。

2、本发明的处理方法不仅实现了城市垃圾综合化处理的目的，而且可生产出具有高热量的垃圾衍生燃料(RDF)，该垃圾衍生燃料的热值可以达到12500～17500kj/kg。

3、本发明的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法工艺设计合理，流程简单，成本较低，可实现了城市生活垃圾“无害化、减量化、资源化”综合处理的目的。

4、本快速发酵装置只由滚筒和支架等组成，因此结构简单，成本较低。同时，在电热件的作用下使得滚筒内具有较高温度，使得垃圾筛下物能够得到充分的发酵，而且在具体使用过程中垃圾筛下物可连续的由进料口处送入，而不需要停机。因此，它的使用稳定性较高、工作效率较高。

附图说明

图1是本发明的快速发酵装置的主视结构示意图。

图2是本发明的快速发酵装置的局部剖视结构示意图。

图3是本发明的快速发酵装置的侧视结构示意图。

图4是本发明的快速发酵装置中齿轮与齿牙的啮合结构示意图。

图5是实施例1所述方法的工艺流程图。

图中，1、支架；2、滚筒；21、齿牙；22、进料口；23、出料口；3、轴承；4、电机；5、齿轮；6、挡板；7、电热件；8、风扇。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2和图3所示，本快速发酵装置包括一个支架1和一个呈圆筒状的滚筒2，滚筒2的两侧设置有两排轴承3，轴承3的内圈与支架1固连，轴承3外圈与滚筒2外侧接触。

如图2和图4所示，在支架1上固连有电机4，电机4的转轴上固连有齿轮5，滚筒2外侧固连有齿牙21，且齿轮5与齿牙21相啮合。

在滚筒2内具有若干块挡板6，挡板6呈螺旋状分布于滚筒2内侧。滚筒2的一端具有进料口22，滚筒2的另一端具有出料口23。

在滚筒2的出料口23处设有一电热件7，电热件7通过导线与电源相连。在电热件7处还设有风扇8。

电机4运作过程中，通过啮合的齿轮5与齿牙21带动滚筒2沿其轴向转动。此时，由进料口22输入的滚筒2内垃圾筛下物在挡板6的作用下，使得垃圾筛下物能均布于滚筒2内的各个部位处。同时，在风扇8和电热件7的作用下使得垃圾筛下物在滚筒2内得到充分的发酵。

另外，滚筒2是轴向固定在支架1上的，也就是说滚筒2不会沿其轴向窜动。本实施例中，滚筒2外侧固连有呈环状凹入的定位件，支架上具有与定位件相匹配的卡件，且卡件嵌于定位件中，通过这样的方式使得滚筒2能够自由转动但不能沿其轴向移动。

本城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法的实施例如下所示：

实施例1

A、分选、筛分：将城市生活垃圾送入到垃圾库中存放并发酵3～7天，使城市生活垃圾的含水率降至40％以下，将生物处理后的垃圾通过输送机给料、输送方式送至人工分拣平台，在人工分拣平台上分选出石头、砖块等用于建筑回填材料，玻璃、废金属等作为废旧物资出售，然后由输送机输送至破袋筛分机处筛分得到主要是一些纺织物、废塑料、废纸、植物枝叶等一次筛上物和有机粉肥含量较多的一次筛下物。

B、生产有机粉肥：将经过破袋筛分机筛分得到的一次筛下物通过输送机输送至快速发酵装置中，在温度为80℃的条件下发酵2～5小时，发酵后经过磁选机在铁氧体磁场中磁选出细小的废铁等金属材料回收利用，然后通过普通筛分机筛分出有机粉肥和二次筛上物，其中有机粉肥直接回归土地，用于绿化、旱地作物做基肥，二次筛上物输送到细破碎机中细碎。

C、生产RDF：将经过筛分机破袋筛分得到的一次筛上物经过磁选机在铁氧体磁场中磁选出细小的废铁等金属材料回收利用，磁选后输送至剪切破碎机进行粗破碎，破碎后使物料粒径小于5cm。粗破碎后物料经过细破碎机进行细破碎，细破碎后的物料和二次筛上物物料粒径小于2cm的不低于85％，同时无粒径大于5cm的物料。然后通过挤压机挤压成型，并在室温下烘干后得到较稳定且便于贮存运输的直径在2cm左右的棒状垃圾衍生燃料(RDF)，上述制备方法的工艺流程图如图5所示；此外对制备的垃圾衍生燃料(RDF)的热量进行检测后，热量在12500～17500kj/kg之间，可直接供燃煤电厂等作燃料用。

实施例2

经过破袋筛分机筛分得到的一次筛下物通过输送机输送至快速发酵装置中发酵温度为70℃，发酵时间为5～15小时，其它工艺流程同实施例1，不再赘述，制备的垃圾衍生燃料(RDF)的热量在12500～17500kj/kg之间。

实施例3

经过破袋筛分机筛分得到的一次筛下物通过输送机输送至快速发酵装置中发酵温度为65℃，发酵时间为15～24小时，其它工艺流程同实施例1，不再赘述，制备的垃圾衍生燃料(RDF)的热量在12500～17500kj/kg之间。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、支架；2、滚筒；21、齿牙；22、进料口；23、出料口；3、轴承；4、电机；5、齿轮；6、挡板；7、电热件；8、风扇等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1、一种城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，该方法包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，其特征在于，步骤A中分选步骤前将城市生活垃圾送入到垃圾库中存放并发酵，使城市生活垃圾的含水率降至40％以下。

3、根据权利要求1或2所述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，其特征在于，作为优选，步骤B中所述的发酵温度为65～75℃，发酵时间为2～24小时。

4、根据权利要求1或2所述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，其特征在于，步骤B发酵后的物料还经过磁选过程。

5、根据权利要求1或2所述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，其特征在于，步骤C中所述的一次筛上物粗破碎为剪切破碎，剪切破碎后的物料粒径小于5cm。

6、根据权利要求1或2所述的城市生活垃圾综合处理并生产RDF的方法，其特征在于，步骤C中所述的细破碎后的物料粒径小于2cm的不低于85％。

7、一种快速发酵装置，该快速发酵装置包括一个支架(1)和一个呈圆筒状的滚筒(2)，其特征在于，所述的支架(1)上设有能使滚筒(2)转动的动力机构，所述的滚筒(2)与支架(1)之间设有能使滚筒(2)相对于支架(1)沿其轴向转动的支撑结构，所述的滚筒(2)内侧具有若干块呈螺旋状分布的挡板(6)，所述滚筒(2)的一端具有进料口(22)，滚筒(2)的另一端具有出料口(23)。

8、根据权利要求7所述的快速发酵装置，其特征在于，所述的支撑结构为位于滚筒(2)两侧的轴承(3)，轴承(3)内圈与上述的支架(1)固连，轴承(3)外圈与滚筒(2)外侧相接触。

9、根据权利要求8所述的快速发酵装置，其特征在于，所述的动力机构为固连在机架上的电机(4)和固连于滚筒(2)外侧的齿牙(21)，电机(4)转轴上固连有齿轮(5)且齿轮(5)与齿牙(21)相啮合。

10、根据权利要求7或8或9所述的快速发酵装置，其特征在于，所述的滚筒(2)内还设有加热机构，所述加热机构为设于滚筒(2)内的电热件(7)，电热件(7)通过导线与电源相连接。