CN102513331B - 等离子体生活垃圾处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等离子体生活垃圾处理方法，需处理的生活垃圾通过进料单元进料后进行破袋机破袋，破袋出料时通过风力按比重将重质料和轻质料分离，对分离出的轻质料进行破碎、有机纤维膨化，对分离出的重质料进行破碎后通过磁分选分离出磁性金属，然后将分离出磁性金属后的经过破碎的重质料与破碎、膨化后的轻质料进行混合，混合后的物料进入等离子体单元进行无害化处理，处理后的物料通过装箱外运。本发明一种等离子体生活垃圾处理方法，它实现生活垃圾处理的连续安全工作，形成的无害化物料质量稳定，处理效果好，确保了设备运行环境的清洁，管理维护十分方便，工作过程中没有异味溢出，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体生活垃圾处理方法。
背景技术
我国目前城市年产垃圾量约1亿3千万吨左右，并以每年7%～9%的速度递增。全国665座大中城市，有70%的城市陷入垃圾围城的困境，全国生活垃圾填埋堆存的土地面积已达5亿多平方米，巨量宝贵的国土资源被侵占污染。
城市生活垃圾来自人类日常生活的废弃物,它的组合成份于主要有：废塑料、金属、电池、电路板、打火机、橡胶、布、厨余物、果皮果核、尘土、污泥、玻璃、陶瓷、废纸、药渣、木质制品、粪类、禽尸畜尸、建筑垃圾等。可以分成有机类和无机类。
目前生活垃圾的处理方式主要有：填埋方式、堆肥方式、焚烧和焚烧发电。这些方式都存在着很多的弊端：填埋实属于污染物搬家，治标不治本，产生恶臭气体污染大气，甲烷气体易发生中毒、爆炸等危害，渗滤液中重金属及有毒有害有机污染物、病毒病菌渗入地下水后,造成水资源严重污染；焚烧（包括垃圾焚烧发电）：实质上是一种污染转移，形成大量的固体悬浮物造成灰霾，焚烧过程产生大量的副产物，产生的“二恶英” 是公认的致癌物，且其绝大部份的副产物已在侵袭着人们的健康，所以预警原则主张应该要避免垃圾焚烧。堆肥导致肥产品有害成份重金属严重超标，制肥过程中碳、氮等营养成份经长时间挥发损失量大，肥料品质不稳定,肥效低。多种物余料留在肥料中带来对土壤的污染和农作物的危害，且制肥过程中排放恶臭、滋生大量的蚊蝇和杂菌会导致疾病传播。由以上多种原因，肥产品难以出售，还要作填埋及焚烧处理。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种等离子体生活垃圾处理方法，其技术构成简单，投资小，处理效果好，管理维护方便，处理过程中不排放废水和废气。
本发明的目的是这样实现的：一种等离子体生活垃圾处理方法，其特点是：需处理的生活垃圾通过进料单元进料后进行破袋机破袋，破袋出料时通过风力按比重将重质料和轻质料分离，对分离出的轻质料进行破碎、有机纤维膨化，对分离出的重质料进行破碎后通过磁分选分离出磁性金属，然后将分离出磁性金属后的经过破碎的重质料与破碎、膨化后的轻质料进行混合，混合后的物料进入等离子体单元进行无害化处理，处理后的物料通过装箱外运，作为后期资源化产品的原料，生活垃圾在破袋过程中产生的污水经收集后进行污水处理，处理后的污水达到要求后进行回用。
所述等离子体单元包括机架，所述机架上设置有机头和机尾，所述机头与机尾之间设置有等离子体发生器，所述等离子体发生器包括外壳、等离子发生电极和物料筒，物料筒位于外壳内部，等离子发生电极位于外壳和物料筒之间，物料筒与等离子发生电极之间设置有支撑件I，等离子发生电极与外壳之间设置有支撑件II，所述外壳外部设置有等离子电源，所述等离子电源与等离子发生电极相互连接，所述外壳中部套装有从动轮，外壳下方设置有电机，所述电机输出端连接设置有主动轮，所述主动轮与从动轮相互啮合，所述机头前端设置有进料管，所述进料管穿过机头与物料筒相连通，物料筒后端设置有出料喇叭，机尾底部设置有出料口。
所述机头与外壳之间设置有密封件II，机尾与外壳之间设置有密封件I，出料口下方设置有小车，小车上设置有手柄。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种等离子体生活垃圾处理方法，它可实现生活垃圾处理的连续安全工作，形成的无害化物料质量稳定，处理效果好，实现了对物料的重金属钝化和品质调节，满足了后期物料的资源化产品生产的需要，而且大部分处理过程都处于一密封空间内，确保了设备运行环境的清洁，管理维护十分方便，工作过程中没有异味溢出，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种等离子体生活垃圾处理方法的工艺流程示意图。
图2为图1中等离子体单元的结构示意图。
其中：
破碎后物料1
进料管2
机头3
等离子电源4
主动轮5
机架6
电机7
小车8
手柄9
出料口10
处理后的物料11
出料喇叭12
机尾13
密封件I14
等离子发生电极15
从动轮16
外壳17
物料筒18
支撑件I19
支撑件II20
密封件II21。
具体实施方式
参见图1，本发明涉及一种等离子体生活垃圾处理方法，需处理的生活垃圾通过进料单元进料后进行破袋机破袋，破袋出料时通过风力按比重将重质料（无机物为主）和轻质料（有机物为主）分离，对分离出的轻质料进行破碎、有机纤维膨化，对分离出的重质料进行破碎后通过磁分选分离出磁性金属，将分离出的磁性金属灭菌后进行资源化利用，然后将分离出磁性金属后的经过破碎的重质料与破碎、膨化后的轻质料进行混合，混合后的物料进入等离子体单元，在该环节对混合物料进行无害化的灭菌、毒性物质分解，实现对处理后物料的无菌、重金属钝化和物料内在品质的调节，满足后期物料的资源化产品生产的需要，将处理好的物料通过装箱外运，作为后期资源化产品的原料。如果运输距离较远的，亦可增加压缩包装工序。
生活垃圾在破袋等过程中产生的液体经收集后进行污水处理，主要通过现有技术实现，如絮凝法、等离子体水处理法、膜技术等，实现灭菌、降解有机物、脱色和除臭的效果，达到回用要求后作为清洗及垃圾无害化处理后资源化产品生产过程用水，回用水不足部分另补新水，以满足生产的需要。
等离子体单元的结构如图2所示，它包括机架6，所述机架6上设置有机头3和机尾13，所述机头3与机尾13之间设置有等离子体发生器，所述等离子体发生器包括外壳17、等离子发生电极15和物料筒18，物料筒18位于外壳17内部，等离子发生电极15位于外壳17和物料筒18之间，物料筒18与等离子发生电极15之间设置有支撑件I19，等离子发生电极15与外壳17之间设置有支撑件II20，所述外壳17外部设置有等离子电源4，所述等离子电源4与等离子发生电极15相互连接，所述外壳17中部套装有从动轮16，外壳17下方设置有电机7，电机7固定安装于机架6上，所述电机7输出端连接设置有主动轮5，所述主动轮5与从动轮16相互啮合，机头3与外壳17之间设置有密封件II21，机尾13与外壳17之间设置有密封件I14，机头3前端设置有进料管2，所述进料管2穿过机头3与物料筒18相连通，物料筒18后端设置有出料喇叭12，机尾13底部设置有出料口10，出料口10下方设置有小车8，小车8上设置有手柄9。
无害化过程中破碎后物料1通过进料管2进入物料筒18，在物料筒18内经过等离子体处理后的物料通过反应器内出料喇叭12使处理好的物料11通过出料口10出料，小车8将处理好的物料10进行收集，利用小车8上的手柄9通过人力等方式将物料运走。
本发明的作用原理：
本发明采用的等离子体是一种离子化气体，属于低温等离子体领域，工作时在一个大气压环境下温度接近室温。等离子体电源产生中高频高电压，作用于等离子发生电极上，产生等离子体并作用于物料筒内，物料筒内的物料在等离子体环境中受到强电场作用，使得物料筒内的中性气体分子产生连续不断的电离，形成带负电荷和等量带正电荷的离子相互共存的物质状态，当电离率与复合率平衡时形成等离子体态，物料筒内出现等离子态后，不仅有分子和原子，还有大量的带电粒子，其带电粒子具有的能量约从几eV到几千eV，物料中的水分及空气分子在等离子体环境中产生大量的氢氧自由基HO、过羟自由基HO2、活性氧原子O3、活化氢原子H等活性成分及丰富的紫外线，从而极大地提高了与微生物蛋白质和核酸物质的作用效能，可在极短的时间内使微生物死亡，达到物料无害化的目的。其灭菌作用机理主要包括以下三方面：（1） 活性基团作用：等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极易与细菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性，大量活性氧离子分解了细菌内部葡萄糖所必须的酶；也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞壁和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，渗透到胞膜组织，进入细胞膜内的内部脂多糖于外膜脂蛋白发生反应，细菌发生通透性畸变致细胞溶解死亡。利用大量活性氧离子可破坏产生臭味物质的分子结构，分解有机污染物在腐败分解中产生的臭味。（2）高速粒子击穿作用：高动能的电子和离子产生击穿细菌菌体与病毒现象。（3）紫外线的作用：在形成等离子体的过程中，伴随有紫外线产生，这种高能紫外光子(3.3～3.6eV)被微生物或病毒中蛋白质所吸收，致使其分子变性失活。
研究工作表明：实验选择大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为实验用菌株，选用负电晕进行放电参数对灭菌效果的影响研究在负电晕条件下，灭菌率随放电电压的升高而升高，在极板放电距离2cm、放电时间为10min时，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌在20Khz、13.5kV时的灭菌率分别为95％、86％，电压升高到20kV时，作用时间5min时，两种细菌的灭菌率均达到了100％。经过20多次化学指示卡监测全部合格；经20多次生物指示剂监测均为无菌生长；对20件灭菌后物品进行细菌培养均无菌生长。等离子体处理后的物料在十五天内均未出现发霉、变质、发酵、发臭等现象。
Claims (3)
1.一种等离子体生活垃圾处理方法，其特征在于：需处理的生活垃圾通过进料单元进料后进行破袋机破袋，破袋出料时通过风力按比重将重质料和轻质料分离，对分离出的轻质料进行破碎、有机纤维膨化，对分离出的重质料进行破碎后通过磁分选分离出磁性金属，然后将分离出磁性金属后的经过破碎的重质料与破碎、膨化后的轻质料进行混合，混合后的物料进入等离子体单元进行无害化处理，处理后的物料通过装箱外运，所述等离子体单元包括机架（6），所述机架（6）上设置有机头（3）和机尾（13），所述机头（3）与机尾（13）之间设置有等离子体发生器，所述等离子体发生器包括外壳（17）、等离子发生电极（15）和物料筒（18），物料筒（18）位于外壳（17）内部，等离子发生电极（15）位于外壳（17）和物料筒（18）之间，物料筒（18）与等离子发生电极（15）之间设置有支撑件I（19），等离子发生电极（15）与外壳（17）之间设置有支撑件II（20），所述外壳（17）外部设置有等离子电源（4），所述等离子电源（4）与等离子发生电极（15）相互连接，所述外壳（17）中部套装有从动轮（16），外壳（17）下方设置有电机（7），所述电机（7）输出端连接设置有主动轮（5），所述主动轮（5）与从动轮（16）相互啮合，所述机头（3）前端设置有进料管（2），所述进料管（2）穿过机头（3）与物料筒（18）相连通，物料筒（18）后端设置有出料喇叭（12），机尾（13）底部设置有出料口（10）。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体生活垃圾处理方法，其特征在于：所述机头（3）与外壳（17）之间设置有密封件II（21），机尾（13）与外壳（17）之间设置有密封件I（14）。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体生活垃圾处理方法，其特征在于：生活垃圾在破袋过程中产生的污水经收集后进行污水处理，处理后的污水达到要求后进行回用。
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