CN102767829B - 垃圾预处理工艺及应用该工艺的垃圾处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种垃圾预处理工艺及应用该工艺的垃圾处理系统。其工艺至少包括依序衔接布置的破碎输送单元以及垃圾堆放单元，所述垃圾堆放单元包括两个以上的用于堆放破碎处理后垃圾的堆放区间，所述堆放区间的数目大于或等于其垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数；经上述工艺处理后的垃圾热值高而易于焚烧，生产效率高。本发明还提供一种使用使用上述垃圾预处理工艺的垃圾处理系统，包括垃圾焚烧单元，垃圾处理系统包括污泥处理池，垃圾处理系统还包括并排设置的预备煤库、用于放置水泥及飞灰气块的混合库以及炉渣储存罐及污水处理部。上述系统管理方便，占地面积小，工作效率高，可实现垃圾的快速焚烧以及高效处理。

Description

垃圾预处理工艺及应用该工艺的垃圾处理系统

技术领域

本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种垃圾预处理工艺及应用该工艺的垃圾处理系统。 

背景技术

垃圾焚烧是目前世界各国广泛采用的城市垃圾处理方法，由于顺应了回收能源的要求，正逐渐上升为焚烧处理的主流。实际经验表明，在垃圾焚烧过程中，其释放出的热量要足以提供垃圾到达燃烧温度所需的热量和发生燃烧反应所需的活化能，否则就必须添加辅助燃料以人为提升其燃烧所产生的热能；然而，现有的垃圾焚烧多采用直接卸车堆放，之后再马上输入垃圾焚烧炉中焚烧方式，普遍存在堆放管理不足，堆放周期不够现象，而生活垃圾自身热质较低，还有大量不可燃烧物及水份，最终致使使焚烧炉的内部温度难以达到所需的燃烧热值，从而必然又需耗费大量辅助燃料助燃，不但极大的增加了焚烧发电单位的经营成本，同时由于无法充分燃烧垃圾，导致其排放的燃烧后渣滓含有大量二噁英等有害物质，造成周围环境的二次污染。 

针对上述问题，中国专利CN1387962A“城市生活垃圾综合处理方法及系统”中公布了以下方案：将垃圾负压处理后进行烘干，烘干后的垃圾按种类进行分拣处理，将其中的有机易腐物、建筑废料等分离出来分类进行处理，之后将其剩余垃圾进行焚烧；上述方式虽理论可行，然而在实际操作中，需要对原生垃圾进行负压以及烘干处理，需耗费大量能源，同时其分门别类的分拣处理也导致其处理效率难以保证。 

此外，中国专利CN201500671U的“基于机械生物联合预处理的生活垃圾焚烧系统”也公开提出：初始时即对原生垃圾进行破袋和人工预分选，以分选出大体积陶瓷等惰性组分，此后将剩余垃圾进行破碎处理，随后进入机械生物联合处理单元进行好氧生物处理，之后将其处理后的 垃圾送入焚烧炉；上述方式确可部分保证垃圾焚烧炉的燃烧热量，然而，由于其不存在垃圾分置堆放问题，而是直接采用机械翻堆方式先卸掉位于垃圾堆上部的新鲜垃圾而抓取位于其下部的发酵垃圾送入焚烧炉，其新鲜垃圾再重复堆盖，一方面不可避免的产生的生产力浪费，另一方面也造成了其生产效率的降低，最终对焚烧厂家的生产效益产生极大影响；同时，在大量新鲜的含水垃圾的重复堆积下，往往导致在先反应完毕并含水均匀的垃圾再次被重复浸湿，同时其部分和新鲜垃圾接触区域含水率增大，此种垃圾在进入焚烧炉后，由于其热量极其不均匀，从而导致焚烧效率愈低下，能耗极高；此外，上述现有结构都为对于固体原生垃圾实现的焚烧处理操作，而对于原生的污水及污泥等低燃烧值的垃圾，上述结构往往就难以有所作为了。 

发明内容

本发明的首要目的是提供一种运行可靠的垃圾预处理工艺，可使经其处理后的垃圾热值高而易于焚烧，生产效率高。 

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种垃圾预处理工艺，至少包括由前至后依序衔接布置的破碎输送单元以及垃圾堆放单元，所述垃圾堆放单元包括两个以上的用于堆放破碎处理后垃圾的堆放区间，所述堆放区间的数目大于或等于其垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数。 

上述方案的主要优点在于：通过采用区间管理、垃圾分堆堆放的方式，各垃圾堆放区域间互不干涉，当一处垃圾堆放区间的垃圾反应完毕后，可直接送至焚烧炉，同时在原有区间补充新垃圾，从而在充分保证其生产效率的前提下确保其焚烧垃圾的高热值；其方案由于无外界干涉，反应完成的垃圾水分均匀且热值高，适于焚烧，同时由于堆放区间的数目大于或等于待发酵垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数，保证了各堆放区域的垃圾的循环更新始终满足焚烧需要，生产效率高。 

本发明的另一个目的是提供一种应用上述垃圾预处理工艺的垃圾 处理系统，其管理方便，占地面积小，工作效率高，可实现垃圾的快速焚烧以及高效处理。 

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种使用使用上述垃圾预处理工艺的垃圾处理系统，包括设置于垃圾堆放单元侧部的垃圾焚烧单元，所述垃圾焚烧单元进料端通过供料厢衔接至位于垃圾堆放单元侧部处的出料端，垃圾处理系统包括设置于破碎输送单元和/或垃圾堆放单元旁侧的污泥处理池，所述垃圾堆放单元排出的高浓度渗沥液经收集并汇总至污泥处理池处，并与外部原生污水或污泥溢出液进行混合处理以排至垃圾焚烧单元的焚烧炉内燃烧；垃圾处理系统还包括并排设置的预备煤库、用于放置水泥及飞灰气块的混合库以及炉渣储存罐，所述炉渣储存罐接收垃圾焚烧单元所产生的焚烧炉渣；所述垃圾处理系统还包括污水处理部，所述污水处理部接收垃圾预处理工艺的各部分排出的普通渗沥液并进行后续净化处理。 

上述方案的主要优点在于：各煤库及混合库等区域临近垃圾焚烧单元设置，保证其运输线路的最短化，以确保其工作效率；此外，焚烧单元设置于垃圾堆放单元侧部，以降低其整道线路长度并使其向宽度方向延伸，从而通过充分布置垃圾处理系统内的各组成部件，保证其占地面积的最小化；此外，通过适当设置污泥处理池及处理部，从而一方面实现对于系统内固体垃圾所产生的普通渗滤液的正常净化处理，另一方面，利用垃圾堆放单元内的堆放垃圾后期所产生的高浓度渗沥液，从而达到与混合外界原生污水及污泥的目的，最终亦可实现对其外界污泥或污水的高效处理目的，其各组成部件间紧密设置，可实现固液垃圾的同时快速焚烧以及高效处理，管理极为方便。 

附图说明

图1-2为本发明的垃圾预处理工艺结构示意图； 

图3为本发明的垃圾处理系统结构示意图； 

图4为破碎输送单元及中间过渡部的结构示意图； 

图5为污泥处理池的结构示意图。 

具体实施方式

一种垃圾预处理工艺，至少包括由前至后依序衔接布置的破碎输送单元10以及垃圾堆放单元20，所述垃圾堆放单元20包括两个以上的用于堆放破碎处理后垃圾的堆放区间，所述堆放区间的数目大于或等于其垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数，以便于以循环方式抓取入炉焚烧，具体结构如图1-5所示。 

进一步的，此处对垃圾堆放单元20做如下限定：如图1-2所示，所述垃圾堆放单元20为垃圾堆放储存库，所述垃圾堆放单元20包括设置于库体内部上方的输送组件，所述输送组件包括输送小车21以及用于导向输送小车21的导轨部22，导轨部22的一端与破碎输送单元10末端间衔接设置，所述堆放区间为四个且两两分置于导轨部22运行线路两侧。本发明之所以仅仅设置四个堆放区间，则是考虑到通常的垃圾好氧反应时间都为3到4天，其四个堆放区间明显已经能够满足日常生产所需；以4天的好氧反应时间为例，当向最后一个也即第四个堆放区间处堆放垃圾并至逐渐满载时，最先实现堆放发酵的第一个堆放区间内的垃圾即已逐渐反应并至完全发酵完毕，刚好达到入炉焚烧条件，从而可抓取入炉焚烧，以实现其不间断的循环抓取焚烧目的；由于各堆放区间之间无干涉，各者内的堆放垃圾可自然而无干涉的进行好氧发酵反应，其发酵后垃圾水分均匀，热值高，极其适于焚烧；同上述，当第一个区间内的垃圾完全焚烧完毕时，其次使用的第二个堆放区间内的堆放垃圾即又已完全反应并发酵完全，又可对该区间的垃圾进行抓取焚烧处理，而第一个区间场地亦空余出来并可重新堆放垃圾至逐渐满载，以此循环反复，周而复始，不但满足了实际焚烧生产所需，其所提供的高热值垃圾也有效确保了后续焚烧步骤的高效率进行，一举多得。 

为进一步提高垃圾堆放单元20的垃圾堆放效率，如图1-2所示，所述输送组件为两组且彼此并排设置，所述破碎输送单元10输出端处 设置有与导轨部22间构成衔接设置的中间过渡部30，中间过渡部30为摆动输送带或摆动料斗，中间过渡部30摆动平面倾斜设置，所述中间过渡部30始终保持对于其中一组输送组件上的输送小车21的输料动作；所述中间过渡部30为摆动料斗，中间过渡部30外形呈入口大而出口小的倾斜形槽状，其摆动中心位于破碎输送单元10输出端下方处设置。这样，操作人员可通过单独设置在垃圾堆放储存库内部上方处的移动操作台对各小车及摆动料斗实现远程操作，从而保证其垃圾堆放单元20内垃圾不间断堆放，其运行效率高；此外，实际操作时，可参照图1-2所示，由于前述时即已表明其堆放区间两两分置于导轨部22两侧，此时可将四个堆放区间的分布理解为“田”字格分布，也即每一台输送小车21只需满足其轨道部22的相应一侧的两个垃圾堆放区间的堆放需求，当一台输送小车21位于轨道部22相对摆动料斗的最远点执行卸料操作时，另一台输送小车21则位于轨道部22的摆动料斗出料端下方处进行装料操作；当最远点卸料完毕并返回摆动料斗处时，原先装料的小车即已完全装料完毕并至指定处卸料；两台输送小车21在轨道上来回循环轮流按顺序卸料，其卸料动作互补，效率极高。当然，实际使用时，也可在垃圾堆放单元20库内部的两边侧处设置上述小车，并相应在库内中间卸料也可，各输送小车21间的相互间动作也可彼此独立，亦可满足实际需求，此处就不再一一赘述。 

所述垃圾堆放单元20还包括用于抓送发酵后垃圾进入后续焚烧步骤的抓斗部23，所述抓斗部23对各堆放区间实施顺时针或逆时针的循环式抓取操作。此时，可参照上述，将抓斗部23的抓取步骤设定为沿时针方向的顺循环或逆循环抓取，此时只需相应的在堆放区间时设定各运输小车21的卸料时间或卸料区段的顺序即可，整体一目了然，便于管理；当然，也可参照图1-2所示的,令其四个构成“田”字格的堆放区间为一组堆放部，沿导轨部22的导向方向即可顺延设置形成两组堆放部，此时，一台运输小车21即为同时负责四个堆放区间的堆放工作； 实际使用时，一台运输小车21沿轨道部22由远至近执行卸料操作，而另一台则是沿轨道部22由近至远的执行卸料操作，这样，不但刚好可使构成“田”字格的四个堆放区间的堆放时间满足相应的发酵完成天数需求，同时也无需额外设定运输小车21的运输以及卸料时间，整体方便快捷；正常使用时，可相应设置用于同步协同操作抓斗部23的移动式操作台，以便在操作抓斗部23时能保持视线清楚，确保其供料焚烧的安全进行。 

破碎输送单元10前端还设置有提供其破碎原料的临时储存单元40，所述临时储存单元40为原生垃圾储存池。本发明摒弃了传统的临时堆放仓库的结构而采用储存池来进行原生垃圾的临时储存，这是考虑到现在储存仓库若想进行大容量存储，必然其高度极高，同时为方便车辆卸料，还需单独设置大坡度卸料台，其成本过高；本发明采用储存池设计，在与储存仓容积相当的情况下，一方面其临时储存单元40的顶部高度无需设置太高，方便生产建设，同时由于本身储存池是凹陷于地表基面以下的，也就再无需设置大坡度卸料台了，直接在池沿进行卸料操作即可，简单方便；此时，其临时储存单元40此时即实现原生垃圾的当天临时堆放功能。 

作为本发明的进一步优选方案，如图1-2及图4所示，破碎输送单元10包括垃圾输送带11以及位于垃圾输送带11输出端下方处的破碎机12，所述垃圾输送带11的输出端前方处布置有用于辅助拨动垃圾的辅助叶轮13，辅助叶轮13的旋转方向与垃圾输送带11的辊轮转动方向反向设置，所述辅助叶轮13与垃圾输送带11输出端间隙构成的落料口形成破碎机12的垃圾进料口。本发明通过设置辅助叶轮13，从而实现对于垃圾输送带11上的垃圾的辅助拨动功能，进而防止出现因固体垃圾体积蓬松等原因而导致的垃圾无法准确落入破碎机12进料口的状况发生，其工作效率高；当然，考虑到在破碎输送单元10进行垃圾破碎操作时，可能伴随大量污水溢出，亦可在破碎输送单元20上设置有排 水口；实际使用时，可将垃圾输送带11、辅助叶轮13以及破碎机12并排设置多组，而其各破碎机12的出料端则汇合于中间过渡部30也即摆动料斗进料端处，以实现其快速破碎输送目的，图1中所示的即为垃圾输送带11、辅助叶轮13以及破碎机12呈并排设置的两组时的结构示意图；本发明通过垃圾输送带11与辅助叶轮13的双重作用，从而实现对于破碎机12的准确进料目的，其工作可靠稳定。 

进一步的，本发明还提供了一种使用上述垃圾预处理工艺的垃圾处理系统，具体如图3所示，包括设置于垃圾堆放单元20侧部的垃圾焚烧单元100，所述垃圾焚烧单元100进料端通过供料厢衔接至位于垃圾堆放单元20侧部处的出料端，垃圾处理系统包括设置于破碎输送单元10和/或垃圾堆放单元20旁侧的污泥处理池50，所述垃圾堆放单元20排出的高浓度渗沥液经收集并汇总至污泥处理池50处，与污泥处理池50内原生污泥进行混合搅拌处理并提取溢出液后排至破碎输送单元10处实现固液混合破碎；垃圾处理系统还包括并排设置的预备煤库60、用于放置水泥及飞灰气块的混合库70以及炉渣储存罐80，所述炉渣储存罐80接收垃圾焚烧单元30所产生的焚烧炉渣；所述垃圾处理系统还包括污水处理部90，所述污水处理部90接收垃圾预处理工艺的各部分排出的普通渗沥液并进行后续净化处理以达标排放。本发明通过各煤库及混合库等区域临近垃圾焚烧单元100设置，保证其运输线路的最短化，以确保其工作效率；此外，垃圾焚烧单元100设置于垃圾堆放单元20侧部，以降低其整道线路长度并使其向宽度方向延伸，从而通过充分布置垃圾处理系统内的各组成部件，保证其占地面积的最小化；此外，通过适当设置污泥处理池50及污水处理部90，从而一方面实现对于系统内固体垃圾所产生的普通渗滤液的正常净化处理，另一方面，考虑到垃圾堆放单元20内在垃圾堆放后期所产生的高浓度渗沥液的再生焚烧目的，此处利用垃圾堆放单元20内的堆放垃圾后期所产生的高浓度渗沥液，从而达到对其外界污泥的高效处理目的，一体多用；其各组成部件 间紧密设置，可实现固液垃圾的同时快速焚烧以及高效处理，管理极为方便；其垃圾焚烧单元100具体结构较为普遍，必然包括焚烧炉和风机室等，此处就不再一一赘述。 

进一步的，如图1-2及图5所示，所述污泥处理池50包括在用于堆放外界原生污泥的同时实现外界原生污泥与高浓度渗沥液混合处理的污泥分选池51以及临近污泥分选池51设置的可燃储存池52，污泥分选池51与可燃储存池52间设置用于分隔两者的溢流坝53，垃圾堆放单元20排出的高浓度渗沥液经收集并汇总至污泥分选池51内，与污泥分选池51内原生污泥进行混合搅拌处理，其搅拌后的上层混合液溢出至可燃储存池52内搅拌并抽取至破碎输送单元10处实现固液混合破碎及输送。这样，在实际使用时，利用垃圾堆放单元20内的堆放垃圾后期所产生的高浓度渗沥液，从而实现与污泥分选池51内原生污泥的混合处理，其具体为：新的原生污泥进厂后，首先进入污泥分选池51，此时引进垃圾在垃圾堆放单元20内处产生的高浓度渗沥液，将其渗沥液引进污泥分选池51内，两者间采用十字架设备旋转搅拌以实现混合稀释；由于污泥分选池51与可燃储存池52间设置用于分隔两者的溢流坝53，此时污泥分选池51内的混合稀释液的上层液体（也即由于浮力作用而浮在混合稀释液上层的含可燃烧有机物的混合溶解液）由溢流坝53流入可燃储存池52内，通过位于可燃储存池52内的搅拌设备继续搅拌并达到基本均匀并以一定比例泵送至破碎输送单元10处，从而实现高浓度渗沥液与原生垃圾间的混合破碎；原生垃圾与上述混合溶解液间混合破碎而形成的混合体再进入垃圾堆放单元20内进行堆捂发酵，从而实现其污泥及垃圾的高效率混合燃烧功能。污泥分选池51内的燃烧介质得以析出并得到有效利用，而污泥分选池51内因长期运作而遗留下来的不可燃烧物如砖头、石子、黄泥等，则采用吊车抓斗抓起来并用内循环水冲洗干净，装车拉外填埋，从而保持整个污泥处理池50的循环运作过功能。这样，依靠可燃储存池52内的来自污泥分选池51处的溢出 液与原生垃圾间的比例混合，最终使本发明不但具备了对于固体垃圾的快速焚烧使用目的，同时还实现了其对于难以燃烧的低热值污泥的高效焚烧效果，一机多用。垃圾污泥掺拌分堆入库，前两天所堆压排出来的大量污水浓度轻，直送厂内污水处理站经生物处理达标排放。此处的高浓度渗沥液与普通渗沥液，以其垃圾堆放单元20内的发酵垃圾堆放天数为准，前述原生垃圾与混合溶解液间混合破碎而形成的分堆入库，前两天所堆压排出来的大量污水浓度轻，为普通渗沥液，直送厂内污水处理部90处经生物处理达标排放即可；堆压堆焐所排出来的第三天至以后的少量污水为高浓度渗沥液，将其渗沥液自动引入到污泥分选池51内以实现对于外部原生污泥的稀释作用，从而保证其最终产生的溶解液的燃烧值满足实际可燃需求，此工艺自能减轻水处理成本又能吸取高浓度渗沥液内可燃物达到充分利用。 

进一步的，如图3所示，所述垃圾处理系统包括设置于垃圾焚烧单元100末端的尾气除尘单元110，经由尾气除尘单元110处理除尘后的烟气至烟囱120处排出，其废尘经收集后转至飞灰储存罐130处实现储存。此时，其飞灰储存罐130及炉渣储存罐80均可位于整个系统的较远处，整体设置呈密封结构，从而有效避免其对于周围环境的影响。 

Claims (9)

1.一种垃圾预处理工艺，至少包括由前至后依序衔接布置的破碎输送单元（10）以及垃圾堆放单元（20），其特征在于：所述垃圾堆放单元（20）包括两个以上的用于堆放破碎处理后垃圾的堆放区间，所述堆放区间的数目大于或等于其垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数；所述垃圾堆放单元（20）为垃圾堆放储存库，所述垃圾堆放单元（20）包括设置于库体内部上方的输送组件，所述输送组件包括输送小车（21）以及用于导向输送小车（21）的导轨部（22），导轨部（22）的一端与破碎输送单元（10）末端间衔接设置，所述堆放区间为四个且两两分置于导轨部（22）运行线路两侧。

2.根据权利要求1所述的垃圾预处理工艺，其特征在于：所述输送组件为两组且彼此并排设置，所述破碎输送单元（10）输出端处设置有与导轨部（22）间构成衔接设置的中间过渡部（30），中间过渡部（30）为摆动输送带或摆动料斗，中间过渡部（30）摆动平面倾斜设置，所述中间过渡部（30）始终保持对于其中一组输送组件上的输送小车（21）的输料动作。

3.根据权利要求2所述的垃圾预处理工艺，其特征在于：所述中间过渡部（30）为摆动料斗，中间过渡部（30）外形呈入口大而出口小的倾斜形槽状，其摆动中心位于破碎输送单元（10）输出端下方处设置。

4.根据权利要求1或2所述的垃圾预处理工艺，其特征在于：所述垃圾堆放单元（20）还包括用于抓送发酵后垃圾进入后续焚烧步骤的抓斗部（23），所述抓斗部（23）对各堆放区间实施顺时针或逆时针的循环式抓取操作。

5.根据权利要求1或2所述的垃圾预处理工艺，其特征在于：破碎输送单元（10）前端还设置有提供其破碎原料的临时储存单元（40），所述临时储存单元（40）为原生垃圾储存池。

6.根据权利要求1或2所述的垃圾预处理工艺，其特征在于：破碎输送单元（10）包括垃圾输送带（11）以及位于垃圾输送带（11）输出端下方处的破碎机（12），所述垃圾输送带（11）的输出端前方处布置有用于辅助拨动垃圾的辅助叶轮（13），辅助叶轮（13）的旋转方向与垃圾输送带（11）的辊轮转动方向反向设置，所述辅助叶轮（13）与垃圾输送带（11）输出端间隙构成的落料口形成破碎机（12）的垃圾进料口。

7.一种使用如权利要求1所述垃圾预处理工艺的垃圾处理系统，其特征在于：包括设置于垃圾堆放单元（20）侧部的垃圾焚烧单元（100），所述垃圾焚烧单元（100）进料端通过供料厢衔接至位于垃圾堆放单元（20）侧部处的出料端，垃圾处理系统包括设置于破碎输送单元（10）和/或垃圾堆放单元（20）旁侧的污泥处理池（50），所述垃圾堆放单元（20）排出的高浓度渗沥液经收集并汇总至污泥处理池（50）处，与污泥处理池（50）内原生污泥进行混合搅拌处理并提取溢出液后排至破碎输送单元（10）处；垃圾处理系统还包括并排设置的预备煤库（60）、用于放置水泥及飞灰气块的混合库（70）以及炉渣储存罐（80），所述炉渣储存罐（80）接收垃圾焚烧单元（30）所产生的焚烧炉渣；所述垃圾处理系统还包括污水处理部（90），所述污水处理部（90）接收垃圾预处理工艺的各部分排出的普通渗沥液并进行后续净化处理。

8.根据权利要求7所述的垃圾处理系统，其特征在于：所述污泥处理池（50）包括在用于堆放外界原生污泥的同时实现外界原生污泥与高浓度渗沥液混合处理的污泥分选池（51）以及临近污泥分选池（51）设置的可燃储存池（52），污泥分选池（51）与可燃储存池（52）间设置用于分隔两者的溢流坝（53），垃圾堆放单元（20）排出的高浓度渗沥液经收集并汇总至污泥分选池（51）内，与污泥分选池（51）内原生污泥进行混合搅拌处理，其搅拌后的上层混合液溢出至可燃储存池（52）内搅拌并抽取至破碎输送单元（10）处。

9.根据权利要求7所述的垃圾处理系统，其特征在于：所述垃圾处理系统包括设置于垃圾焚烧单元（100）末端的尾气除尘单元（110），经由尾气除尘单元（110）处理除尘后的烟气至烟囱（120）处排出，其废尘经收集后转至飞灰储存罐（130）处实现储存。