CN107413827B - 一种生活垃圾湿分拣制浆方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生活垃圾湿分拣及制浆的方法及设备，分拣制浆设备包括搅拌制浆槽体（A)、金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)和塑料与浆料分拣槽体(E)；用于回收垃圾、餐厨、或厨余废弃物中含有可直接回收的金属、玻璃、塑料、骨头等物料,同时将分拣后的剩余物料制成浆料以备生化法或热化法的进一步资源化。本技术低能耗及操作简易，实现目前用复杂且高耗能的乾式分拣技术尚无法进行中国垃圾、餐厨、或厨余因含水率高且粘性高很难用乾分拣的难题。本设备在分拣过程可自动清洗乾净可直接的回收物。本技术的实施将有助于生活垃圾的进一步资源化而达零排放的目标,且增加资源化的经济效益。
Description
技术领域
本发明专利涉及环保领域中有关固体废弃物的前处理分类分拣回收方法。本法提供了一种湿分拣及制浆的设备，主要用于回收垃圾、及由餐馆直接收集的餐厨、或经由源分拣后剩余的厨余废弃物中含有可直接回收而送至资源化厂的金属、玻璃、塑料等物料,同时将分拣后的剩余物料制成浆料以备生化法或热化法的进一步资源化,达到废弃物完全资源化及几乎零排放的目的。
背景技术
垃圾的分拣分类,为垃圾资源化必须进行的操作。目前城镇社区的垃圾分拣分类常采用二种方式：源分拣 (即规定产生垃圾的家家户户进行各自的分拣)，及中央分拣 (即集中采用垃圾分拣厂进行分拣)。传统的中央分拣厂的垃圾分拣分类法，尤其是目前发达国家流行采用的技术，时常是乾式的分拣法。这类方法一般在垃圾破袋后使用颗粒分选(例如用滚动筛或其他筛分法等设备),或颗粒切碎成较均匀大小,再进行风力分选 (AirClassification)以分开重类物料(一般为无机物)及轻类物料(一般为有机物)。或利用其他比重及硬度不同的原理,以惯性分拣法,例如弹道式（Ballistic）或弹跳式方法，以分离不同比重的物料。然后将重类物料再进行磁选法(Magnetic Separation) 及涡流法(EddyCurrent Separation) 以分出铁及铝等金属。此类重类物料亦可再进行光分法以分出玻璃。当然也可设计风力与惯性合併的“刀分法”(Air Knife) 以分开不同比重之物料。而轻类物料,例如塑料、纸类、木类、及食物残渣等有机物,则因比重类似 (一般在0.8至1.2间)较难分离。很多回收厂常将此类轻物料再进行粉碎而制成本行业流行的术语称RDF(Refuse Derived Fuel)。 此类RDF可做燃料用途,或送至焚烧炉以回收能源。 RDF亦可经由生物化学法(生化法)制成堆肥,或应用不同类的热化学法,例如湿氧化法回收化学药品及能源,或用热解法、气化法等技术回收可燃性物料进行能源或物料回收。上述的一系列乾分拣技术在发达的西方国家垃圾中央分拣厂常被使用。因西方垃圾的含水率一般较低,约25至35%间,也含有较少湿粘性物料,故垃圾分拣厂较易使用乾分拣技术。
目前的乾分拣技术仍存在一些缺陷,例如有机物(如塑料、纺织物、食物残渣、纸类、木类等)间因比重及许多物性接近(一般在0.8至1.2间,非导电性)而难用传统技术分拣。而无机的重物类(一般比重>2),除重金属中的铁、铝外,其他物料较难经济有效分离。
尤其东方国家的垃圾,或餐厨、厨余之类的废弃物，其含水率甚高(一般在60至75%间)，且因与西方食物不同,含有较高的粘性物料。故早期由发达国家引进的垃圾分拣设备或整套分拣厂系统大都以失败告终。故开发非乾式分拣法以回收分拣中国垃圾、餐厨、或厨余废弃物成为一条可行方法,对资源的回收再利用至关重要。但湿法分拣在以往西方国家很少开发利用,一方面是不需要,另方面是担心此类废弃物若加入水分，会形成难以处理的渗滤液。故,若分拣后的剩余废弃物 (主要含可浆化物料,其含量占原进料量相当高的比例,约占大部份城镇生活垃圾量的60至75%湿重，或更高)能与加入水分一起进行资源化，便无渗滤水问题的考虑。例如剩余废弃物若继续以厌氧发酵,或湿式的热化法进行资源化,则湿法分拣将非常有优势。因为此类资源化技术,其含水率需求常在90%左右。
湿法分拣除上述的优势之外,其主要优点尚包括下述：
· 若进行适当的重力与水力调整,湿法分拣可实现更完整以及更高效果的分拣。因利用重力、流速,及浮力或离心力的分离作用,较之仅利用重力及风力或惯性力作用更能分散垃圾中不同比重的物料。
· 利用湿法分拣,所有可直接回收物料 (如金属、玻璃、及塑料),不但可分离较完整,更可顺便在搅拌制浆过程清洗回收物料,可增加回收物价值 (例如最近调研:含泥沙或食物残渣的回收混合塑料,1吨仅能售约400至600元!而洗净的混合塑料则可售500至800元)。
· 湿法分拣可将乾法很难分开的塑料与纸类 (或木质纤维类)及食物残渣以制浆操作分离。 原理是:木质纤维类及食物残渣在搅拌后产生浆料,而塑料不会成浆,故可轻易用低能耗的筛分法分离。
· 乾法分拣常应用重型设备,故常造成噪声、臭气、及灰尘等空气污染。湿法分拣则较少此类二次环境污染问题。
· 乾法分拣所需的单元操作较多且复杂,且多为耗能的重机械。湿法分拣的操作则较简易,较不耗能。
· 湿法分拣产生的浆料回收,一般较乾法RDF回收有更高的经济效益。
目前使用分拣制浆的设备,用以预处理餐厨垃圾,例如CN103586109A,CN202893420U, CN103521503A, 或CN202824087U等专利,主要为:在封闭圆筒或箱体中利用钢锤旋转敲打,或螺旋挤压器,以使与食物有关的有机物料搅成浆料,然后利用旋转钢锤的离心力及挤压力,或螺旋叶片的挤压力,将浆料由圆筒或箱体下小孔挤出筒体或箱体外。而无法成浆的金属、玻璃、及塑料,则利用风扇及进料推力,或螺旋叶片推力,往筒或箱体的另端出料口传送。基本上这些无法成浆的物料在上述这些制浆设备中无法完整分拣。 若欲再分拣出轻物料(即塑料),及重物料(即金属、玻璃、泥砂), 一般需有另套设备为之,例如CN202823589U 以水力旋流器进行轻、重物料的二类分拣。但这种分拣设备仍无法进行重物料间金属与玻璃的分类。若这二类物料仍混一起便无法达到真正的分拣回收目的。
前述的筒体型或箱体型制浆设备均无法达到更完整的分拣及制浆的双重目的。更有甚者,因上述设备不是用钢锤敲打就是螺旋挤压的操作以制浆及挤出浆液。而部分无法制浆物的物料也常混杂一起造成不可回收性,以致造成这类设备的缺陷。此外,这类制浆设备仍存在下述缺点:
· 重物料基本上未分拣,不但造成资源浪费,更造成这些废弃物必须排除 (一般须送至填埋场)的问题。
· 这类设备需提供高速锤打或旋转挤压。同时需提供能量送出不可制浆物料,故耗能一般较高。
· 重物料不经分拣而直接打碎,不但导致机械磨损,缩短设备寿命,更造成颗粒变细而会混入浆料中,造成浆料的不纯,而影响回收,或造成破碎物卡死旋转设备而造成电机损害。
这类制浆设备结构较复杂,导致拆卸不便,增加维修困难。
发明内容
本发明专利的目的在于克服上述现有技术的缺陷,进一步提供一种简单实用的操作方法及设备，不但可制浆，同时可分拣重物料及塑料,并将回收物净化，以提高回收物价值。
为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：
一种生活垃圾湿分拣及制浆设备，所述湿分拣制浆设备包括搅拌制浆槽体A、金属类沉淀分拣槽体B、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C、骨头类沉淀分拣槽体D和塑料与浆料分拣槽体E；此五个槽体以水流控制板5为隔板顺序相连，其中，
所述搅拌制浆槽体A前端设置进料口，供进料1进入；所述搅拌制浆槽体A内设置搅拌器2，将可浆化物类制成浆料，所述浆料通过水流控制板5 顺序进入金属类沉淀分拣槽体B、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C、骨头类沉淀分拣槽体D和塑料与浆料分拣槽体E；
所述金属类沉淀分拣槽体B的槽底设置多重锁水阀I 7，将从浆料分离出的金属类物料收集后回收；
所述玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C的槽底设置多重锁水阀II 8，将从浆料分离出的玻璃、陶瓷类物料收集后回收；
所述骨头类沉淀分拣槽体D的槽底设置多重锁水阀III 9，将从浆料分离出的骨头类物料收集后回收；
所述塑料与浆料分拣槽体E后端设置筛网传送带11和泵I 13，将成分为塑料及浆料混合物的剩余物料利用筛网传送带11筛出塑料回收，最后剩余浆料18用所述泵I 13抽出回收。
所述搅拌制浆槽体A被水流控制板5分割成的多重方形区间如图1的平流式矩形湿分栋制浆设备; 所述多重方形区间内设置一个搅拌器2。所述搅拌制浆槽体A也可为圆形槽体如图3的旋流式湿分拣制浆设备；所述圆形搅拌制浆槽体A的槽体内设置三个搅拌器2，三个搅拌器2成等边三角形，各搅拌器相邻的叶片旋转方向相异, 以避免物料缠绕问题。
所述图3的旋流式湿分拣制浆设备中的金属类沉淀分拣槽体B、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C、骨头类沉淀分拣槽体D和塑料与浆料分拣槽体E为螺旋形排列，形成旋流式沉淀分拣槽，所述旋流式沉淀分拣槽槽体的截面积逐渐增大，以增加分拣效果。
所述旋流式沉淀分拣槽的金属类沉淀分拣槽体B利用水流控制板5 可再细分为多个槽体，如图3中B1、B2、B3、及B4所示。因旋流式槽体与水流垂直的截面积在前端缩小而增流速，以进一步分拣比重较大的不同类金属。
所述搅拌器2含有二类叶片：下层叶片为可产生轴向流的螺旋浆式叶片3, 上层叶片则为可产生径向流的涡轮式叶片4。
所述搅拌器2的转速大于200rpm，较佳在300至800rpm之间，最佳为300至400rpm之间。
所述筛网传送带11由可循环的倾斜筛网传送带和可循环的水平筛网传送带构成，可循环的水平筛网传送带安装在可循环的倾斜筛网传送带之后，为缩小网孔的筛网传送带；所述可循环的倾斜筛网传送带筛出无法浆化的塑料10，所述可循环的水平筛网传送带将收集的塑料传送至收集容器17。
所述可循环的倾斜筛网传送带的筛网孔径大小依所选进料1在前处理搅碎及筛选的物料颗粒大小而定，若所述进料1的颗粒大小选择为3至6 cm, 则筛网孔径需求为1至1.5cm，如此可实现高塑料分离率的同时让浆料可轻易通过筛网。
所述塑料与浆料分拣槽体E末端提供一个圆锥形出口, 出口后方提供一个阀门12，利用所述泵I 13将所述剩余浆料18打至一个浆料储罐以备回收之用。
如图4所示,所述的湿分拣制浆设备也可将重物料类20的无机物(如金属、玻璃、)及骨头,与轻物料类19的有机物(如塑料、木质纤维素、及食物残渣)用一个水旋器F分开处理。所述水旋器F顶端沿切线方向设置供进料1的入口，底部设置多重锁水阀I 21及多重锁水阀II 22；顶部与缓冲罐相接或接通搅拌制浆槽体A和塑料与浆料分拣槽体E；底部经多重锁水阀I 21, 多重锁水阀II 22后，通过管道之后顺序连接金属类沉淀分拣槽体B、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C、骨头类沉淀分拣槽体D。出水24可存于一缓冲罐以备循环回收再利用。
本发明还提出一种生活垃圾湿分拣制浆方法，所述湿分拣制浆方法包括步骤：
1）废弃物进料1进入搅拌制浆槽体A,应用搅拌器2将可浆化物类制成浆料；
2）处理后的物料进入金属类沉淀分拣槽体B，分离出的金属类物料而由槽底多重锁水阀I 7收集后回收；
3）然后物料进入玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体C，分离出玻璃、陶瓷等类物料而由槽底多重锁水阀II 8收集后回收；
4）接着物料进入骨头类沉淀分拣槽体D，分离出骨头类物料而由槽底多重锁水阀III 9收集后回收；
5）成分为塑料及浆料混合物的剩余物料,进入塑料及浆料分拣槽体E,利用槽体内倾斜的筛网传送带筛出塑料以分离出塑料而回收；最后的剩余浆料用泵I 13抽出以备回收。
所述湿分拣制浆方法的步骤1）中，进料1 废弃物进料1的含水率需先调至85至95%间，颗粒大小需调至≤6cm,以增加物料的流动性及可分离性。
如图4所示,所述湿分拣制浆方法的步骤1）之前，亦可先将废弃物先搅碎至≤6cm颗粒,并调含水率至85至95%之后,用一水旋器F分出成分为重物料类的金属、玻璃、泥砂、骨头和成分为轻物料类的塑料、食物残渣、纸类、木类，然后分别将所述重物料类经由槽体B、C、D分拣分类各不同无机物及骨头，将所述轻物料类则经槽体A和槽体E制成浆料并分拣分离出塑料及剩余浆料而回收。
所述湿分拣制浆在骨头类沉淀分拣槽体D后端沉淀后的水流24储存于一个缓冲罐中以备循环使用,以作为重物料沉淀糟所需的水23,以形成重物料与水混合物料25；当使用至污染严重后,可随时泵至所述水旋器F前端与进料1的水混合,而形成进料1的成份；重物料沉淀糟所需的水23若有不足,亦可由干净水源补足。
本发明的效果：
本发明设备较之现行同类目的的设备构造更简单,更低耗能,更易维护, 基本上可达到废弃物处理的零排放。 若欲回收废弃物中某些特定物料,例如回收餐厨中的骨头以制肥,亦可进行。
本技术以低能耗及操作简易的设计从而实现目前用复杂且高耗能的乾式分拣技术尚无法进行中国垃圾、餐厨、或厨余因含水率高且粘性高很难用乾分拣的难题。本设备不但可分拣出可直接的回收物料,并在分拣过程可自动清洗乾净可直接的回收物。目前发达国家流行的乾式分拣法很难分离的塑料、食物残渣、及木质纤维素等混合物料,亦可轻易用本设备以制浆操作分离而分拣。故本技术的实施将有助于生活垃圾中含大量塑料、食物残渣、纸类、木类等的进一步资源化而达垃圾处理处置零排放的目标,且增加资源化的经济效益。
附图说明
图1为本发明的平流式矩形分拣制浆设备平面示意图；
图2为本发明的平流式矩形分拣制浆设备截面示意图；
图3为本发明的旋流式分拣制浆设备平面示意图；
图4为本发明的水旋器结合平流式的分拣制浆设备截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明的操作原理及方法,以及设备功能做进一步详细说明。
将废弃物中各类物料含量先经筛分、或切碎/筛分成所需的颗粒大小范围,再用简易水槽,类似平流式矩形沉淀池或旋流式椭圆形沉淀池设计(如后附图说明),采用流体力学原理,利用重力、浮力、及水流力、或离心力等物理现象,根据各物料的比重差异,将废弃物中可直接回收的重物料予以分离沉淀而分拣之。此类可直接回收的重物料含金属、玻璃/泥砂、骨头等物。其比重范围一般为:
.金属类:比重 >2.7,其中不同金属类可依其比重不同再进一步分拣;
.玻璃、泥砂类:比重2 – 2.7;
.骨头类:比重1.3 -2.0;
.轻物料类(塑料、纸类、木类、食物残渣等有机物类):比重 0.8-1.2。
因轻物料中的塑料具有高经济价值可直接回收,故仍需与其他轻物料分离。本法采用制浆分拣将塑料及其他浆料分离。上述轻物料,除塑料外,在高速搅拌之下会产生浆料。故可采用适当孔径的筛网筛出塑料,而让浆料滤过筛孔而与塑料分离。分离后的塑料收集后可直接回收售予塑料资源化厂,而浆料亦可收集后再进行生化、热化、或其他方法的资源回收操作。餐厨废弃物中常含极高的油分及盐分,亦可将浆化物用三相离心法脱油、脱水后进行必要的油回收及脱盐操作。之后此含高有机物的污水仍可再与浆化物混合一起进行资源化操作。
在运用本发明专利设备于垃圾、餐厨、或厨余废弃物的分拣并制浆时,如图1、2、3、4所示，其废弃物进料 1的含水率需先调至85至95%间,颗粒大小需调至≤6cm,以增加物料的流动性及可分离性。因一般制浆后的物料资源化方法,例如厌氧发酵法生产沼气或热化法生产有机肥, 其最佳含水率需求在约90%左右,故本废弃物的分拣及制浆设备的进料 1的最佳含水率可调至90%。为了有效分离进料中混合的塑料与其他可浆化有机物,进料1的颗粒大小应在前处理先进行调整。经过试验不同来源及不同类的垃圾、餐厨、及厨余废弃物,发现最佳的塑料/浆料分离效果在进料 1的颗粒大小3至6cm最佳。若为其他颗粒大小,则本设备的后端槽体 E中的筛网传送带11的筛网大小则必需进行调整试验,此将于后详述。
为了先有效分离进料中混合的重物料及轻物料,以水旋器F操作之，如图4所示。进料1以切线方向沿着圆形水旋器F顶端水平注入水旋器中,产生旋流。旋流的离心力将比重大于水的重物料20(一般比重>1.2)往水旋器F内壁移动,并触及器壁。加以重力作用,此类重物料逐渐下沉于锁水阀I 21之上。塑料与其他可浆化轻物料类有机物19则随水流方向由水旋器F中间圆管上流出水旋器。此轻物料类可先存于缓冲罐(未示),或计算好流速及糟体A的停畄时间需求调整流量而直接将轻物料类19直接泵入槽体A,如图4所示。进料1的颗粒大小在进入水旋器F时应在前处理先进行调整。经过试验不同来源及不同类的垃圾、餐厨、及厨余废弃物,发现最佳的塑料/浆料分离效果在进料1的颗粒大小3至6cm最佳。
如图1、2、及3所示，进料1在进入本设备的第一个槽体A后,将在槽A中进行有机物的浆化操作。或如图4所示,经水旋器分出进料1后的轻物料类19进入槽体A后,将在槽A中进行有机物的浆化操作。 如图1、3所示,平流式的分拣制浆设备的搅拌制浆槽体A设计,可为多重方形槽,如图1、2所示,或为圆形槽如图3所示。经发明者长期在中国长三角一个县级市2012年长期取样分析,发现其生话垃圾中的可浆化成份 (含厨余、纸类、及细碎后的木类)约占平均总垃圾湿重的76%(含水率约平均66%)。而平均混合塑料湿重占约14%(含水率约52%),混合纺织类湿重占约5%(含水率约57%)。发明者又比较中国东部十余处城市生活垃圾成份报告,得平均混合塑料约11%,混合纺织类约3%,而可浆化物约56%。 其他可直接回收的无机物在生活垃圾中较低,其中金属约占0.4至1.5%,玻璃/陶瓷约占2.5至5%。如上观之,可浆化成分占垃圾总量的百分比甚高。 若能浆化,必可促进此类废弃物的资源化利用率。 在本设备槽体 A中,浆化方法采搅拌器2操作。 如图1、2、3所示,为增浆化效率,一般采用多重搅拌器。本设备设计采用三个或以上多重搅拌器2。例如图2所示,每个搅拌器含有二类叶片:下层为螺旋桨式叶片3,可产生轴向搅拌以避免重物料的沉淀,及增进可浆化物料的鬆散及软化。上层叶片则为涡轮式叶片4,可产生径向搅拌以促进浆化效果。 若为方形槽体设计,如图1、2所示,每个方形搅拌槽间应有水流控制板5以避短路现象。如图3,若为圆形槽设计,可将三个搅拌器2位置安排成等边三角形。如此设计可省面积及水流控制板的需求,并可安排每个搅拌器的叶片转向与临近搅拌器叶片转向相反,如图3槽体A中弧线箭头方向图所示,可避免塑料或其他长形物料缠绕搅拌器上。本设备的搅拌器在转速200rpm以上便可有很好的制浆效果。但较好的效果在300至800rpm间。更好的效果在300至400rpm间。
如图1、2所示,在搅拌槽体A之后提供一个金属物料沉淀分拣槽B。经沉淀分拣小试及计算,设计此槽基本上让比重大于2.7的重物料在此槽内沉淀而分拣出。因一般生活垃圾中主要含量的重金属物料比重如下:铅11.3,铜8.94,铁7.85,锌7.14,铝2.75等,若需要时这些金属成分可再分离分拣。因重金属物料很快沉淀,为增分离效果,此沉淀分拣槽B可以螺旋形沉淀槽以产生旋流式水流而设计,如图3所示,以增流速,而可将槽B再细分为 B1、B2、B3、B4、等等。
如图2所示,在沉淀分拣槽B底设沉淀物收集设备。此沉淀收集设备可以双重的锁水阀I 7设计。当沉淀物累积在锁水阀顶至一定量时,先打开上层锁水阀I 7的转动阀门让沉淀物掉至下一个阀门。然后再打开下面第二个转动阀。此种双重或多重锁水阀设计可侭量减少水分由沉淀收集器流出。此种多重锁水阀设计在每个单独的沉淀分拣槽底均应有之。而在多重锁水阀I 7底下可提供沉淀分拣物收集容器14。
如图1、2、3所示,在沉淀分拣槽 B之后设有水流控制板5, 可均匀让水流6流至沉淀分拣槽C。此槽C提供给玻璃、陶瓷、及泥砂沉淀收集之用。同样的,如图2所示,在沉淀分拣槽C底设有多重锁水阀II 8,及沉淀分拣物收集容器15。
如图1、2、3所示,在沉淀分拣槽C之后设有水流控制板5, 可均匀让水流6流至骨头类沉淀分拣槽体D。此骨头类沉淀分拣槽体槽D提供给骨头类物料沉淀收集之用。同样的,如图2所示,在骨头类沉淀分拣槽体D底设有多重锁水阀III 9,及沉淀分拣物收集容器16。
如图1、2、3所示,在骨头类沉淀分拣槽体D之后设有水流控制板5, 可均匀让水流6流至分拣槽E。此槽E提供给塑料与浆料分离分拣之用。如图1、2、3所示,在槽E中设有可循环的筛网传送带11(见图2所示)，包括一倾斜的可循环筛网传送带,及其后一水平的可循环筛网传送带以筛出无法浆化的塑料10。此倾斜筛网状传送带之后的水平筛网状传送带其网孔较前倾斜筛网的网孔缩小。水平筛网传送带末端提供一个塑料收集容器 17。在槽E末端提供一个圆锥形出口,利用泵I 13,经阀门12将浆料18打至一个浆料储罐 (图中未示),以备回收之用。
如图1、2、3所示的倾斜筛网传送带的筛网孔径大小可依所选进料 1在前处理搅碎及筛选的物料颗粒大小而定。经试验证明,若进料1的颗粒大小选3至6cm,则筛网孔径需求为1至1.5cm。如此的孔径安排可达高塑料分离率,同时让浆料可轻易通过筛网。所获得的塑料因已清洗干净,可售较高的价钱。
如图4所示，轻物料19可先经由制浆操作而浆化食物残渣、纸类、木类、等物,而塑料则不会浆化。此轻物料19可进入本设备的一个槽体 A,如图4所示。在槽体A中进行有机物的浆化操作。如前述,槽体A 为搅拌槽设计,可为多重方形槽,如图1、2所示,或为圆形槽如图3所示。在本设备槽体A中,浆化方法采搅拌器2操作。为增浆化效率,一般采用多重搅拌器。如图4所示,本设备设计采用三个或以上多重搅拌器 2。每个搅拌器含有二类叶片:下层为螺旋桨式叶片3,可产生轴向搅拌以避免沉淀,及增进可浆化物料的鬆散及软化。上层叶片则为涡轮式叶片4,可产生径向搅拌以促进浆化效果。 若为方形槽体设计,类似图1、2所示,每个方形搅拌槽间应有水流控制板5以避短路现象。图4的搅拌槽体A亦可为圆形槽设计,如图3所示,可将三个搅拌器2位置安排成等边三角形。如此设计可省面积及水流控制板的需求,并可安排每个搅拌器的叶片转向与临近搅拌器叶片转向相反,可避免塑料或其他长形物料缠绕搅拌器上。本设备的搅拌器在转速200rpm以上便可有很好的制浆效果。但较好的效果在300至800rpm间。更好的效果在300至400rpm间。
如图4所示,在搅拌槽体A之后提供一个水流控制板5, 可均匀让水流 6流至分拣槽体E。此槽体E提供给塑料与浆料分离分拣之用。在槽E中设有筛网传送带11(见图4所示)，包括一倾斜的可循环筛网传送带,及其后一水平的可循环筛网传送带以筛出无法浆化的塑料10。此倾斜筛网状传送带之后的水平筛网状传送带其网孔较前倾斜筛网的网孔缩小。水平筛网传送带末端提供一个塑料收集容器17。在槽E末端提供一个圆锥形出口,利用泵I13,经阀门12将浆料18打至一个浆料储罐 (图中未示),以备回收之用。
图4所示的倾斜筛网传送带的筛网孔径大小可依所选进料1在前处理搅碎及筛选的物料颗粒大小而定。经试验证明,若进料1的颗粒大小选3至6cm,则筛网孔径需求为1至1.5cm。如此的孔径安排可达高塑料分离率,同时让浆料可轻易通过筛网。所获得的塑料因已清洗干净,可售较高的价钱。
如图4所示,水旋器F中沉淀的重物料20可经由多重锁水阀I 21及多重锁水阀Ⅱ22,再经由泵打入水以形成重物料与水混合物料25。此水及重物料混合物25经由斜管流入第一个沉淀分拣槽B。经沉淀分拣小试及计算,设计此槽基本上让比重大于2.7的重物料在此槽内沉淀而分拣出。因一般生活垃圾中主要含量的重金属物料比重如下:铅11.3,铜8.94,铁7.85,锌7.14,铝2.75等,若需要时这些金属成分可再分离分拣。因重金属物料很快沉淀,为增分离效果,此沉淀分拣槽B也可以螺旋形沉淀槽以产生旋流式水流而设计,如图3所示,以增流速,而可将槽B再细分为 B1、B2、B3、B4、等等。
如图4所示,在沉淀分拣槽B底设沉淀物收集设备。此沉淀收集设备可以双重的锁水阀I 7设计。当沉淀物累积在锁水阀顶至一定量时,先打开上层锁水阀I 7的转动阀门让沉淀物掉至下一个阀门。然后再打开下面第二个转动阀。此种双重或多重锁水阀设计可侭量减少水分由沉淀收集器流出。此种多重锁水阀设计在每个单独的沉淀分拣槽底均应有之。而在多重锁水阀I 7底下可提供沉淀分拣物收集容器14。
如图4所示,在沉淀分拣槽B之后设有水流控制板5, 可均匀让水流6流至沉淀分拣槽C。此槽C提供给玻璃、陶瓷、及泥砂沉淀收集之用。同样的,如图4所示,在沉淀分拣槽C底设有多重锁水阀II 8,及沉淀分拣物收集容器15。
如图4所示,在沉淀分拣槽C之后设有水流控制板5, 可均匀让水流 6流至骨头类沉淀分拣槽体D。此骨头类沉淀分拣槽体D提供给骨头类物料沉淀收集之用。同样的,如图4所示,在骨头类沉淀分拣槽体槽D底设有多重锁水阀III 9,及沉淀分拣物收集容器16。
如图4所示,在骨头类沉淀分拣槽体D后端设有沉淀后的水流24出口。此水流可储存于一个缓冲罐(未示)中,以作为重物料沉淀槽所需的水23,以形成重物料与水混合物料25。此可循环使用的水24,当使用至污染严重后,可随时泵至水旋器F前端与进料1的水混合,而形成进料1的成份。此水份最终形成轻物料19的一部分,亦形成浆料18的成分,而在后续的资源化操作处理或利用。而重物料沉淀槽所需的水23若有不足,则可以乾净水源补足。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述湿分拣制浆设备包括搅拌制浆槽体（A)、金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)和塑料与浆料分拣槽体(E)；此五个槽体以水流控制板(5)为隔板顺序相连，其中，
所述搅拌制浆槽体（A)前端设置进料口，供进料（1）进入；所述搅拌制浆槽体（A)内设置搅拌器(2)，将可浆化物类制成浆料，所述浆料通过水流控制板(5) 顺序进入金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)和塑料与浆料分拣槽体(E)；
所述金属类沉淀分拣槽体(B)的槽底设置多重锁水阀I (7)，将从浆料分离出的金属类物料收集后回收；
所述玻璃／陶瓷／泥砂类沉淀分拣槽体(C)的槽底设置多重锁水阀Ⅱ(8)，将从浆料分离出的玻璃、陶瓷类物料收集后回收；
所述骨头类沉淀分拣槽体(D)的槽底设置多重锁水阀Ⅲ(9)，将从浆料分离出的骨头类物料收集后回收；
所述塑料与浆料分拣槽体(E)后端设置筛网传送带(11)和泵I (13)，成分为塑料及浆料混合物的剩余物料利用筛网传送带(11)筛出塑料回收，最后剩余浆料(18)用所述泵I（13）抽出回收。
2.如权利要求1所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述搅拌制浆槽体（A)为水流控制板(5)分割成的多重方形槽体或圆形槽体，所述多重方形槽体的每个槽体内设置一个搅拌器(2)；所述圆形槽体的槽体内设置三个搅拌器（2），三个搅拌器（2）排列成等边三角形，各搅拌器相邻叶片的旋转方向相异, 以避免物料缠绕问题。
3.如权利要求1或2所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)为螺旋形排列，形成旋流式沉淀分拣槽，所述旋流式沉淀分拣槽槽体的截面积逐渐增大，以增加分拣效果。
4.如权利要求3所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述旋流式沉淀分拣槽的金属类沉淀分拣槽体(B)利用水流控制板(5) 再细分为多个槽体，因旋流及槽体与水流垂直的截面积在前端缩小而增流速，以进一步分拣比重较大的不同类金属。
5.如权利要求2所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述搅拌器（2）含有二类叶片：下层叶片为可产生轴向流的螺旋桨式叶片(3), 上层叶片则为可产生径向流的涡轮式叶片(4)。
6.如权利要求5所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述搅拌器（2）的转速在300至800rpm之间。
7.如权利要求1所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述筛网传送带(11)由可循环的倾斜筛网传送带和可循环的水平筛网传送带构成，水平筛网传送带安装在倾斜筛网传送带之后，为缩小网孔的筛网传送带；所述倾斜筛网传送带筛出无法浆化的塑料(10)，所述水平筛网传送带将收集的塑料传送至收集容器(17)。
8.如权利要求7所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述可循环的倾斜筛网传送带的筛网孔径大小依所选进料(1)在前处理搅碎及筛选的物料颗粒大小而定，所述进料(1)的颗粒大小选择为3至6 cm, 则筛网孔径需求为1至1.5 cm，实现高塑料分离率的同时让浆料可轻易通过筛网。
9.如权利要求7所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述塑料与浆料分拣槽体(E)末端提供一个圆锥形出口和一个阀门（12），利用所述泵I (13)将所述剩余浆料(18)打至一个浆料储罐以备回收之用。
10.如权利要求1或2所述的生活垃圾湿分拣制浆设备，其特征在于，所述生活垃圾湿分拣制浆设备还包括水旋器（F），所述水旋器（F）顶端沿切线方向设置供进料（1）进入的入口，底部设置多重锁水阀Ⅳ(21)和多重锁水阀V（22)；顶部与缓冲罐相接或接通搅拌制浆槽体（A)和塑料与浆料分拣槽体(E)；底部经多重锁水阀Ⅳ(21)和多重锁水阀V（22)后，通过管道和泵Ⅱ顺序连接金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)。
11.一种生活垃圾湿分拣制浆方法，其特征在于，所述生活垃圾湿分拣制浆方法包括步骤：
1）废弃物进料(1)进入搅拌制浆槽体(A),应用搅拌器(2)将可浆化物类制成浆料；
2）处理后的物料进入金属类沉淀分拣槽体(B)，分离出的金属类物料由槽底多重锁水阀I(7)收集后回收；
3）然后物料进入玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)，分离出玻璃、陶瓷、泥砂类物料由槽底多重锁水阀Ⅱ(8)收集后回收；
4）接着物料进入骨头类沉淀分拣槽体(D)，分离出骨头类物料由槽底多重锁水阀Ⅲ(9)收集后回收；
5）成分为塑料及浆料混合物的剩余物料,进入塑料与浆料分拣槽体(E),利用槽体内倾斜的筛网传送带筛出塑料以分离出塑料回收；最后的剩余浆料用泵抽出以备回收。
12.根据权利要求11所述的生活垃圾湿分拣制浆方法，其特征在于，所述生活垃圾湿分拣制浆方法的步骡1）中，进料(1)的含水率需先调至85至95%间，颗粒大小需调至<6cm,以增加物料的流动性及可分离性。
13.根据权利要求12所述的生活垃圾湿分拣制浆方法，其特征在于，所述生活垃圾湿分拣制浆方法的步骤1）之前，先将废弃物搅碎至≤5cm颗粒,经水旋器（F）分出成分为金属、玻璃、泥砂、骨头的重物类无机物和成分为塑料、食物残渣、纸类、木类的轻物类有机物，然后分别将所述重物类经由金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)分拣分类各不同无机物，所述轻物类则经搅拌制浆槽体（A)和塑料与浆料分拣槽体(E)制成浆料并分拣分离出塑料及剩余浆料回收。
14.根据权利要求13所述的生活垃圾湿分拣制浆方法，其特征在于，所述生活垃圾湿分拣制浆方法在骨头类沉淀分拣槽体（D）后端沉淀后的水流（24）储存于一个缓冲罐中循环使用,以作为金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)所需的水,以形成重物料与水的混合物料（25）；当使用至污染严重后,可随时泵至所述水旋器（F）前端与进料（1）的水混合,形成进料（1）的成份；金属类沉淀分拣槽体(B)、玻璃/陶瓷/泥砂类沉淀分拣槽体(C)、骨头类沉淀分拣槽体(D)所需的水若有不足,则以干净水源或由所述储存于缓冲罐中的水流(24)用泵Ⅲ(26)补足。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180925 |
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