本发明属于生活垃圾的处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾资源化处理方法。
背景技术：
目前，生活垃圾主要的处理方法有填埋处理、焚烧处理和堆肥处理等，其处置目标是“减量化、无害化、资源化”。垃圾填埋是目前最主要的处理方式，因其具有成本低、技术简单、对垃圾要求低等特点，被广泛应用，但其需要占据一定的土地资源，另外，垃圾填埋时产生的垃圾渗滤液具有有机物含量高、氨氮浓度高，还有高浓度和种类复杂的金属离子，对后续处理技术具有较高的要求，对土壤、地下水的破坏极其严重，对周边环境也有很大影响。
焚烧处理中，排放物只要作为飞灰、灰烬或烟气通过烟囱排放，而占烟气总量约5%的粉煤灰是危险的，需要特殊（通常是非常昂贵的）处理工艺，大约25%的进料量的底灰（但仅占进料量约15%）需进行安全运输和处理，大气污染中主要的排放物包含温室气体、酸性气体、重金属、多环芳烃、多氯联苯，特别是潜在致癌剂多氯二苯并对二英和二苯并呋喃，这些空气污染物将在城市生活垃圾被燃烧时部分释放到大气中，可能对周围环境和公共卫生造成严重的污染，甚至促使全球变暖进程加快。此外，生活垃圾含水量高导致垃圾的发热量低，完全焚烧难度大、能耗高。
堆肥是生物降解有机部分的重要方法，但运输和处置过程较复杂，含水率较高（通常超过50%的水分，这使得燃烧不切实际），相同体积下更重，增加了运输费用。堆肥产生的气体为温室气体，散发难闻气味，且垃圾渗滤液吸引老鼠和苍蝇等害虫传播病菌。堆肥作为土壤调节剂是最有价值的一种，可改善土壤的整体特性，减少侵蚀，保持湿度，使种子更易发芽，植物更好生长及减少合成肥料的用量。因为适用于堆肥的有机废物主要是食物残渣，难以分选收集，为了获得堆肥有机物需消耗大量的人工进行收集，使成本增加；农民经常对使用废弃物做成的化肥有所顾虑。
生活垃圾含有较高的有机物含量，但它在单独发酵时易出现氨、硫化物和长链脂肪酸的累积，导致厌氧发酵过程受到抑制，严重影响产气速度和累积产气量。
水热法预处理（热洗，hot-washing），是基于生物质原料中木质素具有玻璃转化温度，在高于该温度条件下，木质素由坚硬的玻璃态转化为熔融的橡胶态，用热水、热稀酸等溶液对木质素原料进行浸泡洗涤处理，以改变木质素的性质，降低木质素对后续纤维素酶的干扰作用。在玻璃转化温度下木质素中高聚物链段开始运动，整个分子链运动表现出粘流性质而从细胞内溶出形成木质素小颗粒，从而与纤维素或半纤维素之间的链接作用力得到降低提高酶解效率。但是水热预处理过程需要大量的水且能耗高。因此，研究一种能耗低且资源化利用效率高的垃圾处理方法，成为业内专家的研究热点。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种生活垃圾资源化处理方法。
基于上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种生活垃圾资源化处理方法，包括以下步骤：
1）将生活垃圾经粉碎、金属回收、酶解、分离后，得可发酵有机物；酶解时，同时加入复合酶，复合酶为纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的混合物；
2）将步骤1）可发酵有机物与秸秆混合后，进行粉碎、预热、水热、保温、闪蒸，对闪蒸后的物料进行发酵，得生物质燃料。
步骤1）中每g生活垃圾中纤维素酶的用量为5-150单位，脂肪酶的用量为2-100单位，蛋白酶的用量为2-100单位；所述蛋白酶为中性蛋白酶；分离包括浮选、筛分。
步骤2）闪蒸时产生的二次蒸汽作为预热的热源；对闪蒸后的物料进行发酵，再分离、干燥，分离后的液体进入酶解过程；酶解时，溶液中固体物质的含量为8-12%。
步骤2）预热为2-5级分段预热，闪蒸为2-5级分段闪蒸。
步骤2）预热为3级分段预热，分别为一级预热、二级预热、三级预热，闪蒸为3级分段闪蒸，分别为一级闪蒸、二级闪蒸、三级闪蒸。
一级闪蒸时产生的二次蒸汽作为三级预热的热源，二级闪蒸时产生的二次蒸汽作为二级预热的热源，三级闪蒸时产生的二次蒸汽作为一级预热的热源。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明原生生活垃圾不用事先分类，将生活垃圾中各类物质全部回收并得以利用，资源化程度高，无废水排放，降低了处理成本，并将筛分后的生活垃圾和秸秆发酵，沼气产量高，且产气稳定；闪蒸过程中充分利用其产生的二次蒸汽，回收热量、降低能耗。
附图说明
图1为实施例1和2的工艺流程图；
图2为实施例1的预热和闪蒸具体的工艺流程图；
图3为实施例2的预热和闪蒸具体的工艺流程图；
图4为实施例3的工艺流程图；
图5为实施例3的预热和闪蒸具体的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种生活垃圾资源化处理方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
1）将生活垃圾经粉碎机粉碎，粉碎后的垃圾的尺寸≤20mm，金属回收、酶解、浮选、筛分后，得可发酵有机物；金属回收时，先用磁选机分离出生活垃圾中的磁性金属，再用涡电金属去除机分离出生活垃圾中的非磁性金属；分离金属后的垃圾进入酶解反应器酶解时，加入后续工段返回的沼液，形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶形成混合物，混合物中固体物质含量不超过12%，复合酶为纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的混合物，每g生活垃圾中纤维素酶的用量为150单位，脂肪酶的用量为100单位，蛋白酶的用量为70单位；经过酶解的垃圾，进入浮选机，利用气体或液体搅拌，分散生活垃圾，使其在重力作用下沉降、分层，下部为密度较大的无机物（砂、玻璃、陶瓷等），不可发酵有机物（塑料、化纤等）浮于上部，中间为含有可发酵有机物的溶液（餐饮废弃物、纸、果皮、树叶等），在浮选机底部排出无机物，其余部分进入筛分机，筛分后得到固体不可发酵有机物和含有可发酵有机物的溶液；
2）向步骤1）含有可发酵有机物的溶液中添加秸秆混合，秸秆的用量为原生垃圾用量的20%，然后粉碎（颗粒尺寸≤20mm）、预热、水热、保温、闪蒸，对闪蒸后的物料进行发酵、分离、干燥，得生物质燃料；预热为3级分段预热，如图2所示，分别为一级预热、二级预热、三级预热，闪蒸为3级分段闪蒸，分别为一级闪蒸、二级闪蒸、三级闪蒸，一级闪蒸时产生的二次蒸汽作为三级预热的热源，二级闪蒸时产生的二次蒸汽作为二级预热的热源，三级闪蒸时产生的二次蒸汽作为一级预热的热源，分离后的液体（沼液）进入酶解过程，与分离金属后的垃圾形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶，垃圾中的可发酵有机物被酶解为溶于水的小分子物质垃圾，干燥时产生的二次蒸汽为水热处理的热源。
发酵产生的沼气进入内燃机发电，得到电力资源，供应电用户；内燃机冷却水用于发酵罐保温；内燃机尾气进入干燥器，间接加热脱除湿沼渣中的水分，得到干沼渣；干沼渣与分类过程产生的固体混合，得到生物质燃料。
实施例2
一种生活垃圾资源化处理方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
1）将生活垃圾经粉碎机粉碎，粉碎后的垃圾的尺寸≤20mm，金属回收、酶解、浮选、筛分后，得可发酵有机物；金属回收时，先用磁选机分离出生活垃圾中的磁性金属，再用涡电金属去除机分离出生活垃圾中的非磁性金属；分离金属后的垃圾进入酶解反应器酶解时，加入后续工段返回的沼液，形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶形成混合物，混合物中固体物质含量不超过12%，复合酶为纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的混合物，每g生活垃圾中纤维素酶的用量为5单位，脂肪酶的用量为10单位，蛋白酶的用量为6单位；经过酶解的垃圾，进入浮选机，利用气体或液体搅拌，分散生活垃圾，使其在重力作用下沉降、分层，下部为密度较大的无机物（砂、玻璃、陶瓷等），不可发酵有机物（塑料、化纤等）浮于上部，中间为含有可发酵有机物的溶液（餐饮废弃物、纸、果皮、树叶等），在浮选机底部排出无机物，其余部分进入筛分机，筛分后得到固体不可发酵有机物和含有可发酵有机物的溶液；
2）向步骤1）含有可发酵有机物的溶液中添加秸秆混合，秸秆的用量为原生垃圾用量的20%，然后粉碎（颗粒尺寸≤20mm）、预热、水热、保温、闪蒸，对闪蒸后的物料进行发酵、分离、干燥，得生物质燃料；预热为2级分段预热，分别为一级预热、二级预热，闪蒸为2级分段闪蒸，如图3所示，分别为一级闪蒸、二级闪蒸，一级闪蒸时产生的二次蒸汽作为二级预热的热源，二级闪蒸时产生的二次蒸汽作为一级预热的热源，物料首先与二级闪蒸产生的二次蒸汽接触，温度升高至60℃，然后进入二级预热，与一级闪蒸产生的二次蒸汽接触，温度升高至78℃；利用干燥工段产生的二次蒸汽将物料加热至100℃，保温30分钟以上；经过一级闪蒸，物料温度降至78℃，产生温度为78℃的二次蒸汽；经过二级闪蒸，物料温度降至60℃，产生温度为60℃的二次蒸汽。分离后的液体（沼液）进入酶解过程，与分离金属后的垃圾形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶，垃圾中的可发酵有机物被酶解为溶于水的小分子物质垃圾，干燥时产生的二次蒸汽为水热处理的热源。
将发酵沼气以后剩余的液体进行固液分离，得到沼液和固体沼渣，沼液中固体的含量约6%，沼渣中固体的含量约25%；沼液返回酶解反应器，沼渣经干燥后成为干沼渣。
发酵产生的沼气进入内燃机发电，得到电力资源，供应电用户；内燃机冷却水用于发酵罐保温；内燃机尾气进入干燥器，间接加热脱除湿沼渣中的水分，得到干沼渣；干沼渣与分类过程产生的固体混合，得到生物质燃料。
生活垃圾通过分类和发酵，可以得到：金属，作为资源回收；无机物，因为产量较小，价值不高，作为建筑材料或进行填埋处理；不可发酵有机物，经分类时洗涤、筛分，水分、灰分含量低，热值较高，作为燃料或者进行热解得到生物油、燃气；沼气，用作发电；沼渣，干燥后作为生物质燃料。通过控制秸秆加入量，可以做到沼液全部回用，无废水排放。
理论计算如下：
生活垃圾：1000kg，含水520kg。湿法分离得到不可发酵物质400kg，其中有机物180kg、无机物（包含金属）60kg、水160kg；液体600kg，其中，可发酵有机物150kg、无机物90kg、水360kg。
秸秆：200kg，其中，可发酵有机物152kg，无机物8kg，水40kg。
沼液：5000kg，其中含有6%不可发酵物质，即300kg，含水量为4700kg。
悬浮液物料：5800kg，其中可发酵物质302kg，不可发酵物质398kg，水5100kg，固形物含量12%。
垃圾和秸秆可发酵有机物总量为302kg，发酵得到沼气180kg（150m3），厌氧消化率60%。
二级闪蒸产生二次蒸汽190kg，冷凝放热453mj，一级闪蒸产生二次蒸汽250kg，冷凝放热579mj，沼渣干燥产生二次蒸汽275kg，冷凝放热621mj。
一级预热，物料温度由45℃升至60℃，需要热量363mj，二级预热，物料温度由60℃升至78℃，需要热量450mj，加热，物料温度由78℃升至100℃，需要热量577mj。
厌氧消化以后物料量为5895kg，其中固形物520kg，固形物含量8.82%。固液分离得到6%沼液5000kg，24.6%沼渣895kg。经过干燥，蒸发275kg水分，得到620kg干沼渣，其中固形物220kg，水400kg，与垃圾和秸秆中的水量相等。
干沼渣和不可发酵有机物共计1020kg，其中固形物460kg，固形物含量45%。热值与原生垃圾相当。
沼气热值为21.5mj/m3，发电358kwh，发电效率为40%。发电机尾气带出热量为沼气发热量40%，用于干燥的热量为903mj，利用率为70%。
沼渣升温需要热量为207mj，蒸发水分需要热量为621mj，干燥共需热量828mj。
二次蒸汽冷凝放热1653mj，热损失8%，有效热量为1521mj，物料预热需要热量为1390mj，多余热量用于将垃圾和秸秆升温至45℃。
秸秆直接发电，发电量为1000kwh/t，垃圾直接发电，发电量为220kwh/t。1000kg垃圾和200kg秸秆可发电420kwh。采用本发明的方法，可发电578kwh，其中沼气发电358kwh，不可发酵无机物和干沼渣发电220kwh，与直接发电相比增加37.6%。
实施例3
一种生活垃圾资源化处理方法，工艺流程如图4所示，包括以下步骤：
1）将生活垃圾经粉碎机粉碎，粉碎后的垃圾的尺寸≤20mm，金属回收、酶解、浮选、筛分后，得可发酵有机物；金属回收时，先用磁选机分离出生活垃圾中的磁性金属，再用涡电金属去除机分离出生活垃圾中的非磁性金属；分离金属后的垃圾进入酶解反应器酶解时，加入后续工段返回的沼液，形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶，形成混合物，混合物中固体物质含量不超过12%，复合酶为纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的混合物，每g生活垃圾中纤维素酶的用量为5单位，脂肪酶的用量为10单位，蛋白酶的用量为6单位；经过酶解的垃圾，进入浮选机，利用气体或液体搅拌，分散生活垃圾，使其在重力作用下沉降、分层，下部为密度较大的无机物（砂、玻璃、陶瓷等），不可发酵有机物（塑料、化纤等）浮于上部，中间为含有可发酵有机物的溶液（餐饮废弃物、纸、果皮、树叶等），在浮选机底部排出无机物，其余部分进入筛分机，筛分后得到固体不可发酵有机物和含有可发酵有机物的溶液；
2）向步骤1）含有可发酵有机物的溶液中添加秸秆混合，秸秆的用量为原生垃圾用量的20%，然后粉碎（颗粒尺寸≤20mm）、预热、水热、保温、闪蒸，对闪蒸后的物料进行发酵、分离、干燥，得生物质燃料；预热为4级分段预热，分别为一级预热、二级预热、三级预热、四级预热，闪蒸为4级分段闪蒸，如图5所示，分别为一级闪蒸、二级闪蒸、三级闪蒸、四级闪蒸，一级闪蒸时产生的二次蒸汽作为四级预热的热源，二级闪蒸时产生的二次蒸汽作为三级预热的热源，三级闪蒸时产生的二次蒸汽作为二级预热的热源，四级闪蒸时产生的二次蒸汽作为一级预热的热源，分离后的液体（沼液）进入酶解过程，与分离金属后的垃圾形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶，垃圾中的可发酵有机物被酶解为溶于水的小分子物质垃圾，干燥时产生的二次蒸汽为水热处理的热源。
将发酵沼气以后剩余的液体进行固液分离，得到沼液和固体沼渣，沼液中固体的含量约6%，沼渣中固体的含量约25%；沼液返回酶解反应器，沼渣经干燥后成为干沼渣。
经过水热的物料进入一级闪蒸，闪蒸温度为130℃，二次蒸汽作为四级预热的热源；一级闪蒸排出的物料进入二级闪蒸器，闪蒸温度为100℃，二次蒸汽作为三级预热的热源；二级闪蒸器排出的物料进入三级闪蒸器，闪蒸温度为75℃，二次蒸汽作为二级预热的热源；三级闪蒸器排出的物料进入四级闪蒸器，闪蒸温度为55℃，二次蒸汽作为一级预热的热源；四级闪蒸器排出的物料进入发酵罐。
发酵产生的沼气进入气轮机发电，得到电力资源，供应电用户；气轮机尾气进入加热器，间接加热由预热器排出的物料；由加热器排出的气轮机尾气进入干燥器，采用间接加热的方式脱除湿沼渣中的水分，得到干沼渣；由干燥器排出的气轮机尾气用于发酵罐保温。
干燥沼渣，与分类过程产生的固体混合，得到生物质燃料。
生活垃圾通过分类和发酵，可以得到：金属，作为资源回收；无机物，因为产量较小，价值不高，作为建筑材料或进行填埋处理；不可发酵有机物，经分类时洗涤、筛分，水分、灰分含量低，热值较高，作为燃料或者进行热解得到生物油、燃气；沼气，用作发电；沼渣，干燥后作为生物质燃料。通过控制秸秆加入量，可以做到沼液全部回用，无废水排放。
理论计算如下：
生活垃圾：1000kg，含水520kg。湿法分离得到不可发酵物质400kg，其中有机物180kg，无机物（包含金属）60kg，水160kg；液体600kg，其中可发酵有机物150kg，无机物90kg，水360kg。
秸秆：200kg，其中可发酵有机物152kg，无机物8kg，水40kg。
沼液：5000kg，其中含有6%不可发酵物质，即300kg，含水量为4700kg。
混合物料：5800kg，其中可发酵物质302kg，不可发酵物质398kg，水5100kg，固形物含量12%。
垃圾和秸秆可发酵有机物总量为302kg，发酵得到沼气210kg（175m3），厌氧消化率70%。
四级闪蒸产生二次蒸汽221kg，冷凝放热523mj，三级闪蒸产生二次蒸汽298kg，冷凝放热691mj，二级闪蒸产生二次蒸汽392kg，冷凝放热886mj，一级闪蒸产生二次蒸汽438kg，冷凝放热954mj，沼渣干燥产生二次蒸汽250kg，冷凝放热565mj。
一级预热，物料温度由40℃升至55℃，需要热量363mj，二级预热，物料温度由55℃升至75℃，需要热量503mj，三级预热，物料温度由75℃升至100℃，需要热量664mj，四级预热，物料温度由100℃升至130℃，需要热量886mj，加热，物料温度由130℃升至160℃，需要热量954mj。
厌氧消化以后物料量为5840kg，其中固形物490kg，固形物含量8.39%。固液分离得到6%沼液5000kg，22.6%沼渣840kg。经过干燥，蒸发250kg水分，得到590kg干沼渣，其中固形物190kg，水400kg，与垃圾和秸秆中的水量相等。
干沼渣和不可发酵有机物共计990kg，其中固形物430kg，固形物含量43.4%。热值与原生垃圾相当。
沼气热值为21.5mj/m3，发电397kwh，发电效率为38%。发电机尾气带出热量为2333mj，用于加热为954mj，利用率40.9%；用于干燥为775mj，利用率33.2%；沼气综合利用率83.9%。
沼渣升温需要热量为210mj，蒸发水分需要热量为565mj，干燥共需热量865mj。
二次蒸汽冷凝放热3054mj，热损失8%，有效热量为2810mj，物料预热需要热量为2416mj，多余热量用于将垃圾和秸秆升温至40℃。
秸秆直接发电，发电量为1000kwh/t，垃圾直接发电，发电量为220kwh/t。1000kg垃圾和200kg秸秆可发电420kwh。采用本发明的方法，可发电615kwh，其中沼气发电397kwh，不可发酵无机物和干沼渣发电218kwh，与直接发电相比增加46.4%。
工作过程：首先将生活原生垃圾进入粉碎机进行粉碎，粉碎后垃圾的尺寸≤20mm；然后分离垃圾中的金属，分离金属后的垃圾进入酶解反应器，在酶解反应器中加入后续工段返回的沼液，形成垃圾悬浮液，同时加入复合酶，垃圾中的可发酵有机物被酶解为溶于水的小分子物质；酶解后的垃圾，进入浮选机，搅拌条件下，分散生活垃圾，使其在重力作用下沉降、分层，下层为密度较大的无机物（砂、玻璃、陶瓷等），上层为不可发酵有机物（塑料、化纤等），中层为可发酵有机物（餐饮废弃物、纸、果皮、树叶等）溶液，浮选机底部排出无机物，其余部分进入筛分机，筛分后得到可发酵有机物溶液。
将可发酵有机物溶液与秸秆按一定用量比例混合、粉碎，粉碎后颗粒尺寸≤20mm，对混合物进行预热，热源为物料闪蒸产生的二次蒸汽，采用直接接触换热的方式；然后通入干燥工段产生的二次蒸汽，对混合物料进行水热处理；对水热处理后的物料，保温30分钟，进入闪蒸塔进行闪蒸，产生的二次蒸汽，作为预热的热源，经过闪蒸的物料，进入沼气发酵罐，发酵产生沼气排出，其余物质进行分离，得到沼液和固体沼渣，沼液返回酶解过程，沼渣经干燥后成为干沼渣。