专利名称：垃圾的无害化处理与利用方法
技术领域：
本发明涉及固体废物的处理，特别是垃圾的无害化处理与利用方法。
目前，世界上对城市生活垃圾的处理普遍是采用堆肥、焚烧、掩埋甚至倾倒于江河湖海之中，这些方法根本就不能解决环境的污染。如，掩埋与倾倒的方法会使大量的生物细菌随水漂流或掺透到地下水中，严重污染水源，人为地扩大了污染范围，造成更为严重的二次污染；堆肥处理不但占地宽，而且垃圾在堆积发酵腐烂的过程中所产生的有害气体会污染空气，污水渗入地下水中污染水体；焚烧所处理的垃圾成分有限，并白白浪费可燃烧的物质，而且烟尘带有大量的3.4-苯并芘污染大气。现有技术对固体废物的处理，一般是分别采用化学的、物理的、生物的及磁等方法进行分拣、筛选、粉碎、焚烧、压制处理、垃圾处理工程的难度大、投资大、收益少，其中多数仅仅是为了缩小垃圾的体积，转移或改变排污方式，仅有用垃圾处理后的产品作建筑材料或热利用的，而没有对垃圾进行全面的无害化处理与综合利用。
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种垃圾的无害化处理与利用技术，对城市生活垃圾进行无害化处理，消除垃圾的二次污染，变废为宝，全部综合利用，在治理环境污染的同时又节约能源，使垃圾变成燃料与燃料添加剂和建筑材料。
本发明是这样实现的首先把垃圾倒入处理池里进行好氧处理与厌氧处理，加入化学试剂，用生物化学方法将垃圾中的有机物降解转化成固体燃料和可燃气体的燃烧使用，(占垃圾总量的70％以上)。在进行无害化处理后的三天由高温使垃圾渣干燥，含水量5-10％。再把干燥的垃圾从处理池中用输送装置输送到多层筛选机里用比重法与粒度法进行筛选，分选出废塑料，粒度大的砖瓦、陶瓷、玻璃等不能燃烧的无机物和有机物垃圾渣。然后分别进行加工利用将有机物垃圾渣里加入粉碎后的有机物(如稻壳、麦秸、木屑等)和燃烧助燃剂(如硝酸钠、硝酸钾、镁等)，制成节煤添加剂后，掺入原煤中燃烧；将砂土、灰石、炉渣灰及砖瓦经过粉碎加工后，加石灰粉与石膏粉制成炉渣灰粉水泥；将砖瓦、陶瓷、灰、砂土经过粉碎加工后加水泥、水泥凝固剂和水，搅匀后再压制成免烧煤灰砂上砖；将碎的废玻璃、陶瓷加不饱和聚酯树脂粘合剂与辅料制成装饰材料，如人造大理石，将废塑料经化工处理制成液体燃料、油漆、粘合剂。
本发明提供了一种垃圾的无害化处理与利用方法，消除了垃圾的二次污染，全部综合利用，变废为宝，在治理环境污染的同时，使垃圾变成燃料与燃料添加剂和建筑材料。垃圾经过好氧处理和厌氧处理后才进行筛选分离、垃圾中的水份已减少了约90％，垃圾的重量减轻，体积缩小，70％为燃料，减少了筛选分离种类，容易筛选分离、可以减少筛选设备的体积与功率，节省投资，效益高，同时对环境和操作人员无害。制出的节煤添加剂按照30-60％的比例掺入原煤中燃烧时，经过对比试验，其热效率达到或超过同等原煤，二氧化硫等有害气体减少50-70％，烟尘排放量减少30％，节约原煤20-40％。适用于生活垃圾和有机工业垃圾的无害化处理与利用及无机工业废料的处理利用。
本发明以下将结合实施例进一步描述好氧处理的实施例把垃圾倒入顶部开有进料口与排气口、上部为储气仓、底部或底侧部开有出料口并且是通风良好和可以严格密封的处理池内进行好氧处理10-12天。与此同时，根据垃圾的成份，每吨垃圾中加入碳酸氢钠8-12Kg、高锰酸钾0.5-3Kg、生石灰20-40Kg。处理池的大小可根据需处理垃圾量来确定，至少两口池子并排修建。例中池子四口，并排修建，每口池子长25m、宽10m、深4m、储气仓高1-1.5m，在池顶部设置进料口，长4m、宽2m，进料口可以用水密封。每口池顶的排气口接输气管道至气体处理室。每口池子的底部有出料口，长1.5m、宽1m，池底向出料口倾斜角度20-30度，以方便出垃圾。垃圾装入后10-12天密封进料口和出料口，进入厌氧处理阶段。
添加碳酸氢钠能加速好氧处理的发酵速率，促使垃圾中的部份有机物生成乙醇。高锰酸钾对垃圾进行早期消毒处理，同时，遇乙醇分解，放出氧气，增加适当的氧气浓度，给好氧微生物供氧。生石灰与垃圾中的水份发生化学反应生成熟石灰，使垃圾中的水份保持在30％左右，并放出大量的热来提高池内的温度，使池内温度保持在35-45℃，同时调节PH值，保持在6-7的范围，给好氧菌提供生长繁殖的最佳环境条件。经过好氧处理，垃圾中的有机物(除少数纤维素、木质素外)皆全部降解。好氧处理阶段所产生的废气(主要为硫化氢)，从储气仓、排气口用输气管送入气体处理室，用二氧化氯法和活性炭吸附法处理后再排放到大气中。
厌氧处理的实施例在封闭处理池的进料口与出料口后约3天，就进入厌氧处理。处理时间8-12天。厌氧处理阶段是由厌氧菌将有机物进一步降解并转化为可燃气体(如甲烷)。由处理池的储气仓上部的排气口接上输气管将燃气输送到气体处理室纯化处理后供燃烧使用。厌氧处理时；根据垃圾所含成分和终成品作优质燃料的需要，每吨垃圾加入铁粉8-12Kg，活性炭0.7-1.5Kg，氯化钠8-15Kg，铝粉或铝粒1-5Kg。在处理过程中，由于有机物降解过程中的生物热、生石灰与水发生反应放出的热及铁粉快速氧化所产生的化学热，处理池内的温度始终保持在45-60℃，最后3天为70-80℃，这个持久的高温既加速了有机物的降解速率，又杀灭了垃圾中的有毒病菌，特别是对强致癌物如黄曲霉毒素和亚硝胺类化合物有独特的杀灭效果因为黄曲霉毒素属于中温性需氧微生物，在厌氧条件下即失去了生存的环境条件而全部杀灭；亚硝胺类化合物只有在厌氧环境条件下生长的微生物如荚膜红假单胞菌才能分解之，处理后的分解率达90％以上。同时，垃圾中的蛔虫卵、蝇蛹死亡率达100％，3.4-苯并芘减少30％以上，大肠菌值为0.01％以下。达到了无害化处理的目的。有机物在厌氧条件下的生化反应是
每吨生活垃圾的产气量可达200M3。
筛选分离的实施例把无害化处理后的垃圾从处理池的出料口用输送装置输送到多级筛选机里进行筛选分离。经过好氧处理与厌氧处理后的垃圾，所含水份为5-10％，对其采用比重法和粒度法进行筛选、筛选分出废塑料(约占垃圾的0.5-1％)；砖瓦、陶瓷、玻璃等不能燃烧的无机物(约占垃圾总量的2.5％)；有机物垃圾渣(约占垃圾总量的70％)。多级筛选机为振动式多层分选筛，第一层是大粒径筛，粒径50mm，将大粒径垃圾分离出来后再分类，将塑料、砖瓦、陶瓷、玻璃等无机物与有机物分开；第二层是中粒径筛、粒径10mm，将垃圾再次筛选后再分类；第三层为细粒径筛，50-100目，分离物作固体燃料——节煤添加剂；第四层为细粒径筛，100-150目，分离物作固体燃料——节煤添加剂；小于150目的作灰粉水泥或砖用。
综合加工利用的实施例(一)、节煤添加剂的配制将筛选分离出的有机物垃圾渣每800-900Kg加入粉碎后的稻壳、麦秸、木屑等有机物渣80-180Kg，硝酸钠8-12Kg，硝酸钾8-12Kg，镁粉1-2Kg，搅拌均匀后，再按30-60％的比例掺入原煤中燃烧。其燃烧原理是(1)、有机物垃圾渣本身就可以燃烧，一般燃烧热值在(3000-5500)×103Cdl；(2)、用于好氧处理与厌氧处理阶段的消毒、增氧、增温剂在燃烧中又是助燃剂或燃烧剂，如高锰酸钾在燃烧中，当温度达到250℃时能放出氧助燃、氧化铁与增加氢浓度的铝粉或铝粒及垃圾中的铝屑在燃烧中成为热量极高的铝热剂；(3)、镁粉既是脱硫剂，除其本身易燃烧外，与铝结合更增加了燃烧效果；(4)、垃圾中的各种金属屑粒在燃烧中产生大量的辐射热，在助燃剂与燃烧剂的共同作用下，很快形成聚热族；(5)、垃圾经过好氧处理与厌氧处理后，通过生物化学的综合反应，在节煤添加剂中增加了挥发物成份的比重(占28-33％)，在煤的燃烧过程中，挥发物对着火和燃烧有较大的影响，它使煤着火迅速，充分完全燃烧。
节煤添加剂的脱硫措施是(1)、好氧处理时的石灰脱硫，(2)、石灰加碳酸氢钠脱硫；(3)、氧化铁脱硫和镁脱硫、脱硫充分，二氧化硫的排放量减少50-70％。
(二)、配制炉渣灰粉水泥将筛选出的砂土、灰石、炉渣灰(各种炉渣均可)及砖瓦粉碎过筛，粒度100-150目，占50-70％；石灰粉粒度100-150目，占25-40％；石膏粉粒度100-150目，占5％，按比例配制，干搅均匀，装封待用。标号可达300-400目，用于铺路面或打地平使用。
(三)、免烧煤灰砂土砖的制造将筛选出来的砖瓦、陶瓷、灰、砂土等粉碎，粒度50-100目的占20-30％100-150目的占25-35％，150-180目的占20-30％，炉渣灰粉水泥占10-20％，硅酸盐水泥或矿渣水泥占10-20％并掺入5-10％水泥凝固剂搅匀后，再加水10-20％搅拌20-50分钟后存放1-2小时左右，再以500Kg/M2以上的压力成型养护七天即成，其标号可达100-150目，抗折强度不小于25Kg/cm2。
(四)、人造大理石的制造将玻璃、陶瓷，砖瓦或粉煤灰粉碎过筛、粒度100目以上，占60-70％，加入不饱和聚酯树酯粘合剂(如195、196、197、306、307等)占10-15％，邻苯二甲酸酐占7-15％。碳酸钠或氯化钙占7-15％，混和搅拌，装入模型振捣成型，8小时后脱模、修整、上腊抛光，常温固化即成。
(五)、废塑料处理乙烯塑料与丙烯塑料可利用现有技术作再生塑料制品。
泡沫塑料(约占垃圾总量的1-2％)用甲苯或二甲苯溶解后，再加入不同的交联剂可生产粘合剂，再加入各种颜料可生产油漆、防水涂料与纸箱防潮剂或者液体燃料。
权利要求
1.垃圾的无害化处理与利用方法，其特征在于首先把垃圾倒入处理池里进行好氧处理与厌氧处理，加入化学试剂，用生物化学方法将垃圾中的有机物降解转化成固体燃料和可燃气体供燃烧使用，在进行无害化处理后的三天由高温使垃圾渣干燥，含水量5-10％；再把干燥的垃圾从处理池中用输送装置输送到多层筛选机里，用比重法与粒度法进行筛选，分选出废塑料，粒度大的砖瓦、陶瓷、玻璃等不能燃烧的无机物和有机物垃圾渣；然后分别进行加工利用。将有机物垃圾渣加入粉碎后的有机物如稻壳、麦秸、木屑和燃烧助燃剂如硝酸钠、硝酸钾和镁，制成节煤添加剂掺入原煤中燃烧；将砂土、石灰、炉渣灰及砖瓦经过粉碎加工后加石灰粉与石膏粉制成炉渣灰粉水泥；将砖瓦、陶瓷、灰、砂土经过粉碎加工后加水泥、水泥凝固剂和水，搅匀后再压制成免烧煤灰砂土砖；将碎的废玻璃、陶瓷加不饱和聚酯树脂粘合剂与辅料制成装饰材料，如人造大理石将废塑料经化工处理制成液体燃料、油漆、粘合剂。
2.根据权利要求1所述的垃圾的无害化处理与利用方法的好氧处理，其特征在于把垃圾放入顶部开有进料口与排气口、上部为储气仓、底部或底侧部开有出料口，并且是通风良好和可以严格密封的处理池内进行好氧处理10-12天，根据垃圾的成份，每吨垃圾中加入碳酸氢钠8-12Kg、高锰酸钾0.5-3Kg、生石灰20-40Kg，使池内温度保持35-45℃、PH值为6-7。废气经储气仓、排气口由输气管送入气体处理室用二氧化氯法与活性炭吸附法处理后再排放到大气中。
3.根据权利要求1所述的垃圾的无害化处理与利用方法的厌氧处理，其特征在于将好氧处理后的垃圾里每吨垃圾加入铁粉8-12Kg、活性炭0.7-1.5Kg、氯化钠8-1Kg及铝粉或铝粒1-5Kg，拌均匀后把处理池的进料口与出料口密封进行厌氧处理8-12天，由处理池的储气仓上部的排气口接上输气管，将有机物转化成的可燃气体输送到气体处理室纯化处理后供燃烧使用。
4.根据权利要求1所述的垃圾的无害化处理与利用方法的节煤添加剂，其特征在于把筛选分离出的有机物垃圾渣每800-900Kg里加入粉碎后的有机物如稻壳、麦秸、木屑80-180Kg，燃烧助燃剂硝酸钠8-12Kg、硝酸钾8-12Kg、镁粉1-2Kg，搅拌均匀后，再按30-60％的比例掺入原煤中燃烧。
5.根据权利要求1所述的垃圾的无害化处理与利用方法的炉渣灰粉水泥，其特征在于把筛选出的砂土、灰石、炉渣灰及砖瓦粉碎过筛。粒度100-150目，占55-70％，石灰粉粒度100-150目，占25-40％，石膏粉粒度100-150目，占5-10％，按比例配制、干拌均匀，包装待用。
6.根据权利要求1所述的垃圾的无害化处理与利用方法的免烧煤灰砂土砖，其特征在于将砖瓦、陶瓷、灰、砂土粉碎加工，粒度50-100目的占20-30％，100-150目的占25-35％，150-180目的占20-30％，炉渣灰粉水泥占10-20％，硅酸盐水泥或矿渣水泥占10-20％，并掺入5-10％的水泥凝固剂，拌匀后再加水10-20％，搅拌20-50分钟后存放1-2小时，再以500Kg/m2以上的压力成型后保养七天。
全文摘要
本发明是垃圾的无害化处理与利用方法，先把垃圾倒入处理池内进行好氧处理和厌氧处理，杀菌、消毒、除臭并使有机物通过生物降解转化，副产物为燃气，再筛选分离，将有机物垃圾制成固体燃料——节煤添加剂掺入煤中燃烧，无机物制成建筑材料，废塑料制成液体燃料、油漆与粘合剂。消除了垃圾污染，全部综合利用，变废为宝，具有投资省，效益高，防治污染，节约能源等优点。适用于生活垃圾和部分工业垃圾的无害化处理与利用。
文档编号B09B3/00GK1058158SQ9110723
公开日1992年1月29日 申请日期1991年6月24日 优先权日1991年6月24日
发明者张钧博 申请人:张钧博