垃圾分级处理装置及处理垃圾的方法与流程

本发明涉及一种垃圾分级处理装置及方法，特别涉及一种适用于处理用于沼气发酵的有机垃圾的处理装置，属于生物发酵环保处理技术。

背景技术：

随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市和农村有机生活垃圾日益增多，根据2010年中国城市环境卫生协会统计，我国每年产生近10亿吨垃圾，并以8%-10% 的速度递增，其中生活垃圾产生量约4亿吨/年，有机物含量接近50%。迄今为止，我国绝大多数的生活垃圾依旧以填埋、堆肥和焚烧处理为主，造成了对环境的二次污染，并且大量有机物资源的浪费与资源、能源日渐短缺之间的矛盾日益突出。

对垃圾进行资源化利用受限的原因主要有以下两点，其一，垃圾自身成分复杂，导致难于进行资源化利用；其二，垃圾资源化处理相关技术研发开发不够。现有利用技术往往采用焚烧发电的单一模式，对不同的垃圾成分采用同意处理方法，造成了能源的浪费，同时处理过程能耗大，经济性差。

沼气厌氧发酵是利用有机垃圾转变成能源并且无害化处理的技术，垃圾沼气符合自然界中物质和能量的转化规律，通过沼气转化为沼气和沼肥，不但实现了垃圾的减量化，还能实现垃圾的资源化利用，达到节能减排的目的，同时缓解垃圾围城、能源紧张等诸多问题。为了提高厌氧发酵产沼气的效率，人们研究了各种各样的方法和措施，但是多数方法只适用于农村家庭沼气和小型的处理装置，这显然不能满足工业化的需求。

专利CN 102755988 A提出了一种生活垃圾处理系统，包括一次分离系统和二次分离系统。一次分离系统分离出不再可生利用、能再可生利用及其他垃圾，不再可利用的垃圾经粉碎后运输给建筑材料厂，其他垃圾进行沼气发酵，再可生利用垃圾通过二次分离系统分离出的进入有毒塑料、无毒塑料及废纸纸浆处理系统。

专利CN201110139647.9提出一种城市生活垃圾综合处理方法，包括人工分拣工序，破袋、磁选、滚筒筛分、风选、浆化等机械处理工序以及厌氧消化、好氧堆肥等生物处理工序。通过各工序的联合应用将生活垃圾中的不同组分按其理化性质进行分类后分别处理：分选出磁性金属，塑料纸张等循环利用；分选出有机垃圾粉碎浆化后厌氧消化产沼气；污泥好氧堆肥制成有机肥料；剩下的不可以处理和利用的无机物进行卫生填埋；垃圾处理过程中产生的臭气经集中处理达标后排放。

上述专利通过筛分得到不同种类的垃圾，从而进行不同的后续处理，但筛分体系较为复杂，成本投入高。

因此，需要提供一种较为优化的筛分体系，有效进行垃圾分类，降低垃圾分级处理成本。

技术实现要素：

针对现有技术中对于垃圾尤其是有机垃圾的筛分装置存在体系复杂，成本投入高的问题，本发明提供一种垃圾分级处理装置，能对垃圾进行有效的筛分和破碎，分离出适合沼气发酵的垃圾。

本发明的技术目的通过以下技术方案实现：

垃圾分级处理装置，所述装置包括混合池和同轴连接由上至下依次排列的筛网、水平桨叶、搅拌桨，所述混合池包括搅拌池和沉降池，所述搅拌池上半部分为圆柱体，下半部分为向内收缩的半锥体，沉降池设于搅拌池的底端，与搅拌池组成上部开口的半封闭式混合池；所述筛网由两个互相垂直的叶片组成，其中一个叶片垂直于水平面，另一个叶片平行于水平面，筛网的一端固定于池中央，另一端向池边缘延伸，所述筛网、水平桨叶和搅拌桨以可拆卸方式安装。

在上述技术方案中，将混合池分成搅拌池和沉降池两部分，并把搅拌池的下半部分设置为向内收缩的半锥体，有利于垃圾中的重质垃圾沿着半椎体的斜面沉降至沉降池中，这样的设计易于沉降。

进一步的，所述筛网为至少两个，以轴为中心，对称分布，且平行于水平面的叶片均在垂直于水平面的叶片的同一侧。筛网可以在搅拌过程中收集浮于上层的轻质垃圾。

进一步的，所述装置还包括同轴，所述同轴变速器设置于筛网和水平桨叶之间。所述同轴变速器可实现筛网、水平桨叶、搅拌桨同轴不同速，筛网转速较慢，实现对轻质垃圾的收集，而水平桨叶和搅拌桨高速运转，实现对垃圾的充分搅拌和切割。

进一步的，所述水平桨叶的叶片中间厚边缘薄，所述搅拌桨为双折叶桨式。采用中间厚边缘薄的叶片可便于切割粉碎垃圾。双折叶桨式搅拌桨在提供良好搅拌的同时，促进形成较大的轴向循环，提高粉碎效率。

本发明还提供了利用所述垃圾分级处理装置处理垃圾的方法，加水调节垃圾的固含量为30-50%，装填入混合池，开动搅拌，所述搅拌转动的方向与筛网的水平方向的叶片的延伸方向相同，所述筛网收集轻质垃圾，随着搅拌，部分重质垃圾沉降于沉降池中，所述水平桨叶切割粉碎中部的垃圾，然后停止搅拌，将各分类的垃圾分别收集。

所述搅拌转动的方向与筛网的水平方向的叶片的延伸方向相同，具体是指：例如当水平方向的叶片位于垂直方向的叶片的顺时针方向，则搅拌的方向为顺时针转动，这样的转动方向可使所述筛网形成一个直角挡板，便于收集浮于水面的轻质垃圾。

进一步的，所述筛网的转速为0.5~2rpm，所述水平桨叶和搅拌桨的转速为100~200rpm。

本发明的垃圾分级处理装置尤其适用于处理有机垃圾，分离出轻质垃圾和重质垃圾后的垃圾料液适于用于沼气发酵。

本发明的有益效果：

1. 本发明的垃圾分级处理装置的搅拌池设置为上半部分为圆柱体，下半部分为向内收缩的半椎体，有利于垃圾中的重质垃圾沿着半锥体的斜面沉降至沉降池中，实现垃圾的有效分离。

2. 筛网和水平桨叶、搅拌桨之间设置同轴变速器，可实现筛网、水平桨叶、搅拌桨同轴不同速，筛网转速较慢，实现对轻质垃圾的收集，而水平桨叶和搅拌桨高速运转，实现对垃圾的充分搅拌和切割。

3. 筛网设置为互相垂直的两个叶片，在垃圾收集过程中形成挡片，有效收集浮于池面的轻质垃圾。

附图说明

本发明附图2幅：

图1.实施例1的垃圾分级处理装置示意图；

图2.实施例1中筛网的结构示意图；

其中1. 混合池，2. 筛网，3. 水平桨叶，4. 搅拌桨，5. 同轴变速器，11. 搅拌池，12. 沉降池。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

图1所示为本发明的垃圾分级处理装置，包括混合池1和同轴连接由上至下依次排列的筛网2、水平桨叶3、搅拌桨4，其中混合池1包括搅拌池11和沉降池12，所示搅拌池11的上半部分为圆柱体，下半部分为向内收缩的半锥体，沉降池12设于搅拌池11的底端，与搅拌池11组成上部开口的半封闭式混合池1；筛网2由两个互相垂直的叶片组成，其中一个叶片垂直于水平面，另一个叶片平行于水平面，筛网2的一端固定于池中央，另一端向池边缘延伸，本实施例中所述筛网2有两个，且平行于水平面的叶片均在垂直于水平面的叶片的同一侧，两个筛网2以混合池的轴为中心，对称分布，如图2所示；所述筛网2、水平桨叶3和搅拌桨4以可拆卸方式安装于池中央的轴上，所述筛网2和水平桨叶3之间还设置有同轴变速器5。所述水平桨叶3的叶片中间厚边缘薄，所述搅拌桨4为双折叶桨式。

利用图1所示的垃圾分级处理装置处理垃圾：加水调节垃圾的固含量为35%，将垃圾装填入混合池1，开动搅拌，筛网的转速为1rpm，所述搅拌转动的方向与筛网2的水平方向的叶片的延伸方向相同，如水平方向的叶片位于垂直方向的叶片的顺时针方向，则搅拌的方向为顺时针转动，这样的转动方向可使所述筛网2形成一个直角挡板，便于收集浮于水面的轻质垃圾，随着搅拌，部分重质垃圾沿着搅拌池11下半部分的半锥体斜面沉降于沉降池12中，在同轴变速器5作用下，调节水平桨叶3和搅拌桨4的转速为100rpm，所述水平桨叶3可对悬浮于池中部的垃圾进行切割粉碎，然后停止搅拌，将各分类的垃圾分别收集。

利用本发明的垃圾分级处理装置处理垃圾，分选掉浮于池面的塑料等轻质垃圾和沉降出池底的重质垃圾后，中间部分的垃圾料液适用于沼气发酵。