本实用新型涉及生活垃圾处置，具体涉及一种耦合于水泥窑协同处置的生活垃圾预处置系统。
背景技术：
中国生活垃圾产生量大，约为1.9亿t/a，占世界垃圾产生量的29%。目前我国城市生活垃圾无害化处理方式包括填埋、堆肥、焚烧，其中以填埋为主(占比80%以上)，但焚烧比例上升很快。从短期趋势来看，由于 “减量化”的要求，垃圾焚烧技术颇受青睐。根据北京市关于全面推进生活垃圾处理工作的若干意见，2012年北京市生活垃圾焚烧、生化处理和填埋的比例为2:3:5，实现城区原生垃圾零填埋，2015年的比例为4:3:3,基本满足不同成分垃圾处理的需求，实现全市生活垃圾的零填埋，可见以焚烧处理为主的垃圾综合处理方式将成为未来垃圾处理的主航标。
但由于我国大部分地区的生活垃圾采用混合收集的方式，其成分复杂，且常随着地域和季节而变化，这就使得垃圾的热值很不稳定，焚烧给发电或供热系统带来了许多问题，往往达不到预期的设计目的。为了维护系统的正常运转，大多数垃圾焚烧厂常采用添加大量辅助燃料的方式进行补燃，使得运行成本大幅度提高，严重影响其经济效益；此外垃圾焚烧处理会产生2部分固体副产物，一部分是焚烧残渣，约占垃圾焚烧量的20-30％，最终采用填埋方式进行处置，另一部分是焚烧飞灰，约占垃圾焚烧量的2-4%，由于这部分物质含有重金属和二噁英等风险污染物，一般采用水泥固化后进行深度填埋处置，可见焚烧处理需要配合填埋处置的最终消纳场所才能实现废弃物的处理，这样在焚烧厂建设时要充分考虑填埋场的配套问题；最后垃圾焚烧厂的二噁英排放问题一直是大众关注的热点，社会舆论压力很大，焚烧厂建设阻力很大。
随着垃圾焚烧问题的日益凸显，以及可持续发展理念的不断深入，在对城市生活垃圾的处理问题上，已不再仅仅停留在如何控制和销毁这一传统的老观念上。而是采取积极态度和有力措施，进行最大限度的回收和综合利用，以创建具有良好经济效益的“垃圾产业”。欧盟在处理城市生活垃圾方面，要求不再新建可燃废物焚烧厂和城市生活垃圾填埋场，今后所有新产生的可燃废物和垃圾都要采取其他的更安全更经济的方法，尽可能地全部即时处置，一步到位，全量消纳，不留后患，尽量少用或不用填埋场和焚烧炉；同时对水泥工业消纳可燃废物与城市生活垃圾的前景也颇为看好。
水泥窑协同处置危险固废的安全性已得到了世界范围内的认可，协同处置生活垃圾等城市固废的安全性无可置疑。但由于原生生活垃圾中的水分含量高，形状尺寸不规则、热值低等因素，直接用于水泥窑处置，有处置量低、对水泥窑运行影响大的缺点。因此，需要对生活垃圾进行预处理，以降低水分、提高热值、增加处理量。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提出一种耦合于水泥窑协同处置的生活垃圾预处置系统，针对水泥窑处置生活垃圾的技术特点，结合预处理过程中的需要解决的关键问题，提出了一种全新的耦合于水泥窑的生活垃圾预处置系统，实现生活垃圾的处理和水泥窑的无缝对接，达到生活垃圾直接预处理过程中固、液、气的近零排放。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种耦合于水泥窑的生活垃圾协同预处置系统，其中，所述系统包括相互连接的第一破碎机和第一筛分机，第一筛分机的筛下灰土垃圾通过传送带连接一个气化热分离装置，气化热分离装置分离灰土垃圾中的有机物和无机物，气化热分离装置连接的一个与水泥窑分解炉连接的气化管道，气化管道用于输送有机物气化后的气体，气化热分离装置还连接一个输送带，气化热分离装置分离的无机物气化炉渣通过输送带送入水泥原料配料系统；第一筛分机的筛上物通过皮带连接到一个缓冲槽，缓冲槽上设置有带行车的液压多瓣抓斗机，缓冲槽中的筛上物垃圾通过抓斗将垃圾物料均匀的布置在生物干化处理槽中进行干化处理，垃圾生物干化结束后，再通过抓斗将干化产物输送到一个含料仓的给料机，给料机连接第二筛分机；第二筛分机连接两个分选装置，第一分选装置中设置有磁选机用于处理第二筛分机筛下物，第一分选装置出口连接所述气化热分离装置，对第二筛分机筛下物进行气化分解处理；第二分选装置中设置有磁选机和罗茨风机、用于处理第二筛分机筛上物，第二分选装置连接两条输送带，一条输送带将风选出的轻物料作为高热值替代燃料送入第二破碎机进一步破碎到粒径50mm以下，然后通过皮带连接输送到含料仓的链板机直接送入到水泥窑的分解炉；另一条输送带将风选出的重物料输送到第三破碎机破碎后送入水泥原料配料系统。
方案进一步是：所述轻物料是由罗茨风机吹出的物料，所述重物料是罗茨风机吹剩的物料。
方案进一步是：所述缓冲槽包括多个干化处理槽，干化处理槽高出地面2.5m至3.5m，伸入地下0.5m至0.8m，在干化处理槽地下底部设有渗滤液的收集槽，在干化处理槽地下中部设有通风管道；干化处理槽地下和地上部分通过铺设曝气板进行间隔，在曝气板之上设置有多个通风孔，干化处理槽所处干化区外设置与通风风管连接的离心风机。
方案进一步是：所述渗滤液的收集槽设置有渗滤液抽取泵，抽取泵的抽出管道直接连接至水泥窑的窑头、窑尾或者气化炉；所述渗滤液的收集槽设置有溢流口，溢流口连接一个或多个发酵槽，发酵槽中堆放有被发酵物；发酵槽连接给料机，给料机连接所述气化炉。
方案进一步是：所述被发酵物是树叶、秸秆、稻草或它们的混合物。
本实用新型解决了基于水泥窑处置的垃圾预处理过程中的2个技术难题，灰土含量高的筛下物以及渗滤液的处置问题，通过先破碎再筛分充分实现了灰土垃圾的分离，避免了对生物干化过程的影响，灰土垃圾经过气化形式的热分离，将其中的有机物转化为气体燃料送入分解炉，无机物作为气化炉渣一起运往水泥原料配料车间进行配料，这与现有的灰土筛下物直接进行水泥配料的工程技术完全不同。
本实用新型通过较少的工艺环节和简单的操作在水泥窑上实现了生活垃圾固、液、气的综合处理与利用。
本实用新型实现了渗滤液实现零排放，臭气通过气化燃烧和起停性好、运行成本低且无人值守的SQU除臭机实现多重治理。
本实用新型工艺环节少，关键设备少，技术操作简单，占地面积小，投资和运行运行成本低。
下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意框图。
具体实施方式
一种耦合于水泥窑的生活垃圾协同预处置系统，如图1所示，所述系统包括相互连接的第一破碎机1和第一筛分机2（滚筒筛），第一筛分机的筛下灰土垃圾通过传送带连接一个气化热分离装置3，气化热分离装置分离灰土垃圾中的有机物和无机物，气化热分离装置连接的一个与水泥窑4分解炉连接的气化管道5，气化管道用于输送有机物气化后的气体，气化热分离装置还连接一个输送带6，气化热分离装置分离的无机物气化炉渣通过输送带送入水泥原料配料系统7；第一筛分机的筛上物通过皮带连接到一个缓冲槽8作干化处理，缓冲槽包括多个干化处理槽801，干化处理槽地上高2.5m至3.5m，地下0.5m至0.8，在干化处理槽地下部分的底部设置有渗滤液的收集槽9，在干化处理槽地下部分的中部设有通风管道；干化处理槽地下和地上部分通过铺设曝气板进行间隔，曝气板上布置有多个通风孔，干化处理槽所处干化区外设置与通风风管连接的离心风机，生物干化所需要的氧气通过布风管道和通风孔输送给曝气板上的垃圾物料，干化处理槽所处干化区外还设置有抽风机，抽风机将干化车间产生的废气集中收集后直接输送到气化炉、分解炉或窑头；缓冲槽上设置有带行车的液压多瓣抓斗机10，缓冲槽中的筛上物垃圾通过抓斗将垃圾物料均匀的布置在生物干化处理槽中进行干化处理，垃圾生物干化结束后，再通过抓斗将干化产物输送到一个含料仓的给料机11，给料机连接第二筛分机12，第二筛分机连接两个分选装置，第一分选装置13中设置有磁选机用于处理第二筛分机筛下物，第一分选装置出口连接所述气化热分离装置，对第二筛分机筛下物进行气化分解处理；第二分选装置14中设置有磁选机和罗茨风机、用于处理第二筛分机筛上物，第二分选装置连接两条输送带，一条输送带15将风选出的轻物料作为高热值替代燃料送入第二破碎机16进一步破碎到粒径50mm以下，然后通过皮带连接输送到含料仓的链板机17直接送入到水泥窑的分解炉；另一条输送带18将风选出的重物料输送到第三破碎机19破碎后送入水泥原料配料系统。
其中：所述轻物料是由罗茨风机吹出的物料，所述重物料是罗茨风机吹剩的物料。
实施例中：所述渗滤液的收集槽设置有渗滤液抽取泵20，抽取泵的抽出管道直接连接至水泥窑的窑头、窑尾或者气化炉；所述渗滤液的收集槽设置有溢流口，溢流口连接一个或多个发酵槽21，发酵槽中堆放有被发酵物；发酵槽连接给料机22，给料机连接所述气化炉。
其中：所述被发酵物是树叶、秸秆、稻草或它们的混合物。
实施例中：所述发酵物与渗滤液的重量混合比例是1:6.1至1:6.5，在所述多个发酵槽分别通过截止阀与溢流口连接，当达到所述混合比例后，截止阀关闭并发出信号通知。
实施例中：所述给料机是双螺旋给料机。
下面是基于所述耦合于水泥窑的生活垃圾协同预处置系统的处置方法，所述系统包括相互连接的第一破碎机和第一筛分机，第一筛分机的筛下灰土垃圾通过传送带连接一个气化热分离装置，气化热分离装置分离灰土垃圾中的有机物和无机物，气化热分离装置连接的一个与水泥窑分解炉连接的气化管道，气化管道用于输送有机物气化后的气体，气化热分离装置还连接一个输送带，气化热分离装置分离的无机物气化炉渣通过皮带送入水泥原料配料系统；第一筛分机的筛上物通过皮带输送到一个缓冲槽后作为干化处理的原料，所述缓冲槽包括多个干化处理槽，干化处理槽高出地面2.5m至3.5m，伸入地下0.5m至0.8m，在干化处理槽地下部分的中部设置通风管道，干化处理槽地下部分和地上部分通过曝气板进行间隔，曝气板上布置有多个通气孔，生物干化所需要的氧气通过通风管道和通气孔输送给曝气板上的垃圾物料，干化处理槽所处干化区外设置有抽风机，抽风机将干化区产生的废气集中收集后直接输送到气化炉、分解炉或窑头；缓冲槽上设置有液压多瓣抓斗机，抓斗机连接一个含料仓的给料机，给料机连接第二筛分机，第二筛分机连接两个分选装置，第一分选装置中设置有磁选机用于处理第二筛分机筛下物，第一分选装置出口连接所述气化热分离装置，对第二筛分机筛下物进行气化分解处理；第二分选装置中设置有磁选机和罗茨风机、用于处理第二筛分机筛上物，第二分选装置连接两条输送带，一条输送带将风选出的轻物料作为高热值替代燃料送入第二破碎机进一步破碎到粒径50mm以下，然后通过皮带连接输送到含料仓的链板机直接送入到水泥窑的分解炉；另一条输送带将风选出的重物料输送到第三破碎机破碎后送入水泥原料配料系统，所述方法包括：
对第一筛分机的筛下灰土垃圾在气化热分离装置中以850℃-1100℃的温度分离灰土垃圾中的有机物和无机物；
对第二筛分机筛下物在气化热分离装置中以850℃-1100℃的温度分离第二筛分机筛下物中的有机物和无机物；
对缓冲槽中的第一筛分机的筛上物作干化处理：用抓斗行走对传送来的第一筛分机的筛上物在干化处理槽中进行布料，并在干化处理槽曝气板上铺设一层带缝隙的有机填料，干化处理槽地下部分的底部还设有渗滤液的收集槽，通过在干化区外设置的离心风机、干化处理槽地下中部设置的通风管道以及间隔干化处理槽地上和地下部分的曝气板给垃圾物料输送氧气强化干化，将干化后的筛上物送入下一道工序。
其中：多个干化处理槽的设置是根据工艺需要进行设置的，此结构设置可以分时对第一筛分机的筛上物作干化处理，提高处理效率；干化处理槽长宽主要根据生物干化的垃圾量、生物干化场地的布局等进行设置，干化处理槽的总数量以及每天使用的数量根据垃圾的总量、发酵的周期、发酵产物目标含水率、以及生物干化产物的最终用途等因素决定。
干化处理槽底部0.5至0.8m的空间主要有两个功能，一是布置整个干化处理槽的布风管道，每个干化处理槽对应一个风机，二是收集生物干化的渗滤液。
目前生物干化过程中出现的一个重要问题就是曝气孔堵塞的问题，由于垃圾中含有一些颗粒非常小的灰土垃圾，或者垃圾生物干化过程大粒径有机物不断分解，也会形成一些小颗粒的有机物，此外垃圾含水率较高，这些小颗粒的垃圾物料在垃圾中的游离水的作用下容易堵塞曝气孔，从而影响曝气，进一步影响垃圾生物干化的效果。
本实用新型提出了一种防止曝气孔堵塞的办法，在进行垃圾布料之前，在干化处理槽的曝气板上铺设一层有机填料，有机填料主要指玉米秸秆、稻草、谷物秸秆中的一种或者2种，其中优选玉米秸秆。有机填料的铺设厚度为2-3cm,有机填料不需要刻意进行破碎。铺设有机填料的作用主要体现在有机填料的格栅作用将垃圾物料和曝气孔进行隔离，细小颗粒的垃圾被有机填料拦截，不直接进入曝气孔；有机填料属于易吸水的物料，能快速吸收垃圾中的游离水，防止垃圾中游离水和灰土或者小粒径垃圾形成的泥胶作用堵塞曝气孔；有机填料的一个重要特征就是不需要像无机填料那样进行定期的清理和清洗，有机填料可以在生物干化结束后和干化产物一并作为水泥窑的替代燃料，或者是根据有机填料的分解情况多次使用后再和干化产物一并作为水泥窑的替代燃料，有机填料通过抓斗进行布置。
其中：所述有机填料是没有破碎的玉米秸秆、稻草、谷物秸秆中的一种或者2种，铺设的厚度是2cm至3cm。
所述方法进一步包括对收集槽中的渗滤液进行处理：首先由渗滤液泵抽取后直接泵送到水泥窑的窑头、窑尾或者气化炉内进行处置， 对收集槽中溢出的渗滤液连接一个或多个发酵槽，发酵槽中堆放有被发酵物；发酵槽连接给料机，给料机连接所述气化炉。如果夏秋季节垃圾含水率高，导致预处理过程中渗滤液产生量大，或者是水泥窑检修期间，水泥窑不能完全处置，剩余渗滤液可与吸水性好的玉米秸秆、稻草等进行充分混合后作为水泥窑的替代燃料直接送入到气化炉进行处置。具体操作方法是：将玉米秸秆或稻草粉碎至10-50mm，首先将粉碎好的玉米秸秆或者稻草铺设至发酵收集槽中（粉碎秸秆或者稻草和渗滤液以1:6.1-6.5的比例混合），按照设计好的比例将渗滤液缓慢的喷洒入秸秆上，简易堆置1-3d后直接采用生物干化的双螺旋给料设备输送到气化炉的储料仓作为气化炉的原料。
方法中：所述被发酵物是树叶、秸秆、稻草或它们的混合物。所述发酵物与渗滤液的重量混合比例是1:6.1至1:6.5，在所述多个发酵槽堆置1-3天后输送到气化炉的储料仓作为气化炉的原料。
方法中：破碎工艺一方面是实现垃圾破袋的目的，一方面是保证垃圾物料的粒径在200mm以下，方便后续的干化处理；所述机械分选包括II级筛分，I级筛分的目的是将无机成分含量高的灰土筛分出来，避免灰土的存在堵塞后续生物干化的通风孔，这与现有的先干化后破碎工艺完全不一致，也有效解决了现有生物干化工艺对通风孔的严重堵塞问题，II级筛分主要是对生物干化后的物料进行筛分，筛分的目的是将高低热值的物料分开，目的是与现有生活垃圾直接和间接入窑技术的直接对接。
方法中：通过自动上料抓斗将垃圾物料输送到破碎机中，垃圾经过破碎处理后通过皮带输送到I级筛分装置，通过筛分处理后将灰土含量高的筛下垃圾物料筛分出来，灰土垃圾进一步通过热分选实现垃圾中有机和无机物的分离，分离的有机物采用气化形式作为水泥窑的替代燃料，无机物送到水泥厂原料库进行配料；筛上垃圾物料进行生物干化处理，生物干化采用槽式干化工艺，干化处理槽配有离心风机和通风管道，干化处理槽的底部设有渗滤液的收集槽，生物干化过程中采用全自动抓斗布料。生物干化结束后干化物料进一步进行II级筛分处理，II级筛分的目的是实现高低热值垃圾物料的分离。低热值垃圾在经过磁选后进入气化炉实现间接入窑处置；高热值的垃圾经过磁选后进入风选装置，风选的轻物料经过破碎处理后直接入分解炉实现直接入窑，分选后的重物料送到水泥厂原料库进行配料。整个预处理过程中产生的渗滤液集中收集后，输送到到厂内的水泥窑窑头或者气化炉处理，如果夏秋季节垃圾含水率高，导致预处理过程中渗滤液产生量大，水泥窑窑头不能完全处置，剩余渗滤液可与吸水性好的玉米秸秆、木屑等进行充分混合后直接送入到气化炉进行处置。渗沥液中的有机成分经高温氧化分解及水泥窑的独特的工艺流程，变成可达标排放的气体；无机成分作为水泥的原料进入到水泥熟料。
上述实施例1系统和实施例2方法，解决了基于水泥窑处置的垃圾预处理过程中的2个技术难题，灰土含量高的筛下物以及渗滤液的处置问题，通过先破碎再筛分充分实现了灰土垃圾的分离，避免了对生物干化过程的影响，灰土垃圾经过气化形式的热分离，将其中的有机物转化为气体燃料送入分解炉，无机物作为气化炉渣一起运往水泥原料配料车间进行配料，这与现有的灰土筛下物直接进行水泥配料的工程技术完全不同，也符合HJ662－2013水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范中的6.6.6条明确规定：在生料磨只能投加不含有机物和挥发半挥发性重金属的固态废物。
垃圾渗滤液具有BOD5和COD浓度高、金属含量较高、氨氮的含量较高的特点。目前处理方法包括生物法和物理化学法，生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合，物理化学法主要有活性炭吸附、混凝沉淀、膜处理、化学氧化及气提等多种方法。但据目前国内渗滤液处理工程调研，生物法和物理化学法不是处理效果较差，就是实际运行费用高。在本方法中：对生物干化过程垃圾过程中产生的垃圾渗滤液送入水泥窑窑头进行高温处理，替代燃料在储存过程中产生的少量渗沥液送入气化炉高温处理。渗沥液中的有机成分经高温氧化分解及水泥窑的独特的工艺流程，变成可达标排放的气体；无机成分作为水泥的原料进入到水泥熟料。针对夏秋季节垃圾含水率高，预处理过程渗滤液产生量大也提出了与水泥窑处置高度结合的处理技术。