专利名称：沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市生活垃圾处理工艺，尤其涉及一种沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺。
背景技术：
随着城市化进程的加快，城市人口数量不断扩张，城市生活垃圾的产生量迅速增长。目前主要采用的垃圾处理技术如填埋、堆肥、焚烧等方法，而厌氧发酵技术由于运行与建设成本高等原因，一直未能在发展中国家普及。
传统的垃圾填埋处理，不仅占用大量土地，而且还会产生如渗滤液对水体的污染、填埋过程中的填埋气排放等二次污染。
由于我国垃圾是混合收集，用未经预分拣的混合收集的生活垃圾生产出来的堆肥，肥效低、杂质多、重金属含量高、成本高，市场销路差，而且对垃圾中的病原体等有毒、有害物质的处理效果不佳，不能使垃圾彻底无害化。
由于我国原生城市生活垃圾的水分含量高、热值低，直接采用焚烧处理工艺，为了提升炉膛温度，需添加大量辅助燃料，辅助燃料消耗与厂用电率都较高，因此热收益不高，使得该类企业过多地依赖政府补贴。原生混合垃圾直接焚烧还会产生有毒灰渣，特别是飞灰等危险废弃物，而且尾气中不完全燃烧产物和有毒物质含量较高，对周围环境造成二次污染。此外，过量添加辅助燃料，也不符合我国可再生能源政策。
厌氧发酵能产生有价值的沼气，二次污染少，一直为发达国家所青睐。但由于厌氧发酵周期较长、罐容大、腐殖土后堆肥脱臭气量大、厂用电高，且沼渣机械脱水需耗用大量昂贵的凝聚剂与消泡剂，高COD的脱水沼液处理成本极高，其沼渣堆肥也同样存在市场销路问题，故在发展中国家很少有应用业绩。
因此，单一的垃圾处理技术很难从根本上解决垃圾处理的现存问题，为了实现垃圾处理的资源化、减量化、无害化目标，探寻新的垃圾处理方式势在必行。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种处理效率高、二次污染小的城市生活垃圾生物与气化集成处理新工艺。
本发明包含以下步骤和内容步骤一将原生城市生活垃圾进行破袋。
步骤二将破袋后的垃圾进行物理分选，分为有机物、无机物、气化用可回收物和回收用可回收物。
所述气化用可回收物包括可回收物中的纺织物和木竹，回收用可回收物包括除气化用可回收物外的其余可回收物。回收用可回收物直接进行资源再利用；无机物经收集后卫生填埋或作为建材原料。
步骤三将步骤二中的气化用可回收物送入气化炉进行气化处理，气化温度为600-900℃；气化产生的高温燃气经余热回收后，经燃气净化装置净化后作为燃气；气化产生的灰渣经收集后卫生填埋或作为建材原料。
步骤四将步骤二中的有机物送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵温度为35-55℃。
步骤五步骤四中的厌氧发酵产生的沼气，经净化处理后用作燃料；发酵产生的沼渣，利用回收的余热干燥后送入步骤三的气化炉气化；沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供热源；沼渣蒸发出的蒸汽冷凝液排入污水处理装置，经达标处理后排放；不凝气送至附属燃气锅炉焚化，或经脱臭装置净化后达标排放。
步骤六将步骤一和步骤二中产生的垃圾渗沥液，经收集后送入步骤四中的厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理。
分选工艺选择磁选机、筛分机、风选机、水选机等分选机械的合适组合，该技术为成熟技术，广泛使用在城市垃圾分选中。
按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》实施手册对垃圾成分的分类方法，城市生活垃圾可划分为有机物、无机物和可回收物三类。其中有机物包含动物、植物；无机物包含灰土、砖瓦和陶瓷；可回收物包含纸类、塑料、橡胶、纺织物、玻璃、金属、木竹和其它。
本发明将混合垃圾中的高热值垃圾和有机物分开处理，对有机物和渗沥液先进行生物处理，再将沼渣干燥脱水后与高热值垃圾合并进行气化处理。沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺，对城市生活垃圾能达到理想的处理效果，既能遵循减量化、资源化和无害化的处理原则，还能提升垃圾处理的效率和效益。
本发明的沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺，与现有技术相比，其优点在于(1)对沼渣的干燥脱水工艺，历史性、突破性地取代常规厌氧发酵工艺的单级或多级机械脱水工艺，节省了大量昂贵的凝聚剂和消泡剂。
(2)对沼渣的干燥脱水工艺，能将污水处理难以生物降解的COD留在干燥物中，少量挥发至沼渣蒸汽冷凝液中的小分子有机物很容易经常规污水处理工艺达标排放。
(3)由于集成了厌氧发酵与气化工艺，对沼渣的干燥脱水有了热源保障。
(4)由于结合了气化工艺，对有机物的厌氧发酵生物处理后的沼渣，经干燥脱水处理后，送入气化炉气化，解决了沼渣的出路问题，而这一点恰恰是决定垃圾生物处理厂能否正常运行至关重要的决定性因素。
(5)由于结合了气化工艺，干燥后的沼渣送入气化炉气化，使得进入厌氧发酵罐的有机物无需仔细分选，允许含有较多的杂质，使得分选工艺可以大大简化。
(6)由于结合了生物处理工艺，渗沥液送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理。
(7)对气化用可回收物进行气化处理，由于该部分垃圾热值很高，气化炉无需额外辅助燃料，节约能源。
(8)对部分分拣出的垃圾进行回收，提高了垃圾处理的资源化水平。
(9)本发明对已建的垃圾气化工厂，可以在附近另建设前分选和生物处理工厂，来达到本发明的实施目的。
(10)本发明对已建的垃圾生物处理工厂，可以在附近另建设气化工厂，来达到本发明的实施目的。
(11)本发明无需额外辅助燃料，二次污染少，热能利用效率高，符合当前的可再生能源政策，符合循环经济理念。
具体实施例方式
以下通过三个实施例具体说明本发明。
实施例一将原生城市生活垃圾1000吨/天进行破袋后，送入由磁选机、筛分机、风选机、水选机等分选机械组成的分选系统，将垃圾按处理需要分为有机物、无机物、气化用可回收物和回收用可回收物。其中气化用可回收物包含纺织物和木竹；有机物包含动物、植物。回收用可回收物包含金属、玻璃、纸类、塑料、橡胶和其它，可直接进行资源再利用。无机物包含灰土、砖瓦和陶瓷，经收集后卫生填埋。
气化用可回收物送入气化炉进行气化处理。气化炉温度控制在600℃，气化可燃气经余热回收和净化后作为燃气供应，气化炉灰渣冷却后收集卫生填埋。
有机物送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵温度控制在35℃。
厌氧发酵产生的沼气经净化处理后作为燃气供应；发酵产生的沼渣，利用气化炉出口余热锅炉产生的蒸汽进行干燥，沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供热源。干燥后的沼渣送入气化炉气化。沼渣干燥过程中蒸发出的水蒸汽经冷凝收集后泵送至污水处理厂，不凝气经脱臭装置净化后达标排放。
垃圾处理各阶段产生的垃圾渗沥液，经收集后送入厌氧发酵罐进行生物分解处理。
实施例二将原生城市生活垃圾500吨/天进行破袋后，送入由磁选机、筛分机、风选机、水选机等分选机械组成的分选系统，将垃圾按处理需要分为有机物、无机物、气化用可回收物和回收用可回收物。其中气化用可回收物包含纺织物和木竹；有机物包含动物、植物。回收用可回收物包含金属、玻璃、纸类、塑料、橡胶和其它，可直接进行资源再利用。无机物包含灰土、砖瓦和陶瓷，经收集后作为建材原料。
气化用可回收物送入气化炉进行气化处理。气化炉温度控制在900℃，气化可燃气经余热回收和净化后可供燃气发电机发电，气化炉灰渣冷却后收集作为建材原料。
有机物送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵温度控制在55℃。
厌氧发酵产生的沼气经净化处理后可供燃气发电机发电；发酵产生的沼渣，利用气化炉出口余热锅炉和燃气发电机余热锅炉产生的蒸汽进行干燥，沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供热源。干燥后的沼渣送入气化炉气化。沼渣干燥过程中蒸发出的水蒸汽经冷凝收集后，经自设的污水处理装置处置达标后排放，不凝气送至附属燃气锅炉焚化。
垃圾处理各阶段产生的垃圾渗沥液，经收集后送入厌氧发酵罐进行生物分解处理。
实施例三将原生城市生活垃圾800吨/天进行破袋后，送入由磁选机、筛分机、风选机、水选机等分选机械组成的分选系统，将垃圾按处理需要分为有机物、无机物、气化用可回收物和回收用可回收物。其中气化用可回收物包含纺织物和木竹；有机物包含动物、植物。回收用可回收物包含金属、玻璃、纸类、塑料、橡胶和其它，可直接进行资源再利用。无机物包含灰土、砖瓦和陶瓷，经收集后卫生填埋。
气化用可回收物送入气化炉进行气化处理。气化炉温度控制在750℃，气化可燃气经余热回收和净化后可供燃气发电机发电，气化炉灰渣冷却后卫生填埋。
有机物送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵温度控制在40℃。
厌氧发酵产生的沼气经净化处理后可供燃气发电机发电；发酵产生的沼渣，利用气化炉出口余热锅炉和燃气发电机余热锅炉产生的蒸汽进行干燥，沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供热源。干燥后的沼渣送入气化炉气化。沼渣干燥过程中蒸发出的水蒸汽经冷凝收集后，经自设的污水处理装置处置达标后排放，不凝气送至附属燃气锅炉焚化。
垃圾处理各阶段产生的垃圾渗沥液，经收集后送入厌氧发酵罐进行生物分解处理。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明实施的范围并不受其限制。
权利要求
1.沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺，其特征在于该工艺包含以下步骤(1)将原生城市生活垃圾进行破袋；(2)将破袋后的垃圾进行物理分选，分为有机物、无机物、气化用可回收物和回收用可回收物；所述气化用可回收物包括可回收物中的纺织物和木竹，回收用可回收物包括除气化用可回收物外的其余可回收物；回收用可回收物直接进行资源再利用，无机物经收集后卫生填埋或作为建材原料；(3)将步骤(2)中的气化用可回收物送入气化炉进行气化处理，气化温度为600-900℃；气化产生的高温燃气经余热回收后，经燃气净化装置净化后作为燃气；气化产生的灰渣经收集后卫生填埋或作为建材原料；(4)将步骤(2)中的有机物送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵温度为35-55℃；(5)步骤(4)中的厌氧发酵产生的沼气，经净化处理后用作燃料；发酵产生的沼渣，利用回收的余热干燥后送入步骤(3)的气化炉气化；沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供热源；沼渣蒸发出的蒸汽冷凝液排入污水处理装置，经达标处理后排放；不凝气送至附属燃气锅炉焚化，或经脱臭装置净化后达标排放；(6)将步骤(1)和步骤(2)中产生的垃圾渗沥液，经收集后送入步骤(4)中的厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理。
全文摘要
本发明涉及一种沼渣干燥脱水型城市生活垃圾生物与气化处理集成工艺。目前技术很难从根本上解决垃圾处理的现存问题。本发明的步骤是破袋；分选；分选出的气化用可回收物送入气化炉进行气化处理，产生气化可燃气；分选出的有机物和收集的垃圾渗沥液，送入厌氧发酵罐进行厌氧发酵生物处理，发酵产生的沼气经净化处理后用作燃料，发酵产生的沼渣干燥后送入气化炉气化；沼渣干燥能量的缺额，由附属燃气锅炉提供。本发明方法由于对沼渣干燥，使得沼液的达标处理非常容易；通过气化使得物料适应性强、二次污染小，可提升垃圾处理的效率和效益。
文档编号B09B3/00GK1857803SQ20061005186
公开日2006年11月8日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者张志霄 申请人:张志霄