一种生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法和装置的制作方法

专利名称：一种生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及生活垃圾处理领域，具体涉及一种用于生活垃圾分选提取可发酵有机物的方法和装置。
背景技术：
目前，生活垃圾的产量与危害，目前的处理技术与存在的问题。生活垃圾的组成，针对各种成分进行综合处理，其中沼气发酵处理技术是一种可将垃圾处理和生产清洁能源同时进行的技术，因此可作为可发酵有机部分的首选处理技术方案。但是，目前我国没有成熟和完善的垃圾分类收集系统，运输车收集到的生活垃圾是一种包含可发酵有机物(如餐厨和果蔬垃圾)、惰性有机物(塑料、橡胶、编织物等)、惰性无机物(砖块、沙石、玻璃等)的混杂垃圾，无法直接用作发酵处理，因此，有效的垃圾分选并提取可发酵有机物是生活垃圾沼气发酵处理的关键。生活垃圾分选是一个非常复杂且庞大的系统问题，目前缺乏生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的相关技术。中国专利CN 102078876 A公开一种关于大批量生活垃圾前处理的方法及装置，其主要包括一垃圾摊铺平台、复数具有坡度的进料输送单元、复数与进料输送单元对应的螺旋分离设备、一清洗池、复数拨辊以及一送出输送单元，利用进料输送单元将包含有包裹物的垃圾倒入能够进行包裹拆解的螺旋分离设备中，而直接拆解破袋各种垃圾包裹物以释放包裹内的垃圾，并于过程中清洗及收集垃圾中夹杂的砂土粉尘和有机物等，以供后续资源提取设备之用，借以实现大批量生活垃圾的前处理工作。中国专利CN 102107207 A公开一种生活垃圾资源物质提取方法及系统，是利用多个自动化设备来对生活垃圾进行储料与进料步骤、破袋步骤及前段处理步骤、前段筛离物分离步骤、第一处理步骤、第一筛离物分离步骤、第一筛留物风选步骤、第二处理步骤第二筛离物分离步骤、第二筛留物风选步骤、磁选处理步骤以及后段风选步骤，以使生活垃圾中各种物质依其不同大小、重量、比重、磁吸的特性而自动分类回收，使生活垃圾中能被区分为杂物(可燃杂物)、有机物、重物、磁性金属、轻物(扁平物软胶袋)等类别，然后将按属性归类好的物质进行后续的资源回收、再生及其它资源化和无害化处理。中国专利CN 101985110 A公开了一种生活垃圾自动分类系统，由以下几个部分依次连接构成进料装置、滚筒筛分装置、重物提取装置和资源提取装置。将生活垃圾最终归为5大类，即塑料类、有机物类、重物类、磁性和有色金属及可燃杂物类进行分类处理。可上述三中国专利公开了生活垃圾的分类处理方法或装置，却没有针对能够直接作为生产沼气的原料的可发酵有机物进行高纯度的提取。

发明内容
本发明的目的是提供一种生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法和装置，尤指一种可将生活垃圾进行分类处理后，提取其中的可发酵有机物，即经一系列预处理工序后，获得能够直接提供厌氧发酵反应器制造沼气的原料的方法和装置。本发明是通过以下技术方案予以实现的首先将生活垃圾进行前分选处理，按照物理属性分段分离和归类收集各组分，前段分选流程主要包括①破袋和冲洗；②分离小颗粒物；③分离垃圾中大于预定尺寸的物质；④浮力分选分离惰性重物；⑤风力分选分离小轻物。预定尺寸的最佳范围是公称直径介于80mm-250mm。经前段分选处理后的剩余生活垃圾进入水道中，由水道的水流送至筛网装置筛分并获得公称直径大于及小于筛网装置的网格孔的有机物垃圾，经过筛分的有机物垃圾同时进行3个提取可发酵有机物步骤步骤(1)公称直径小于网格孔的有机物垃圾进入机械精选步骤，利用浮力作用由轻漂物收集装置去除有机物垃圾中的轻漂物杂质，所述轻飘物杂质为有机物垃圾中的大部分塑料片及泡沫塑料，然后利用磨浆机进行磨碎处理得到浆体，再利用网格筛分机隔离去除浆体中无法被破碎的杂质，最后利用精选设备按照先大后小得顺序隔除杂质，提取高纯度的可发酵有机物，其中固态物质中可发酵有机物含量高于95% ；机械精选步骤的最佳实施条件为筛网装置获得的有机物垃圾的公称直径介于 5mm和80mm之间，其中不可发酵杂质含量约20%，最终得到的可发酵有机物中固体颗粒粒径< 3mm ο步骤O)公称直径大于网格孔的有机物垃圾进入人工精选步骤，筛网装置的拨辊将公称直径大于网格孔与拨辊之间间隙的物质自动拨送至承接输送带，在承接输送带两旁设置人员来分拣大有机物，一般每条输送带设置2人，可根据实际情况确定。利用人工在承接输送带运转过程中将其上承载的大有机物(如柚子皮、榴莲皮等)拣出，然后集中通过输送带送往破碎机进行破碎处理，90%的出料粒度< 5mm，可发酵有机物含量100%。步骤(3):收集前分选处理前段的冲洗用水和后段水道中形成的高浓度污水，注入曝气沉砂池，其内部设置有曝气管道，对注入的污水进行曝气并利用搅拌碰撞以去除固体物质表面所附着的有机物膜，且使质量较重的砂石、玻璃等惰性无机物沉淀至曝气沉砂池底部，再采用吸泥机抽出沉淀的惰性无机物，并利用自动隔栅机清除大于其栅格尺寸的飘浮性杂物，随后再将已去除惰性无机物和漂浮性杂物的污水注入气浮池。在气浮池中利用溶气气浮法使加压释放的微细气泡与污水中包含的密度接近于水的有机颗粒(悬浮有机物)相互黏附为一体，形成密度小于水的气浮体，上升至水面形成浮渣性有机物，利用刮渣机将浮渣性有机物集中送到浮渣收集池收集。浮渣性有机物中的固态物质粒径小于5mm，可发酵有机物含量高于99%。通过上述方法，从未经源头分类的混装生活垃圾中快速、高效、精确的分选提取了可发酵有机物，从而获得用于沼气发酵的原料。本发明生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的装置包括生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的装置，前分选处理阶段的配套设备依次包括垃圾破袋及冲洗装置、小颗粒物收集装置、表面分布有预定尺寸孔的筛选装置、惰性重物分选收集装置、磁性金属收集装置、小轻物分选收集装置和水道。所述的垃圾破袋及冲洗装置的主要作用是破袋和冲洗，小颗粒物收集装置的主要作用是分离小颗粒物，表面分布有预定尺寸孔的筛选装置的主要作用是分离垃圾中大于预定尺寸的物质，惰性重物分选收集装置的主要作用是利用水的浮力和机械的组合分离并收集惰性重物，磁性金属收集装置的主要作用是提取惰性重物中的磁性金属，小轻物分选收集装置的主要作用是利用风力和机械的组合分离小轻物，水道的主要作用是分散和输送垃圾。预定尺寸的最佳范围是公称直径介于80mm-250mm。机械精选步骤的配套设备包括筛网装置、轻漂物去除装置、磨浆机、网格筛分机、 阶梯水道及一套或一套以上由圆孔筛和刷选设备相结合的精选机。所述的筛网装置主要由两部分组成，一是网格分选装置，其主要作用是提取有机物垃圾(最佳实施条件是提取公称直径介于5mm和80mm之间的有机物垃圾)，二是拨辊装置，其主要作用是将尺寸大于网格带与拨辊之间间隙宽度的物质自动拨送至承接输送带， 用于在人工精选步骤中提取可发酵有机物；所述的轻漂物去除装置的主要作用是去除有机物垃圾中的大部分塑料片及泡沫塑料等轻漂物杂质，轻漂物去除装置包括至少一条输送带，用以输送有机物垃圾到所述的磨浆机；磨浆机将有机物磨浆成体积较小的颗粒，磨浆机设置有冲水管，用以冲洗已磨浆的有机物颗粒，使得内部的物质更彻底地排出，藉由该磨浆机下方所设置的冲洗水槽，用水将得到小颗粒物质冲到所述的网格筛分机的附属格栅上， 利用该网格筛分机的格栅去除不能磨碎的大尺寸的杂质，通过该格栅孔隙的细小有机物颗粒和小杂质类物质的混合物一起进入连接网格筛分机和后续的有机物精选装置的所述阶梯水道中，由该阶梯水道持续送往后续有机物精选装置包含的圆孔筛上，该圆孔筛密布小筛孔，结合刷选设备的作用，隔除粒径大于该圆孔筛小筛孔的杂质，并收集通过该圆孔筛小筛孔的有机物颗粒，从而得到高纯度的可发酵有机物(固态物质中可发酵有机物含量高于 95% )。所述机械精选步骤采用轻漂物去除装置、网格筛分机和精选机分步去除所述筛网装置提取的有机物垃圾中的杂质。该轻漂物收集装置在所述的磨浆机之前去除大部分塑料片和泡沫塑料等轻飘物，避免过多杂质进入该磨浆机而影响后续提纯效果；该网格输送带和该精选机，利用从大到小的顺序去除经过该磨浆机磨浆后的有机物中的杂质，在避免较大塑料扁平物贴附堵塞该有机物精选装置筛孔的同时，提高了设备的运行效率和最终得到的可发酵有机物的精度。人工精选步骤的配套设备包括筛网装置、承接输送带和破碎机。所述的筛网装置同机械精选步骤中的筛网装置，人工精选步骤使用的是它的附属拨辊装置，主要作用是将公称直径大于50mm的物质自动拨送至所述的承接输送带，在承接输送带两旁设置人工，数量可根据实际情况确定。利用人工在承接输送带运转过程中将其上承载的大有机物(如柚子皮、榴莲皮等)拣出，然后集中送到所述的破碎机进行破碎处理，90%的出料粒度< 5mm，可发酵有机物含量100%。细小颗粒收集步骤的配套设施和设备包括污水收集槽、水道、曝气沉砂池、吸泥机、自动隔栅机、气浮池、刮渣机和浮渣收集池。所述的冲洗水收集槽的主要作用是收集前分选处理阶段的冲洗用水，该水道同机械精选步骤中所述的水道。所述的冲洗水收集槽和水道中的污水通过管道输送到所述的曝气沉砂池，其内部
6布有的曝气管道，对注入的污水进行不断曝气并利用搅拌碰撞以去除固体物质表面所附着的有机物膜，且使质量较重的砂石、玻璃等惰性无机物沉淀至该曝气沉砂池底部，再采用所述的吸泥机抽出，而飘浮性杂物则利用所述的自动隔栅机清除，随后再将已去除无机物和漂浮性杂物的污水注入所述的气浮池。该气浮池的主要作用是利用溶气气浮法使加压释放的微细气泡与污水中包含的密度接近于水的有机颗粒(悬浮有机物)黏附为一体，形成密度小于水的气浮体，上升至水面形成浮渣性有机物。所述的刮渣机的主要作用是将漂浮于气浮池水面的浮渣性有机物，即可发酵有机物，刮送到所述的浮渣收集池收集备用。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明能具体实现以未经源头分类的混装生活垃圾为对象，提取其中的可发酵有机物作为可直接用于沼气发酵的原料；本发明的方法和装置包含预处理和提取，得到的可发酵有机物可直接混合作为制造沼气的原料。本发明方法和装置的工艺和工序合理有效，运行管理简单，性能稳定可靠，得到的可发酵有机物纯度较高且不含影响厌氧发酵反应器运行的惰性重物，在大幅减少生活垃圾中有机物对环境造成的严重污染的同时，获得了生产清洁可再生能源(沼气)的原料，为利用混装生活垃圾中的可发酵有机物进行沼气生产提供了前提和技术支持，从而实现变废为宝。本发明方法和装置具有高效稳定提取并提纯混装生活垃圾中的可发酵有机物作为制造沼气的原料的能力，非常适合在配套沼气工程的生活垃圾综合处理厂和希望以生活垃圾为原料来源的大型沼气工程进行应用推广，具有良好的经济、环境和社会效益。


图1是本发明方法的结构流程图1 ；图2是本发明方法的结构流程图2 ；图3是本发明以筛网装置获取有机物的正面示意图和人工精选步骤的流程图；图4是本发明以筛网装置获取有机物的侧面示意图；图5是本发明机械精选的工作流程和装置的示意图；图6是图3中磨浆机20的放大图；图7是图3中精选机40/50的另一结构形式的示意图；图8是本发明细小颗粒有机物收集的工作流程和装置的示意图；图9是本发明的整体布局图；图中Q、前分段处理；A、机械精选；B、人工精选；C、高浓度污水；D、可发酵有机物；E、细小颗粒有机物收集；Q01、袋包垃圾破袋和垃圾冲洗；Q02、分离垃圾中的小颗粒物；Q03、分离垃圾中大于预定尺寸的物质，小于特定尺寸的垃圾进入后续处理步骤；Q04、浮力分选分离惰性重物； Q05、水道；Q06、风力分选分离小轻物；Q07、以筛网装置获取有机物；Q08、水道；AO1、输送带；A02、去除杂有机物中的轻飘物；A03、输送带；A04、磨浆处理；A05、冲洗水槽；A06、去除有机浆中较大的非可发酵物；A07、阶梯水道；A08、利用精选设备得到高纯度的可发酵有机物；B01、输送带；B02、人工分拣得到可发酵有机物；B03、输送带；B04、破碎机破碎处理；C01、进行曝气搅拌沉淀隔除惰性无机物，利用自动格栅机清理漂浮性杂物；C02、 通过溶气气浮工艺使悬浮有机物漂浮于水面形成浮渣性有机物；C03、利用刮渣机将浮渣性有机物集中送至浮渣收集池；D、作为沼气发酵原料的可发酵有机物；01、进料水道；02、承接水道；03、筛网装置；031、网格带；032、有机物水槽；032A、 收集口 ；033、拨辊；034、拨出物承接输送带；034A、有机物收集口 ；035、人工分拣位；036、大有机物输送带；037、破碎机；038、输送带；101、杂有机物输送带；10、轻漂物去除装置；102、水槽；103、轻漂物收集输送带； 201、有机物输送带；20、磨浆机；202、螺旋轴；302、水槽；30、网格筛分机；301、网格带； 303、水槽；40、精选机；401、毛刷；402、杂物收集槽；403、有机物收集槽；50、精选机；501、 毛刷；502、杂物收集槽；503、有机物收集槽；504、可发酵有机原料暂存池；505、杂物暂存池；506、杂物输送带；60、污水收集槽；61、水道；70、曝气沉砂池；701、曝气管道；702、吸泥机；703、自动格栅机；80、气浮池；801、增压泵；802、回流管路；803、气体管路；804、溶气罐；805、溶气管路；806、控制阀；807、刮渣机；808、浮渣暂存槽；809、浮渣收集池；810、出水口 ；900、搅拌机；901、原料储存池。
具体实施例方式以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。实施例1 如图1所示，本生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法以前分选处理Q为前提，然后针对分离后的杂有机物和高浓度污水C，所述杂有机物为前分选处理Q后的较大粒径有机物，所述高浓度污水C为含有细小颗粒有机物的污水，分别通过机械精选A、人工精选B、细小颗粒有机物收集E三个步骤来对生活垃圾中的可发酵有机物D进行提取和收集处理，最终得到制造沼气的原料——高纯度的可发酵有机物D。如图2所示，于本实施例的前分选处理Q中的「袋包垃圾破袋和垃圾冲洗」QOl中， 即先将装有生活垃圾的垃圾袋(袋包垃圾)通过垃圾破袋装置予以自动破袋，使袋包垃圾中的垃圾散出，再利用冲洗装置将散落的生活垃圾进行打散和冲洗，以便于后续工序的处理。「分离垃圾中的小颗粒物」Q02中，将生活垃圾中混杂的泥沙和细小有机物质等小颗粒物通过孔筛(孔板)进行分离和收集。同时，「袋包垃圾破袋和垃圾冲洗」QOl和「分离垃圾中的小颗粒物」Q02中产生的高浓度污水C(内含「分离垃圾中的小颗粒物」Q02分离出的小颗粒物)由污水收集槽60收集，然后送往细小颗粒有机物收集E进行处理。经过「袋包垃圾破袋和垃圾冲洗」QOl和「分离垃圾中的小颗粒物」Q02处理后的生活垃圾于「分离垃圾中大于预定尺寸的物质，小于预定尺寸的垃圾进入后续处理步骤」Q03的前分选处理Q中，利用圆孔筛等限制尺寸的装置和设备，将生活垃圾中大于限定尺寸的物质进行隔离并收集，而小于预定尺寸即公称直径介于80mm到250mm之间的生活垃圾则被送往「浮力分选分离惰性重物」Q04。「浮力分选分离惰性重物」Q04在前分选处理Q中，除可以更进一步的清洗垃圾外， 更主要的是以水为载体浮载经前述Q01-Q03处理后的生活垃圾，并自动以密度为依据将生活垃圾进行分离，密度大于水的惰性重物由浮力分选设备底部送出收集(可根据需要添加磁选装置收集惰性重物中的磁性金属)；密度小于水的生活垃圾则处于漂浮或悬浮状态， 由浮力分选设备的导出装置送往水道Q05，再由水道Q05中的水流送往「风力分选分离小轻物」Q06。「风力分选分离小轻物」Q06中，利用风力结合机械设备，将生活垃圾中的小轻物 (如塑料片、塑料瓶盖等)分离并收集，其余生活垃圾由进料水道01送往「以筛网装置获取有机物垃圾」Q07。「以筛网装置获取有机物垃圾」Q07的处理过程如图3、4所示。生活垃圾由进料水道01送到筛网装置03，由附属的筛网装置03的网格带031 承接，在网格带031持续运转的同时，体积小于网格孔的物质会下落至有机物水槽(输送带)032，并由机物水槽(输送带)032送至有机物收集口 032A，再由杂有机物输送带101送出，并进行机械精选A以获取纯度较高的可发酵有机物。收集粒径介于5mm-80mm的物质是「以筛网装置获取有机物垃圾」Q07的最佳实施条件(粒径小于5mm的细小颗粒物已经在前分选处理Q中的「分离垃圾中的小颗粒物」Q02 步骤中进行了收集)。如图2所示，机械精选A的处理方法如下由「以筛网装置获取有机物垃圾」Q07收集的杂有机物由输送带AOl输送出，并机械精选A的处理。首先经过「去除杂有机物中的轻漂物」A02，然后由输送带A03送往进行磨浆处理A04，经磨浆处理A04后的有机物质通过冲洗水槽A05到达「去除较大的非可发酵有机物」A06，而有机浆体则通过阶梯水道A07到达「利用圆孔筛结合刷选得到高纯度的可发酵有机物」A08。机械精选A的用水在末端形成的有机污水经过管道送往细小颗粒有机物收集E进行处理。如图5、6所示，机械精选A的装置的工作流程如下杂有机物输送带101将通过筛网装置03获得的杂有机物送至轻漂物去除装置10， 轻漂物去除装置10利用其特殊结构结合水的浮力作用，将有机物质与轻漂物(如泡沫塑料、塑料扁平物等)分离，轻漂物通过水槽102送至轻漂物收集输送带103，由轻漂物收集输送带103送至杂物暂存池505收集暂存。轻漂物去除装置10下方设有有机物输送带201，该有机物输送带201可输送去除轻漂物后的有机物到磨浆机20。如图6中所示，磨浆机20主要是通过电机驱动设备内部的螺旋轴202，藉由螺旋轴 202内置的刀和磨盘(图中未示)将进入的有机物切割和磨成体积较小的有机物颗粒。另设有冲水管(图中未示)冲洗磨浆机20内部，使其内部的有机物质被尽量排出，同时增加磨浆后得到的有机物浆体的流动性。从磨浆机20排出的有机物浆体由水槽302送至网格筛分机30。
网格筛分机30利用网格带301的网格，将无法被磨浆机20磨碎的大尺寸的杂物 (如塑料等)截留在网格带301的上表面，随着网格带301运转至转弯处，然后掉落至杂物暂存池505收集暂存。水槽303设置在网格带301下方，用于承接通过网格带301网格孔的有机浆体，并送到精选机40进行进一步的除杂质处理。精选机40通过底板向前倾斜且满布筛孔，有机浆体通过精选机40底板的过程中， 体积大于底板筛孔的杂质被截留在底板上表面，附属精选机40的间隔布置的毛刷401，由链条带动循环刷过底板上表面，将截留在底板上表面的体积大于底板筛孔的杂质刷至杂物收集槽(输送带)402，然后收集到杂物暂存池505暂存；体积小于底板筛孔的有机物浆体则通过底板筛孔进入有机物收集槽403，然后被送至精选机50。精选机50的结构和功能与精选机40相同，不同的是其底板筛孔小于精选机40的底板筛孔，其作用是进一步隔除有机物浆体中的杂质，从而获得高纯度的可发酵有机物。图 5中精选机50的附属结构与精选机40的附属结构的功能对应如下毛刷501对应毛刷401、 杂物收集槽(输送带)502对应杂物收集槽(输送带)402、有机物收集槽503对应有机物收集槽403。精选机50的运行处理流程在此不累述。所述有机物水槽(03 、杂物收集槽(402,50 也可用输送带代替，功能相同。图7是本发明中的精选机00、50)的另一种形式，具体见图示，其结构虽有区别， 但其功能和效果相同。有机物收集槽503将经过精选后的有机物浆体输送至可发酵有机原料暂存池504 收集暂存。可发酵有机原料暂存池504底部设置过滤层(图中未示)，使机械精选A处理得到的可发酵有机物D中的多余水分自然渗滤到过滤层下方的有机污水收集层收集，然后通过管道输送至细小颗粒有机物收集E步骤来进行处理。杂物暂存池505中的物质仍包含一定比例的有机物，考虑到资源的充分利用问题，可将其做堆肥熟化处理，然后筛除其中的塑料等杂质，得到的有机物质可用作制造有机肥的原料。通过机械精选A的处理，从前分选处理Q得到的杂有机物中快速获取了制取沼气的原料——高纯度的可发酵有机物D(固态物质中可发酵有机物含量高于95% )。如图2所示，人工精选B的处理方法如下由「以筛网装置获取有机物」Q07对较大粒径有机物收集处理后的另一部分物质由输送带BOl送至人工精选B进行处理。首先由人工分拣得到大型可发酵有机物B02，再由输送带B03送至破碎机破碎处理B04，从而得到制造沼气的原料——可发酵有机物D。如图3所示，人工精选B装置的工作流程如下图3中箭头的指向为垃圾运动方向，体积大于网格带031的网格孔尺寸的物质，由网格带031携带至转弯处与拨辊033交接的位置，体积大于网格带031与拨辊033之间间隙的物质(如大有机物、皮鞋、罐盒类等)，被连续转动的拨辊033拨至拨出物承接输送带034 上，拨出物承接输送带034旁设置人工分拣位035，利用人工在拨出物承接输送带034运转过程中将其上承载的大有机物(如柚子皮、榴莲皮等)拣出，然后集中通过大有机物输送带 036送往破碎机037进行破碎处理，然后破碎后的可发酵有机物D通过输送带038承接送出，得到纯度极高的可发酵有机物D，90%的出料粒度< 5mm，可发酵有机物含量100%。
如图2所示，细小颗粒有机物收集E的处理方法「袋包垃圾破袋和垃圾冲洗」QOl和「分离垃圾中的小颗粒物」Q02中产生的高浓度污水(内含Q02分离出的小颗粒物)、Q前分选处理中水道末端的污水以及机械精选A末端产生的有机污水，均由管道送往细小颗粒有机物收集E步骤中进行处理。首先是「进行曝气搅拌沉淀隔除惰性无机物并利用自动隔栅机清除漂浮性杂物」C01，然后是「通过溶气气浮工艺使悬浮有机物漂浮于水面形成浮渣性有机物」C02，再是「利用刮渣机将浮渣性有机物集中送至浮渣收集池」C03。由此步骤处理收集得到的浮渣性有机物即是制造沼气的原料——可发酵有机物D。如图2及图8所示，细小颗粒有机物收集E装置的工作流程处理对象为高浓度污水，主要来自三个方向一、「袋包垃圾破袋和垃圾冲洗」QOl 和「分离垃圾中的小颗粒物」Q02中产生的高浓度污水，由污水收集槽60收集后集中送往处理；二、前分选处理Q中的末端水道61中的污水；三、机械精选A末端产生的有机污水，由可发酵有机原料暂存池504下方有机污水收集层收集后集中送往处理。送往处理的污水中有包含有如油脂、细小厨余等各种有机物颗粒，也包含了砂石、 玻璃等无机物。高浓度污水首先被输送至曝气沉砂池70，曝气沉砂池70中布有曝气管道701向污水不断进行曝气，并利用曝气搅拌碰撞使得固体物质表面附着的有机物膜脱落，而质量较重的砂石、玻璃等无机物沉入漏斗状的池底(图中未示)。利用曝气沉砂池70顶部所设置行车式的吸泥机702，以吸泥机702底部的吸泥管将砂石、玻璃等无机物清除掉。通过曝气沉砂后，有机废水中含有的飘浮性杂质藉由自动格栅机703清除掉。最后，去除砂石、玻璃等无机物以及飘浮性杂质后的含有细小有机物的有机废水将进入气浮池80进行处理。气浮池80采用溶气气浮法，通过增压泵801将回流管路802中的回流水加压后再和气体管路803中的压缩空气一同通入溶气罐804内充分混合。混合后的溶气水经由溶气管路805通过一控制阀806进入气浮池80内，由底部的释放器瞬间减压并释放出微气泡。 溶气水所释出的微细泡于气浮池80内与有机废水中所包含密度接近于水的固态或液态的有机物微粒黏附一体，而形成了密度小于水的气浮体。在浮力作用下，气浮体上升至水面形成浮渣性有机物。溶气气浮后，水中的悬浮物浮到水面，形成一层如泥浆状的物质——浮渣性有机物。利用一刮渣机807将有机物浮渣性有机物刮到浮渣暂存槽808收集且能自流或被输送到到浮渣收集池809中，浮渣收集池809中的浮渣性有机物即可作为生产沼气的原料， 即可发酵有机物。出水口 810中的回流水可再经回流管路802送入增压泵801中再次加压而重复使用，兼具环保与节约资源的益处。如图9所示，对机械精选A、人工精选B和细小颗粒有机物收集E进行布局放置，并将以上三步骤所获得的可发酵有机物D储存在原料储存池901，并通过搅拌机900搅拌后， 最后按照预定时间间隔投料到沼气池中。综上所述，本发明提供生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法和装置，其主要是以前分选处理Q为前提，再利用机械精选A、人工精选B和细小颗粒有机物收集E等方法和装置以3个相对独立的步骤快速高效提取和收集可发酵有机物D。
前述具体实施方式
及附图不仅为举例说明实现本发明的实施例，该实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，凡是未脱离本发明精神所为的等效方法及装置，均应属含括于本发明的权利要求范畴内。本发明具有以下的优点1、本发明方法和装置提取的可发酵有机物D是生活垃圾中的易腐有机物，主要成份是油脂、厨余以及蔬菜、水果等各种有机物，来源十分广泛，而且由于是取之于生活垃圾， 成本低廉；2、本发明方法和装置提取生活垃圾中的易腐有机物作为制造沼气的原料，可以有效解决生活垃圾在处理过程中易腐有机组分的腐烂发臭问题；3、将生活垃圾中的有机物质高效提取出来，避免了采用填埋方式处理生活垃圾后，有机物质发酵产生大量沼气排入大气，从而达到减少温室气体排放的目的；4、本发明方法和装置提取并最终得到的是混合组分的可发酵有机物，且粒径较小、C/N(碳氮比)合理，用于制造沼气，与成分单一的原料相比，在启动速度、产气高峰的持续时间、累计产气量、底物降解速度和降解率等方面均有明显优势。
权利要求
1.生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法，其特征在于将生活垃圾进行前分选处理to)，包括有破袋和冲洗tool)；分离小颗粒物0^2)；分离垃圾中大于预定尺寸的物质0^03)；浮力分选分离惰性重物0^04)；风力分选分离小轻物 (Q06)；经前分选处理(Q)后的剩余生活垃圾进入水道(90 ，由水道(90 中的水流送至筛网装置(0 筛分出公称直径大于及小于网格孔的有机物垃圾，然后同时进入三个步骤进行，步骤(1)公称直径小于网格孔的有机物垃圾进入机械精选(A)步骤，所述机械精选 (A)步骤为由轻漂物去除装置(10)去除轻漂物杂质，然后利用磨浆机OO)进行磨碎处理得到有机物浆体，再利用网格筛分机(30)隔离去除有机物浆体中无法被破碎的杂质，最后利用精选机(40，50)得到高纯度的可发酵有机物(D)；步骤O)公称直径大于网格孔的有机物垃圾进入人工精选(B)步骤，所述人工精选(B)步骤为有机物垃圾通过筛网装置(0 的拨辊装置(033)自动拨送至承接输送带 (034)，在承接输送带(034)两旁利用人工分拣出大有机物，大有机物被集中送往破碎机 (037)进行破碎处理；步骤(3):在前分选处理⑴)、水道(Q05，Q08)及机械精选(A)步骤中形成的高浓度污水进入细小颗粒有机物收集(E)步骤，所述细小有机物颗粒收集(E)步骤为高浓度污水注入曝气沉砂池(70)，曝气沉砂池(70)内部设曝气管道(701)，对注入的污水进行曝气并利用搅拌碰撞以去除其中固体物质表面所附着的有机物膜，惰性无机物沉淀至曝气沉砂池(70)底部，并通过吸泥机(702)抽出，再利用自动隔栅机(703)清除大于其栅格尺寸的飘浮性杂物，随后再将已去除惰性无机物和漂浮性杂物的污水注入气浮池(80)，在气浮池 (80)中利用溶气气浮法，使加压释放的微细气泡与污水中包含的密度接近于水的有机颗粒黏附为一体，形成密度小于水的气浮体，气浮体上升至水面形成浮渣性有机物，利用刮渣机 (807)将浮渣性有机物集中送到浮渣收集池(809)收集。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法，其特征在于， 所述公称直径小于网格孔的有机物垃圾的公称直径介于5mm和80mm之间。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法，其特征在于， 所述预定尺寸为公称直径介于80mm和250mm之间。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法，其特征在于 其步骤(1)即机械精选(A)步骤藉由浮力作用清除杂有机物中的轻漂物杂质，再利用网格筛分机(30)的网格隔除经过磨浆机OO)处理后的有机物浆体中大于网格尺寸的杂质；最后利用精选机(40，50)按照先大后小的顺序隔除杂质、提纯可发酵有机物，并最终得到高纯度的可发酵有机物。
5.根据权利要求1所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法，其特征在于 其步骤(3)即细小颗粒有机物收集(E)步骤，其提取污水中的可发酵有机物的方法和步骤包括，(1)将包含有机物的污水进行曝气搅拌处理，去除固体物质表面附着的有机物膜，通过吸泥机(702)抽出沉淀的惰性无机物，并藉由自动隔栅(703)清除大于其栅格尺寸的飘浮性杂质；(2)将已去除惰性无机物和漂浮性杂物的污水注入气浮池(80)，利用溶气气浮法藉由压缩后的气体与水混合后释放所产生的微细泡沫与该有机污水中的有机物颗粒相互黏附为一体而形成浮渣性有机物；(3)将悬浮于水面的浮渣性有机物经刮渣处理排放到一浮渣收集池(809)。
6.生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的装置，其特征在于；包括前分段处理装置、 机械精选装置、人工精选装置及细小颗粒有机物收集装置，所述前分段处理装置依次包括一用以破袋和冲洗垃圾的垃圾破袋及冲洗装置； 一用以分离小颗粒物的小颗粒物收集装置；一用以分离垃圾中大于预定尺寸的物质的表面分布有预定尺寸孔的筛选装置； 一用以分选分离惰性重物的惰性重物分选收集装置； 一用以提取惰性重物中的磁性金属的磁性金属收集装置； 一用以分选分离小轻物的小轻物分选收集装置； 一用以分散和输送垃圾的水道Oi05、Q08)；所述机械精选装置包括筛网装置(03)、轻漂物去除装置(10)、磨浆机00)、网格筛分机(30)、阶梯水道(A07)及一套或一套以上由圆孔筛和刷选设备相结合的精选机00， 50)；所述水道(Q05、Q(^)还包括进料水道(01)及承接水道(02)，所述进料水道(01)与筛网装置(0 相接，所述承接水道(0 设于筛网装置(0 下方，并在筛网装置(0 下方设有机物水槽(032)，所述有机物水槽(03 与轻飘物去除装置(10)通过杂有机物输送带 (101)相接；所述的筛网装置(0 包括网格分选装置及拨辊装置(033)，所述网格分选装置设网格带(031)，网格带(031)上设网格孔；所述轻漂物收集装置(10)包括至少一条输送带，所述输送带(201)与所述磨浆机00) 相接，所述磨浆机00)内设冲水管，磨浆机00)与网格筛分机(30)相接，网格筛分机(30) 通过阶梯水道(A07)与精选机(40，50)相接；所述人工精选处理设备包括承接输送带(034)；所述承接输送带(034)与拨辊装置(03 相接，在承接输送带(034)两旁设工人，并在旁侧设破碎机(037)；所述细小颗粒有机物收集装置包括污水收集槽(60)、曝气沉砂池(70)、气浮池(80)、 浮渣暂存槽(808)及浮渣收集池(809)；所述污水收集槽(60)及所述水道(Q08)分别与曝气沉砂池(70)相接，所述曝气沉砂池(70)内设曝气管道(701)及自动隔栅机(703)，并外设吸泥机(702)；所述气浮池(80)与曝气沉砂池(70)相接，所述气浮池(80)外设刮渣机(807)，所述刮渣机(807)、浮渣暂存槽(808)、浮渣收集池(809)三者相接。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的装置，其特征在于， 所述网格带(031)的网格孔介于5mm和80mm之间。
8.根据权利要求6所述的生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的装置，其特征在于， 所述预定尺寸为公称直径介于80mm和250mm之间。
全文摘要
本发明公开了生活垃圾高效分选提取可发酵有机物的方法及装置，其装置包括前分选处理装置，机械精选装置，人工精选装置，细小颗粒有机物收集装置，其方法为以前分选处理为前提，然后针对分离后的杂有机物和高浓度污水，分别通过机械精选、人工精选、细小颗粒有机物收集三个步骤来对生活垃圾中的可发酵有机物进行提取和收集处理，最终得到可直接用于制造沼气的原料——可发酵有机物，本发明为一种可将生活垃圾进行分类处理后，提取其中的可发酵有机物，即经一系列预处理工序后，获得能够直接提供厌氧发酵反应器制造沼气的原料的方法和装置。
文档编号B09B5/00GK102500598SQ201110331878
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者孔晓英, 孙永明, 李 东, 李志兵, 李连华, 李颖, 杨改秀, 甄峰, 袁振宏 申请人:中国科学院广州能源研究所