一种城市生活垃圾初步分类工艺及所用设备的制作方法

本发明涉及环境保护技术领域，具体地说就是更好地处理城市城市生活垃圾专项技术。

背景技术：

纵观全球，走城市化发展道路是大势所趋，也是客观事实，在此所遭遇的最大拦路虎之一是绕不开的城市生活垃圾。自从欧洲工业革命发展到今天，人民生活节奏越来越快，加之生活的多样性，带来商品及商品包装多样性，造成城市生活垃圾铺天盖地而来，城市周围深受其害：环境被破坏，水源被污染，耕地在减少，病毒横行肆虐，人类生存空间受到严重威胁。环保行业对于城市生活垃圾处理提出“无害化、减量化、资源化”的“三化”目标，但是“化来化去”，无论是欧美、日本等西方国家还是包括我国大陆及香港和台湾在内的东南亚各国，对于城市生活垃圾处理基本上还是填埋和焚烧，就是填埋一部分，再焚烧一部分；或者是焚烧和填埋，就是以焚烧为主的处理办法，再将焚烧后的灰烬填埋，对于“无害化、减量化、资源化”目标成了期望值而可望不可及。通过调查研究，城市生活垃圾处理不理想，存在着三个难题。难题之一是城市生活垃圾多样化，成分非常复杂，简单处理根本解决不了问题；精确处理，费用非常高，得不偿失，没有任何国家或公司愿意这么做。难题之二是城市生活垃圾处理没有独立的专业和系统理论，也没有行业标准借鉴，业内大家都在抓瞎、想当然，得过且过。难题之三是城市生活垃圾处理没有专业人员，所谓有工程师几乎都是半路出家，面对着又臭、又酸、又辛、又骚、又霉、又怪、又呕、又呛、又刺、又毒的城市生活垃圾，没有任何一位优秀的工程师愿意在现场多呆哪怕一分钟，能够呆在现场进行深入工作的，几乎都是找不到其它更好工作的劳力，稍微有点技术者，也不知窜到哪里去了。因此，“从古至今”，遍及国内外，即便是先进的欧洲和日本，城市生活垃圾处理经过不断地“创新”和发展，除了加大投资力度，如设备更加贵重、政府补贴不断提高、设备使用成本及维修成本一高再高。此外，采取更大的加工功率和加热功率，欧洲一条城市生活垃圾处理生产线达到几千个千瓦。尽管如此，除了采用人工捡出一点塑料外，其本质上仍然是填埋焚烧或是焚烧填埋，亦是不争的事实。高投入、大功率、天价使用成本和维护成本，最终仍然是填埋和焚烧，构成以欧美为代表的西方世界城市生活垃圾处理那“波澜壮阔的宏伟局面”；日本采用从源头开始分类的办法，能够减少焚烧量和提高焚烧热值；中国包括东南亚各国，只要能找地方倾倒和填埋，政府部门也只能睁一眼闭一只眼而已。最最可怕的事实，就是城市生活垃圾在处理过程中，没有办法将有害物质全部剔除。经调查表明：城市生活垃圾中将影响100年的有害物质是电子产品及电池，里面含有铅、镉、砷、镍、汞、铬、钡等有害物质，无论焚烧或填埋，这些有害物最终都被带入大自然，生长出来的植物带有毒素，不但污染大地，也污染水质，水产、畜牧、家禽及人类食用后体内都会含有毒素，长期以往造成病变。

技术实现要素：

如何能够使城市生活垃圾真正做“无害化、减量化、资源化”是本发明的核心思想，并贯穿在整个工艺及所用设备的过程中。除此之外，本发明至始至终考虑以低消耗、低功率、低的投入和低的使用成本、容易维护、操作简单可靠等系列而连贯的目标，不但达到城市生活垃圾处理目标，而且让客户有钱可赚、有利可图为最终目标。要实现上述目标，就必须彻底摈弃欧美及日本那些落后的工艺及设备，另辟途径。下面，将较详细介绍本发明工艺及所用设备：1.实现均匀供料。由于欧洲及日本不但将垃圾分类，而且在分装上有严格规定：必须用指定塑料袋装城市生活垃圾。而中国及东南亚国家虽然也有规定，但是执行起来非常困难。因此，我们处理的城市生活垃圾基本上没有分类，并夹杂着菜场、商场、禽畜、各种作坊、各种食品及杂货的加工垃圾，除有着各种各样的装袋方式，袋子的尺寸、强度、韧性、材质、形式等各有不同外，还有很多属于散装类，这些垃圾缠绕在一块，没有任何规律可循，目前欧洲和日本最先进供料方式基本上就是链板式输送机的前端加个料斗，在大料斗内加满垃圾，靠链板式输送机的倾斜度“自动供料”。如果用欧洲和日本这“先进的”料斗和链板输送供料，实践证明，垃圾常出现两种情况：其一是变成一个大球，使供料难以为继；另一种情况就是垃圾像小山一样蜂拥而来，造成堵塞，给生产线带来威胁。本发明采用多重针式生活垃圾完全破袋机，这种破袋机彻底摈弃欧洲及日本那种破袋机的工作原理，双螺旋双截面均匀供料仓，是一种强制的办法，适合各种生活垃圾，双螺旋是上下叠加式，上面螺旋安装在储料仓中，并作逆向旋转推动垃圾，在推动过程中填满下面小的截面工作料仓，而下面螺旋安装在工作料仓中，源源不断地把垃圾推向出口，从而实现均匀供料，为后继工程提供可靠的保证。2.实现彻底破袋。目前，非常流行的破袋机基本采用欧洲及日本技术，有“单轴破袋机”、“双轴破袋机”、“滚筒内圆上加狼牙式破袋机”等，它们只能破标准生活垃圾袋，对于上面叙述的那些垃圾袋没有任何保证，特别是对于直径为200mm～300mm那种强度高、韧性好的塑料袋显得束手无策。本发明引进“四两拔千斤”的设计理念，采用多重针式生活垃圾完全破袋机，这种机型采用立式设计，生活垃圾从上面进入，从下面排出，内部轮鼓作高速旋转运动，在内筒上安装多道破袋针，破袋针采用优质合金钢、经过调质热处理后，具有一定的强度、硬度、韧性、耐磨性能等特点。破袋针安装在基座上，用螺旋并紧定位，间隙可调。而基座采用科学设计：沿着内轮鼓旋转方向倾斜安装可使垃圾被迫下压；迎着旋转方向采用斜坡设计，不但迅速将垃圾挤向针尖，而且可以自动脱料，不会使生活垃圾发生缠绕现象。与轮鼓每道破袋针相对应，外壳筒的内部也设计了破袋针，而且自上而下，每道相对破袋针的相对间隙越来越小，最后一道破袋针的相对间隙只有拳头大小，换句话说，对于这种高速旋转的轮鼓，几乎能将所有的垃圾袋全部撕破。称之为“多重针式生活垃圾完全破袋机”其实不过分。完全破袋，为后继处理提供可靠的保证。3.筛选。用整体外置缓冲悬挂式弹跳分选筛对垃圾筛选处理，这是一款倾斜安装的筛子，筛子下面设置两根曲柄轴，曲柄回转过程中，筛子在360°作波浪式的跳动，在跳动过程中：①小于筛网孔直径的物料落下，网孔直径一般选用φ60～φ100mm为宜，电池、小一点有手机等小型电子产品、泥土、小砂石、小混凝土、腐烂有剂物、小的塑料制品、小塑料片、小禽骨、小果皮、果核、小水果、小质物茎块、。②一些轻的物料，特别是片状诸如塑料薄膜及塑料袋、衣物布类、化纤织品、编织袋类、各类大一点的菜叶等随着筛子的波浪运动，诸如苹果皮、黄梨皮、香瓜皮、较轻的柚子皮、香蕉皮、一些较大较完整的桔子皮、较长较轻的植物茎、较长的丝维线绳类等不断在起伏中向上运动，最终从筛子的最上方落下，落入带有料斗的皮带机上。③有定型形体物质、较硬的诸如皮球、鞋类、（瓷器、玻璃、铁皮、铝质、表面附塑料薄膜的奶盒等）的瓶瓶罐罐、完整的瓜、大一些的瓜果皮、土豆洋葱萝卜茄子等蔬菜类有形略硬产品、较长的甘蔗茎、家电产品、电子产品、玩具、较大一些的石头或砼块等随着筛子的波浪式运动又蹦又跳地往下方降落，最终从筛子的最下方落下，落入带有料斗的皮带机上被运输出去处理。4.筛下物料处理措施。上述讲到被选出的筛下物，其外形尺寸均小于φ100mm，不用破碎，直接在传动过程中加载磁铁选别机将所有钢铁件自动选出。接着在加水搅拌混合机中勾兑足量的水，在搅拌中实现清洗，将物料表面的泥沙及腐蚀质全部清洗干净后，送入三螺旋加一桨叶水浮力选别机中，此机非常先进：中间一根螺旋杆固定不动，其外部有一筒体，筒体外部有桨叶，筒体在工作中是旋转的，旋转过程中起到两个作用：相对于中间固定螺杆的旋转，将物料向下输送（上面被搅拌后的混合物，由固体液体同步提升输送螺旋装置送入到筒体中），而筒体下部采用栅笼，混合液从上面落入后，可以在四周和底部溢出（上面不断有混合液落入，将栅笼中的物料不断挤出。试验表明：比液体密度大的物料，在旋转时全部向底部中间集中；而比液体密度小的物料全部向上浮起并向边缘溢出；与液体相同密度的物料可在液体中任何一个地方。此时的水的密度是浑浊的，密度基本保持在1.05，被送下来的混合液中，密度大于1.05的物料全部落到选别机的底部集料箱，而底部设计有另外一个螺旋提升机，源源不断地将较重的物料提出，落入圆形高频振动筛内，振动筛将所有小于6mm的物料全部筛下，这些物料除泥沙外及少量的塑料、金属微粒、橡胶等非金属，其余全部都是有机质，这些物质与水混合成污泥浆，用污泥泵送到入水处理系统。大于6mm的物料，经过高频筛后，虽然潮湿但表面已经没有湿淋淋的水，这些物料被送入一条分拣皮带机上，人工在上面将电池及小电子产品非常方便被捡出（因清洗干净，并且设计分拣皮带的宽度与速度，能够保证物料按照能够显示出直径为8mm钮扣电池完全暴露的条件），捡出有害物之后的重物料被集中，准备进一步处理。三螺旋加一桨叶水浮力选别机中密度小于等于1.05的物料全部向上浮起并向边缘溢出，被送到另外一个圆形振动筛，经过高频振动筛选，小于6mm的泥浆用污泥泵送到入水处理系统；而大于6mm的轻物料则被集中后将进一步处理。5.筛上重物料处理。如前述，这部分物料由筛子最下方落入一条分拣皮带机，由人工分拣出所有的电子产品和小家用电器；此外，还分拣出不适物，如皮球、鞋子、较大的石块或混凝土块等。分拣完之后，又由皮带输送机送往筛子最上面的皮带机，与筛子最上方物料落下的皮带机上。6.筛上轻物处理（连同筛上重物料一块处理）。首先，采用双用破碎机将所有物料破碎，在皮带传动过程中加载磁铁选别机将所有钢铁件自动选出。此后，执行第4条条款中相似的工艺过程：在加水搅拌混合机中勾兑足量的水，在搅拌中实现清洗，将物料表面的泥沙及腐蚀质全部清洗干净后，送入三螺旋加一桨叶水浮力选别机中，密度大于1.05的物料全部落到选别机的底部集料箱，由底部一个螺旋提升机，源源不断地将较重的物料提出，落入圆形高频振动筛内，振动筛将所有小于6mm的物料全部筛下，这些污泥浆，用污泥泵送到入水处理系统。大于6mm的物料，经过高频筛后，虽然潮湿但表面已经没有湿淋淋的水，被集中后准备下进一步处理。那些密度小于等于1.05的物料全部向上浮起并向边缘溢出，被送到另外一个圆形振动筛，经过高频振动筛选，小于6mm的泥浆用污泥泵送到入水处理系统；而大于6mm的轻物料则被集中后将进一步处理。7.泥浆处理。从上面第4条和第6条，分别有4只圆形振动筛筛下小于6mm的泥浆，这些泥浆被统一送到固液分离机的进行固液分离，被分离后的固体主要成分为小于6mm的泥沙、有机质、其它各种物料的碎屑，这些物料全部可以作为堆肥发酵处理或厌氧发电处理。分离出来的液体，有一定的臭味，并且含有一定的悬浮物，它们被送往阿基米德快速沉淀池中进行快速沉淀，被送之前，已经在其中加入了除臭剂和絮凝剂。经过处理的这些水，虽然不符合向外排放条件，但是能够满足冲洗生活垃圾的用水要求，被离心泵送到上述两台加水搅拌混合机中，实现无排放而循环使用。8.总结。经过上述各条款的处理，①分拣出钢铁件可以直接回收利用；②电子产品、小家电、各种电池，送往专业行业统一处理，彻底杜绝含有铅、镉、砷、镍、汞、铬、钡等重金属有害物质对环境、对大自然的破坏；含有铅、镉、砷、镍、汞、铬、钡等有害物质；③分拣出皮球、鞋子、较大的石块或混凝土块等不适物，鞋子和皮球料对后续加工无益，也没有可回收的资源，可以直接当成燃料棒。而石块和混凝土可以回归建筑材料类，作基础材料用；④密度小于等于1.05的物料，统一集中，可以继续处理；⑤密度大于1.05的物料，统一集中，可以继续处理；⑥、得到小于6mm泥沙杂物及有机质，可以作堆肥或厌氧发电处理。⑦所使用的水源实现内部自我循环，不需要排放。

附图说明

图1为生活垃圾初步分类工艺流程示意图。

图2为生活垃圾初步分类主要设备立面示意图。

图3为生活垃圾初步分类工艺布局鸟瞰示意图。

图4为生活垃圾初步分类循环水供水示意图。

图5为装载机示意图。

图6为双螺旋双截面均匀供料仓示意图。

图7为皮带1提升机示意图。

图8为多重针式生活垃圾完全破袋机示意图。

图9为皮带2提升机示意图。

图10为整体外置缓冲悬挂式弹跳分选筛示意图。

图11为筛上重物质人工分拣皮带机。

图12为皮带3提升机示意图。

图13为平皮带2输送机示意图。

图14为筛上轻物质平皮带1输送机示意图。

图15为双轴破碎机示意图。

图16为皮带4提升机示意图。

图17为磁铁选别机ⅰ及钢铁吨袋示意图。

图18为加水搅拌混合机ⅰ示意图。

图19为固体液体同步提升输送螺旋装置ⅰ示意图。

图20为三螺旋加一桨叶水浮力选别机ⅰ示意图。

图21为圆形振动筛ⅰ示意图。

图22为圆形振动筛ⅱ示意图。

图23为筛下物接料皮带机示意图。

图24为皮带5提升机示意图。

图25为磁铁选别机ⅱ示意图。

图26为加水搅拌混合机ⅱ示意图。

图27为固体液体同步提升输送螺旋装置ⅱ示意图。

图28为三螺旋加一桨叶水浮力选别机ⅱ示意图。

图29为圆形振动筛ⅲ示意图。

图30为圆形振动筛ⅳ示意图。

图31为比水重物质人工分拣皮带机ⅱ示意图。

图32为固液分离机示意图。

图33为阿基米德快速沉淀池示意图。

图34为离心泵示意图。

图35为电气控制柜示意图。

图中：1.装载机；2.双螺旋双截面均匀供料仓；3.皮带1提升机；4.多重针式生活垃圾完全破袋机；5.皮带2提升机；6.整体外置缓冲悬挂式弹跳分选筛；7.筛上重物质人工分拣皮带机；8.电子产品等有害物料箱；9.鞋类等不适物料箱；10.皮带3提升机；11.平皮带2输送机；12.筛上轻物质平皮带1输送机；13.双轴破碎机；14.皮带4提升机；15.磁铁选别机ⅰ；16.钢铁吨袋ⅰ；17.加水搅拌混合机ⅰ；18.固体液体同步提升输送螺旋装置ⅰ；19.三螺旋加一桨叶水浮力选别机ⅰ；20.圆形振动筛ⅰ；21.浮力选别轻物质ⅰ；22.污泥泵ⅰ；23.圆形振动筛ⅱ；24.浮力选别重物质ⅰ；25.污泥泵ⅱ；26.筛下物接料皮带机；27.皮带5提升机；28.磁铁选别机ⅱ；29.钢铁吨袋ⅱ；30.加水搅拌混合机ⅱ；31.固体液体同步提升输送螺旋装置ⅱ；32.三螺旋加一桨叶水浮力选别机ⅱ；33.圆形振动筛ⅲ；34.浮力选别轻物质ⅱ；35.污泥泵ⅲ；36.圆形振动筛ⅳ；37.比水重物质人工分拣皮带机ⅱ；38.浮力选别重物质ⅱ；39.污泥泵ⅳ；40.污泥浆输送管道；41.固液分离机；42.阿基米德快速沉淀池；43.离心泵；44.加水管道系ⅰ；45.加水管道系ⅱ；46.电气控制柜。