混合固体废弃物的机械化分离以及可再利用产品的回收的制作方法

混合固体废弃物的机械化分离以及可再利用产品的回收的制作方法
【专利摘要】本方法和系统从混合固体废弃物流中有效地提取可再利用物料。本方法和系统利用筛分、密度和维度分离以产生富含特定的可再利用物料的中间流。可再利用物料然后可以利用机械化分选设备从单独的中间流中进行有效地分选。
【专利说明】混合固体废弃物的机械化分离以及可再利用产品的回收
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年8月30日提交的名称为“混合固体废弃物的机械化分离以及可再利用产品的回收(MECHANIZED SEPARATION OF MIXED SOLID WASTE AND RECOVERYOF RECYCLABLE PRODUCTS ) ”的美国专利申请N0.13/221，637的优先权，上述申请要求于2010年11月24日提交的名称为“混合固体废弃物的机械化分离以及可再利用产品的回收(MECHANIZED SEPARATION OF MIXED SOLID WASTE AND RECOVERY OF RECYCLABLEPRODUCTS)”的美国临时申请61/417，216的权益，上述申请的公开内容在此通过参弓I全部合并到本文中。
【背景技术】
[0003]1.本发明的【技术领域】
[0004]本发明涉及一种用于从例如但不限于城市固体废弃物的固体废弃物流回收可再利用物料的系统和方法。
[0005]2.相关技术
[0006]商业、工业和居民产生大量的丢弃产品和废弃产品(B卩，城市固体废弃物)，这些丢弃产品和废弃产品需要以环境友好的方式被处理和处置。通常，城市固体废弃物(后文中称为“MSW”)已经通过填埋或焚烧被处置。然而，这些废弃产品处置方法会对土壤、水和空气造成污染。环境限制以及住房对于土地使用的需求已经减小了可用于垃圾填埋的场地的数量。
[0007]响应于此，政府和公众已经呼吁，应当尽一切可能利用循环系统来保存物料资源并且减少污染问题。已经做出努力来从废弃物料中回收有价值的资源，例如玻璃、塑料、纸、铝和黑色及有色金属。例如，要求许多城市中的家庭将他们的垃圾分类为可再利用(例如，纸、塑料容器、金属容器和玻璃容器)和不可再利用垃圾。然而，不遵守规定和错误地遵守规定的比率较高。一些人完全不对其垃圾进行分类，其他人错误地分类，这使得可再利用物料分流到废弃物流内，或者使得废弃物料污染了可再利用物料流。不遵守或错误地遵守规定降低了与操作设计用于处理的预先分选废弃物的循环系统相关的效率并且增加了与操作该系统相关的成本。
[0008]一些循环系统试图通过尝试从混合废弃物回收可再利用物料而避免预先分选废弃物的问题。然而，许多这些系统都倾向于高度劳动密集地操作，而提供相对较低的可再利用物料的回收率。
[0009]许多再循环系统的能量平衡低于一般水平，或者，在一些情形中，能量平衡为负。一些再循环系统的效率非常低，以致于对可再利用物料进行回收、运输和再利用过程所消耗的能量大于通过简单地填埋垃圾以及由原料制造新的产品所能节省的能量。在其他情形中，回收的可再利用的物料非常少，以致于废弃物流处置的问题基本上并未得到缓解。

【发明内容】
[0010]本公开涉及用于从混合固体废弃物流中提取高价值可再利用物料的方法和系统。该方法和系统能够使用筛分和密度分离来产生中间废弃物流，中间废弃物流能够被适当地分选以提取较大百分比的有价值的可再利用物料。筛分和密度分离产生富含特定的可再利用物料的中间流。可再利用物料能够接着通过使用机械化分选设备从单独的中间流中被有效地分选。
[0011]除筛分和密度分离之外，废弃物料流可在整个系统或系统的一部分中被计量供给，从而确保设备中的可接受的流量和/或负荷深度。适当的质量流量和负荷深度有助于有效地提取机械分选设备中的可再利用物料。
[0012]本文描述的系统和方法能够处理大量的高度可变化的混合废弃物料。该系统和方法能够从未分选的混合废弃物(例如，黑色垃圾箱MSW)、存在较高的错误遵守情况的由家庭分选的可再循环流(例如，蓝色垃圾箱MSW)、和例如来自零售机构、轻工业、仓库、办公楼等等的其他类型的MSW以及工业废弃物流中有效地提取可再利用物料。与已知系统相比，本文描述的方法和系统能够从多变的废弃物流中回收百分率显著提高的不同类型的可再利用物料。这种能力大部分是由筛分、尺寸分离、密度分离和维度分离带来的，这产生了浓缩的、同质的中间废弃物流，从中间废弃物流中能够机械地提取可再利用物料。与传统废物衍生燃料设备不同，本发明的方法和系统对废弃物进行充分的分级和分散，从而为例如光学分选器、涡流分选器和维度分选器(例如抛掷式分离器和倾斜盘式网筛)的机械分选器中的有效分选准备中间流。
[0013]对于从多变的混合废弃物流中有效地提取多种类型的可再利用物料的需求是长期存在却尚未得到满足的。由于工业中不能够从多变的混合废弃物流中提取出较大百分比的不同类型的可再利用物料，因而引发在全世界范围展开的知名的政治运动:教导非主流人群处理在产生可再利用物料的同时对其进行人工分选并且然后进行处理是他们的职责。由于自然的人类行为，这些努力虽然值得赞美，但并没有带来理想的循环率。绝大多数可再循环废弃物仍旧没有得到很好的回收和/或利用。本文描述的方法和系统通过使用布置并构造为有效地处理可变的废弃物流的机械设备，有效地对可再利用物料进行回收，从而满足了长期存在却尚未得到满足的需求。另外，传统的路边住宅再循环项目与商业再循环项目需要昂贵并且污染性的单独的收集线路和车辆。此外，一旦被单独的车辆收集后，仍然需要在物料回收设施(MRF)中对物料进行分离并对可再利用物进行回收。
[0014]从以下说明以及所附权利要求将更加全面清楚地理解本文中公开的实施方式的这些和其他的特征。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]为了进一步阐明本发明的上述和其他优点以及特征，将参照在附图中示出的本发明的【具体实施方式】给出对本发明的更具体的说明。应当理解，这些附图仅仅描述了本发明的所示出的实施方式，因此不应当被认为是对本发明的范围的限制。通过使用附图将更具体和详细地说明和解释本发明，在附图中:
[0016]图1为示出用于从混合固体废弃物流回收可再利用物料的方法的流程图；
[0017]图2示出根据本发明的一个实施方式的适于在用于分离固体废弃物的系统中使用的空气滚筒分离器的剖视图；以及[0018]图3为示出根据本发明的另一实施方式的用于分离固体废弃物的系统的流程图。【具体实施方式】
[0019]1.用于从固体废弃物流提取可再利用物的方法
[0020]图1示出用于从混合固体废弃物流回收可再利用物料的示例性方法100。在一个实施方式中，方法100包括(i)在第一步骤102中，提供包括例如纸、塑料和金属(特别是有色金属)的可再利用物料的混合废弃物流；(ii)在第二步骤104中，粉碎混合废弃物流；(iii)在第三步骤106中，按照尺寸对混合废弃物流进行分级，以产生多个按尺寸分类的废弃物流；(iv)在第四步骤108中，按照密度对按尺寸分类的废弃物流中的至少一部分进行分级，以产生单独地富含一种或更多种可再利用物料的多个中间废弃物流；(V)在第五步骤110中，利用一个或更多个分选装置对多个中间废弃物流进行单独地分选，以产生可再利用产品，例如但不限于回收纸产品、回收塑料产品和/或回收金属产品。可选地，该方法可以包括在过程100的任何部分或所有部分中计量112和/或分散按尺寸分类的废弃物流，以控制质量流量和/或负荷深度。
[0021]在本公开中，描述了关于用于固体废弃物的分离的方法和系统的多个粉碎和/或尺寸分级步骤。通常，这些步骤中的每一个具有相关的截止尺寸。本领域技术人员将理解，被分级的物料通常呈现颗粒分布。该分布将通常包括截止尺寸之上或之下的为数不多的颗粒。除非另有说明，上限截止尺寸数(例如，16’ ’或更小、12’ ’或更小、8’ ’或更小、上限范围为8’’至2’’的过尺寸部分)通常意味着部分(即，分布)中的颗粒的大约90%具有比截止尺寸数更小的尺寸，同时部分中的颗粒的大约10%将大于上限截止尺寸。除非另有说明，下限截止尺寸数(例如，下限范围为8’’至2’’的过尺寸部分)通常意味着部分中的颗粒的大约90%具有大于截止尺寸数的尺寸，而部分中的颗粒的大约10%小于下限截止尺寸。在可替代的实施方式中，上限截止尺寸数可以包括部分中的颗粒的95%或99%，和/或下限截止尺寸数可以包括部分中的颗粒的小于5%或小于1%。
[0022]1.提供固体废弃物流
[0023]本文描述的方法和系统中采用的废弃物流包括不同类型的固体物料的混合物。废弃物流包括可再利用物料，可再利用物料通过与其他类型的可再利用物料或废物分离能够被利用并且因此具有价值。在一个实施方式中，混合固体废弃物可为城市固体废弃物(“MSW”)(即，废物或垃圾)。MSW是以下类型的废弃物，其主要包括家庭废弃物，有时附加有在指定区域内由市政当局或由市政当局雇佣的承包者或由商业和/或工业企业收集的商业的和/工业废弃物。商业固体废弃物为例如通常从比如办公楼或商业机构的商业场所收集的废物的类型的废弃物。工业固体废弃物通常存在于重制造工业中。MSW和商业废弃物通常不包括工业危险废弃物。混合废弃物可以为“黑色垃圾箱”废弃物，其中几乎或完全没有执行将可再利用物料从废弃物源的去除，或者可替代地，混合废弃物可以为再利用或“蓝色垃圾箱”废弃物，其包括可再利用废弃物料的混合物(也称作“单一流废弃物”)。单一流废弃物可为商业或住宅废弃物并且可具有或低或高的错误遵守性。
[0024]混合废弃物包含许多成分，这些成分仅在从其他成分中分离后才作为可再利用物料而具有价值。这些可再利用物料可包括塑料；纤维材料，包括纸和纸板；金属，包括黑色和有色金属，有色金属比如黄铜和铝；玻璃；纺织品；橡胶；以及木材。优选地，废弃物流包括一种、两种、三种或更多种高价值的物料，包括但不限于纸、塑料和有色金属材料中的一种或更多种。
[0025]虽然即使这些物料中的小部分可能是有价值的，但将可再利用物彼此分离以及从混合固体废弃物流中的其他成分中分离是极其有挑战性的。特别是在需要分离并回收两种、三种、四种或更多种不同类型的可再利用物时是极其有挑战性的。混合的商业和住宅废弃物可能包含大量的非可再利用废弃物，比如食物和厨房废弃物；绿色废弃物，比如庭院修剪物、植物、植被、树枝以及类似物；以及无机废弃物，比如混凝土、泥土、石块和碎片。
[0026]本文描述的方法和系统包括提供混合固体废弃物流，混合固体废弃物流包括至少一种可再利用物料，优选地包括至少两种、以及更优选地包括至少三种不同类型的可再利用物料。在一个实施方式中，废弃物流包括从纸、塑料和金属的组中选择的至少两种物料。优选地，混合废弃物流包括纸、塑料和金属。
[0027]废弃物流中的可再利用物料的量、回收的可再利用物料的百分比以及再利用物料的价值对通过机械化分选提取可再利用物料的经济可行性具有显著影响(更大的价值是更理想的)。
[0028]在一个实施方式中，混合废弃物流可包括至少0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的可再利用金属，或者小于30%、20%、15%、10%或5% (按重量计)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范围内的可再利用金属物料。
[0029]混合废弃物流可包括至少2.5%、5%、7.5%或10%的可再利用塑料物料，或者小于60%,40%,20% (按重量计)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范围内的可再利用塑料物料。
[0030]混合废弃物流可包括至少5%、10%、15%、20%、25%或30%的可再利用的混合纸物料，或者小于80%、70%、60%、50%或40% (按重量计)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范围内的混合纸物料。
[0031]混合废弃物流可包括至少15%、25%、35%的可再利用干燥有机物料，以及小于80%、70%、60%、50%或40% (按重量计)或者前述上限和下限重量百分比中的任一重量百分比范围内的干燥有机物料。混合废弃物流可包括湿有机废弃物、干燥有机废弃物和/或无机废弃物。在一个实施方式中，混合废弃物流中的湿有机废弃物、干燥有机废弃物和无机废弃物中的每一种的重量百分比(彼此独立)为至少5%、至少10%、至少20%、至少50%或至少75% (三种废弃物的重量百分比之和不超过100%)。
[0032]在一个实施方式中，混合固体城市废弃物可为未处理的城市废弃物。例如，固体废弃物流可以从城市垃圾收集过程中直接提供。可替代地，固体城市废弃物可被部分地预处理(例如，由户主处理)以去除一部分可再利用和/或可回收物料。例如，固体城市废弃物可来自综合的住宅或商业废弃物流，其中含有排除通过循环程序进行收集的源头分离物料的残余物料，在循环程序中，某些可再利用物的一部分(例如，混合的纸、报纸、纸板、塑料、黑色和有色金属和/或玻璃容器)已被去除(即，MSW可以为回收后的废弃物)。
[0033]在任一情况中(即，使用未处理的MSW的方法或源头分离的MSW的方法)，混合废弃物可以人工地预分选以回收和去除难以破碎或磨碎的、明显危险的和/或特别大的(即，容易分离的)以及具有高回收价值的物品。预分选可通过将废弃物装载到系统中执行或者可以由专用预分选线上的人员完成。例如，废弃物可被计量供给至预分选传送装置上，在预分选传送装置上通过人力识别待预分选的物品。通常，预分选物品将包括会损坏破碎机或磨碎机或者对其造成过度磨损的物品。示例包括汽车发动机缸体、结构钢材、轮胎轮辋、丙烷罐、混凝土块、大的岩石或类似物。危险废弃物优选地在磨碎之前被去除，以免污染混合废弃物中的其他物料。明显危险的废弃物的示例包括溶剂和化学品的容器、油漆罐、电池等。
[0034]预分选还能够用于回收易于从混合废弃物流拾取的特别大而且有价值的物品。通常，在预分选中回收的可再利用物将是比处理流的负荷深度大若干倍的物品，因此它们易于被看到并且能够经过人工高效地去除。例如大的纸板箱(例如，瓦楞纸容器)、结构金属件和电子废弃物(例如，e-废弃物)能够在预分选中被回收。上述在混合废弃物流中的物料的百分比指的是废弃物流刚好在经历粉碎和/或筛分之前(即，预分选之后)的百分比。
[0035]如上述，即使废弃物包括较大百分比的非可再利用物料，本文描述的方法也允许从城市固体废弃物中机械地分选出可再利用物料。在一个实施方式中，固体废弃物流包括至少20%、25%、35%、50%或75%的一种或更多种低价值物料。低价值物料为使得高价值物料的分离变难并且通常其自身的分离不经济的物料。在一个实施方式中，低价值物料可以从包括以下成分的组中选择:湿有机物、绿色废弃物、食物残渣、砂粒、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、纺织品、以及木材、橡胶、薄膜塑料、PVC、箔片、岩石、使用过的消费类产品、低价值玻璃(离回收者太远的玻璃)、复合材料(例如，网球鞋)、固体废弃物中常见的其他物料，以及这些物料的结合。本文描述的方法克服了长期存在却尚未得到满足的需求，从而经济地回收(即，机械地分选)这些难以处理的废弃物流中的所有或部分的有价值可再利用物料。单独的低价值物料在固体废弃物流中的浓度可以为至少5%、10%、15%、20%或更高。
[0036]本领域技术人员将意识到，固体废弃物流的成分在较短时期内会实质的变化。在MSff中存在的所有可变性中，在各种程度和百分比中存在三个恒定特征:密度、维度(2-D或3-D)以及含水量。本发明部分地使用按照尺寸、密度和维度进行分离然后将物料引导至按照物料类型(例如，对于塑料的树脂类型、黑色金属、有色金属、玻璃、纸，等等)进行分离或回收的多种设备。为了本发明的目的，废弃物流内的特定类型的物料的百分比可以根据可接受的行业标准进行计算，例如，由加利福利亚资源循环和回收部(也称作“CalRecycle”并且之前称作加利福利亚综合废物管理委员会)发布的《2011年废物处置指南》，所述文献在此通过参引合并到本文中(可在 WWW.calrecycle.ca.gov/wastechar/YourData.htm#Stepl和与其相关联的链接中获得)。废弃物流的最小采样应当包括至少200磅的分析样品以及在多个不同的天、周和/或月中进行采样。
[0037]2.粉碎
[0038]可选择地，混合城市固体废弃物被传送至粉碎设备，比如磨碎机或破碎机(步骤104)。可以执行粉碎(例如，破碎和磨碎)以提高尺寸分离和密度分离的效率。一方面，步骤104中的传送装置可包括例如计量轮的计量系统或其他这种物料平整或分散设备，计量系统构造为用于控制MSW的流动以及相关的负荷深度，使得相对恒定和均匀扩散的数量的物料以一致的负荷深度或高度在传送装置的整个宽度上分散，并且随着时间的推移供给至磨碎机或破碎机(并且可选地，供给至预分选传送装置)。
[0039]破碎或磨碎的废弃物将具有一定范围的颗粒尺寸。在一个实施方式中，粉碎的废弃物流具有16英寸或更小、14英寸或更小、12英寸或更小、10英寸或更小、或8英寸或更小的上限截止尺寸,或大于I英寸、2英寸、4英寸或6英寸的下限截止尺寸,或者可具有前述对于粉碎的废弃物的上限和下限截止尺寸的任一截止尺寸的上限截止尺寸和下限截止尺寸的分布。在一个实施方式中，上限截止尺寸与下限截止尺寸的比可为小于8、6或4。
[0040]任何特定的被分级的物料的尺寸分布通常取决于它的物料性质。例如，像是货运板或轮胎的一些物体将被磨碎或破碎成相对大的颗粒尺寸。相比较，像是玻璃的倾向于断裂的脆性材料以及容易破碎的食物残渣将在粉碎后变得非常小。
[0041]用于粉碎混合废弃物流的破碎机或磨碎机可包括一个或更多个包含多个切割头的一个或更多个轴，切割头能够将送来的废弃物切割和/或破碎成选定的尺寸。废弃物料可以通过安装有抵靠刚性刀片壳体的切割刃或切割刀的旋转马达来磨碎或破碎，然后废弃物料穿过磨碎机或破碎机掉落至筛网篮(圆形穿孔板或鳍状设计的网筛)。具有小于选定尺寸的磨碎切割尺寸的物料穿过网筛掉落，并在该过程中运动到下一步骤上。太大而不能穿过网筛的物体通常通过磨碎机或破碎机重复地再循环，直至它们被磨碎到能够穿过网筛的尺寸。
[0042]市场上可获得的许多固体废弃物磨碎机或破碎机适于或能够适于用于粉碎最初的固体废弃物流。例如，NC High Point的维阔普兰(Vecoplan)有限公司制造的能够结合到本文中所述的系统并且在本文中描述的方法中使用的固体废弃物破碎机。
[0043]优选地，来自粉碎设备的被粉碎的废弃物被磨碎或破碎到小于18英寸、16英寸、12英寸、10英寸或8英寸以及大于2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、10英寸的尺寸,或者是前述上限和下限截止尺寸中的任一截止尺寸的范围内的尺寸。在尺寸分离和密度分离之前粉碎混合的MSW将提高密度分离器的分离效率。
[0044]3.尺寸分离
[0045]粉碎的废弃物可被传送至按照尺寸对混合废弃物进行分级的尺寸分离机(步骤108)，从而产生两种或更多种按尺寸分类的废弃物流(例如，至少过尺寸部分和欠尺寸部分)。
[0046]可执行筛分用以产生具有特别期望的颗粒尺寸分布的按尺寸分类的废弃物流，从而促进密度分离以及产生富含特定可再利用物料的中间流。本领域技术人员将意识到，被粉碎的废弃物流可被分析以确定截止尺寸，其中，废弃物流的一部分将不同类型的物料分离为不同的流，同时将相似类型的废弃物集中到稍微集中的流中。另外，按尺寸分类的废弃物流通过产生具有窄的颗粒分布范围的按尺寸分类的废弃物流来优化用于密度分离。
[0047]在一个实施方式中，按尺寸分类的废弃物流可具有小颗粒与大颗粒的比率小于大约为10(8卩，上限截止尺寸与下限截止尺寸的比率具有小于大约10的比率)的尺寸分布，更优选地，小于大约为8、6或4。尺寸分离中获得的欠尺寸部分可以具有小于大约为6英寸、5英寸、4英寸、3英寸或2英寸的最大截止尺寸以及大于0.5英寸、I英寸、2英寸或3英寸，或者在前述最大截止尺寸的上限和下限值的任一值的范围内的最大截止尺寸。过尺寸部分可以具有小于16英寸、12英寸、10英寸、8英寸或6英寸的上限截止尺寸以及大于2英寸、4英寸、6英寸或8英寸的最小截止尺寸,或者在前述上限和下限截止尺寸的任一值的范围内的截止尺寸。
[0048]能够用于本方法中的尺寸分离器的适当的示例包括具有橡胶或钢盘的盘式筛分离器、指式筛分离器、转筒筛式分离器、振动筛式分离器、瀑布式筛、振动筛、花盘式筛和/或本领域已知的其他尺寸分离器。[0049]盘式筛采用一系列滚动轴，滚动轴具有一系列附装盘，附装盘之间具有能够使物体通过期间掉落的空间。轴的滚动产生波形动作，进入的物料在被向前传送时波形动作对其进行搅动。该搅动通过网筛开口将较小的物料释放并且在不存在振动或堵塞的情况下完成。盘式筛设计大大地减小了在操作过程中的堵塞或卡死的可能。转筒式、振动式或指式筛、瀑布式筛、振动筛、花盘式筛和/或本领域已知的其他尺寸分离器在使用稍微不同的工程设计的同时也实现了相同类型的尺寸分离目的。用于本发明的各种尺寸分离器通过世界范围内的许多不同的制造商在商业上是可获得的。例如，可以从NC，High Point的维阔普兰(Vecoplan)有限公司获得盘式筛、转筒筛、振动筛和瀑布式筛。
[0050]4.密度分离以产生中间流
[0051]按尺寸分类的废弃物流中的一种或更多种按照密度进行分离以产生中间废弃物流，中间废弃物流单独地富含一种或更多种可再利用物料。虽然不是必须的，但密度分离优选地在尺寸分离器的下游的分离装置中执行。下游的密度分离允许在单独的按尺寸分类的部分上使用不同的密度分离器，这使得单独的密度分离器被构造用于特定的物料和流。密度分离器单元可被校准以在混合废弃物流中的特定的物料之间提供分离。能够使用密度分离来分离比如湿有机物、干燥有机物以及无机物料的不同类型的物料，由此使得一个或更多个特定的中间流富含一种或更多种不同类型的可再利用物料。
[0052]在混合城市废弃物流中，无机废弃物、湿有机废弃物以及干燥有机废弃物通常具有在特定范围内的密度。例如，干燥有机物趋于具有大于1.0磅/立方英尺并且小于大约12或15磅/立方英尺的密度；湿有机物趋于具有大于8、10或12磅/立方英尺并且小于大约60、80或100磅/立方英尺的密度；无机物料趋于具有大于大约80或100磅/立方英尺的密度。因此，通过相应地设定密度分离器，湿有机物、干燥有机物和无机物部分可基于密度被分离。类似地，例如木材和纺织品的特定类型的可再利用物料将常常落入一定的密度范围内并且能够被选择性地富含在中间废弃物流中。虽然前述密度对许多城市废弃物流而言是有用的，但本领域技术人员将意识到，本文中提供的教示能够用于分析任何废弃的混合固体废弃物流以及确定将产生富含可再利用物料的中间废弃物流的截止密度。
[0053]在一些实施方式中，一系列密度分离器可被用于进一步地对中间废弃物流进行分级。在下游密度分离器中，选择截止密度以对从上游密度分离器接收的小尺寸部分或大尺寸部分进行分级。还可在密度分离流上执行另外的尺寸分离。执行尺寸和密度分离直至中间流充分地富含特定的可再利用物料或与特定的可再利用物料同质，从而使得利用机械化分选设备对可再利用物料进行有效的提取。
[0054]现在参照图2，示出适用于按照密度分离城市固体废弃物的密度分离单元的示例。图2不出空气滚筒分离器200。空气滚筒分离器200包括输入传送装置204、鼓风机206、旋转滚筒210、输出传送装置222、重质部分传送装置218以及轻质部分传送装置226。混合的密度废弃物202在输入传送装置204上被喂入。随着废弃物料202被喂入，废弃物料202从传送装置202的端部掉落，在此废弃物料202与来自鼓风机206的运动空气流208相遇。
[0055]重质部分216由于太沉重而不能被空气流208提升，因此从混合废弃物202中被分离。重质部分因此在滚筒210的前部降下并且落到重质部分传送装置218上。相比较，较轻废弃物被空气流208提升并被携带到旋转滚筒210上，并且通过空气流220或通过传送装置222向前传送。轻质部分224从传送装置222的端部落下并且落到轻质部分传送装置226上。这些机器高度地可调，以便按照期望改变重量密度分离系数。
[0056]重质部分216和轻质部分224的相对密度能够通过控制经过空气滚筒分离器200的空气流而被调节。经过滚筒分离器200的空气流的速度以及空气的体积能够通过增大或减小风扇206的速度或通过打开或关闭阀212来控制。通常，打开阀212和/或增大风扇206的速度将把更重的物体传送到滚筒210上，使得轻质部分将具有更大的平均质量。类似地，关闭阀212或降低风扇206的速度将使得重质部分216具有更低的平均质量，并且由于仅更轻的物体将被传送到滚筒210上，因此轻质部分224将具有更低的平均质量。适用于本发明的密度分离器包括但不限于能够从德国东贝沃恩(Ostbevern)的Westeria FSrdertechnik有限公司获得的空气分离器。虽然图2中示出的特定的示例在一些实施方式中可能是优选的，但也可以使用其他的分离器，包括不含有滚筒的密度分离器(例如，重力/空气分离器、风移相器、风筛、气刀等等)。
[0057]像图2中示出的密度分离器在被送进到密度分离器内的最大和最小物体的比率相对窄时工作得最好。因此，优选地，送进到本文描述的方法和系统中的密度分离器内的最大物体与最小物体的比率为大约12比1、大约10比1、大约8比1、6比I或大约4比I。最优选地，送进到本文描述的方法和系统中的密度分离器内的最大物体与最小物体的比率为大约6比1(8卩，最大截止值与最小截止值的比率在前述比率中)。在一个实施方式中，本发明的方法和系统设计为向密度分离器提供具有在这些近似范围内的颗粒尺寸比率的废弃物。
[0058]5.从中间流分选可再利用物料
[0059]本文描述的方法还包括利用一个或更多个机械化分选装置从中间废弃物流中提取多个可再利用物料。所使用的特定的机械化分选装置取决于待提取的特定的可再利用物料。
[0060]在一个实施方式中，中间废弃物流可富含金属，包括黑色金属和/或有色金属。为了提取有色金属，可以使用涡流分离器。涡流分离器能够回收例如铝、黄铜和铜的有色金属。可替代地，或另外地，金属可包括黑色金属并且一个或更多个磁分离设备可以定位在密度分离器的下游并且构造成收集黑色金属。磁分离器的示例包括滚筒磁选器、交叉带式磁选器、主滑轮磁选器等。光学分选器、不锈钢分选器、红外分选器、照相机分选机、感应式分选器、金属检测系统、X射线系统等能够被用于将不同类型的金属彼此分离，从而产生可再利用产品。在本文描述的方法和系统中产生的可再利用金属产品可以从包括以下产品的组中选择:有色可再利用产品，例如铝、黄铜和铜，和/或其他金属，例如铁和/或不锈钢。
[0061]在一个实施方式中，分选装置可为维度分选器,例如2D-3D分选装置。2D-3D分选器的示例包括构造成从三维物品中分离二维物品的抛掷式分离器和/或网筛。两个或更多个抛掷式分离器和/或网筛可以串联或并联地使用。维度分离器能够用于回收与具有相似的密度的另一种物料汇合但具有基本不同的维度特性(而非尺寸)的一种或更多种物料。例如，在一个实施方式中，2D-3D分离器可用于从通常为二维的塑料薄膜和/或纸中分离硬质塑料(其趋于为三维的)。包括薄膜和硬质物料的二维塑料通常具有小于1/8英寸的厚度。因此，由于二维物料的厚度远小于其长度和宽度(例如，不到10倍或100倍)，因而被认为是二维的。另外，或可替代地，2D-3D分离器能够用于从纺织品(其趋于更接近二维)中分离木材(其趋于更接近三维)。[0062]能够使用的另一种机械化分选装置为光学分选器。光学分选器可构造成从纸中分离薄膜塑料或将不同类型的塑料彼此分离。例如，光学分选器能够构造成从中间废弃物流回收HDPE和/或PETE。一个或更多个光学分选器还可构造成回收#1-7型塑料和/或移除和/或回收PVC塑料。光学分选器还可用于从富含小无机颗粒的中间流分选玻璃。存在许多类型的光学分选器，包括但不限于:近红外的(NIR)分选器、照相机色彩分选器、X射线分选器等等。
[0063]光学分选器能够扫描中间废弃物流并且确定被分析的物料是否是特定类型的塑料、纸或玻璃。光学分选器一旦检测到特定物料，则利用通过喷嘴引导的空气以喷射作为目标的/识别的物料以产生一种或更多种再利用产品，例如，可再利用PETE、可再利用HDPE、可再利用薄膜塑料、可再利用#3-7型塑料和/或可再利用纸产品。
[0064]可以使用本领域已知的任何光学分选器。例如，在一个实施方式中，光学分选器能够通过利用照相机传感器对自由落下的中间废弃物流进行扫描而操作。照相机传感器检测物料并且接着空气喷射可在物料自由下落时迅速地喷射物料。还存在利用近红外、X射线和其他扫描技术以从混合流分离目标物料的光学分选器。可以串联或并联地使用任何数量的光学分选器。光学分选器的制造商包括TiTech Pellenc公司、MSS公司、NRT公司以及其他公司。
[0065]本文描述的系统和方法的机械式分级和分选对于提取例如纸、塑料和有色金属等的高价值废弃物是特别有用的。在现有技术的系统中，这些物品特别难以(或者，实际上不可能)从混合固体废弃物中提取和/或分选。传统的系统通常不能提取绝大部分的纸、塑料和/或有色金属，因为这些物料不能利用磁体进行提取。已知在传统的混合废弃物处理系统中使用磁体。磁体十分地便宜并且能够用于系统内的若干位置中，从而在即使磁体仅提取较小百分比的黑色物料时依然能够经济地利用磁体。然而，由于在混合固体废弃物中存在的物料的数量和种类众多，因此，即使从混合固体废弃物中回收黑色金属也是极其困难和低效的。混合固体废弃物的一般状态是，当其从垃圾车和/或运输拖车上倾倒时，简单的磁选设备将可能获得非常小百分比——20%以下——的包含在混合固体废弃物流中的可获取的黑色金属，并且以这种方式回收的金属将受到混合固体废弃物中存在的将保持在磁体表面与附着的黑色金属物体之间的其他物料的高度污染(例如，纸、塑料等等)。相比较，例如可再利用塑料、纸和有色金属(例如，黄铜)的物料通常不从混合废弃物中被提取，因为用于这些特定物料的分选设备不能如在这些系统中构造的那样处理废弃物流。尽管事实是有色金属和许多分选的可再利用塑料通常具有黑色金属的价值的5-15倍的价值，但工业上往往仅利用机械装置来提取黑色金属。此外，例如纸、塑料和有色金属的那些更高价值的可再利用物料的回收受到混合固体废弃物的同样的一般状态的困扰，即，这些可再利用物被非常彻底地混合并隐藏在混合废弃物流中存在的种类繁多的其他非可再利用物品中(例如，有机物、惰性物料、木材、纺织品、碎屑等等)。另外，混合固体废弃物中的大部分，特别是来自住宅收集线路和多户家庭住宅的混合固体废弃物被存放在塑料袋中并被丢弃。除了在最不发达的国家以外，手动地打开出于某种原因从混合固体废弃物中拾取的垃圾袋以及随后分选和回收任何释出的可再利用物料将是成本有限的。最终，最高价值的可再利用商品/物料(例如，PETE塑料、HDPE塑料、#3-7型塑料、铝罐、不锈钢、铜、黄铜、混合有色金属)通常被发现就单独物料而言，相对于整个混合固体废弃物流，包含0.1%至4%之间的非常小的百分比含量。在不进行本文描述的大部分或所有的操作(例如，准备、计量供给、均匀化和分选)的情况下，从具有如此低的百分比含量的高价值可再利用物料的混合废弃物流中提取这些高价值的可再利用物料的在经济上可行的方法中几乎是不可能的。
[0066]6.计量供给以控制流量和负荷深度
[0067]可选择地，该方法还可包括对遍及系统的按尺寸分类的废弃物流和中间废弃物流进行计量供给，以获得期望的质量流量和负荷深度。在一个实施方式中，粉碎装置、尺寸分离器、密度分离器和/或机械化分选器由具有变速控制的一个或更多个传送装置隔开。能够设定变速控制以便优化穿过粉碎装置、尺寸分离器、密度分离器和/或机械化分选器的质量流量，从而通过确保计量的且均匀分布的物料传送至单独的设备来优化从整个系统回收的可再利用物料的数量、纯度和/或价值。可以使用定位在系统的部件中的一个或更多个的上游、下游或之内的一个或更多个传感器来监测可再利用物料回收的分离效率、有效性、分离纯度和/或速率。然后可以利用这些值来优化或最大化系统的一个或更多个参数，例如，所回收的可再利用物料的回收数量、纯度和/或价值。能够用于控制废弃物流的流速的传感器的示例包括物位传感器，例如但不限于光学传感器和/或超声传感器，光学传感器和/或超声传感器测量堆积在传送装置上和/或计量设备的上游的物料的高度和/或测量传送带上的开口间隙。传送带、计量设备或其他仪器能够通过利用传感器数据被加速或减速，从而确保在传送带上或在一台处理设备(例如，尺寸分离器)中或经过该处理设备和/或本文中描述的系统的任何其他部分上获得流速或期望的负荷深度。其他传感器包括由堆积超过期望水平(例如，高度)的废弃物流物理地致动的机械开关，废弃物流致动机械开关以提供然后能被用于调节流量或负荷深度的信号。包括自走式底板、传送装置、计量滚筒、破碎机和磨碎机、空气滚筒分离器、所有类型的网筛、振动给料器、计量喂送器箱、负荷调平器以及其他这种设备的所有计量仪器的速度能过通过控制系统和其他设备进行控制和调节，以便适当地计量通过本发明的所有部分的物料。在一些实施方式中，计量对于获得可再循环物料从混合固体废弃物中的期望的高回收率和纯度而言是至关重要的。
[0068]本系统和方法可以包括使用多个传感器并且计量传送至多个分选装置的废弃物料的流量或深度负荷。虽然不是必须的，但优选的是每个分选装置具有与其相关联的传感器并且该传感器用于独立地控制两个或更多个分选装置的计量。例如，物位传感器或流量传感器可以定位为靠近三维分选器、光学分选器、涡流分离器等的任意组合的进口。
[0069]7.可再利用物料的回收率
[0070]本发明对于回收存在于混合固体废弃物流中的一种或更多种不同类型的可再利用物料的大多数而言是特别有利的。本方法和系统在高价值的可再利用物料以非常低的浓度存在的情形下是特别有用的。本系统和方法允许处理比方说像“海底捞针”的情形中的混合物料流。在一个实施方式中，混合物料流可包括浓度小于15%、小于10%、小于5%或甚至小于1%的至少一种可再利用物料，其中，本系统或方法构造为回收特定的可再利用物料的至少50%、至少70%、至少80%、或者甚至至少90%。
[0071]另外，本文描述的方法和系统可回收废弃物流中的可再利用金属的至少25%、50%、75%或90% (按重量计)，可再利用金属为具有适于销售给可再利用金属商的纯度的可再利用金属产品。
[0072]该处理过程可回收混合废弃物流中的可再利用塑料物料的至少25%、50%、75%或90% (按重量计)，从而生产具有适于销售给可再利用塑料产品商的纯度的可再利用塑料产品O
[0073]该处理过程可回收混合废弃物流中的可再利用混合纸产品的至少25%、50%、75%或90% (按重量计)，从而生产具有适于销售给可再利用混合纸商的纯度的可再利用混合纸
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[0074]该处理过程可回收可再利用干燥有机物料的至少25%、50%、75%或90%，从而生产一种或更多种(例如，一种、两种、三种、四种或更多种)可再利用干燥有机产品。干燥有机产品可从由混合纸、3-D塑料、薄膜塑料、纺织品以及木材组成的组中选择。
[0075]可使用粉碎、尺寸分离和/或密度分离来生产将在无须进一步从混合废弃物中存在的其他类型的成分中分离的情况下被再循环或使用的几乎未受污染的同质再循环流和/或可作为可再利用产品进行销售的同质再循环流。
[0076]II1.用于分离城市固体废弃物的系统
[0077]图3示出可被用于从混合废弃物流提取可再利用物料的系统300。在图3中，混合固体废弃物——例如城市固体废弃物——被计量供给至预分选传送装置302。可以利用计量滚筒304和接收来自于自走式底板给料仓308的混合固体废弃物的给料传送装置306实现计量供给。传送装置302上的混合固体废弃物被输送至破碎机316。传送装置302上的混合废弃物可被人工地分选。例如，人工作业者可以拾取容易被识别并且从大体积的废弃物中选择出的大件的纸板。在破碎之前还可以人工地拾取其他物料，包括大件处理木材、电子废弃物(例如e-废弃物)或能够有效地用手拾取或者从传送装置302方便地拉出的其他明显有价值的物品。所拾取的纸板可被收集并存放在箱310中或者被打包或运输至造纸厂。比如黑色金属和有色金属的其他可利用物料和/或其他可利用物料源可被收集和存放在箱314或另外的箱中。另外，危险废弃物可被收集和存放在箱314中并且随后以恰当的方式处理。虽然预分选并不是必须的，但预分选对于避免来自危险废弃物的污染以及由重黑色结构金属、混凝土、大型石头和其他物品对破碎机造成的潜在损坏而言是特别有用的。
[0078]来自传送装置302的未被拾取的物料被输送至破碎机或磨碎机316，破碎机或磨碎机316将废弃物破碎或磨碎到如上文所述的期望的最大截止尺寸。破碎的物料在位于悬浮磁体320之下的传送装置318上运动，悬浮磁体320收集暴露在废弃物流中的黑色金属并且将该黑色金属输送至黑色金属贮存器322中。由于负荷深度，磁体320优选地为悬浮筒状磁体，但也可单独使用其他磁体，或者将其他磁体与悬浮筒状磁体结合使用。由于在尺寸分选之前的负荷深度以及由于筒状磁体能够捕获在从传送装置318排出后悬空的黑色金属并且因此最小化大部分非金属与所提取的黑色金属的交叉污染，因此，筒状磁体是有利的。
[0079]在磁体320下经过的粉碎的废弃物被输送至网筛324，网筛324按照尺寸分离粉碎的废弃物流以产生第一过尺寸部分和第一欠尺寸部分。网筛324可以包括一个网筛或多个类相似和/或不同尺寸的网筛和不同类型的网筛，从而产生一种或更多种欠尺寸部分以及一种或更多种过尺寸部分。过尺寸部分可以富含干燥有机物，欠尺寸部分可以富含湿有机物。
[0080]来自网筛324的欠尺寸部分(即，细小部分)在传送装置326上被传送至第二网筛328。第二网筛328可以为转筒筛、盘式筛、振动式筛、瀑布式筛、振动筛、弹跳粘附筛、柔性膜式筛等等。由于通常在网筛328上被处理的废弃物料具有质量重并且潮湿的特性，因此第二网筛328优选地为自静式网筛。网筛328能够在不造成堵塞的情况下从系统移走大部分真正的细砂。在一个实施方式中，第二网筛328可以具有小于I英寸、3/4英寸、1/2英寸或3/8英寸的上限截止尺寸。来自第二网筛328的欠尺寸部分(即，细小部分)可以包括湿有机物和/或重的无机物料，其可通过使用涡流分离器330处理以回收有色金属。传送装置329是能够切换的，以便在无机物部分占主要部分时将细小部分从网筛328引导至传送装置336，或者在湿有机物占主要部分时将细小部分从网筛328引导至涡流分离器330。来自涡流分离器330的湿有机物能够被收集并存放在箱332中，并且有色金属被收集在箱333中。
[0081]来自细网筛328的过尺寸部分(即，粗粒)可在密度分离器334中被进一步处理以产生具有小颗粒尺寸的轻质部分以及重质无机部分。重质无机部分可被传送至传送装置336，轻质部分能够可选地被装载到第二密度分离器338中，用于进一步分离为轻质干燥有机部分和重质湿有机部分。
[0082]现在参照第一过尺寸部分(来自网筛324)。过尺寸部分在传送装置340上被传送至第三密度分离器342。第三密度分离器342可被构造为产生轻质中间流和重质中间流。例如，第三密度分离器342可被构造为以在8-15磅的范围内进行切割。轻质中间流(B卩，小于8-15磅)可富含干的塑料、纸、轻质黑色金属(例如，锡罐或锡罐盖以及其他轻质黑色金属物品)和轻质有色金属(例如，铝罐和其他轻质有色物品)，其被输送至传送装置344。
[0083]来自第三密度分离器342的重质中间废弃物流(即，大于8-15磅)可富含重质无机物料以及重质湿有机物料，其被输送至用于额外的分离的第四密度分离器346。第四密度分离器346可在60-120磅的范围内进行切割，以产生输送至第五密度分离器364的轻质中间流。第四密度分离器346还可产生富含重质无机废弃物的重质中间流(B卩，大于60-120磅)，重质中间流被输送至传送装置336。传送装置336上的中间流通过使用悬浮筒状磁体进行分选以收集黑色金属，并且中间流的剩余部分被装载到供给涡流分离器352的振动给料器350上，涡流分离器352从无机废弃物的残渣中分离有色金属。有色金属可在红外或其他的分选器381中被进一步地分离以从其他有色金属中提取出铜和/或黄铜(即，以产生存放在箱396中的混合有色金属产品和存放在箱398中的黄铜或铜产品)。有色金属可被打包和/或大批量存放，以便运输至工厂。
[0084]排出涡流分离器352的剩余的废弃物流被装载到传送装置354上并且利用不锈钢分选器356和玻璃光学分选器358做进一步处理。中间流可利用不锈钢分选器356进行分选以提取不锈钢和/或利用光学分选器358进行分选以提取玻璃。该分选过程能够产生分别存放在箱362和箱360中的可再利用不锈钢产品和可再利用玻璃产品。
[0085]再次参照第五密度分离器364，来自分离器346的轻质中间流能够以对于木材和纺织品为15磅至对于重质湿无机物为40磅-60磅的密度被分级，以产生富含木材和纺织品的轻质中间废弃物流。木材和纺织品能够在比如抛掷式或倾斜盘式网筛分离器366的2D-3D分选器上被分离，以生产分别收集在箱368和箱320中的三维的可再利用木材产品以及二维的可再利用纺织品产品。来自分离器364的重质流可富含重质湿有机物并且能够被输送至涡流分离器330和/或与来自分离器328和338的废弃物合并。
[0086]再次参照传送装置344，来自密度分离器342的中间轻质流可通过悬浮磁体372进行处理，以生产收集在箱373中的可再利用黑色金属产品。中间流的在磁体372之下以及在振动给料器374上经过的部分被装载到一系列的涡流分离器376和378中，涡流分离器376和378处理中间流以回收有色金属。有色金属可被收集在传送装置377上并且通过打包机379压缩打包然后存放以便于运输。
[0087]在涡流分离器376和378中没有回收的干有机物提供富含纸和塑料的中间流。富含纸和塑料的中间流可以通过利用例如抛掷式或倾斜盘式网筛分离器380的2D-3D分选器进行处理。抛掷式或倾斜盘式网筛分离器380从例如断裂的硬质塑料的三维颗粒中分离塑料薄膜和/或纸(g卩，2D颗粒)。2D-3D分离器可以设置在涡流分离器376和378之前或之后。
[0088]来自抛掷式或倾斜盘式网筛分离器380的二维物料能够被输送至传送装置400并且三维物料能够利用光学分选器被进一步处理。三维物料能够在第一光学分选器382中被处理以产生被放置到质量控制传送装置383上并且被放置到箱384中或在打包机385中被打包的HDPE塑料产品或PETE塑料产品或#3-7型塑料产品。中间流然后可以在第二光学分选器388中被处理以产生被放置到质量控制传送装置389上并且被放置到箱386中或在打包机387中被打包的PETE塑料产品或HDPE塑料产品或#3-7型塑料产品。最后，中间流可以在第三光学分选器390中被处理以产生被放置到质量控制传送装置391上并被放置到箱392中或在打包机397中被打包的可再利用#1-7型塑料产品或HDPE塑料产品或PETE塑料产品。来自光学分选器382、388和390的废弃物流的剩余部分可为非可再利用残渣物料或不恰当地分选的可再利用物料(例如，PVC、岩石、泡沫、铝罐的片段等等)，这些物料在填埋场被处理或进一步分离为混合无机物料的潜在可再利用部分并且转化为在市场上潜在地销售或用于工程应用的各种建筑材料之前可被收集到传送装置393上和/或被收集在箱395或运输拖车中。
[0089]现在参照从抛掷式或倾斜盘式网筛分离器380接收到传送装置400上的二维物料，二维物料可为富含薄膜塑料和混合纸的中间流。二维物料可装载到定量箱或其他类型的计量贮存器以及供给设备402中并且然后被定量供给至构造为从纸中分离薄膜塑料的多个(例如，2-12个)光学分选器404中。光学分选器404产生可再利用塑料薄膜产品406和可再利用混合纸产品408，可再利用塑料薄膜产品406和可再利用混合纸产品408中的任一者或两者可被打包和/或存放，以便于销售或运输。
[0090]系统300中产生的湿有机物(例如，箱332中的湿有机物)能够利用一个或更多个厌氧消化池被进一步处理以产生能够用作燃料的沼气和/或能够用作土壤改良剂的堆肥或可被干燥来制造作为碳燃烧替代品的用于燃烧的有机燃料。可被用于消化在当前方法中产生的湿有机废弃物产品的适合的微生物消化系统的说明能够在名称为“用于从上流厌氧消化池中移除不可消化物质的方法(Methods for removal of non-digestible matterfrom an upflow anaerobic digester)” 的美国专利 N0.7，615，155、名称为“诱发式污泥床厌氧反应器(Induced sludge bed anaerobic reactor)” 的美国专利 N0.7，452，467、名称为“具有隔膜和螺旋推进和驱动组件的上流生物反应器(Upflow bioreactor having aseptum and an auger and drive assembly)”的美国专利N0.7，290，669和名称为“诱发式污泥床厌氧反应器(Induced sludge bed anaerobic reactor)”的美国专利N0.6，911，149以及名称为“具有隔膜和压力释放机构的上流生物反应器(Upflow bioreactor withseptum and pressure release mechanism)，，的美国专利公开N0.2008/0169231 中找到，这些专利的内容通过参引合并到本文中。
[0091]系统300中产生的湿有机物(例如，箱332中的湿有机物)能够被进一步处理、堆月巴、作为高度浓缩的混合湿有机物流(例如，食物残渣和庭院废弃物和绿色废弃物)提供或销售给加工者。
[0092]干燥有机燃料产品能够例如在许多工业和能源的生成过程中代替煤或其他碳基燃料单独地使用或与另一燃料一起使用。干燥有机燃料还能够用作燃料，以通过各种高温热转化过程(例如，气化、等离子电弧气化和热解作用)制造合成气。干燥有机物料还可在现场被存放在具有自动填充和排放系统的大型存储建筑物或具有卸载设备的储料仓中。
[0093]本领域技术人员将理解，利用本文描述的方法产生的可再利用产品高度富含特定类型的可再利用物料，这使得一种或更多种不同的产品能够作为再循环过程中有用的供给物料。然而，可再利用产品通常并不是100%纯度。虽然循环工业不能够使用未处理的垃圾原料，但大多数循环系统能够在带有少量杂质的情况下恰当地操作。本发明的系统和方法用于生产具有用于循环工业中的适合的纯度的再利用产品。
[0094]虽然可能期望从固体废弃物流的几乎所有成分中回收有价值的物料，但本发明也包括湿有机部分、干燥有机部分或无机部分中的全部或一部分并未被完全地分离到回收产品中的实施方式。例如，在一个实施方式中，湿有机部分、干燥有机部分或无机部分中的全部或一部分无论是被混合、适当地分离或不适当地分离，都可根据特定部分的纯度和/或用于回收特定部分的市场条件而简单地进行填埋(例如，薄膜可进行填埋)。
[0095]虽然本文公开的方法和系统中的许多已经被描述为包括密度分离，但本领域技术人员将理解，在一些实施方式中，只要废弃物流按照尺寸被粉碎并分离以产生富含至少一种可回收物料的中间流，则可在无需密度分离的情况下实现充分的分离。
[0096]在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以通过其他特定的形式实施。所描述的实施方式被认为就各方面而言仅是示意性的而非限制性的。本发明的范围因此由所附权利要求表示，而非由前述说明指定。落入权利要求的等同物的意思和范围内的所有变化都被包含在权利要求的范围之内。
【权利要求】
1.一种用于从混合固体废弃物流回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合废弃物流，所述混合废弃物流包括从由纸、塑料和有色金属构成的组中选择的至少两种可再利用物料； 按照尺寸对所述混合废弃物流进行分级以产生多个按尺寸分类的废弃物流； 按照密度对所述按尺寸分类的废弃物流中的至少一部分进行分级以产生多个中间废弃物流，所述多个中间废弃物流单独地富含所述至少两种可再利用物料中的一种或更多种； 利用一个或更多个分选装置对所述多个中间废弃物流进行单独地分选以产生所述至少两种可再利用物料；以及 回收作为单独的可再利用产品的所述至少两种可再利用物料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占至少20%的从由以下物质构成的组中选择的低价值物料:湿有机物、绿色废弃物、食物残渣、砂砾、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、纺织品、以及木材、橡胶、薄膜塑料、PVC、箔片、岩石、用过的消费产品、低价值的玻璃、复合材料以及上述物料的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占至少35%的从由以下物质构成的组中选择的低价值物料:湿有机物、绿色废弃物、食物残渣、砂砾、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、纺织品、以及木材、橡胶、薄膜塑料、PVC、箔片、岩石、用过的消费产品、低价值的玻璃、复合材料以及上述物料的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，第一中间废弃物流富含塑料，所述分选包括从二维塑料中分离三维塑料以及回收三维可再利用塑料产品。
5.根据权利要求1所述 的方法，其中，所述第一中间废弃物流包括纸，所述方法还包括从纸中分选二维塑料以生产纸产品和二维塑料产品。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述二维塑料利用一个或更多个光学分选器从所述纸中分选。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，第二中间废弃物流富含有色金属，所述第二中间废弃物流的分选包括利用涡流分离器从其他物料中分离有色金属以及回收有色金属产品。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占1.0%-5%的从由以下物质构成的组中选择的金属:黑色金属、有色金属、不锈钢及其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占15%-60%的从混合的纸和塑料中选择的干燥有机物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流为城市固体废弃物。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流在按照尺寸进行分级之前被粉碎。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合废弃物流按照尺寸被分级为至少两种按尺寸分类的废弃物流，其中，过尺寸部分具有2英寸到12英寸范围内的d90。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述多个中间废弃物流进行单独地分选产生可再利用纸产品、可再利用塑料产品以及可再利用金属产品，所述方法还包括回收所述可再利用纸产品、所述可再利用塑料产品以及所述可再利用金属产品。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，第一中间废弃物流富含塑料，所述分选包括从二维塑料中分离三维塑料以及回收三维可再利用塑料产品。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，第二中间废弃物流富含有色金属，所述第二中间废弃物流的分选包括利用涡流分离器从其他物料中分离有色金属以及回收有色金属产品O
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占0.1%-15%的从由以下物质构成的组中选择的金属:黑色金属、有色金属、不锈钢及其组合。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述混合废弃物流包括重量占5%-60%的从混合的纸和塑料中选择的干燥有机物。
18.一种用于从混合固体废弃物流中回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合废弃物流，所述混合废弃物流包括包含纸、塑料和金属的多种可再利用物料； 按照尺寸对所述混合废弃物流进行分级以产生多个按尺寸分类的废弃物流； 按照密度对所述按尺寸分类的废弃物流中的至少一部分进行分级，以产生富含所述可再利用物料的第一中间废弃物流； 利用涡流分离器对所述第一中间废弃物流进行分选以获得可再利用有色金属产品；利用2D-3D分离器对所述第一中间流进行分级以产生富含三维塑料的第二中间流以及富含薄膜塑料和纸的第三中间流； 对所述第二中间流进行分选以产生高密度聚乙烯产品和/或可再利用聚对苯二甲酸乙二酯广品；以及 对所述第三中间流进行分选以产生纸产品。
19.一种用于从混合固体废弃物流中回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合废弃物流，所述混合废弃物流包括从由纸、塑料和金属构成的组中选择的至少一种高价值的可再利用物料，其中，所述混合废弃物流包括重量占至少20%的从由以下物质构成的组中选择的低价值物料:湿有机物、绿色废弃物、食物残渣、砂砾、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、纺织品、以及木材、橡胶、薄膜塑料、PVC、箔片、岩石、用过的消费产品、低价值的玻璃、复合材料以及上述物料的组合； 利用尺寸分离器按照尺寸对所述混合废弃物流进行分级以产生多个中间废弃物流； 将至少第一中间废弃物流传送至分选装置； 感测传送到所述分选装置的所述中间废弃物流的量并且响应于此进行计量传送；以及利用所述分选装置对所述第一中间废弃物流进行分选以产生至少一种可再利用产品以及回收所述至少一种可再利用产品。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述废弃物流包括重量占至少25%的低价值可再利用物料。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述废弃物流包括重量占至少50%的低价值可再利用物料。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述废弃物流包括重量占至少10%的湿有机物、食物残渣和/或绿色废弃物。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，感测中间流的量利用检测废弃物流的物位的物位传感器执行。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述物位传感器为光学传感器、超声传感器或机械开关。
25.根据权利要求19所述的方法，其中，第一中间废弃物流富含塑料，所述分选包括从二维塑料中分离三维塑料以及回收三维可再利用塑料产品。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一中间废弃物流包括纸，所述方法还包括从纸中分选二维塑料以生产纸产品和塑料二维产品。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述二维塑料利用一个或更多个光学分选器从所述纸中分选。
28.根据权利要求19所述的方法，其中，第二中间废弃物流富含有色金属，所述第二中间废弃物流的分选包括利用涡流分离器从其他物料中分离有色金属以及回收有色金属产品O
29.根据权利要求19所述的方法，其中，所述混合废弃物流在尺寸分离之后按照密度进行分离。
30.根据权利要求19所述的方法，其中，所述混合废弃物流在尺寸分离之前进行粉碎。 根据权利要求19所述的方法，其中，所述混合废弃物流按照尺寸被分级为至少两种按尺寸分类的废弃物流，其 中，过尺寸部分具有2英寸到10英寸范围内的d90。
【文档编号】B07B13/08GK103476515SQ201180065671
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2011年10月6日 优先权日:2010年11月24日
【发明者】乔治·吉特谢尔 申请人:有机能量公司