專利名稱：生活垃圾高壓蒸汽催化水解處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生活垃圾處理方法。
背景技術(shù)：
目前城市生活垃圾產(chǎn)量大、密度高，含水量高達(dá)40-60％，且未實(shí)行分類收集。而一些國(guó)外的垃圾處理設(shè)備對(duì)垃圾的特征有特殊的要求，不適用于處理中國(guó)的城市生活垃圾。而傳統(tǒng)的填埋與焚燒技術(shù)，都會(huì)引起二次污染。填埋占用大量土地，破壞土壤結(jié)構(gòu)，且將會(huì)無(wú)限擴(kuò)大，造成垃圾圍城的現(xiàn)象。焚燒方式投資大，技術(shù)不成熟。堆肥需要有效的對(duì)有機(jī)物與無(wú)機(jī)物進(jìn)行分類，而我國(guó)的城市垃圾尚未進(jìn)行分類收集。另外，堆肥只能降解有機(jī)物，無(wú)法處理塑料制品。
中國(guó)專利ZL03150530.9公開(kāi)了一種生活垃圾處理工藝，其特征是將生活垃圾用破碎機(jī)破碎，破碎后進(jìn)入分選機(jī)進(jìn)行比重風(fēng)選、磁選，分成無(wú)機(jī)物、有機(jī)垃圾和廢塑料三類；無(wú)機(jī)物被送往制建材系統(tǒng)，廢塑料被送到廢塑料處理系統(tǒng)，有機(jī)垃圾被送入水解罐進(jìn)行自身水解反應(yīng)，水解的同時(shí)脫水，水解完后繼續(xù)脫水，直至含水量小于20％；脫水完畢后噴爆干燥，然后進(jìn)行細(xì)分篩，得到無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和廢塑料，無(wú)機(jī)物被粉碎后送制建材系統(tǒng)，廢塑料被送往廢塑料處理系統(tǒng)，有機(jī)物被送往制肥系統(tǒng)。
該垃圾處理工藝存在以下缺點(diǎn)1)垃圾運(yùn)至處理現(xiàn)場(chǎng)，不進(jìn)行消毒除臭處理，對(duì)周邊環(huán)境有一定的影響；2)需要進(jìn)行多次篩選，對(duì)分選廢塑料單獨(dú)進(jìn)行處理，工藝復(fù)雜繁瑣，增加設(shè)備成本。3)壓力要求(6-12MPa)和溫度要求(100-300℃)都較高，消耗的能量大，耗能成本高。4)設(shè)備處理時(shí)間(3.0-3.5小時(shí))長(zhǎng)，處理能力較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本低廉，且能對(duì)塑料制品進(jìn)行處理的有機(jī)生活垃圾處理方法。本發(fā)明方法處理能力強(qiáng)，尾產(chǎn)物應(yīng)用廣泛，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。
本發(fā)明提出的生活垃圾處理方法，使用一種高壓蒸汽催化水解處理裝置，具體步驟如下消毒除臭，使用上述處理裝置，高壓高溫蒸煮木屑花，壓力為2-2.5MPa，溫度為200-230℃，時(shí)間40-60分鐘，收集冷凝液；將這冷凝液噴灑在原生垃圾上，進(jìn)行消毒除臭處理，每立方米原生垃圾冷凝液的使用量為100-200毫升，稀釋后均勻噴灑；
分揀和破碎，對(duì)除臭后的垃圾進(jìn)行半自動(dòng)分揀，揀出玻璃、陶瓷、金屬和橡膠等不可處理的廢棄物及可回收利用的物質(zhì)，對(duì)于剩下有機(jī)廢棄物，進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，使有機(jī)廢棄物的直徑或長(zhǎng)度變小，以增加廢棄物的密度，揀出的玻璃、金屬、陶瓷和橡膠等不可處理的廢棄物交由建材回收單位處理，可回收利用的物質(zhì)可以分類出售，循環(huán)利用，使資源再生；高壓蒸汽蒸煮，將破碎的有機(jī)廢棄物送入高壓蒸汽催化水解裝置，在攪拌下進(jìn)行高壓蒸汽催化水解處理，其壓力為2-2.5MPa，溫度為220-230℃，時(shí)間為40-90分鐘，得尾產(chǎn)物。
由上述處理方法獲得尾產(chǎn)物，經(jīng)7-10天的自然發(fā)酵，成為土壤的有機(jī)物改良劑，也可以根據(jù)不同的用途，再加工制成葉菜類、蔬果類、根莖類等不同作物的復(fù)合型專用有機(jī)肥；處理所產(chǎn)生的冷凝液收集后可作為有機(jī)液態(tài)肥。
本發(fā)明方法是利用高壓蒸汽的催化水解作用，將有機(jī)生活垃圾置于高壓蒸汽催化水解處理裝置中，在一定的壓力、溫度和飽和蒸汽條件下發(fā)生一系列的化學(xué)、物理反應(yīng)，在裝置內(nèi)產(chǎn)生負(fù)氧離子交換反應(yīng)，酸化、氧化、還原反應(yīng)，在處理過(guò)程中水分子結(jié)構(gòu)的變化產(chǎn)生的能量將各種高分子聚合物的分子鏈打斷，還原為小分子聚合物，成為易于被植物吸收的營(yíng)養(yǎng)成分，從而達(dá)到資源化的環(huán)保目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)型經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的要求。
本發(fā)明方法完全符合國(guó)家對(duì)垃圾處理的三化要求1)減量化，從本方法處理完成的尾產(chǎn)物約為原始生活垃圾體積的1/2。因?yàn)樵谡羝羞M(jìn)行反應(yīng)，含水量增加，尾產(chǎn)物出鍋重量約增加6％，經(jīng)過(guò)7-10天的自然發(fā)酵，重量比原始生活垃圾約減少25％，達(dá)成了減量化的目標(biāo)。2)無(wú)害化，經(jīng)過(guò)高溫高壓，可以殺滅幾乎所有的細(xì)菌；不產(chǎn)生二惡英(一種致癌物質(zhì))，一氧化氮等有毒氣體；被處理物所含的有毒物質(zhì)的分子因高壓及負(fù)氧離子分解作用而破碎，分離，固定。生活垃圾中含有的纖維素的半纖維素(成分為直鏈多糖、例如聚戊糖，聚己糖)也被分解為糖，倒錯(cuò)排列的醋酸基的連接被擊斷成為醋酸。危害土壤中微生物的有害物質(zhì)石炭酸的大部分因被炭化而成為無(wú)害物質(zhì)，充分達(dá)成了無(wú)害化的目標(biāo)。3)資源化，處理完后的尾產(chǎn)物經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的自然發(fā)酵，成為有機(jī)土壤改良劑，并可根據(jù)不同的用處，加工成葉菜類，蔬果類，根莖類等復(fù)合型專用有機(jī)肥，處理所產(chǎn)生的冷凝液可收集作為液態(tài)肥，有效的利用了所有的尾產(chǎn)物，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值，達(dá)成了資源化的環(huán)保要求。本發(fā)明尤其適用處理未按分類收集的混合狀態(tài)的生活垃圾。可以分解各類塑料制品。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是分揀工藝簡(jiǎn)單，只需分揀玻璃，陶瓷，金屬，橡膠等不可處理的廢棄物。因?yàn)榉诌x混合垃圾非常困難，分選技術(shù)越簡(jiǎn)單，前期處理的投資就越少，據(jù)了解，目前形形色色的分揀系統(tǒng)，投資一般占整個(gè)制肥設(shè)備的2/3，且效果很不理想。廢棄物在蒸煮釜中通過(guò)攪拌葉攪拌，達(dá)到均勻受熱，加強(qiáng)水解效果。其次，在處理過(guò)程中水分子的變化產(chǎn)生的能量將各種高分子聚合物的分子鏈打斷，還原小分子聚合物成為易于被動(dòng)植物消化吸收的營(yíng)養(yǎng)成分；可以真正意義上處理塑料，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白。選址要求低，可在市區(qū)內(nèi)進(jìn)行處理，節(jié)約了運(yùn)輸成本。處理后的尾產(chǎn)物可以完全回收利用，對(duì)土壤、大氣不產(chǎn)生污染，達(dá)到三化要求。


圖1為本發(fā)明方法流程圖示。
圖2為本發(fā)明方法使用的高壓蒸汽催化水解處理裝置結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號(hào)1為攪拌軸，2為長(zhǎng)攪拌葉，3為短攪拌葉，4為葉板，5為蒸煮釜，6為投料口，7為出料口，8為密封蓋。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用的高壓蒸汽催化水解處理裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。該裝置由蒸煮釜、攪拌軸、攪拌葉、葉板組合構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，蒸煮釜5為欖形，左右兩端設(shè)有密封蓋8，中間上部設(shè)有投料口6，中間下部設(shè)有出料口7，投料口7和出料口8均設(shè)有球閥，用于密封和控制投料口和出料口；攪拌軸1位于蒸煮釜5中央，兩端固定于蒸煮釜兩端密封蓋內(nèi)側(cè)中心部位，攪拌葉共有3-5組，基本均勻地安裝于攪拌軸1上，每組攪拌葉分為上下兩支槳葉，一支為較長(zhǎng)的槳葉2，另一支為較短的槳葉3，每支槳葉的端部設(shè)有橫向的葉板4，各組攪拌葉在攪拌軸上按一定角度均勻分布；其中，較長(zhǎng)漿葉的葉板端部與蒸煮釜筒壁的間隙較?。惠^短漿葉的葉板端部與蒸煮釜筒壁的間隙較大；長(zhǎng)、短漿葉的葉板與攪拌軸的夾角相反；蒸煮釜中兩端攪拌葉組的位置及葉板角度以主軸中心垂直線呈鏡面對(duì)稱。
如圖1所示，對(duì)城市生活垃圾先進(jìn)行除臭消毒處理，即利用上述的裝置，高壓蒸汽蒸煮木屑花，回收冷凝液，將該冷凝稀釋后均勻噴曬在原生城市生活垃圾上；然后進(jìn)行半自動(dòng)化分揀，篩選可回收廢棄物，分類出售使之再利用；玻璃，陶瓷，金屬，橡膠等廢棄物交由專業(yè)的建材回收單位處理。其余有機(jī)廢棄物進(jìn)入破碎機(jī)破碎，破碎后計(jì)量通過(guò)自動(dòng)上料系統(tǒng)進(jìn)入蒸煮釜；廢棄物在一定壓力、溫度及飽和水蒸氣條件下通過(guò)攪拌葉不斷攪拌進(jìn)行高壓蒸汽催化水解處理。容積為2m3的設(shè)備為例，處理有機(jī)廢棄物的重量為800Kg，其處理?xiàng)l件和效果如下表


處理完成后將尾產(chǎn)物平攤進(jìn)行自然發(fā)酵，便可成為有機(jī)土壤改良劑，也可添加含有氮磷鉀離子的物質(zhì)，成為復(fù)合式專用有機(jī)肥，另外處理所產(chǎn)生的冷凝液可收集作為液態(tài)肥。
權(quán)利要求
1.一種生活垃圾高壓蒸汽催化水解處理方法，使用一種高壓蒸汽催化水解處理裝置，其特征在于具體步驟如下消毒除臭，使用上述處理裝置，高壓高溫蒸煮木屑花，壓力為2-2.5MPa，溫度為200-230℃，時(shí)間40-60分鐘，收集冷凝液；將這冷凝液噴灑在原生垃圾上，進(jìn)行消毒除臭處理，每立方米原生垃圾冷凝液的使用量為100-200毫升，稀釋后均勻噴灑；分揀和破碎，對(duì)除臭后的垃圾進(jìn)行半自動(dòng)分揀，揀出玻璃、陶瓷、金屬和橡膠等不可處理的廢棄物及可回收利用的物質(zhì)，對(duì)于剩下有機(jī)廢棄物，進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，使有機(jī)廢棄物的直徑或長(zhǎng)度變小，以增加廢棄物的密度，揀出的玻璃、金屬、陶瓷和橡膠等不可處理的廢棄物交由建材回收單位處理，可回收利用的物質(zhì)可以分類出售，循環(huán)利用，使資源再生；高壓蒸汽蒸煮，將破碎的有機(jī)廢棄物送入高壓蒸汽催化水解裝置，在攪拌下進(jìn)行高壓蒸汽催化水解處理，其壓力為2-2.5MPa，溫度為220-230℃，時(shí)間為40-90分鐘，得尾產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1生活垃圾高壓蒸汽催化水解處理方法，其特征在于使用的高壓蒸汽催化水解處理裝置，由蒸煮釜、攪拌軸、攪拌葉、葉板組合構(gòu)成，其中，蒸煮釜(5)為欖形，左右兩端設(shè)有密封蓋(8)，中間上部設(shè)有投料口(6)，中間下部設(shè)有出料口(7)，投料口(7)和出料口(8)中均設(shè)有球閥，用于密封和控制投料口和出料口；攪拌軸(1)位于蒸煮釜(5)中央，兩端固定于蒸煮釜兩端密封蓋內(nèi)側(cè)中心部位，攪拌葉共有3-5組，基本均勻地安裝于攪拌軸(1)上，每組攪拌葉分為上下兩支槳葉，一支為較長(zhǎng)的槳葉(2)，另一支為較短的槳葉(3)，每支槳葉的端部設(shè)有橫向的葉板(4)，各組攪拌葉在攪拌軸上按一定角度均勻分布；其中，較長(zhǎng)漿葉的葉板端部與蒸煮釜筒的間隙較??；較短漿葉的葉板端部與蒸煮釜筒壁的間隙較大；長(zhǎng)、短漿葉的葉板與攪拌軸的夾角相反；蒸煮釜中兩端攪拌葉組的位置及葉板角度以主軸中心垂直線呈鏡面對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1生活垃圾高壓蒸汽催化水解處理方法，其特征在于將所得尾產(chǎn)物經(jīng)過(guò)7-10天自然發(fā)酵，成為土壤的有機(jī)物改良劑；或者加工制成葉菜類、蔬果類、根莖類不同作物的復(fù)合型專用有機(jī)肥；處理所產(chǎn)生的冷凝液收集后作為有機(jī)液態(tài)肥。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種生活垃圾的處理方法。本方法使用高壓蒸汽催化水解處理裝置。處理步驟為首先利用經(jīng)高壓蒸汽處理的木屑花冷凝液對(duì)原生生物垃圾進(jìn)行消毒除臭處理；然后進(jìn)行半自動(dòng)分揀，揀出玻璃、金屬和橡膠等不可處理廢棄物及可回收利用的物質(zhì)，將剩下的有機(jī)放棄物經(jīng)碎后送入高壓蒸汽催化水解處理裝置。在一定的壓力、溫度和飽和水蒸氣條件下進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)，在處理過(guò)程中水分子結(jié)構(gòu)的變化產(chǎn)生的能量將各種高分子聚合物的分子鏈打斷，還原為小分子聚合物，成為易于被植物消化吸收的營(yíng)養(yǎng)成分，從而達(dá)到了資源化的環(huán)保目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)型經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的要求。
文檔編號(hào)C05F9/00GK1923383SQ200610116328
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者周鉅洸 申請(qǐng)人:環(huán)大環(huán)保科技(上海)有限公司