陈腐填埋垃圾处理系统及陈腐填埋垃圾的处理方法与流程

本发明涉及固废处理技术领域，具体而言，涉及一种陈腐填埋垃圾处理系统及陈腐填埋垃圾的处理方法。

背景技术：

在生活垃圾的处理方法中，填埋处理凭借其建设投资和运行成本均较低的经济优势，目前在世界上许多国家都得到了广泛应用，成为发展中国家生活垃圾的主要处置方式。根据我国目前的经济现状和未来的发展趋势，在今后相当长的时间里，填埋处理仍然是我国处理生活垃圾最重要的方法之一。

近年来随着我国城市化进程的加快，位于城郊的垃圾填埋场迅速被新建的城区包围，原有垃圾填埋场的搬迁及其生态修复迫在眉睫。垃圾填埋场内的陈腐垃圾的开发和资源化利用越来越受到重视，已经成为欧盟和日本等发达国家对垃圾处理的重要研究方向和实践领域。现有技术中对填埋垃圾的处理方法通常是稳定化，将其以堆肥的方式进行发酵腐熟。然而，这种方式时间长，占地大，腐熟后的物料成分复杂，不利于对垃圾进行分选和资源化回收利用。因此，如何提供一种陈腐填埋垃圾处理系统及陈腐填埋垃圾的处理方法，以实现对由垃圾填埋场开采出的陈腐垃圾进行有效分选和资源化利用的目的，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种陈腐填埋垃圾处理系统，以提高对陈腐填埋垃圾的分选效果，有利于实现对垃圾的资源化利用。

本发明的第二个目的在于提供一种陈腐填埋垃圾的处理方法，该处理方法的步骤简单，便于操作，有利于实现对陈腐填埋垃圾的有效分选，保证垃圾减量化、清洁化、资源化处理，有效缓解垃圾填埋场的环境问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种陈腐填埋垃圾处理系统，包括第一筛分设备、热解气化设备、发酵降解设备、干燥设备和第二筛分设备；所述第一筛分设备包括筛网，所述筛网用于将物料筛分为筛上物和筛下物；所述第二筛分设备包括振动筛和旋风除尘器，所述第二筛分设备用于将物料分为可燃物、发酵物和惰性物；所述第一筛分设备的筛上物出料口与所述热解气化设备的进料口连通，所述第一筛分设备的筛下物出料口与所述发酵降解设备的进料口连通，所述发酵降解设备的出料口与所述干燥设备的进料口连通，所述干燥设备的出料口与所述第二筛分设备的振动筛的进料口连通。

进一步地，所述第一筛分设备还包括刀轴组合，所述刀轴组合包括第一刀轴和第二刀轴，所述第一刀轴的转速大于所述第二刀轴的转速，所述第一刀轴和所述第二刀轴均设置有刀片。

其中，所述筛网的孔径为50-70mm。

进一步地，所述热解气化设备包括燃烧室和余热锅炉；所述燃烧室的进料口与所述第一筛分设备的筛上物出料口连通，所述燃烧室的出气口与所述余热锅炉的进气口连通。

进一步地，所述热解气化设备还包括尾气处理装置；所述尾气处理装置包括依次连接的急冷脱酸塔、活性炭吸附装置和除尘装置。

更进一步地，发酵降解设备包括发酵罐；所述发酵罐内添加有发酵菌剂，所述发酵菌剂占所加入物料的质量百分比为0.5-1.5%。

更进一步地，所述发酵罐内设置有搅拌器；所述搅拌器的转速为20-30r/min。

更进一步地，所述干燥设备包括热风干燥滚筒；所述热风干燥滚筒包括热风通道，所述热风通道的进气口与所述余热锅炉的出气口连通。

与现有技术相比，本发明提供的陈腐填埋垃圾处理系统具有如下优势：

本发明提供一种陈腐填埋垃圾处理系统，包括第一筛分设备、热解气化设备、发酵降解设备、干燥设备和第二筛分设备；第一筛分设备包括筛网，筛网用于将物料筛分为筛上物和筛下物；第二筛分设备包括振动筛和旋风除尘器，第二筛分设备用于将物料分为可燃物、发酵物和惰性物；第一筛分设备的筛上物出料口与热解气化设备的进料口连通，第一筛分设备的筛下物出料口与发酵降解设备的进料口连通，发酵降解设备的出料口与干燥设备的进料口连通，干燥设备的出料口与第二筛分设备的振动筛的进料口连通。由此分析可知，本发明提供的陈腐填埋垃圾处理系统，由于设置有第一筛分设备、热解气化设备、发酵降解设备、干燥设备和第二筛分设备，因此陈腐填埋垃圾能够经过第一筛分设备的筛网被分为筛上物和筛下物，以便于后续对不同粒径的垃圾分别进行处理；筛上物进入热解气化设备后被热解气化，气体高温燃烧产生热能被热解气化设备回收，从而实现对可燃筛上物进行热量回收的效果；筛下物进入发酵降解设备后快速发酵腐熟，能够实现对物料中的有机质快速降解；经过高温降解后的物料进入干燥设备后被进一步干燥，去除部分水分，有利于后续对物料进一步筛分和保存；干燥后的物料进入第二筛分设备，在振动筛和旋风除尘器形成的负压吸风的双重作用下被分选为可燃物、发酵物和惰性物，其中，可燃物能够回收进入热解气化设备被进一步处理以回收热能，发酵物能够用作城市绿化的营养土，惰性物能够作为建筑用料或铺路。与现有技术相比，本发明提供的陈腐填埋垃圾处理系统既能够充分回收陈腐填埋垃圾热解气化的热能，又能够快速降解陈腐填埋垃圾中的有机质，得到的发酵物回用到城市绿化避免浪费资源，剩余惰性物还能够回用为建筑用料或铺路，因此能够实现对陈腐填埋垃圾的有效分选和高效资源化利用，改善陈腐填埋垃圾占地及污染环境的问题，最终取得显著的经济效益和环境效益。

本发明还提供一种陈腐填埋垃圾的处理方法应用上述陈腐填埋垃圾处理系统，包括如下步骤：陈腐填埋垃圾被第一筛分设备筛分为筛上物和筛下物；筛上物在热解气化设备中热解气化，同时回收热量，筛下物在发酵降解设备中降解发酵；发酵后的物料由干燥设备干燥后进入第二筛分设备，分选得到可燃物、发酵物和惰性物。

本发明陈腐填埋垃圾的处理方法步骤简单，便于操作，能够实现对陈腐填埋垃圾的有效分选，保证垃圾减量化、清洁化、资源化处理，并且能够有效缓解垃圾填埋场的环境问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的简易结构示意图；

图2为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的第一筛分设备中筛网的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的第一筛分设备中第一刀轴的结构示意图。

图标：001-第一筛分设备；002-热解气化设备；003-发酵降解设备；004-干燥设备；005-第二筛分设备；011-筛网；051-振动筛；052-旋风除尘器；012-刀轴组合；121-第一刀轴；122-刀片；021-燃烧室；022-余热锅炉；023-尾气处理装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施方式和实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是信号连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的简易结构示意图；图2为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的第一筛分设备中筛网的结构示意图。

根据本发明的一个方面，本发明实施例提供一种陈腐填埋垃圾处理系统，如图1（图中箭头表示物质的流向）结合图2所示，包括第一筛分设备001、热解气化设备002、发酵降解设备003、干燥设备004和第二筛分设备005；第一筛分设备001包括筛网011，筛网011用于将物料筛分为筛上物和筛下物；第二筛分设备005包括振动筛051和旋风除尘器052，第二筛分设备005用于将物料分为可燃物、发酵物和惰性物；第一筛分设备001的筛上物出料口与热解气化设备002的进料口连通，第一筛分设备001的筛下物出料口与发酵降解设备003的进料口连通，发酵降解设备003的出料口与干燥设备004的进料口连通，干燥设备004的出料口与第二筛分设备005的振动筛051的进料口连通。

与现有技术相比，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统具有如下优势：

如图1（图中箭头表示物质的流向）结合图2所示，本发明实施例提供一种陈腐填埋垃圾处理系统，包括第一筛分设备001、热解气化设备002、发酵降解设备003、干燥设备004和第二筛分设备005；第一筛分设备001包括筛网011，筛网011用于将物料筛分为筛上物和筛下物；第二筛分设备005包括振动筛051和旋风除尘器052，第二筛分设备005用于将物料分为可燃物、发酵物和惰性物；第一筛分设备001的筛上物出料口与热解气化设备002的进料口连通，第一筛分设备001的筛下物出料口与发酵降解设备003的进料口连通，发酵降解设备003的出料口与干燥设备004的进料口连通，干燥设备004的出料口与第二筛分设备005的振动筛051的进料口连通。由此分析可知，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统，由于设置有第一筛分设备001、热解气化设备002、发酵降解设备003、干燥设备004和第二筛分设备005，因此陈腐填埋垃圾能够经过第一筛分设备001的筛网011被分为筛上物和筛下物，以便于后续对不同粒径的垃圾分别进行处理；筛上物进入热解气化设备002后被热解气化，气体高温燃烧产生热能被热解气化设备002回收，从而实现对可燃筛上物进行热量回收的效果；筛下物进入发酵降解设备003后快速发酵腐熟，能够实现对物料中的有机质快速降解；经过高温降解后的物料进入干燥设备004后被进一步干燥，去除部分水分，有利于后续对物料进一步筛分和保存；干燥后的物料进入第二筛分设备005，在振动筛051和旋风除尘器052形成的负压吸风的双重作用下被分选为可燃物、发酵物和惰性物，其中，可燃物能够回收进入热解气化设备002被进一步处理以回收热能，发酵物能够用作城市绿化的营养土，惰性物能够作为建筑用料或铺路。与现有技术相比，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统既能够充分回收陈腐填埋垃圾热解气化的热能，又能够快速降解陈腐填埋垃圾中的有机质，得到的发酵物回用到城市绿化避免浪费资源，剩余惰性物还能够回用为建筑用料或铺路，因此能够实现对陈腐填埋垃圾的有效分选和高效资源化利用，改善陈腐填埋垃圾占地及污染环境的问题，最终取得显著的经济效益和环境效益。

图3为本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的第一筛分设备中第一刀轴的结构示意图。

进一步地，为了有效改善陈腐填埋垃圾不易筛分的问题，如图3所示，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，第一筛分设备001还包括刀轴组合012，刀轴组合012包括第一刀轴121和第二刀轴，第一刀轴121的转速大于第二刀轴的转速，第一刀轴121和第二刀轴均设置有刀片122，且刀片122可以等距螺线设置。筛网011固定在机架主体上，筛网011相对于机架主体沿第一刀轴121和第二刀轴的轴向滑动。使用时，通过第一刀轴121的高速旋转和第二刀轴的低速旋转，能够分别带动刀片122旋转破碎陈腐填埋垃圾，经过破碎后的垃圾进入筛网011被快速筛分为筛上物和筛下物。由于设置有刀轴组合012和筛网011，因此第一筛分设备001能够对陈腐填埋垃圾快速破碎和筛分，实现对陈腐填埋垃圾快速高效地资源化分选，从而有利于后续对不同成分分别进行处理和回收利用。

可选地，第一刀轴121和第二刀轴的结构可以相同，转速不同。

可选地，第一筛分设备001典型但非限制性为剪切式破碎机，为市售产品，主要结构包括两条刀轴，由马达分别带动刀轴，通过刀具剪切，挤压，撕裂达到减小物料尺寸的目的。

可选地，为了对陈腐填埋垃圾进行合理筛分，以利于后续对筛上物和筛下物分别进一步处理，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，筛网011的孔径为50-70mm。

可选地，筛网011的孔径典型但非限制性为50mm、55mm、60mm、65mm或70mm。

优选地，筛网011的孔径为60mm。得到的筛下物主要成分是有机物质，特定粒径的筛下物更有利于充分进行高温降解发酵，筛上物主要成分是可燃性物质，经输送皮带送入热解气化设备002后能够用于回收得到较多的热能。

进一步地，为了有效回收陈腐填埋垃圾的燃烧热能，如图1（图中箭头表示物质的流向）所示，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，热解气化设备002包括燃烧室021和余热锅炉022；燃烧室021的进料口与第一筛分设备001的筛上物出料口连通，燃烧室021的出气口与余热锅炉022的进气口连通。筛上物由输送皮带送入热解气化设备002，热解得到的气化气在燃烧室021内高温燃烧，燃烧温度大于850℃，烟气停留时间大于2s。高温气体经余热锅炉022回收热量，能够产生3-4mpa的饱和蒸汽，实现了有效回收余热的效果。回收的热能可以用于为本发明中的发酵降解设备003、干燥设备004或者其它系统中需要加热的设备提供能量，有效降低了能源消耗。

可选地，为了实现充分燃烧的效果，燃烧室021典型但非限制性包括第一燃烧室和第二燃烧室。

进一步地，为了避免热解气化过程产生的有害物质污染环境，如图1（图中箭头表示物质的流向）所示，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，热解气化设备002还包括尾气处理装置023；尾气处理装置023包括依次连接的急冷脱酸塔、活性炭吸附装置和除尘装置。由于热解气化容易产生有害气体或飞灰，因此通过设置尾气处理装置023，使整个热解气化过程产生的尾气依次通过急冷脱酸塔、活性炭吸附装置和除尘装置，从而能够有效避免尾气污染环境的问题，实现了对热能的清洁回收。

可选地，除尘装置典型但非限制性为布袋除尘器。

进一步地，为了实现有效降解陈腐填埋垃圾的目的，如图1（图中箭头表示物质的流向）所示，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，发酵降解设备003包括发酵罐；发酵罐内添加有发酵菌剂，发酵菌剂占所加入物料的质量百分比为0.5-1.5%。通过发酵罐的高温降解发酵，能够实现有机垃圾快速腐熟的效果，从而有效解决填埋垃圾堆放发酵时间过长、占地较多、杂菌虫卵含量过高及二次环境污染的问题。发酵罐的加热装置与热解气化设备002中余热锅炉022的出气口连通，因此热解气化设备002回收的热能能够用于发酵降解设备003，有效降低了整个系统的能源消耗，降低了处理成本。

可选地，发酵菌剂中微生物的种类及质量比典型但非限制性为芽孢杆菌（bacillussp.）：极端嗜热菌（calditerrricolayamamurae）:酿酒酵母（saccharomycescerevisiae）=0.3:0.5:0.2。

进一步地，为了有效提高陈腐填埋垃圾的降解效果，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，发酵罐内设置有搅拌器；搅拌器的转速为20-30r/min。

可选地，搅拌器的转速典型但非限制性为20r/min、25r/min或30r/min。通过设置特定的转速，能够将物料搅拌均匀，同时避免损害其中的微生物，有利于快速完成降解发酵过程。

可选地，发酵罐内可以分两阶段进行降解，发酵前发酵罐内物料的含水率为55-65%，c/n的质量比为（20-30）：1第一阶段的搅拌时间为1-2h，温度为80-95℃，第二阶段的搅拌时间为10-11h，温度为50-60℃。优选地，第一阶段的搅拌时间为2h，温度为95℃，第二阶段的搅拌时间为10h，温度为55℃。最终能够得到发酵后的物料的含水率为35-40%。

进一步地，为了实现对发酵后的物料进行充分干燥的效果，以利于后续筛分，如图1（图中箭头表示物质的流向）所示，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统中，干燥设备004包括热风干燥滚筒；热风干燥滚筒包括热风通道，热风通道的进气口与余热锅炉022的出气口连通。热风通道利用的是热解气化设备002回收的热能，通入热风通道内的饱和蒸汽的温度控制在80℃，能够使物料的含水率下降到30%以下，由后续对物料进行筛分。湿物料从热风干燥滚筒的进料口投入，并在筒内均匀分布与分散，同时与由热风通道进入的并流（或逆流）的热空气充分接触，从而加快干燥传热和传质动力，干燥后物料由热风干燥滚筒的出料口排出，进入第二筛分设备005。热风干燥滚筒能够降低物料的含水率，更有利于提高高温降解后的物料的筛分效果。

下面结合图1-3对本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾处理系统的工作过程作详细说明。

如图1（图中箭头表示物质的流向）结合图2和图3所示，陈腐填埋垃圾先被送入第一筛分设备001，由刀轴组合012中的第一刀轴121和第二刀轴配合将大块垃圾破碎后再落入筛网011，被筛分为筛上物和筛下物，其中筛上物由输送皮带送入热解气化设备002，热解气化为气化气，气化气进入燃烧室021进行高温燃烧，燃烧温度大于850℃，烟气停留时间大于2s，同时高温气体经余热锅炉022回收热量，产生3-4mpa的饱和蒸汽，此外热解气化过程产生的尾气全部进入尾气处理装置023，依次经过急冷脱酸塔、活性炭吸附装置和除尘装置；筛下物由输送皮带送入发酵降解设备003的发酵罐，发酵罐内添加有发酵菌剂，同时搅拌器的搅拌转速为20-30r/min，在95℃温度下搅拌2h，然后在55℃温度下搅拌10h，完成物料的发酵腐熟，物料的含水率降到35-40%；发酵后的物料进入干燥设备004的热风干燥滚筒的进料口，并在筒内均匀分布与分散，同时热解气化设备002回收的饱和蒸汽进入热风通道内，与湿物料充分接触，从而加快干燥传热和传质动力，干燥后的物料由热风干燥滚筒的出料口排出并进入第二筛分设备005，在振动筛051和旋风除尘器052形成的负压吸风的双重作用下被分选为可燃物、发酵物和惰性物，其中，可燃物能够回收进入热解气化设备002被进一步处理以回收热能，发酵物能够用作城市绿化的营养土，惰性物能够作为建筑用料或铺路。

根据本发明的另一个方面，本发明实施例还提供一种陈腐填埋垃圾的处理方法，应用上述陈腐填埋垃圾处理系统，包括如下步骤：陈腐填埋垃圾被第一筛分设备001筛分为筛上物和筛下物；筛上物在热解气化设备002中热解气化，同时回收热量，筛下物在发酵降解设备003中降解发酵；发酵后的物料由干燥设备004干燥后进入第二筛分设备005，分选得到可燃物、发酵物和惰性物。

优选地，本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾的处理方法，包括如下步骤：

（1）陈腐填埋垃圾的筛分：将陈腐填埋垃圾送入第一筛分设备001，由第一刀轴121和第二刀轴配合进行破碎，然后由筛网011筛分为筛上物和筛下物；

（2）筛上物的热解气化：筛上物被输送皮带送入热解气化设备002，热解气化得到的气化气在燃烧室021内燃烧，燃烧温度大于850℃，烟气停留时间大于2s，得到的高温气体经余热锅炉022回收热量，产生3-4mpa的饱和蒸汽，此外热解气化过程产生的尾气全部进入尾气处理装置023，依次经过急冷脱酸塔、活性炭吸附装置和除尘装置进行处理；

（3）筛下物的发酵降解：筛下物被输送皮带送入发酵降解设备003，在发酵罐内降解发酵，发酵罐内添加有发酵菌剂及辅料（例如营养物质），发酵罐内搅拌器的搅拌转速为20-30r/min，在95℃温度下搅拌2h，然后在55℃温度下搅拌10h，完成物料的发酵腐熟，物料的含水率降到35-40%；

（4）发酵后物料的干燥：发酵后的物料进入干燥设备004，在热风干燥滚筒内被干燥，去除部分水分，得到物料的含水率下降到30%；

（5）干燥后物料的分选：干燥后的物料进入第二筛分设备005，在振动筛051和旋风除尘器052形成的负压吸风的双重作用下被分选为可燃物、发酵物和惰性物。

本发明实施例提供的陈腐填埋垃圾的处理方法的步骤简单，便于操作，有利于实现对陈腐填埋垃圾的有效分选，保证垃圾减量化、清洁化、资源化处理，有效缓解垃圾填埋场的环境问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。