具有高壓噴水口的封閉發(fā)酵垃圾處理裝置和方法
內(nèi)容提供：北京潔凈時代垃圾無害化處理技術(shù)研究院
本報告經(jīng)過有關(guān)方面專家充分論證,、廣泛的調(diào)查研究認(rèn)為，北京潔凈時代垃圾無害化處理技術(shù)研究院所研發(fā)的垃圾處理專利技術(shù),，名稱：具有高壓噴水口的封閉發(fā)酵垃圾處理裝置和方法,；符合中國的國情，是中國城市垃圾處理的最佳辦法,，切合實際,，行之有效。
一,、 中國城市生活垃圾年產(chǎn)出量約為3億多噸,，其中可用于制肥的有機(jī)物質(zhì)占50%以上（按原始總重量計），灰粉質(zhì)經(jīng)過處理后用于配比制肥可占灰粉質(zhì)總量85%以上,，如果采用全封閉厭氧間歇式動態(tài)發(fā)酵技術(shù)對城市生活垃圾進(jìn)行處理,，即可實現(xiàn)垃圾無害化、減容減量化,、完全資源化處理的總目標(biāo),。
二、 對于不能用于制肥的垃圾,，如塑料,、金屬、紙類,、玻璃,、織物采用在處理廠分揀回收措施，依垃圾組份,，計算年可回收量3000萬噸左右,，占垃圾總量的10%之多。采用以上綜合性,、多元化的處理方案應(yīng)該說是最佳選擇,。
三、 處理工藝技術(shù)可靠,，生產(chǎn)線設(shè)備及其它輔助設(shè)備等全套采用中國制造,，部分添加劑采用進(jìn)口，垃圾處理專利技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,。北京潔凈時代垃圾無害化處理技術(shù)研究院與國家有關(guān)部門正在協(xié)商論證,，將此技術(shù)列為中國城市垃圾處理廣泛推廣的項目之一,。
另外，垃圾滲濾液,、污水處理設(shè)施與工程同時設(shè)計施工,，完全做到城市生活垃圾處理過程中三廢的零排放。此技術(shù)適用于中國任何一座城市使用,，不受氣候影響，根據(jù)各地區(qū)不同的地理位置和氣候的狀況,，可建于地上,、半地上、地下,。
四,、 以一座日處理城市生活垃圾量1000噸的工廠為例，本項目一期投資總額1.8億元人民幣,，其中建設(shè)投資15800萬元,，流動資金2200萬元。年生產(chǎn)生物有機(jī)肥和沙漠治理原材料20.8萬噸左右,，每噸銷售價為200元,，單位處理成本為98.3元/噸，政府給予垃圾處理補(bǔ)貼費用按各地區(qū)情況而定,，本報告暫不列為企業(yè)收益,。
五、 關(guān)于生活垃圾處理方案比選問題,。第一,，完全填埋處理占用土地資源并產(chǎn)生二次污染，又是資源的浪費,，與當(dāng)今社會發(fā)展與環(huán)保已不兼容,。第二，采用焚燒發(fā)電處理辦法,，優(yōu)點在于占地小,，日1000噸處理量約需8萬㎡土地，垃圾減容量大,，但是,，投資高，運行成本高,，若全套引進(jìn)設(shè)備,，噸垃圾投資60~70萬元，處理每噸垃圾需政府補(bǔ)貼130~150元,；垃圾發(fā)電引進(jìn)設(shè)備是必需的,。另一方面,，對采用焚燒發(fā)電關(guān)鍵的限制條件是垃圾含水量高達(dá)60~68%，而熱值在800~900大卡/公斤,。用于焚燒發(fā)電的垃圾最低熱值應(yīng)在1700~1800大卡/公斤,。垃圾熱值與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)，一般來講,，國民生產(chǎn)總值增長7~10%,，垃圾熱值可升高50~70大卡/公斤，相應(yīng)含水量亦會減少,，因此,，無論從經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上，焚燒發(fā)電為時過早,，在現(xiàn)階段不是首選方案,。焚燒發(fā)電也同樣存在著污水、煙氣處理和填埋的附帶問題,。
本項工程采用北京潔凈時代垃圾無害化處理技術(shù)研究院的專利技術(shù),，結(jié)合自身的資金優(yōu)勢進(jìn)行投資。項目分三期投入,，一期投入1.8億元,，二期投入1億元，三期投入2.2億元,。將城市生活垃圾完全產(chǎn)業(yè)化,，其主要產(chǎn)品有《防沙治沙原材料》、《生物有機(jī)肥料》,、《氣體》,、《塑料再生制品》《建材壓板》等，相關(guān)配套條件簡單,，便于操作,。垃圾是"被放錯地方的資源"，其有機(jī)成份制成有機(jī)肥和沙漠治理原材料,，對于國家農(nóng)業(yè),、園林綠化方面和改善土壤、防治沙化意義重大,，市場容量很大,，是具有雙重價值的環(huán)保工程，應(yīng)該盡快實施,。
工藝設(shè)計說明
1,、前處理工藝
① 如果經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可選用全自動分選線。
② 城市生活垃圾由自卸卡車送到廠區(qū)內(nèi),，先經(jīng)過地磅秤重,，然后進(jìn)入前處理廠房集料坑內(nèi),，噴灑除臭劑，靜置瀝水所產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)管道流入地下微生物繁殖池,，用于倉內(nèi)發(fā)酵補(bǔ)充水,。由抓斗將其送入板式給料機(jī)上，由膠帶輸送機(jī),，運至破袋機(jī),，破袋機(jī)破袋后進(jìn)入篩選機(jī)，篩選機(jī)將磚石瓦塊篩分,，篩分的磚石瓦塊送入重型粉碎機(jī)粉碎,，留做制肥配比用，此部分占垃圾總量的3-5%左右,。篩下物直接進(jìn)倉發(fā)酵，分選過的垃圾進(jìn)行機(jī)械二次分選和自動磁選,，分離出的雜物占車間垃圾總量的11%左右,，最后再進(jìn)入磁選機(jī)分選出金屬。經(jīng)過機(jī)械分選后的垃圾經(jīng)重型粉碎機(jī)粉碎成直徑不大于0.5厘米的顆粒狀,，進(jìn)入生產(chǎn)制肥發(fā)酵倉加入添加劑進(jìn)行發(fā)酵,。
2、厭氧發(fā)酵工藝
垃圾生化制肥是在一定溫度控制的條件下,，采用間歇式動態(tài)處理技術(shù),，利用微生物對垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行生化分解的，使其變成一種具有良好穩(wěn)定性的腐殖土狀物質(zhì),。厭氧制肥主要是利用厭氧性微生物的活動,，對有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解發(fā)酵，加入添加劑后,，其分解過程快,，產(chǎn)生熱量高，12天完成一個發(fā)酵周期,，發(fā)酵過程當(dāng)中產(chǎn)生沼氣,。沼氣的主要成分是甲烷（CH4），占總氣體體積的45%~55%,；其次是二氧化碳（CO2）,，占30%~35%。除此以外,，還含有少量的氮,、氫、氧,、氨,、一氧化碳（CO）和硫化氫（H2S）等氣體,。甲烷、氨和一氧化碳是可以燃燒的氣體,，也就利用這一部分氣體的燃燒來獲得能量,。各種氣體的理化性質(zhì)：
甲烷：是一種無色、無味,、無臭的氣體,，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。甲烷對水的溶解度很小,。甲烷的臨界溫度較低,，液化比較困難，但甲烷氣體可以壓縮,。甲烷在空氣中燃燒,，火焰的最高溫度約2 000℃，每立方米純甲烷的熱值為39 580千焦,，所以每立方米沼氣的熱值為17 928~25 100千焦,。
二氧化碳：二氧化碳可極大地溶于水，為提高沼氣中甲烷含量的熱值,，可以利用石灰水來吸收沼氣中的二氧化碳,，形成碳酸鈣沉淀。
硫化氫：有毒氣體,，微量時具有惡臭,，沼氣中的臭味主要來源于它。一般沼氣中含萬分之幾的硫化氫,。經(jīng)燃燒后,，硫化氫被氧化成硫或二氧化硫，失去臭味,，毒性減輕,，一般直接燃燒可以不去除硫化氫。如果用于內(nèi)燃機(jī),，應(yīng)進(jìn)行脫硫處理,。
有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣和保持一定水分、溫度,、酸堿度等條件下,，經(jīng)過多種微生物的分解而產(chǎn)生的。即厭氧機(jī)理,，有機(jī)物質(zhì)液化階段（碳水化合物,、蛋白質(zhì)、脂肪等）由發(fā)酵細(xì)菌，如纖維素分解細(xì)菌,、蛋白質(zhì)分解細(xì)菌,、脂肪分解細(xì)菌的作用，將多糖水解成單糖,，蛋白質(zhì)水解成肽和氨基酸,，脂肪分解成甘油和脂肪酸，并進(jìn)一步降解生成各種低級有機(jī)酸,，如乙酸,、丙酸、乙醇等,。同時,，還生成氫氣和二氧化碳。
產(chǎn)酸階段：產(chǎn)氫細(xì)菌,、乙酸細(xì)菌將丙酸,、乙酸和乙醇等分解，形成氫氣和乙酸,，間或有二氧化碳形成,。
產(chǎn)甲烷細(xì)菌分解乙酸形成甲烷和二氧化碳，或利用氫還原二氧化碳形成甲烷,，或轉(zhuǎn)化甲酸形成甲烷。在形成的甲烷中,，約30%來自氫還原二氧化碳,，70%來自乙酸的分解。
垃圾有機(jī)物質(zhì)作為發(fā)酵原料,，這些都是細(xì)菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì),。沼氣細(xì)菌需要從發(fā)酵原料中吸取主要的營養(yǎng)物質(zhì)-碳（C）元素和氮（N）元素，以及其它營養(yǎng)物質(zhì),，如氫,、硫、磷等元素,。
有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下分解產(chǎn)生甲烷,，是由多種微生物來完成的。因此,，在垃圾發(fā)酵中加入添加劑,。其目的是加快有機(jī)質(zhì)分解，縮短發(fā)酵時間,，短時間內(nèi)產(chǎn)生高溫,，發(fā)酵溫度在55~ 65℃之間，一般只需12天完成一個發(fā)酵周期。產(chǎn)甲烷（CH4）量基本估算數(shù)據(jù),，每噸生活垃圾每天可產(chǎn)生5m?甲烷（CH4）,，日處理1000噸生活垃圾可產(chǎn)生甲烷（CH4）0.5萬m?,發(fā)酵后的有機(jī)物質(zhì)添加必須的配料，在全封閉狀態(tài)下由機(jī)械完成配比制肥,，使其生產(chǎn)成為高效益生物有機(jī)肥和沙漠治理原材料,。
3、成品制造工藝
當(dāng)經(jīng)過粉碎后的生活垃圾有機(jī)物質(zhì)及灰粉質(zhì)形成直徑不大于0.5厘米的顆粒狀和灰粉質(zhì)混合的物質(zhì),，有機(jī)物及灰粉質(zhì)的比例為有機(jī)質(zhì)部分占總物料的89%左右,，灰粉質(zhì)占27.41%左右，這是必要的比例,，在前分選時調(diào)整好比例,，物料含水率35%－45%，平均計算物質(zhì)膨脹體積1：1.5,。經(jīng)過12天厭氧發(fā)酵,，在微生物和發(fā)酵促進(jìn)劑的反應(yīng)作用過程中，有機(jī)物質(zhì)98%被降解成0.1-1毫米的粉粒狀態(tài)與同時發(fā)酵后的灰粉質(zhì)混合形成泥漿流體,，其中直徑大于0.5厘米的顆粒狀物質(zhì)占發(fā)酵物質(zhì)總量的5-7%左右,，出倉時物料因比重不同會依次進(jìn)入自動制肥分離機(jī)，直徑大于0.5厘米比較重的物料首先被分離出去,，分離機(jī)會依次分離物質(zhì),，分離出的物質(zhì)經(jīng)重型粉碎機(jī)粉碎成不大于0.3毫米的粉粒狀，自動制肥分離機(jī)經(jīng)過五級分選,、擠磨,、添加劑配制，自動真空包裝成成品,。最后剩余0.1毫米左右的粉沫狀泥漿被排入地下微生物繁殖池,，作為發(fā)酵液循環(huán)使用，此部分占物料總量的5%左右,，所制造出的材料經(jīng)過12天的熟化過程即可出庫,，含水率15-25%。
以上針對我國國情及垃圾成分的不同而制定的我國的垃圾處理技術(shù)方法,，真正做到垃圾無害化和徹底資源化,，從而達(dá)到零排放、零污染的效果,。
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