一种生活垃圾惰性化处理工艺及其除臭消毒剂的制作方法
【专利摘要】一种生活垃圾惰性化处理工艺及其除臭消毒剂，该工艺包括以下步骤：（1）向生活垃圾中加入除臭消毒剂；（2）对除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选，获得团状类垃圾和散状垃圾；（3）对团状类垃圾进行剪切，对散状垃圾进行破碎，以便获得松散均匀的预处理垃圾，剪切时间为5~15s，每次剪切的间隔时间为2~10s；（4）将预处理垃圾进行烘干，预处理垃圾在烘干过程中被吹至悬浮状态，烘干温度为100~140℃，机速为15~20r/min，烘干时间为3~8min，获得干型混合垃圾；（5）对干型混合垃圾进行风选，并进行资源化利用。本发明还包括一种除臭消毒剂。采用本发明，能够解决处理过程中的二次污染，高效快速地实现生活垃圾的减量化、资源化和无害化。
【专利说明】
一种生活垃圾惰性化处理工艺及其除臭消毒剂
技术领域
[0001]本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是一种生活垃圾惰性化处理工艺及其除臭消毒剂。
【背景技术】
[0002]我国是世界上人口最多的国家，也是生活垃圾产生量最大的国家，每天新产生的垃圾量约140万吨，每年产生的垃圾总量约5.11亿吨，并且以年8%左右的速度递增，另据不完全统计，全国约有存量垃圾8亿吨，占地约5亿平方米，许多城市已出现垃圾围城现象，甚至许多农村也出现垃圾围村现象，城乡生活垃圾已成为一大公害，治理形势十分严峻和迫切。
[0003]由于我国现阶段的经济技术水平和社会发展等各方面的原因，城乡生活垃圾的投放与收集并没有进行有效分类，终端处理方式主要是填埋法和焚烧法。填埋法约占垃圾处理总量的90%左右，不论是简单填埋还是采取防渗措施的卫生填埋均需占用大量土地，用不可再生的土地资源来消纳处理不断增长的生活垃圾显然是不科学和不可持续的。另外，大量的垃圾渗滤液会污染土壤和地下水，产生大量有毒有害的气体会污染空气，甲烷等可燃性气体还存在燃烧、爆炸等严重的安全隐患。总之，填埋法存在严重的二次污染，在当前国家大力推进生态文明建设的大背景下，是应该摒弃的。
[0004]至于焚烧法，对于目前农村地区存在比较普遍的露天焚烧，因产生大量有毒有害的气体，严重影响环境和人体健康，应该坚决禁止。而对于近十几年来我国许多大中城市引进的生活垃圾焚烧发电项目，虽然在无害化处理上有一定的效果，能将热能转化利用，不需持续占用土地，也不会损坏土地和地下水源，但它存在自身难以克服的种种弊端，使它很难进行推广。第一，设备昂贵，初始投资太高:每日每吨处理能力初始投资超过40万元，建一座日处理1000吨的垃圾焚烧发电厂，投资超过4亿元，还不算征地拆迀等费用，一般城市的财政难以承受;第二，建设周期长:从选地建设到投产一般需要2-3年甚至更长时间，同时也存在选地困难，不被周边群众接受等问题;第三，运行成本太高，缺乏经济性，难以推广，利用国外技术和设备的处理成本高达120?150元/天，利用国产设备和技术的处理成本也要70?80元/天;第四，资源转化效果差，发电量太低，热能转化为电能的效率低于14%，如果不是政府财政对上网电价的补给，基本上是亏损状态或盈亏平衡，企业没有盈利空间，难以进行复制推广;第五，不能彻底消除二次污染。
[0005]总之，一方面我国城乡生活垃圾越来越多，已积累到无法处理的地步，环境已无法承受;另一方面，现有处理技术和方法均不能彻底解决处理过程中的二次污染问题，且处理成本高。目前，亟需一种既能达到减量化、资源化和无害化要求，又经济实用，简便易行，能快速复制和推广的新技术、新方法和新模式，并且必须有新的思维和理念作为指导。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种运行成本低，周期短，处理效率高的生活垃圾惰性化处理工艺及除臭消毒剂，能够解决处理过程中的二次污染。
[0007]本发明的技术方案是:
本发明之一种生活垃圾惰性化处理工艺，包括以下步骤:
(1)向生活垃圾中加入除臭消毒剂；
(2)对除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选，获得团状类垃圾和散状垃圾；
(3)对团状类垃圾进行剪切，对散状垃圾进行破碎，以便获得松散均匀的预处理垃圾，其中剪切时间为5?15s，每次剪切的间隔时间为2?i os;
(4)将所述预处理垃圾进行烘干，预处理垃圾在烘干过程中被吹至悬浮状态，烘干温度为100?140°c，机速为15?20r/min，烘干时间为3~8min，获得干型混合垃圾；
(5)对干型混合垃圾进行风选，分别得到轻比重垃圾和重比重垃圾，并分别进行资源化利用。
[0008]进一步，步骤(3)中，利用鳄鱼式剪切机和破碎机将团状类垃圾和散状垃圾剪切破碎后脱除20~30 wt %的水分，以便获得所述松散均匀的预处理垃圾。
[0009]进一步，步骤(2)中，对所述除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选包括以下步骤:
a.将生活垃圾进行磁选，以便获得金属类垃圾和经过磁选后的其它垃圾；
b.将所述其它垃圾进行筛选，以便获得玻璃类、渣土类垃圾以及经过筛选的团状类垃圾和散状垃圾。
[0010]进一步，所述团状类垃圾和/或散状垃圾包括塑胶类垃圾和植物纤维类垃圾，塑胶类垃圾
和植物纤维类垃圾经风选后，其中塑胶类垃圾可送入热裂解系统进行裂解气化，或用于制作胶板类原料，又或加工为塑料颗粒进行再利用;植物纤维类垃圾则送入焚烧系统，焚烧后对产生的余热回收用于热能利用，焚烧后产生的灰渣用作有机肥。
[0011 ] 进一步，步骤(3)中，将所述团状类垃圾剪切至平均尺寸为(50?80mm)*( 10?80mm)。
[0012]进一步，步骤(3)中，将所述散状垃圾破碎至平均粒度为5?20mm。
[0013]进一步，步骤(4)中，利用烘干炉对预处理垃圾进行烘干，利用传送装置向烘干炉内以41?63kg/min的速度持续不断地加入预处理垃圾，烘干时间为3?8min。
[0014]进一步，步骤(4)中，利用滚筒式烘干炉对预处理垃圾进行烘干，滚筒内壁的横截面呈正n边形，10，以便获得悬浮状态下的预处理垃圾，脱除预处理垃圾中的水分5wt%以下。
[0015]进一步，所述团状类垃圾在剪切过程中的传送速度为i?8cm/s。
[0016]本发明之一种生活垃圾惰性化处理工艺的除臭消毒剂，所述除臭消毒剂包括以下组份，各组分的重量百分比为:石灰40?45%，香樟粉25?28%，薄荷粉10?18%，香艾粉10?15%，辣子草5?12%。
[0017]发明人认为生活垃圾是放错位置的资源，之所以成为了危害环境和影响人类健康的污染源，是因为人们无序丢弃和错位放置的行为习惯导致不同种类、不同性质的废弃物混合在一起，在水分、空气和温度的共同作用下，发生了一系列复杂的物理、化学和生物等反应，产生各种有毒有害的物质而形成的污染源。
[0018]混合型生活垃圾中的土渣、煤渣、砖瓦、碎石块、碎玻璃等惰性垃圾在自然条件下并不与其他生活垃圾组分发生反应，也不与自然环境下的其他物质反应，这类生活垃圾对环境无害，经简单处理即可实现资源化利用，因此引出了本发明的技术理念。
[0019]发明人通过对混合型生活垃圾形成污染源的原因进行分析后认为，只要切断混合生活垃圾内部组分的反应链，就可以阻止有毒有害物质的产生，而解决这一问题就可以全面实现生活垃圾的无害化和资源化利用，将垃圾这个污染源转化为有用资源，而要切断混合生活垃圾内部组分各种反应的反应链，最有效、最经济实用的就是对生活垃圾进行惰性化处理:将混合型生活垃圾加入除臭消毒剂后经破碎、剪切、烘干，去除其中的水分，以切断生活垃圾的反应链，阻止混合型生活垃圾内部组分之间以及内部组分与外界环境其他物质间的各种化学、生物反应，使其成为惰性化物质，从而消除有毒有害物质的产生，实现生活垃圾的无害化，再在此基础上进行资源转化利用。
[0020]本发明至少具有以下有益效果:
(1)向生活垃圾中加入中草药成分的除臭消毒剂，能够有效解决处理过程中的二次污染问题；
(2)仅需通过初分选、破碎、剪切、烘干、风选即可实现对生活垃圾的处理，周期短，设备成本、初始投资和运行成本均较低，总的运行成本在100元/吨左右；
(3)整套工序可使得混合生活垃圾的含水量低于5%，从而切断混合生活垃圾内部组分的反应链，阻止有毒有害物质的产生，实现无害化处理；
(4)对干型混合生活垃圾通过风选进行分类处理，实现资源化利用。
【附图说明】
[0021]图1是本发明实施例生活垃圾惰性化处理工艺的流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0023]根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤:
s100:向生活垃圾中加入除臭消毒剂。其中，所述的生活垃圾为干湿混合型生活垃圾。
[0024]除臭消毒剂对生活垃圾的恶臭和消毒实施标本兼治，既从根本上抑制生活垃圾的腐败和恶臭释放，同时以灭毒形式，在生活垃圾的收集与处理过程中斩断病原体微生物及寄生虫的传播，进而消除处理过程的二次污染。
[0025]根据本发明的实施例，除臭消毒剂优选为中草药配方，具体包括以下组份，各组分的重量百分比为:石灰40?45%，香樟粉25?28%，薄荷粉1?18%，香艾粉1?15%，辣子草5?12%。本发明采用以中草药配方为主要成分的除臭消毒剂，相对于现有采用化学配方制备除臭消毒剂而言，能够彻底消除处理过程的二次污染，而且安全无毒，生态环保。
[0026]其中，石灰、香樟粉、薄荷粉主要用于去除气味、净化气体。另外，香樟粉还具有驱虫、防蛀和防潮作用，可去除水分、切断病原体微生物及寄生虫的传播。辣子草和香艾粉主要起到杀菌消毒的作用。
[0027]s200:对除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选，获得团状类垃圾和散状垃圾。
[0028]通过对除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选，将金属类、玻璃类、渣土类、团状类垃圾和散状垃圾等分类，其中根据本发明的实施例，对生活垃圾的分选包括以下步骤:
a.将生活垃圾进行磁选，以便获得金属类垃圾和经过磁选后的其它垃圾；由此，能够快速有效地将金属类垃圾和其它垃圾分离开来，且磁选获得的金属类垃圾可以直接回收利用，有利于提高生活垃圾的回收利用率。
[0029]b.将所述其它垃圾进行筛选，以便获得玻璃类、渣土类垃圾以及经过筛选的团状类垃圾和散状垃圾。由此，能够快速有效地将玻璃、渣土和其它垃圾分离开来，可对玻璃进行回收利用，对渣土作填埋处理。
[0030]s300:对团状类垃圾进行剪切，对散状垃圾进行破碎，获得松散均匀的预处理垃圾。由此，能够将团状类垃圾和散状垃圾脱除20~30 wt %的水分。
[0031]本发明之所以将剪切和破碎分开进行，这样获得松散均匀的垃圾的成功率会大大提高，因为团状类垃圾不易破碎，很容易出现缠绕住刀片、使刀片无法顺利破碎的情况，且剪切后的垃圾较破碎后的垃圾而言，大小适中，有利于后续的回收和应用。
[0032]本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择剪切机和破碎机。根据本发明的实施例，剪切机优先选用鳄鱼式剪切机对垃圾进行剪切，相比于其它剪切机而言，可大大提高工作效率。现有的鳄鱼式剪切机主要用于对各种形状的型钢剪切及各种金属结构进行冷态剪切，由于鳄鱼式剪切机的剪切部像鳄鱼的嘴巴，极其锋利，而称之为鳄鱼式剪切机，发明人通过对其速度和力度进行改进后用于团块状、球状或条索状垃圾的剪切，操作极其方便，省时省力又安全，一是能够避免出现团块状、球状或条索状垃圾缠绕或卡住刀片，出现损坏刀片或设备的现象;二是一次性剪切的成功率在96%以上，通常不需再进行二次以上剪切，大大缩短工作时间;三是利用液压原理的设备省时省力且耐用，经济适用，比其他剪切方式效率高；四是安全性能高，不会出现刀片被缠绕住或卡住现象，刀片和设备的使用寿命长。
[0033]根据本发明的实施例，团状类垃圾的剪切时间为5?15s，每次剪切的间隔时间为2?10s，所述的剪切时间是指从鳄鱼式剪切机上的上刀片开始动作到上刀片退回至原点停止动作这一完成一次剪切的时间;每次剪切的间隔时间是指前一次剪切结束与下一次剪切开始之间的间隔时间。本发明设置剪切时间为5?15s，若剪切时间过短，鳄鱼式剪切机不易在过短时间内完成剪切动作，若剪切时间过长，则会降低工作效率。设置每次剪切的间隔时间为2?10s，而传送速度为i?8cm/s，便于传送机构的停顿与剪切时间搭配好，以避免剪切出的垃圾尺寸不均匀而降低垃圾完成一次性剪切的成功率。
[0034]剪切后所得垃圾的平均尺寸为(50?80mm)*( 10?80mm);破碎后所得垃圾的的平均粒度为5?20mm。由此，能够得到松散均匀的混合垃圾，有利于后续步骤的进行，进而提高生活垃圾的处理效率。
[0035]s400:将预处理垃圾进行烘干去除其中的水分，获得干型混合垃圾。由此，预处理垃圾在烘干过程中被吹至悬浮状态，能够脱除预处理垃圾中的水分5wt %以下。
[0036]烘干的意义在于切断生活垃圾内部组分的反应链，防止有毒有害物质产生，主要是防止废水和废气的产生，实现无害化。
[0037]根据本发明的实施例，烘干温度为100?140°c，机速为15?20r/min。发明人发现，若烘干温度过低使得整个烘干过程反应缓慢，降低工作效率，增加运行成本，若温度过高，易发生燃烧，或使得塑料类垃圾结块成团，不仅污染环境，还会降低垃圾质量，不利于后续的回收和应用，由此选择温度为100?140°c，可以确保工作效率的同时，还能降低总的运行成本，便于后续的回收和应用。另外，选择机速为15?20r/min，以确保预处理垃圾处于悬浮状态的同时，还能大大提高烘干速度;发明人发现，若机速过低使得垃圾不易悬浮，若机速过高，不仅耗电，还会导致传热慢，降低烘干速度。
[0038]本发明向烘干炉内以41?63kg/min的速度持续不断地加入待处理垃圾，烘干时间为3~8min。本发明一天可平均烘干20?30吨生活垃圾(每天按8小时计算)，每吨的烘干成本仅50元左右，烘干效率高，运行成本低。
[0039]本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择烘干炉。根据本发明的实施例，烘干炉优先选用滚筒式烘干炉，滚筒内壁的横截面呈正n边形，即滚筒内壁冲压成带有一定角度的正n边形，使得滚筒在旋转过程中能将被烘干物悬浮飘动，增强了热风通透牲，避免垃圾挤压在一起导致烘干不均匀的现象，从而大大提高烘干速度，缩短烘干时间，仅需一次烘干即可。
[0040]s500:对干型混合垃圾进行风选，分别得到轻比重垃圾和重比重垃圾，并分别进行资源化利用。
[0041 ] 本发明中的干型混合垃圾主要包括塑胶类垃圾和植物纤维素混合类垃圾，塑胶类垃圾和
植物纤维类垃圾经风选后，其中塑胶类垃圾可以送入热裂解系统进行裂解气化，还原为混合油、炭黑渣和甲烷等可燃性气体，也可以用来制作胶板类原料，还可以加工为塑料颗粒进行再利用;植物纤维类垃圾则送入焚烧系统，焚烧后对产生的余热回收用于热能利用，焚烧后产生的灰渣用作有机肥。
[0042]发明人发现，利用本发明的方法，为我国城乡生活垃圾减量化、资源化和无害化提供了有效支撑，每吨混合生活垃圾的分选、破碎、剪切和烘干经生产线运作处理，总的运行成本约100元/ t(吨)，其终端下线产物均是可利用的可再生资源或者可直接作为某些产品的原料，具有非常广阔的发展前景。
[0043]实施例1
首先，将收集到的生活垃圾运输到垃圾回收站点，进行破袋，先向散开的生活垃圾中加入为中草药配方的除臭消毒剂，具体组份和各组分的重量百分比为:石灰42%，香樟粉25%，薄荷粉14%，香艾粉13%，辣子草8%。除臭杀菌完毕后，将生活垃圾通过磁选设备选出金属类垃圾回收利用，再通过筛选设备选出玻璃类和渣土类垃圾等，对玻璃类垃圾进行回收利用，对渣土类垃圾作填埋处理。经磁选和筛选后的其他散状垃圾则进入破碎机破碎至平均粒度为1mm左右;经磁选和筛选后的其他团状类垃圾通过皮带输送机运输至鳄鱼式剪切机进行剪切，皮带输送机可以先按较快的匀速速度(如8cm/s)将团状类垃圾传送至鳄鱼式液压剪切机的压料机构处，然后再以i?3cm/s的速度慢速将团状类垃圾运行至刀片侧执行一次性剪切，剪切时间为6?1s，每次剪切的间隔时间为4?8s，剪切后所得垃圾的平均尺寸为长*宽=60*30mm。经过破碎的散状垃圾和经剪切的团状类垃圾为松散均匀的有机垃圾，主要包括塑胶类垃圾和植物纤维类垃圾，塑胶类垃圾大多进行剪切，植物纤维类垃圾则进行破碎。此时塑胶类垃圾的含水量为80wt%左右，植物纤维类垃圾的含水量为70wt%左右。接着将这些有机垃圾进入烘干阶段，具体采用滚筒式烘干炉，其滚筒内壁的横截面呈正八边形。其中，烘干温度为120°c，滚筒的转速为15r/min，本实施例以50kg/min的速度持续不断地加入待处理垃圾，由于生活垃圾在烘干过程中呈悬浮状态，烘干5min左右，即可获得干型混合垃圾，此时干型混合垃圾的含水量在3wt%左右，本实施例每小时可烘干3吨左右的生活垃圾，大大降低运行成本，提高工作效率。最后，对所获得的干型混合垃圾进行风选，得到轻比重垃圾和重比重垃圾，轻比重垃圾大多为植物纤维类垃圾，重比重垃圾大多为塑胶类垃圾。其中风选后的塑胶类垃圾既可送入热裂解系统进行裂解气化，还原为混合油、炭黑渣和甲烷等可燃性气体，也可以用来制作胶板类原料，还可以加工为塑料颗粒进行再利用;植物纤维类垃圾则送入焚烧系统，焚烧后对产生的余热回收用于热能利用，焚烧后产生的灰渣用作有机肥，高效快速地实现生活垃圾的减量化、资源化和无害化。
[0044]以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)向生活垃圾中加入除臭消毒剂； (2)对除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选，获得团状类垃圾和散状垃圾； (3)对团状类垃圾进行剪切，对散状垃圾进行破碎，以便获得松散均匀的预处理垃圾，其中剪切时间为5?15s，每次剪切的间隔时间为2?i os; (4)将所述预处理垃圾进行烘干，预处理垃圾在烘干过程中被吹至悬浮状态，烘干温度为100?140°c，机速为15?20r/min，烘干时间为3~8min，获得干型混合垃圾； (5)对干型混合垃圾进行风选，分别得到轻比重垃圾和重比重垃圾，并分别进行资源化利用。2.根据权利要求1所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，利用鳄鱼式剪切机和破碎机将团状类垃圾和散状垃圾脱除20?30 wt %的水分，以便获得所述松散均匀的预处理垃圾。3.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，对所述除臭消毒后的生活垃圾进行初次分选包括以下步骤: a.将生活垃圾进行磁选，以便获得金属类垃圾和经过磁选后的其它垃圾； b.将所述其它垃圾进行筛选，以便获得玻璃类、渣土类垃圾以及经过筛选的团状类垃圾和散状垃圾。4.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，所述团状类垃圾和/或散状垃圾包括塑胶类垃圾和植物纤维类垃圾，塑胶类垃圾和植物纤维类垃圾经风选后，其中塑胶类垃圾可送入热裂解系统进行裂解气化，或用于制作胶板类原料，又或加工为塑料颗粒进行再利用;植物纤维类垃圾则送入焚烧系统，焚烧后对产生的余热回收用于热能利用，焚烧后产生的灰渣用作有机肥。5.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，将所述团状类垃圾剪切至平均尺寸为(50~80mm)*( 10~80mm)。6.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，将所述散状垃圾破碎至平均粒度为5?20_。7.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(4)中，利用烘干炉对预处理垃圾进行烘干，向烘干炉内以41?63kg/min的速度持续不断地加入预处理垃圾，烘干时间为3?8min。8.根据权利要求1或2所述的生活垃圾惰性化处理工艺，其特征在于，步骤(4)中，利用滚筒式烘干炉对预处理垃圾进行烘干，滚筒内壁的横截面呈正n边形，5【文档编号】a61l9/013gk105903744sq201610247292
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】龚亚强, 习良生
【申请人】龚亚强, 习良生