城市生活垃圾冷处理系统

摘要

本发明公开了一种城市生活垃圾冷处理系统，它是由如下设备构成：垃圾破包机经输送带接垃圾水选池，上述水选池接入多位可调式植物料过滤池，上述过滤池污水排出口接入生物膜过滤池，而过滤池的滤渣排出口接入位压式沼气池，上述生物膜过滤池的出水口经管路接回垃圾水选池。本处理系统的设计思想以资源循环利用为目的，工艺各环节互为基础，承上启下，技术设施简单，操作简便，不失为最佳技术路线选择。经与各种垃圾处理技术对比，这一城市生活垃圾“冷处理”的技术方案在节约能源、减少污染、投入产出比等综合性方面、创新性方面、结构的合理性方面都有相当优势。

权利要求

1.一种城市生活垃圾冷处理系统，其特征在于它是由如下设备构成：垃圾破包机(1)经输送带接垃圾水选池(3)，上述水选池接入多位可调式植物料过滤池(6)，上述过滤池污水排出口接入卧式生物膜过滤池(8)，而多位可调式植物料过滤池的滤渣排出口接入位压式沼气池(7)，上述卧式生物膜过滤池的出水口经管路(2)接回垃圾水选池(3)；

上述垃圾水选池(3)由两个水选池组成，水选一池(22)内有两个推进搅轮(23)，该池一侧为集沙池(30)，水选一池到集沙池为1∶4-1∶8的斜坡型，水选一池与集沙池上部设隔离墙(34)，墙下部开口与集沙池底部连通，集沙池内设大螺距斜向搅轮；水选一池有物料排除口(28)，水选一池经二次沉降池(24)连水选二池(25)，上述二池中有推进搅轮(26)及齿链传输带(27)，水选二池一侧为外侧池(32)，该池中有冲洗搅轮(33)及齿链传输带(31)。

2.根据权利要求1所述的城市生活垃圾冷处理系统，其特征在于：它的多位可调式植物料过滤池(6)是由过滤池(42)及一侧的高位污水侧箱(41)构成，上述多位可调式植物料过滤池内为植物料，在多位可调式植物料过滤池的一端有可调式斜拉板(35)，池的另一端有植物料推进搅轮(40)，上面有多个上盖调节压板(36)，每个压板有调节压板螺杆(37)，上述多位可调式植物料过滤池与高位污水侧箱之间为过滤池侧孔板(38)，该板上有过滤排孔(39)。

3.根据权利要求1所述的城市生活垃圾冷处理系统，其特征在于：它的卧式生物膜过滤池(8)内有多道折流墙(45)，每道折流墙一侧为折流口(51)，在两折流墙内设搅拌喷水管(46)，每根管经阀门(50)连循环泵(49)；上述卧式生物膜过滤池内有过滤料(44)，其池盖上有沼气出口(47)，它连沼气导管(9)；上述卧式生物膜过滤池的一端为污水进水池口(43)，池的另一端有比污水进水池口低的溢流排水口(48)。

说明书

城市生活垃圾冷处理系统

[0001] 技术领域 本发明涉及一种城市生活垃圾处理系统，具体说是一种不用焚烧或高温水解，而是利用厌氧发酵的生物方法，处理而最终产生能量的垃圾处理系统。

[0002] 背景技术 人类步入21世纪，社会的发展已被环境和生态问题严重困扰，当今社会虽然建立起可持续发展思想和循环经济的战略构想，但如何保护环境和如何建立循环经济模式还没有找到最佳技术方案。现有的一些技术方案要么是投资大、成本高、处理不彻底、二次污染严重、资源回收利用率低。我们例举现有垃圾处理技术情况：

[0003] (1)垃圾卫生填埋。将生活垃圾不经分拣集中填埋是传统的处理方式，标准的卫生填埋场虽然采取了综合防治措施，诸如防渗漏处理、淋滤液的回收处理、能源(沼气)的回收利用等，但效果和利用率是很低的，且存在占地面积大，资源不能得到有效的回收利用以及生活垃圾的潜在污染等问题。

[0004] (2)生活垃圾焚烧技术。生活垃圾焚烧可达到生活垃圾减量化的目的，并回收了部分能源，可这部分能源回收的成本很高，垃圾发电的成本每度电达1元以上(可想而知，瓜皮烧火一定是个负值)。由于生活垃圾的成分复杂，热值低，燃烧后的尾气含有多种有毒气体和酸性气体，造成二次污染严重，另外垃圾焚烧炉的投资很大，日处理1000吨的垃圾焚烧设备投资需6亿元人民币以上，这么大的投资无疑对各城市生活垃圾的普遍处理存在困难，况且处理费用高又是一个长期的负担。

[0005] (3)生物降解。生物降解主要是指生活垃圾的堆肥化，分为好氧堆肥、厌氧堆肥等。可由于自然堆肥周期长，尤其是冬季堆肥效果很难保证，所以也就很难达到处理目的。

[0006] (4)热分解技术。将有机物在缺氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子的有机物转化成小分子的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦碳等。可其投资费用、运行费用、维护费用均很高，因此也少有应用意义。

[0007] (5)水解制肥技术。这是利用催化氧化技术，在一定温度和压力下，对生活垃圾进行无害化处理的新技术，处理后的生活垃圾可生产有机肥，但处理过程中的能耗高，处理费用高，这也难以达到产业化目的。

[0008] 发明内容 本发明的目的在于提供一种城市生活垃圾冷处理系统，该系统在常温下将生活垃圾破包、水选、植物料过滤、厌氧发酵、生物膜过滤，将不同的垃圾分开处理，将处理过程产生沼气回收，并将中水循环利用。

[0009] 本发明的技术方案如下：

[0010] 本系统是由如下设备构成，垃圾破包机经输送带接垃圾水选池，该水选池连多位可调式植物料过滤池，上述过滤池的污水排出口接入生物膜过滤池，该过滤池的滤渣排出口接入位压式沼气池，上述生物膜过滤池的出水口经管路接回垃圾水选池。

[0011] 上述的垃圾破包机是上部为垃圾进料斗，破包机上盖与下盖铰接组成机壳；机壳内的动力轴上装有多个转动齿盘，在下盖上有与转动齿盘对应的固定齿排，上述转动齿盘和固定齿排相错安装，在下盖上有出料口，上下盖连接处有齿距调节螺栓。

[0012] 上述的垃圾水选池由两个水选池组成，水选一池内有两个推进搅轮，该池一侧为集沙池，水选池到集沙池为1∶4-1∶8的斜坡型，水选一池与集沙池上部设隔离墙，墙下部开口与集沙池底部连通，集沙池内设大螺距斜向搅轮；水选一池有物料排除口，水选一池经二次沉降池连水选二池，上述二池中有推进搅轮及齿链传输带，水选二池一侧为外侧池，该池中有冲洗搅轮及齿链传输带。

[0013] 上述的多位可调式植物料过滤池，它是由过滤池及一侧的高位污水侧箱构成，过滤池内为植物料，在池的一端有可调式斜拉板，池的另一端有植物料推进搅轮，上面有多个上盖调节压板，每个压板有调节压板螺杆，过滤池与高位污水侧箱之间为过滤池侧孔板，该板上有过滤排孔。

[0014] 上述的卧式生物膜过滤池内有多道折流墙，每道折流墙一侧为折流口，在两折流墙内设搅拌喷水管，每根管经阀门连循环泵；池内有过滤料，池盖上有沼气出口，它连沼气导管；池的一端为污水进水池口，池的另一端有比污水进水池口低的溢流排水口。

[0015] 本发明的优点在于：本垃圾处理系统各主要技术环节，其技术路线和处理工艺没有涉及焚烧和高温水解等热处理环节，故称作垃圾“冷处理”技术，其设计思想以资源循环利用为目的，工艺各环节互为基础，承上启下，技术设施简单，操作简便，不失为最佳技术路线选择。经与各种垃圾处理技术对比，这一城市生活垃圾“冷处理”的工艺技术方案在节约能源、减少污染、投入产出比等综合性方面、创新性方面、结构的合理性方面都有相当优势，其科学原理都有实证依据，因而其可行性也是有保证的。

[0016] 图1是本发明整体结构示意图；

[0017] 图2是垃圾破包机剖视图；

[0018] 图3是图2的A-A向视图；

[0019] 图4是垃圾水选池剖视图；

[0020] 图5是垃圾水选池俯视图；

[0021] 图6是图4的A-A向视图；

[0022] 图7是图5的B-B向视图；

[0023] 图8是多位可调式植物料过滤池剖视图；

[0024] 图9是多位可调式植物料过滤池俯视图；

[0025] 图10是图9的A-A向视图；

[0026] 图11是生物膜过滤池剖视图；

[0027] 图12是生物膜过滤池的俯视图；

[0028] 图13是图12的A-A向视图；

[0029] 图14是位压式自排渣沼气池剖面示意图；

[0030] 具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0031] 由图1可以看到本系统是由如下设备构成，垃圾破包机1经输送带接垃圾水选池3，该池经泵4及污水箱5接多位可调式植物料过滤池6，植物料过滤池根据需要有若干个，上述过滤池排除的污水进入生物膜过滤池8，其滤渣进入位压式沼气池7，上述生物膜过滤池的出水口经管路2接回垃圾水选池3，9、11是沼气出口，10是沼渣出口。

[0032] 由图2、图3可以看到上述的垃圾破包机是上部为垃圾进料斗12，破包机上盖14与下盖20铰接组成机壳；机壳内的动力轴18上装有多个转动齿盘13，在下盖上有与转动齿盘对应的固定齿排19，上述转动齿盘和固定齿排相错安装，并且都为螺栓16可拆卸式安装，以利在齿排磨损后及时更换；在下盖上有出料口17，上下盖连接处有齿距调节螺栓15，当前端的调节螺栓拉紧时齿间距变小，当前端的调节螺栓下推时，齿间距加大，调节齿间距以便调节破包的适宜程度和最大破碎量；21为齿间距隔离环。

[0033] 由图4-7可以看到，上述的垃圾水选池3由两个水选池组成，水选一池22内有两个推进搅轮23，该池一侧为集沙池30，水选池到集沙池的底为1∶6斜坡型，水选一池与集沙池上部设隔离墙34，墙下部开口通入集沙池底部，集沙池内设大螺距斜向搅轮；水选一池有物料排除口28，水选一池经二次沉降池24连水选二池25，上述二池中有推进搅轮26及齿链传输带27，水选二池一侧为外侧池32，该池中有冲洗搅轮33及齿链传输带31，为的是塑料轻薄物有个清洗的过程，29是操作台。

[0034] 本装置采用了水选方法，这一分选的办法是把生活垃圾经过破包后直接推入一装有搅轮推进的水泥池中，在搅轮的搅拌和推进过程中，使垃圾中各种不同比重的物质在水中分选出来，并且在水力作用下有水洗的作用，避免了粘结分选的不利情况。

[0035] 由图8-10可以看到上述的多位可调式植物料过滤池，它是由过滤池42及一侧的高位污水侧箱41构成，过滤池42内为植物料，由农作物秸秆加工配制而成，在池的一端有可调式斜拉板35，池的另一端有植物料推进搅轮40，上面有多个上盖调节压板36，每个压板有调节压板螺杆37，过滤池与高位污水侧箱41之间为过滤池侧孔板38，同时也是池体板，由钢板或玻璃钢制作，该板上有过滤排孔39。

[0036] 设可调式斜拉板的目的是配合推料搅轮40双向协调压紧过滤池植物料的松紧程度，以利过滤空隙率的模糊控制，并且能够动态地使过滤饱和的植物料排出；上盖调节压板也设置为可调式，在过滤过程中好随时调节各过滤间区的孔隙度，由人工观察看哪个过滤间区流量大、出水浑浊就压紧一些，反之则放松一些；观察前端出水差证明过滤料已经饱和，可开动推料搅轮进行新料的补充替换；高位污水侧箱，由钢板或玻璃钢制作，与过滤池侧孔板相连接，箱体有高位体部分，以利增加过滤压，从而达到提高过滤效率的目的。

[0037] 利用植物料过滤，这是专为过滤有机污水中的悬浮物并与下一步的沼气化处理工序配套设计的，利用农作物秸秆经过粉碎到一定粒度和一定的比例性配合，因为植物料有着天然的多孔性和大的比表面积，在过滤料表面吸附和阻滞的双重作用下，使悬浮物得以滞留和从水中分离出来，从而达到了悬浮物的富集作用，富集后的悬浮物和过滤料一同进入“位压式自排渣沼气池”进行处理。植物料过滤的好处就在于既是优良的过滤料，又是沼气发酵的原料，一种物质起两种作用，是最佳方案选择。

[0038] 由图11-13可以看到上述的卧式生物膜过滤池8，它的池内有多道折流墙45，在两折流墙内设搅拌喷水管46，每根管经阀门50连循环泵49；池内有过滤料44，池盖上有沼气出口47，它连沼气导管9；池的一端为污水进水池口43，有一定高度，以利在池内沼气压力的情况下维持水位高度，池的另一端有溢流排水口48，51是折流口。

[0039] 池内的过滤料利用孔隙率很高的火山岩，俗称浮石，粉碎成比黄豆略大的颗粒；设折流墙，以便形成过滤水的流程和不发生短路现象；设搅拌喷水管，以便于在过滤料饱和时利用泵抽水打压，搅动过滤料翻动脱渣，以利过滤料再生，所脱的生物膜渣自动随水流排出；出水口为溢流式排水，过滤水流量和质量均由进水量处控制；设循环水泵，以便各折流池分别打水脱除生物膜渣，使过滤再生。

[0040] 本生物膜过滤池，是大型卧式结构，池内的填料以矿质海绵状石料为载体，具有过滤流程长、比表面积大、可操作性强等优点。这一技术的功能是利用有几百万平方米的“厌氧生物膜区”(必要时配合“好氧生物膜区”)对其污水中的可溶性氨氮物、磷、糖和脂肪类进行吸收和消化，从而达到净化污水的目的。这一技术的使用对城市生活污水或食品加工业污水达到“零成本“处理的效果。

[0041] 由图14可以看到位压式自排渣沼气池7的结构，主要部分是专利号：ZL200620008636.1的结构，本沼气池的主体为钢筋混凝土制作的卧式底部为斜坡的长方体结构，池的一端连位压进料池55，进料池要高于沼气池一定高度，以利增加位压；池的底部进料端到出渣端设计为斜坡面，斜度为1∶4；便于以位压方式进料，池的出渣口接沼渣池
53，沼渣池上返以溢流方式出渣接出渣池56，该池有锅炉52，在沼气池的上方有沼气出口连沼气管路11，54是沼气池液位线，10是沼渣排出处。

[0042] (1)该沼气新技术解决了“高浓度发酵连续性生产”问题，物料浓度可达15％以上，浓度是原技术的2.5倍，产气效率是原技术的5倍；另外沼渣浓度高含水率低，方便于沼渣生产复合肥工序。

[0043] (2)高浓度发酵耗能低，以北方计夏季耗能仅是自产能量的15％左右，冬季耗能是自产能量25％左右，保温方便，和沼气锅炉配套，可保证北方冬季正常运行。

[0044] (3)该沼气池为卧式长方体结构，一端进料一端自动溢流排渣，具有处理量大、保温方便、消化率高、连续运行等优点，可满足规模化生产要求。

[0045] 本发明的工艺流程

[0046] 1、垃圾破包：原生城市生活垃圾先进入“破包机”进行破碎塑料袋，破袋后的垃圾用输送带输送到“垃圾水选池”中。

[0047] 2、垃圾水选：经破包机破包后的生活垃圾进入水选池中在水力作用和搅轮的推进过程中，泥沙、石块、金属、玻璃及杂骨类等重物质会下沉进入到集沙池，然后由“大螺距搅轮”提升到池外，再由人工对有回收价值的金属、玻璃、杂骨等手工拣出，由于物料量减少并区分明显，所以人工拣选是简单实用的。

[0048] 一些较轻的厨馀物和轻薄物如塑料袋、织物等，则被推进到下一个分选池中，物料在另一池中继续推进并在出口处被设置的工业链条改装的“齿链传输带”把塑料袋及织物类选出进入侧池，在侧池搅轮反向推进下作一定漂洗，再经另一“齿链传输带”提出到地面。

[0049] 3、过滤及沼气化处理，最后剩下的物料基本为厨馀物部分，这部分物料有控制地分流到各“多位可调式植物料过滤池”进行过滤，植物料过滤池是用几种农作物秸秆在粉碎到一定粒度和形状的物料作为过滤料，可以把水中混容的悬浮物(厨馀物)滤出，植物料将连同过滤物一同被推出，然后进入大型“位压式自排渣沼气池”进行沼气化处理，生成沼气和肥料。

[0050] 4、生物膜过滤、回收，经过滤后的污水，由于有可溶性的糖类、脂类等，所以再把这一污水通过大型卧式“生物膜过滤池”进行厌氧生物膜过滤，过滤后的水再返回到“垃圾水选池”中，达到用水循环使用。