一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用

摘要

当前我国城市生活垃圾的资源化利用过程为收集、运输、破袋、分选、资源化利用过程，上述过程导致有机物质在资源化过程中腐败变质，产生恶臭气体及大量渗滤液，由于有机物质的粘度导致垃圾中各组分的粘结，造成分离困难、纯度低、成本高等问题。为了解决全资源化效率低、成本高和环境污染问题，本专利开发了利用生物酶技术、微生物好氧发酵技术、微生物厌氧发酵技术的城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，从处理的开始端来消除臭气和渗滤液，同时将有机物质在分选前进行降解与转化，大幅降低残余固体的粘度，提高资源化效率达35%以上，降低资源化成本达10%以上。

权利要求

1.一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术，包括以下步骤：

1)将垃圾车运送来的混合生活垃圾卸入垃圾储槽并喷入垃圾卸入量1-3％的酶溶液，静置2-4小时；

2)将混合垃圾由垃圾储槽中利用垃圾吊将静置后的垃圾送入封闭的螺旋输送机输送至破袋机；

3)在破袋机破袋过程中将微生物好氧菌液I按重量比1.5-6％喷至破袋后的垃圾中；

4)将混有微生物菌液的垃圾在重力作用下进入卧式滚筒发酵装置中进行好氧滚动发酵，发酵温度为50-60℃，发酵时间为4-6小时；

5)滚筒发酵后的物质经排料口排出后进入脱水装置，固液分离；

6)液体物质与垃圾储槽排出的液体混合后进入厌氧发酵装置，其中液体中的含固率为

8-14％，发酵温度为35-55％，水力停留时间为9-15天；

7)固体物质经皮带输送至垃圾分选装置进行分选，可获得纯度高于98％的纸张、塑料、玻璃、金属工业原材料；

8)厌氧发酵产生的沼渣送入好氧发酵装置，在好氧装置中加入微生物菌液II，在55-65℃下，发酵3-5小时，沼渣减量化率达35-65％，产出物为营养土。

2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术，其特征在于：所述酶溶液为：淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、水以质量比1:(0.8-1.2)：(0.6-1.0)：(1-1.3)：1.5：100构成。

3.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术，其特征在于：所述的微生物菌液I是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、白地霉(Geotrichum candidum)、深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)组成。

4.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术，其特征在于：所述的微生物菌液II是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、短小芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thermocloacae)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)、土芽孢杆菌(Geobacillus sp.)、嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)组成，其比例为1:(0.8-1.2):(0.6-0.9):(0.4-0.7):1:(0.2-0.3):(0.1-

0.2):(0.6-1.0)，菌液浓度为1×108CFU/ml。

说明书

一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混合城市生活垃圾无臭发酵、分选、资源化利用技术，尤其是一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用。

背景技术

[0002] 目前，生活垃圾越来越多，处理困难越来越大。垃圾处理方法中，传统的直接填埋方式存在许多弊端，对环境也容易造成危害。随着社会的发展，可供消费的资源却在大幅减少，生活垃圾的资源化利用就得到越来越多的关注。生活垃圾中含有多种成分，如厨余垃圾、玻璃制品、纸张、金属、塑料制品等，除电池等危险废弃物外，绝大部分可以回收利用。然而由于处理困难，这部分有用的物质一般都没有得到有效利用。生活垃圾的全资源化利用已经成为垃圾处理的发展方向。

[0003] 当前国内外的资源化处理工艺仍为垃圾分选、有机垃圾发酵、资源化利用的过程。然而国外的垃圾资源化利用建立在分选基础上，我国的生活垃圾为混合垃圾。在资源化过程中，由于在垃圾运输过程中部分有机垃圾已开始腐败，产生渗滤液及恶臭，因此在资源化处理过程的开始阶段即有产生大量恶臭气体，且随着处理过程的进行，恶臭气体不断产生且伴随渗滤液产生，严重污染环境；与此同时，由于有机质与垃圾中其他物质相混合，造成物质之间的粘结，大幅提高后续分选的难度。为了解决垃圾资源化处理全过程的制约问题，并提高资源化利用效率，降低资源化成本，本专利根据垃圾的特点开发了利用生物酶技术的预发酵工艺，利用微生物将已腐败或部分腐败的垃圾好氧发酵工艺，利用微生物厌氧发酵有机质产甲烷工艺，进而通过分选技术获得高纯度的工程原料，在该资源化过程红不但有效消除臭气和渗滤液产生，而且大幅提高资源化效率，降低资源化成本，获得了显著的环境效益、社会效益和经济效益。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，该技术通过生物酶快速预处理，在破碎前将易腐败产生臭气的有机物进行快速降解，破袋后利用微生物技术进行湿法逆向发酵技术，经固液分离后有机液体物质进行厌氧发酵；固态物质经分选机进行分选，获得的有机物质进行厌氧发酵，其他分选产物如塑料、纸张、玻璃、金属等作为工业原材料使用；利用好氧发酵技术对厌氧发酵过程中产生的沼渣进行发酵处理，可获得高有机质含量的营养土，厌氧发酵工艺技术可获得甲烷。本发明的工艺技术有效解决了城市生活垃圾资源化利用过程中的突出问题，同时大幅降低资源化成本；减少垃圾对环境的危害、对人身健康的威胁，提高资源化效率。

[0005] 本发明的技术方案：

[0006] 1.一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，包括以下步骤：

[0007] 1)将垃圾车运送来的混合生活垃圾卸入垃圾储槽并喷入垃圾卸入量1-3％的酶溶液，静置2-4小时；

[0008] 2)将混合垃圾由垃圾储槽中利用垃圾吊(垃圾吊，河南盛大重型起重机有限公司)将静置后的垃圾送入封闭的螺旋输送机(无轴螺旋输送机，河北螺旋输送机有限公司)输送至破袋机(垃圾破碎机，广东中山市恒动机械制造有限公司)；

[0009] 3)在破袋机破袋过程中将微生物好氧菌液I按重量比1.5-6％喷至破袋后的垃圾中；

[0010] 4)将混有微生物菌液的垃圾在重力作用下进入卧式滚筒发酵装置(有机垃圾发酵装置，天津百利阳光环保设备有限公司)中进行好氧滚动发酵，发酵温度为50-60℃，发酵时间为4-6小时；

[0011] 5)滚筒发酵后的物质经排料口排出后进入脱水装置(挤压式脱水机，大丰中承沼气能源设备厂)，固液分离；

[0012] 6)液体物质与垃圾储槽排出的液体混合后进入厌氧发酵装置，其中液体中的含固率为8-14％，发酵温度为35-55％，水力停留时间为9-15天；

[0013] 7)固体物质经皮带输送至垃圾分选装置(多功能综合分选机，天津百利阳光环保设备有限公司)进行分选，可获得纯度高于98％的纸张、塑料、玻璃、金属等工业原材料；

[0014] 8)厌氧发酵产生的沼渣送入好氧发酵装置，在好氧装置中加入微生物菌液II，在55-65℃下，发酵3-5小时，沼渣减量化率达35-65％，产出物为营养土。

[0015] 其中，所述酶溶液为：淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、水以质量比1:(0.8-1.2)：(0.6-1.0)：(1-1.3)：1.5：100构成。

[0016] 其中，所述的微生物菌液I是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、白地霉(Geotrichum candidum)、深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)组成，其比例为1:1:(0.5-0.8):(0.6-1):1:(0.4-0.6):(0.1-0.2):(0.3-0.5)，菌液浓度为1×108CFU/ml。

[0017] 其中，所述的微生物菌液II是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、短小芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thermocloacae)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)、土芽孢杆菌(Geobacillus sp.)、嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)组成，其比例为1:(0.8-1.2):(0.6-0.9):(0.4-0.7):1:(0.2-0.3):(0.1-0.2):(0.6-1.0)，菌液浓度为1×108CFU/ml。

[0018] 将上述技术用于生活垃圾资源化处理过程中，可有效控制垃圾处理过程中的臭气和渗滤液的产生，工业原材料纯度高达98％以上，资源化利用率较常规资源化方法提高35％以上，资源化成本降低10％以上。

[0019] 本发明的优点是：

[0020] 本发明利用生物酶技术将运送至资源化处理企业的生活垃圾从进料端控制臭气和渗滤液，利用厌氧发酵技术将有机质转化为甲烷。利用微生物好氧发酵技术将易腐败的有机垃圾快速降解，有效消除垃圾中具有粘性的物质对其余组分的干扰，残余固体的粘性大幅降低，有效提高后续分选效率，大幅提高资源化效率同时降低资源化成本。

具体实施方式

[0021] 本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

[0022] 实施例1：

[0023] 1.一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，包括以下步骤：

[0024] 1)将垃圾车运送来的混合生活垃圾卸入垃圾储槽并喷入垃圾卸入量1％的酶溶液，静置4小时，其中酶溶液为：淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、水以质量比1:0.8：0.6：1.0：1.5：100构成；

[0025] 2)将混合垃圾由垃圾储槽中利用垃圾吊将静置后的垃圾送入封闭的螺旋输送机输送至破袋机；

[0026] 3)在破袋机破袋过程中将微生物好氧菌液I按重量比3％喷至破袋后的垃圾中，其中微生物菌液I是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、白地霉(Geotrichum candidum)、深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)组成，其比例为1:1:0.5:0.6:1:0.4:0.1:0.3，菌液浓度为1×108CFU/ml；

[0027] 4)将混有微生物菌液的垃圾在重力作用下进入卧式滚筒发酵装置中进行好氧滚动发酵，发酵温度为55℃，发酵时间为4小时；

[0028] 5)滚筒发酵后的物质经排料口排出后进入脱水装置，固液分离；

[0029] 6)液体物质与垃圾储槽排出的液体混合后进入厌氧发酵装置，其中液体中的含固率为12.5％，发酵温度为40％，水力停留时间为11天；

[0030] 7)固体物质经皮带输送至垃圾分选装置进行分选，可获得纯度高于98％的纸张、塑料、玻璃、金属等工业原材料；

[0031] 8)厌氧发酵产生的沼渣送入好氧发酵装置，在好氧装置中加入微生物菌液II，在55℃下，发酵4小时，沼渣减量化率达48％，产出物为营养土，其中微生物菌液II是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、短小芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thermocloacae)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)、土芽孢杆菌(Geobacillus sp.)、嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)组成，其比例为1:0.8:0.7:0.4:
1:0.3:0.1:0.65，菌液浓度为1×108CFU/ml。

[0032] 将上述技术用于生活垃圾资源化处理过程中，可有效控制垃圾处理过程中的臭气和渗滤液的产生，工业原材料纯度高达98％以上，资源化利用率较常规资源化方法提高35％以上，资源化成本降低10％以上。

[0033] 实施例2：

[0034] 1.一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，包括以下步骤：

[0035] 1)将垃圾车运送来的混合生活垃圾卸入垃圾储槽并喷入垃圾卸入量2.3％的酶溶液，静置2-4小时，其中酶溶液为：淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、水以质量比1:0.95：0.8：1.3：1.5：100构成；

[0036] 2)将混合垃圾由垃圾储槽中利用垃圾吊将静置后的垃圾入封闭的螺旋输送机输送至破袋机；

[0037] 3)在破袋机破袋过程中将微生物好氧菌液I按重量比6％喷至破袋后的垃圾中，其中微生物菌液I是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、白地霉(Geotrichum candidum)、深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)组成，其比8
例为1:1:0.8:0.85:1:0.5:1.5:0.5，菌液浓度为1×10CFU/ml；

[0038] 4)将混有微生物菌液的垃圾在重力作用下进入卧式滚筒发酵装置中进行好氧滚动发酵，发酵温度为60℃，发酵时间为6小时；

[0039] 5)滚筒发酵后的物质经排料口排出后进入脱水装置，固液分离；

[0040] 6)液体物质与垃圾储槽排出的液体混合后进入厌氧发酵装置，其中液体中的含固率为9.8％，发酵温度为45％，水力停留时间为10天；

[0041] 7)固体物质经皮带输送至垃圾分选装置进行分选，可获得纯度高于99％的纸张、塑料、玻璃、金属等工业原材料；

[0042] 8)厌氧发酵产生的沼渣送入好氧发酵装置，在好氧装置中加入微生物菌液II，在60℃下，发酵4小时，沼渣减量化率达55％，产出物为营养土，其中微生物菌液II是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、短小芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thermocloacae)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)、土芽孢杆菌(Geobacillus sp.)、嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)组成，其比例为1:1.2:0.8:
0.55:1:0.3:0.2:0.9，菌液浓度为1×108CFU/ml。

[0043] 将上述技术用于生活垃圾资源化处理过程中，可有效控制垃圾处理过程中的臭气和渗滤液的产生，工业原材料纯度高达99％以上，资源化利用率较常规资源化方法提高39％以上，资源化成本降低12％以上。

[0044] 实施例3：

[0045] 1.一种城市生活垃圾全资源化及生产工程原料工艺技术及应用，包括以下步骤：

[0046] 1)将垃圾车运送来的混合生活垃圾卸入垃圾储槽并喷入垃圾卸入量3％的酶溶液，静置4小时，其中酶溶液为：淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、水以质量比1:1.1：1.0：1.3：1.5：100构成；

[0047] 2)将混合垃圾由垃圾储槽中利用垃圾吊将静置后的垃圾送入封闭的螺旋输送机输送至破袋机；

[0048] 3)在破袋机破袋过程中将微生物好氧菌液I按重量比4.5％喷至破袋后的垃圾中，其中微生物菌液I是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、白地霉(Geotrichum candidum)、深红红螺菌(Rho-dospirillum rubrum)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)组成，其比例为1:1:0.75:0.9:1:0.4:0.1:0.45，菌液浓度为1×108CFU/ml；

[0049] 4)将混有微生物菌液的垃圾在重力作用下进入卧式滚筒发酵装置中进行好氧滚动发酵，发酵温度为60℃，发酵时间为6小时；

[0050] 5)滚筒发酵后的物质经排料口排出后进入脱水装置，固液分离；

[0051] 6)液体物质与垃圾储槽排出的液体混合后进入厌氧发酵装置，其中液体中的含固率为10.5％，发酵温度为35％，水力停留时间为15天；

[0052] 7)固体物质经皮带输送至垃圾分选装置进行分选，可获得纯度高于98％的纸张、塑料、玻璃、金属等工业原材料；

[0053] 8)厌氧发酵产生的沼渣送入好氧发酵装置，在好氧装置中加入微生物菌液II，在65℃下，发酵5小时，沼渣减量化率达55％，产出物为营养土，其中微生物菌液II是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、短小芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thermocloacae)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)、土芽孢杆菌(Geobacillus sp.)、嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)组成，其比例为1:1.1:0.6:
0.45:1:0.3:0.2:0.6，菌液浓度为1×108CFU/ml。

[0054] 将上述技术用于生活垃圾资源化处理过程中，可有效控制垃圾处理过程中的臭气和渗滤液的产生，工业原材料纯度高达98％以上，资源化利用率较常规资源化方法提高35％以上，资源化成本降低10％以上。