一种城市生活垃圾处理产业化设备及其处理产业化方法

摘要

本发明涉及了一种城市生活垃圾处理产业化设备及其处理产业化方法，包括除臭预处理系统和水循环分拣系统，以及各类垃圾处理再加工，将垃圾精准分类，且整个工艺从垃圾除臭预处理到垃圾分类再到污水处理系统均为全密封式，无毒、无味、无排放、无污染、无填埋，解决了城市生活垃圾以填埋为主要处理方式、污染水体、占用土地以及影响居民身体健康等问题。本发明完成了各类垃圾处理再利用的完整体系，以及城市生活垃圾处理的一整套大规模产业化体系。

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种城市生活垃圾处理产业化设备及其处理产业化方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，人民生活水平不断提高以及人民消费习惯的改变，垃圾作为城市代谢的产物其生产量也是与日俱增。这些日益增加的城市生活垃圾已经严重困扰城市的进一步发展，也严重的影响了人们的生活。目前国内处理城市垃圾的主要方式有填埋、焚烧发电、分类回收利用等几种处理方式。分类回收利用还是仅限部分固体垃圾，没有实现完全产业化；因此，由于垃圾生产量大，填埋还是目前最主要的处理方式，但这种方式不仅耗费人力、物力和财力，而且填埋的垃圾也会对地表及以下的水体造成污染，进而产生一系列的环境问题。

如今，垃圾逐渐被认为是最具开发潜力，并且永不枯竭的“城市矿藏”。垃圾中的有机质和可回收物正逐渐成为现代社会可持续发展的重要资源，特别是在全世界都在重视环境保护、减少温室气体、减少碳排量的今天，将“放错位置的资源”进行分类并综合利用，解决垃圾围城的困局，实现垃圾的减量化、无害化和资源化，形成互利双赢的良性循环，是目前实现环境保护与循环经济的研究热点问题。

发明内容

针对上述背景技术中所存在的缺陷和问题，本发明目的是提供一种城市生活垃圾处理产业化设备及其处理产业化方法。该工艺过程以水为介质，将生活垃圾通过水循环分拣系统，从垃圾分拣到分类归置进入各类环节，整个工艺过程科学合理，完整有序，能够精准的将城市生活垃圾“单一化”，并且不产生二次污染，将分类后的垃圾逐个分解处理以及再加工，并投入市场再利用，不仅能够产生更高的经济效益以及有效解决城市垃圾产量大、污染环境等问题，而且实现了城市生活垃圾合理且精准分类，以及各类垃圾处理再利用的大规模产业化。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种城市生活垃圾处理产业化设备，包括除臭预处理系统和水循环分拣系统，所述除臭预处理系统的出料端与水循环分拣系统进料端通过输送带连接；所述水循环分拣系统包括滚筒针刺破袋单元、水分拣池、有机物分流池、磁化分拣单元、化纤及鞋类垃圾分拣单元、二次水分拣池和塑料薄膜收集单元，所述水分拣池开设有机物分拣口和出料口，所述水分拣池的进料口与所述滚筒针刺破袋单元的排料口连通，所述有机物分拣口与所述有机物分拣池的连通，所述出料口与所述磁化分拣单元的进料口连接；所述化纤及鞋类垃圾分拣单元的进料口与所述磁化分拣单元的排料口连接，排料口与所述二次水分拣池的进料口连接；所述塑料薄膜收集单元固定设置在所述二次水分拣池的上方，收集漂浮在二次水分拣池的水面上的塑料薄膜。

进一步地，所述的城市生活垃圾处理产业化设备，还包括，污水净化循环系统，所述污水净化循环系统的进水口与所述二次水分拣池的排水口连接，出水口与所述滚筒针刺破袋单元的进料口连接。

进一步地，所述除臭预处理系统包括卸料间、传送装置、除臭装置和清洗装置，所述传送装置的传送起始端设置在所述卸料间内，传送终止端与所述滚筒针刺破袋单元的进料口连接；所述除臭装置设置在所述卸料间内；在所述卸料间内的靠近进料门的区间段设置清洗装置。

进一步地，所述除臭预处理系统中，所述除臭装置包括活性臭氧机和/或水雾除臭装置；所述活性臭氧机设置在所述卸料间内；所述水雾除臭装置设置在所述卸料间的远离进料门的区间段内。

进一步地，所述的城市生活垃圾处理产业化设备，还包括排风装置和水雾-液体转换装置，所述排风装置安装在所述卸料间的顶壁上，所述气体-液体转换装置的进气口与所述排风装置的出气口连接；

还包括粉碎间，所述粉碎间与所述卸料间连通；且在粉碎间与卸料间连通的连通门的上方设置水帘发生装置，当连通门打开时，水帘发生装置工作，在连通门前形成水帘。

进一步地，所述除臭预处理系统和水循环分拣系统均为封闭式结构。

本发明还提供一种城市生活垃圾处理产业化方法，包括如下步骤：

步骤一、垃圾除臭预处理

将收集的垃圾由垃圾运输车运输至除臭预处理系统，在卸车过程中，采用高压水流对垃圾和运输车进行清洗，卸车完毕后，运输车驶出除臭预处理系统，然后对垃圾进行除臭处理；将除臭处理后的垃圾进行分类，然后将生活类垃圾由输送带输送进入水循环分拣系统进行分拣；

步骤二、垃圾水循环分拣

a、将生活类垃圾和水输送至滚筒针刺破袋单元，将垃圾中的塑料袋以及其它包装袋破碎，使袋内的垃圾分散流出，得到垃圾水混合物；

b、经滚筒针刺破袋单元破袋分散的垃圾水混合物进入水分拣池，在水分拣池开设有机物分拣口；在水分拣池中，重质物质下沉，轻质物质上浮，悬浮在水中及漂浮在水面上的餐余和菜余类有机物经所述有机物分拣口分流至有机物分流池中；

c、将经水分拣池分拣后的剩余垃圾输送进入磁化分拣单元；利用磁力筛选出金属类垃圾，并将金属类垃圾收集至磁化分拣口；

d、将经磁化分拣单元分拣后的剩余垃圾输送进入化纤类和鞋类垃圾分拣单元，利用水流筛洗分选出来，并将化纤及鞋类垃圾收集至化纤鞋类分拣口；

e、将经化纤及鞋类垃圾分拣单元分拣后的剩余垃圾输送进入二次水分拣池，利用水的浮力，固体重质垃圾沉在水底，塑料类垃圾和木质类垃圾浮在水面；设置在二次水分拣池上方的塑料薄膜收集装置，将塑料类垃圾分拣，并输送至塑料分拣口；将固体重质垃圾过滤并收集，输送至重质垃圾分拣口；将木制类垃圾过滤并收集，输送至木质类垃圾分拣口；

所述磁化分拣口、化纤鞋类分拣口、塑料分拣口、重质垃圾分拣口和木质类垃圾分拣口，均连接输送装置，将相应类垃圾输送至相应的后处理车间，进行后续加工处理。

进一步的，所述的一种城市垃圾处理产业化方法还包括对水循环分拣系统中产生的污水进行净化循环利用的步骤，将污水输送至污水净化循环系统，将污水净化处理后，循环输送至水循环分拣系统中。

进一步的，所述的一种城市垃圾处理产业化方法还包括：各类垃圾处理再加工步骤；所述各类垃圾处理再加工步骤包括以下内容：

a、将有机分流池中的餐余和菜余类有机物运送至沼气反应池后，将沼气反应池中发酵产生的沼气用于沼气发电机发电，并供居民生活使用；将发酵产生的沼气液作为农作物叶面肥；将发酵产生的沼气渣用于蔬菜大棚等农作物的生物有机肥；

b、将磁化分拣口分拣出的各类金属物质，逐一精细分类，将不同的金属分别运送至相应的金属冶炼加工企业；

c、将化纤鞋类分拣口分拣出的各类化纤类物质、鞋类物质，经无纺布生产线生产无纺布系列产品；将橡胶制品用于建筑防水材料生产线生产防水产品；

d、将塑料分拣口、重质垃圾分拣口和木质类垃圾分拣口分拣出的塑料类、木质类物质，运送至木塑材料加工企业，生产木塑板材；将废电池、砖石和其它一些建筑垃圾类物质，运送至建筑产品生产企业，用于生产建筑板材、轻质砖、路面砖等。

进一步地，步骤一的垃圾除臭预处理中，所述卸料间的进料门开启，同时开启清洗装置，垃圾运输车驶入卸料间内；在卸车过程中，采用高压水流对垃圾和垃圾运输车进行清洗，卸车完毕后，垃圾运输车驶出卸料间，卸料间的进料门关闭，然后关闭清洗装置；然后开启除臭装置，利用活性臭氧和水雾对垃圾进行除臭处理。

本发明提供的一种城市生活垃圾处理产业化设备及其处理产业化方法，将不同类别的城市生活垃圾统一归置后在密闭的除臭预处理系统中进行除臭处理后，再进入水循环分拣系统将垃圾进行合理且精准分类，包括餐余及菜余等有机类、金属及玻璃类、化纤及鞋类、建筑物等重质类和塑料及木质类；从垃圾的回收到处理再利用，整个工艺科学有序，且保证在密闭设备中进行，不会对垃圾处理厂及其周围环境造成污染，清洁无异味，是一套城市生活垃圾综合处理产业化的完整系统，且与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明解决了城市生活垃圾以填埋为主要处理方式、污染水体、占用土地以及影响居民身体健康等问题。

2、本发明将垃圾进行合理分类，将垃圾分为经处理后适应目前市场发展和需求的五大类，并通过各类垃圾分拣单元的设置先后位置，实现了将各类垃圾精准分类，分类精准度达到97％以上。

3、本发明实现了各类垃圾处理再利用的完整体系，以及城市生活垃圾处理的一整套大规模产业化体系。

4、本发明的整个工艺过程中无毒、无味、无排放、无污染、无填埋，以环保为基础，实现了国家提倡的垃圾“减量化”、垃圾“资源化”、垃圾“无害化”。

5、本发明的整个城市生活垃圾处理产业化工艺体系完整成熟，具有很高的应用和推广价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种城市生活垃圾处理产业化设备结构框图；

图2为本发明的城市生活垃圾处理产业化设备中的垃圾除臭系统的结构示意图；

图3是图2中的A向视图；

图4是图2中的B-B向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

本发明的一种城市生活垃圾处理产业化设备，具体如图1所示，包括除臭预处理系统和水循环分拣系统，除臭预处理系统的出料端与水循环分拣系统进料端通过输送带连接；水循环分拣系统包括滚筒针刺破袋单元、水分拣池、有机物分流池、磁化分拣单元、化纤及鞋类垃圾分拣单元、二次水分拣池和塑料薄膜收集单元，水分拣池开设有机物分拣口和出料口，水分拣池的进料口与所述滚筒针刺破袋单元的排料口连通，出料口与所述磁化分拣单元的进料口连接；有机物分拣口与所述有机物分拣池的连通，有机物分拣口开设在水面以下，且其上沿距离水面3-5cm。所述化纤及鞋类垃圾分拣单元的进料口与所述磁化分拣单元的排料口连接，排料口与所述二次水分拣池的进料口连接；塑料薄膜收集单元固定设置在所述二次水分拣池的上方，收集漂浮在二次水分拣池的水面上的塑料薄膜。

其中，所述滚筒针刺破袋单元为在滚筒内壁上固定连接刺针构成的实现破袋功能的单元。

上述的城市生活垃圾处理产业化设备，由于整个设备的垃圾分拣过程均采用水为介质，分拣完成后的二次分拣池内有大量污水，因此，为了提高水资源利用率，减少资源损耗，本实施1的设置中还包括污水净化循环系统，污水净化循环系统的进水口与所述二次水分拣池的排水口连接，出水口与所述滚筒针刺破袋单元的进料口连接。

上述除臭预处理系统，具体如图2-4所示，包括卸料间10、传送装置80、除臭装置和清洗装置20，传送装置80的传送起始端81设置在所述卸料间10内，传送终止端84与所述滚筒针刺破袋单元的进料口连接；除臭装置设置在所述卸料间10内；在上述卸料间10内的靠近进料门11的区间段设置清洗装置20；所述卸料间10为封闭式结构。其中，所述卸料间10的进料门11优选采用卷帘门，方便垃圾运输车的驶入和驶出。

所述清洗装置20采用至少一个高压水枪构成的高压清洗装置。具体地，采用多个高压水枪20，并成排地设置在靠近进料门11的区间段12的所述卸料间10的顶壁上，可设置成多排。当清洗装置20开启时，成排设置的高压水枪喷射水流，在进料门11前形成水帘，对垃圾运输车进行清洗并辅助卸料的同时，还能有效地阻隔卸料间10的异味向外部飘散。

上述除臭预处理系统中，优选的技术方案，除臭装置包括活性臭氧机30和/或水雾除臭装置(图未示)；活性臭氧机30的活性臭氧释放口31设置在所述卸料间10内，而活性臭氧机30的主机部分固装在所述卸料间10外；上述水雾除臭装置设置在所述卸料间10的远离进料门11的区间段13内；具体地，将活性臭氧释放口31固定在所述卸料间10的远离进料门11的区间段13内。所述水雾除臭装置的水雾喷头40设置在所述卸料间10的远离进料门11的区间段13内。所述水雾除臭装置的水雾喷头40采用市售的喷雾喷头即可，将水雾喷头40与水源连通即可实现对卸料间10内的垃圾进行水雾除臭。

所述活性臭氧机30和水雾除臭装置可以择一设置，也可以同时设置，优选同时设置，配合协调除臭，除臭效果好。

上述的城市生活垃圾处理产业化设备的除臭预处理系统中，设置了清洗装置的高压水枪20和水雾除臭装置，导致封闭式卸料间内空气的湿度大，因此，还包括排风装置50和水雾-液体转换装置(图未示)，排风装置50安装在所述卸料间10的顶壁上，气体-液体转换装置的进气口与排风装置50的出气口连接。优选将所述排风装置50设置在所述卸料间10的远离进料门11的区间段13内。

所述排风装置50采用排风机即可，优选设置两个排风机，排风机功率10千瓦，并对称地设置在远离进料门11的区间段13的所述卸料间10的顶壁上。其中，所述水雾-液体转换装置为将卸料间10内的高湿度的气体转化为水的装置，例如，冷凝器。

同时，所述卸料间10的底面上开设排水槽60，所述排水槽60上盖设格栅61。将水排出，同时防止垃圾落入排水槽60内。所述排水槽60与污水净化循环系统的进水口连通，将卸料间10内的污水排至污水净化循环系统中，进行净化循环利用。

由垃圾运输车运输至卸料间的垃圾中，一定存在大体积的垃圾物件，因此，除臭预处理系统中，还包括粉碎间70，粉碎间70与卸料间10连通；且在粉碎间70与卸料间10连通的连通门72的上方设置水帘发生装置71，当连通门打开时，水帘发生装置工作，在连通门72前形成水帘。水帘发生装置71的设置能够防止在大体积垃圾分拣过程中，卸料间10的异味扩散至粉碎间70内。所述水帘发生装置71具体可以为在连通门72的上方成排设置的多个出水口(可以为高压出水口)，以及与出水口连接的水源。当开启连通门72时，水帘发生装置71开启，多个出水口流出的水流形成水帘。所述连通门72优选采用卷帘门。

其中，除臭预处理系统和水循环分拣系统均为封闭式结构。在系统内部将垃圾臭味降解，因此，整个工艺过程不会向外散发臭味、异味等，不会影响周围的空气质量，整个垃圾处理工业园区干净无污染。

实施例2

本发明的一种城市生活垃圾处理产业化方法，包括如下步骤：

步骤一、垃圾除臭预处理

将收集的垃圾由垃圾运输车运输至除臭预处理系统，在卸车过程中，采用高压水流对垃圾和运输车进行清洗，卸车完毕后，运输车驶出除臭预处理系统，然后对垃圾进行除臭处理；将除臭处理后的垃圾进行分类，然后将生活类垃圾由输送带输送进入水循环分拣系统进行分拣；

步骤二、垃圾水循环分拣

a、将生活类垃圾和水输送至滚筒针刺破袋单元，将垃圾中的塑料袋以及其它包装袋破碎，使袋内的垃圾分散流出，得到垃圾水混合物；

b、经滚筒针刺破袋单元破袋分散的垃圾水混合物进入水分拣池，在水分拣池开设有机物分拣口；在水分拣池中，重质物质下沉，轻质物质上浮，悬浮在水中及漂浮在水面上的餐余和菜余类有机物经所述有机物分拣口分流至有机物分流池中；

c、将经水分拣池分拣后的剩余垃圾输送进入磁化分拣单元；利用磁力筛选出金属类垃圾，并将金属类垃圾收集至磁化分拣口；将磁化分拣口的这些物质输送到金属类物质处理车间，并逐一精细分类后集中送往相关企业的加工部门；

d、将经磁化分拣单元分拣后的剩余垃圾输送进入化纤类和鞋类垃圾分拣单元，利用水流筛洗分选出来，并将化纤及鞋类垃圾收集至化纤鞋类分拣口；将这物质运送到无纺布生产车间以及橡胶建筑防水产品生产车间；

e、将经化纤及鞋类垃圾分拣单元分拣后的剩余垃圾输送进入二次水分拣池，利用水的浮力，固体重质垃圾沉在水底，塑料类垃圾和木质类垃圾浮在水面；设置在二次水分拣池上方的塑料薄膜收集装置，将塑料类垃圾分拣，并输送至塑料分拣口；将木制类垃圾过滤并收集，输送至木质类垃圾分拣口；并将塑料分拣口和木质类垃圾分拣口的物质运送至木塑材料加工企业；将固体重质垃圾过滤并收集，输送至重质垃圾分拣口，并运送至相关建筑材料生产加工企业；

步骤三、污水处理

将步骤二整个水循环分拣系统工艺过程最后产生的污水排入污水处理系统，经分解、沉淀、过滤、消毒等环节处理后，将处理后的水再次输送至步骤二中水循环分拣系统中的滚筒针刺环节，并在整个工艺中循环使用。

步骤四、各类垃圾处理再加工

a、分拣出的餐余、菜余类物质运送至沼气反应池后，将沼气反应池中发酵产生的沼气用于沼气发电机发电，并供居民生活使用，减少了使用燃煤发电的用量，同时有效降低了燃煤发电所产生的污染，另一方面，使用沼气发电也能够满足当地居民的日常用电；将发酵产生的沼气液作为一种农作物叶面肥喷施于植物表面，这样的叶面肥能够使植物更好的吸收，很大程度上提高农作物产量；将发酵产生的沼气渣用于蔬菜大棚等农作物的生物有机肥，由于沼气渣中富含稀有元素硒，非常利于茶叶等植物的生长；完全无浪费的利用了餐余、菜余类垃圾物质，并产生了更高的经济效益；

b、将磁力筛选出各类金属、玻璃等物质，逐一精细分类，将不同的金属分别运送至相应的金属冶炼加工企业；由于垃圾中不乏许多种类不同的金属物质和许多贵重的稀有金属元素，将金属类物质分类后由相关金属加工企业部门冶炼提纯，实现了垃圾的附加值利用；

c、将化纤类和鞋类垃圾分拣单元分拣出的各类化纤类物质、鞋类物质，经无纺布生产线生产无纺布系列产品；将橡胶制品用于建筑防水材料生产线生产防水产品；

d、将二次水分拣池分拣出的废电池、砖石等其它一些固体建筑垃圾类物质，用于生产建筑产品，包括建筑板材、轻质砖、路面砖等；

e、将二次水分拣池分拣出来的塑料类、木质类物质，运送至木塑材料加工企业，生产木塑板材；木塑板材是目前市场上的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，具有良好的钢度和韧性，并且能够防水、防潮，是能够替代木材和塑料的新型复合材料，采用纳米冷压技术加工出来的木塑板材可以用来制造桌柜等产品，不仅性能优异，而且很大程度上减少了树木的砍伐，保护了生态环境。

上述运输车逐一排队进入清洗车间，且相邻两辆运输车间隔3-5分钟进入，整个运输及卸车过程安排秩序井然。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。