一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统和方法

摘要

本发明公开了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统和方法，其中系统包括：壳体，安装在壳体内的破碎筛分一体机、第一磁选区、第二磁选区、第一风机和好氧发酵箱；破碎筛分一体机包括筛上物排出口和筛下物排出口；破碎筛分一体机将垃圾进行破碎筛分后分为筛上物和筛下物；筛下物通过筛下物排出口排出，并经过第一磁选区进行分离、堆积；筛上物通过筛上物排出口排出，依次经过第二磁选区和第一风机进行有机物和可燃物分离，分离后有机物落入好氧发酵箱进行好氧发酵，可燃物进入收集通道等待后续资源化和处理，能够实现对不同粒径的垃圾进行不同的分选，并将垃圾中的无机物分离出来，提高了后续好氧发酵的纯度和资源利用率，防止了二次污染。

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，更具体的说是涉及一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统和方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国生活垃圾产量也随之迅速增加。目前，我国生活垃圾处理方法大多采用简易填埋法，不仅造成了资源的极大浪费，还给周边环境和居民健康带来了巨大隐患。虽然，近年我国研发出了大量集成式处理设备，但这类集成式处理设备一般只对生活垃圾进行简单人工分选和破碎就直接进行减量化处理，甚至不经过分选而直接将垃圾进行混合堆肥处理。这类处理方法使得生活垃圾处理的分选精度低、堆肥的原料中混杂有大量无机物和重金属，使堆肥产品纯度低，无法直接用于农业生产，导致生活垃圾资源化程度低，可回收利用的资源大量流失，同时对环境造成二次污染。

因此，如何提供一种分选精度高、无二次污染的垃圾处理系统和方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统和方法，不仅分选精度高，而且资源回收利用率高，无二次污染，具有广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统，包括：壳体，安装在所述壳体内的破碎筛分一体机、第一磁选区、第二磁选区、第一风机和好氧发酵箱；其中，所述破碎筛分一体机包括筛上物排出口和筛下物排出口；

所述破碎筛分一体机将垃圾进行破碎筛分后分为筛上物和筛下物；其中，所述筛下物通过所述筛下物排出口排出，并经过所述第一磁选区进行分离、堆积；所述筛上物通过所述筛上物排出口排出，并依次经过所述第二磁选区和所述第一风机进行有机物和可燃物的分离，分离后所述有机物进入好氧发酵箱，所述可燃物进入收集通道等待后续资源化和处理；

优选的，所述壳体上还设置有第一保温层和排气口；且所述排气口处还罩有滤网。

优选的，所述破碎筛分一体机包括：筛筒；其中所述筛筒底部安装有所述筛下物排出口和所述筛上物排出口；所述筛筒的外部顶端安装有投料口，其中，所述投料口露出所述壳体；所述筛筒内部安装有第一传动轴；所述第一传动轴上固定有多个第一破碎锤；所述第一传动轴和所述第一破碎锤在减速机和电动机的带动下同步旋转；所述破碎筛分一体机的生产能力为30～50t/h。

优选的，所述筛筒与水平面之间的夹角为6°～10°。

优选的，还包括：隔尘罩；所述隔尘罩罩设于所述筛筒外部。

优选的，所述第一磁选区位于所述筛下物排出口的下方，且所述第一磁选区包括：第一磁板及固定于所述第一磁板表面的多个第一磁铁块；所述第一磁板的左下方设置有渗滤液滤板；所述渗滤液滤板底部有渗滤液回流管。

优选的，所述第二磁选区位于所述筛上物排出口右侧，且所述第二磁选区包括：传送带；平行设置于所述传动带顶部的第二磁板；所述第二磁板的底面固定多个第二磁铁块。

优选的，所述第一传动轴一端通过固定块固定在所述破碎筛分一体机左侧；另一端穿过所述破碎筛分一体机右侧机体，依次连接所述减速机和所述电动机；所述电动机通过支架固定；其中，所述支架的底端与所述第二磁板固定。

优选的，所述第一磁板与水平面之间的夹角为25°～35°；所述第二磁板与水平面之间的角度为45°～55°；且所述第一磁板上均匀固定有多个所述第一磁铁块；所述第二磁板上均匀固定有多个所述第二磁铁块；并且所述第一磁铁块的尺寸小于所述第二磁铁块的尺寸，所述第一磁铁块在单位面积的数量多于所述第二磁铁块在单位面积的数量。

优选的，所述好氧发酵箱顶部安装有复合离心破碎浆化机；

所述复合离心浆化机两侧设置有所述第一风机和第二风机；其中，所述第二风机向所述好氧发酵箱通入空气；

所述好氧发酵箱内部水平固定有搅拌机，底部设置有发酵液收集槽；其中，所述搅拌机通过第一电机带动旋转；所述发酵液收集槽的一端连接有发酵液收集管；所述发酵液收集管的另一端依次经过水泵、药剂投加口与所述好氧发酵箱相连；且所述发酵液收集管底部与所述渗滤液回流管相连通。

优选的，所述发酵液收集槽的表面均匀开设有直径为1.3mm～1.7mm的孔洞。

优选的，所述水泵和所述药剂投加口均通过回流管与所述好氧发酵箱相连通。

优选的，所述好氧发酵箱外部还设置有第二保温层。

优选的，所述复合离心破碎浆化机包括：有机物收集口、反击箱和出料口；并且所述有机物收集口、所述反击箱和所述出料口自上而下依次设置；其中，所述有机物收集口和所述出料口均为漏斗状；

所述有机物收集口底端安装有皮带轮，所述皮带轮通过皮带与电机轮相连；所述电机轮连接有第二电机；其中，所述电机轮和所述第二电机位于所述有机物收集口外侧；所述皮带轮底部还连接有第二传动轴；所述第二传动轴上依次固定有布料板和多个第二破碎锤；

所述反击箱套接在所述第二破碎锤外部；且所述反击箱底部中心处固定有转动轴，所述反击箱底面开有直径3mm～10mm的孔洞，所述转动轴底部连接有第三电机；

所述出料口罩设在所述第三电机的外部；

优选的，还包括：导流板，与所述复合离心破碎浆化机右侧连接；并且所述导流板与所述壳体围设成收集通道。

一种分选精度高的一体化生活垃圾处理方法，包括：

步骤1、破碎筛分：将经过人工初步分拣的可回收生活垃圾送入破碎筛分一体机进行破碎筛分；垃圾被破碎至粒径为10～30mm；之后按照粒径的不同被筛分为筛上物和筛下物；其中，筛下物粒径小于10mm，筛上物粒径为10～30mm；

步骤2、综合分选：所述筛下物经过第一磁选区分离出小粒径含铁物质后逐渐堆积，等待后续填埋处理；所述筛上物经第二磁选区分离出大粒径含铁物质，再经过第一风机将可燃物和有机物按重量的不同分离开，其中所述有机物送入好氧发酵箱，所述可燃物进入收集通道等待后续资源和处理；

步骤3、好氧发酵：进入好氧发酵箱的有机物被进一步破碎浆化为流态，之后在搅拌机的作用下，与发酵回流液和空气充分混合，含水率维持在50～60％之间，同时，在高温好氧发酵优势菌的协助下，在发酵堆层温度55～60℃条件下进行高温好氧发酵，其中，菌种为链霉菌、卡诺菌和担子菌，配比为4:4:2，与水按1:50比例稀释；经过8～12天，制得固态有机肥，将所述固态有机肥定期运出进行精细化处理。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统，通过第一磁选区、第二磁选区和第一风机实现对不同粒径、不同重量的垃圾进行不同的分选，并将垃圾中的无机物分离出来，提高了后续好氧发酵原料的纯度和资源利用率，有效防止了二次污染。

本发明中公开的破碎筛分一体机将垃圾破碎和筛分工艺结合到一起，大大节省了垃圾处理的时间和空间，提高了处理效率。

本发明将破碎筛分、综合分选和好氧发酵三者结合起来，使得垃圾的有机物、可燃物和铁的资源回收利用率可达到95％以上。

因此，综上所述，本发明提供的分选精度高的一体化生活垃圾处理系统和方法具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的分选精度高的一体化生活垃圾处理系统整体结构示意图；

图2附图为本发明提供的破碎筛分一体机的结构示意图；

图3附图为本发明提供的好氧发酵箱的结构示意图；

图4附图为本发明提供的复合离心破碎浆化机的结构示意图；

图5附图为本发明提供的分选精度高的一体化生活垃圾处理方法的流程图；

图6附图为本发明提供的第一磁选区的结构示意图；

图7附图为本发明提供的第二磁选区的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。

本发明公开了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统，将垃圾的破碎和筛分工艺结合到破碎筛分一体机内，大大节省了垃圾处理的时间和空间；将不同粒径、不同重量的垃圾进入到不同的分选阶段，提高了分选精度；同时将垃圾中的无机物分离出来，在很大程度上提高了后续好氧发酵产品的纯度和资料利用率，有效避免二次污染。

此外，该系统还通过发酵液回流、投加特定菌种和重金属钝化调节剂等方式对好氧发酵工艺进行了优化，能够有效避免含水率变化和重金属离子的存在对发酵产品质量的影响，使得发酵产品有机肥的纯度更高、重金属离子含量极低，后续只需要进行简单的配比即可回用于农业生产，同时，经过高度浆化的流态有机物可使好氧发酵更为彻底；经过回收的可燃物可被转化为热能，无形中节约了资源。

参见附图1，本发明公开了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统，包括：壳体，安装在壳体内的破碎筛分一体机1、第一磁选区、第二磁选区、第一风机5和好氧发酵箱6；其中，破碎筛分一体机1包括筛上物排出口110和筛下物排出口109；

破碎筛分一体机1将垃圾进行破碎筛分后分为筛上物和筛下物；其中，筛下物通过筛下物排出口109排出，并经过第一磁选区进行分离、堆积；筛上物通过筛上物排出口110排出，并依次经过第二磁选区和第一风机5进行可燃物和有机物的分离，分离后有机物落入好氧发酵箱6进行好氧发酵，可燃物进入收集通道等待后续资源化处理。

本发明提供的一种分选精度高的一体化生活垃圾处理系统能够实现对垃圾的破碎，并将不同粒径的垃圾送入到不同的分选阶段，提高了分选精度，避免了垃圾中小粒径的杂质对好氧发酵过程的影响，在很大程度上提高了后续好氧发酵产品的纯度和资料利用效率，有效避免二次污染，保护环境。

为了进一步优化上述技术方案，壳体上还设置有第一保温层11和排气口9；且排气口9处还罩有滤网10。

排气口用于保证设备内部气压的平衡，滤网可保证可燃物不从排气口排出。

为了进一步优化上述技术方案，参见附图2，破碎筛分一体机1包括：筛筒103；其中筛筒103底部安装有筛下物排出口109和筛上物排出口110；筛筒103的外部顶端安装有投料口101，其中，投料口101露出壳体；筛筒103内部安装有第一传动轴106；第一传动轴106上固定有多个第一破碎锤107；第一传动轴106和第一破碎锤107在减速机105和电动机104的带动下同步旋转。

本发明中提供的破碎筛分一体机将破碎和筛分集中到一个机器内，其生产能力为30～50t/h，大大节省了垃圾处理的时间和空间，提高了处理效率。

为了进一步优化上述技术方案，筛筒103与水平面之间的夹角为6°～10°。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：隔尘罩102；隔尘罩102罩设于筛筒103外部，以防止内部灰尘排到设备外。

为了进一步优化上述技术方案，参见附图6，第一磁选区位于筛下物排出口109的下方，且第一磁选区包括：第一磁板2及固定于第一磁板2表面的多个第一磁铁块201；第一磁板2的左下方设置有渗滤液滤板12；渗滤液滤板12底部有渗滤液回流管606。

为了进一步优化上述技术方案，参见附图7，第二磁选区位于筛上物排出口110右侧，且第二磁选区包括：传送带4；平行设置于传动带4顶部的第二磁板3；第二磁板3的底面固定多个第二磁铁块301。

其中，传送带4包括：第一水平部和第一倾斜部；第二磁板3包括第二水平部和第二倾斜部；且第一水平部和第二水平部平行设置，第一倾斜部和第二倾斜部平行设置。

为了进一步优化上述技术方案，第一传动轴106一端通过固定块108固定在破碎筛分一体机1左侧；另一端穿过破碎筛分一体机1右侧机体，依次连接减速机105和电动机104；电动机104通过支架111固定；其中，支架111的底端与第二磁板3固定。

为了进一步优化上述技术方案，第一磁板2与水平面之间的夹角为25°～35°；第二磁板3与水平面之间的角度为45°～55°；且第一磁板2上均匀固定有多个第一磁铁块201；第二磁板2上均匀固定有多个第二磁铁块301；并且第一磁铁块201的尺寸小于第二磁铁块301的尺寸，第一磁铁块201在单位面积的数量多于第二磁铁块301在单位面积的数量。

从筛下物排出口排出的筛下物经第一磁选区分离出小粒径含铁物质后，等待后续填埋处理；从筛上物排出口排出的筛上物经第二磁选区分离出大粒径含铁物质后，再经风选，将筛上物中重量不同的可燃物和有机物分离开来，其中，有机物进入好氧发酵箱中进行高温好氧发酵，可燃物进入收集通道等待后续资源化和处理。

为了进一步优化上述技术方案，参见附图3，好氧发酵箱6顶部安装有复合离心破碎浆化机601；

复合离心浆化机601两侧设置有第一风机和第二风机610；其中，第二风机610向好氧发酵箱6通入空气；

好氧发酵箱6内部水平固定有搅拌机602，底部设置有发酵液收集槽604；其中，搅拌机602通过第一电机603带动旋转；发酵液收集槽604的一端连接有发酵液收集管605；发酵液收集管605的另一端依次经过水泵607、药剂投加口609与好氧发酵箱6相连；且发酵液收集管605底部与渗滤液回流管606相连通。

本发明提供的好氧发酵箱底部的发酵液收集管和第一磁选区的渗滤液回流管相连通，二者连接后再与水泵相连接，将第一磁选区底部回收得到的渗滤液回流入好氧发酵装置进行好氧发酵，充分利用整个垃圾处理过程中的可利用物质。

为了进一步优化上述技术方案，发酵液收集槽604的上表面均匀开设有直径为1.3mm～1.7mm的孔洞。

为了进一步优化上述技术方案，水泵607和药剂投加口609均通过回流管608与好氧发酵箱6相连通。

为了进一步优化上述技术方案，好氧发酵箱6外部还设置有第二保温层611。

为了进一步优化上述技术方案，参见附图4，本发明还公开了复合离心破碎浆化机的具体结构。

复合离心破碎浆化机601包括：有机物收集口6011、反击箱6020和出料口6019；并且有机物收集口6011、反击箱6020和出料口6019自上而下依次设置；其中，有机物收集口6011和出料口6019均为漏斗状；

有机物收集口6011底端安装有皮带轮6012，皮带轮6012通过皮带6013与电机轮6014相连；电机轮6014连接有第二电机6015；其中，电机轮6014和第二电机6015位于有机物收集口6011外侧；皮带轮6012底部还连接有第二传动轴6017；第二传动轴6017上依次固定有布料板6016和多个第二破碎锤6018；

反击箱6020套接在第二破碎锤6018外部；且反击箱6020底部中心处固定有转动轴6021，反击箱6020底面开有直径3mm～10mm的孔洞，转动轴6021底部连接有第三电机6022；

出料口6019罩设在第三电机6022的外部；

布料板均匀分布于反击箱内部，第二电机和第三电机同时运转，分别带动第二破碎锤和反击箱以顺时针方向同时高速旋转，反击箱内的有机物在反击箱的离心力和第二破碎锤的冲击力的共同作用下浆化为流态，呈流态的有机物由出料口落入好氧发酵箱中进行好氧发酵。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：导流板7，与复合离心破碎浆化机601右侧连接；并且导流板7与壳体围设成收集通道8。

在风选阶段中，将筛上物中重量不同的可燃物和有机物分离开来，其中，可燃物在风力作用下进入收集通道，有机物进入好氧发酵箱。

其中，还要进行说明的是，本发明中论述到的关于上、下、左、右等关于方位的表述都是以垃圾处理的工艺流程的方向为参考基准的。

下面结合垃圾的处理过程对本发明提供的垃圾处理系统作进一步说明。

经过人工初步分拣出的塑料、金属等可回收物后的垃圾首先通过投料口进入破碎筛分一体机的筛筒内，垃圾经过第一破碎锤得到破碎；被破碎后的垃圾的粒径处于10～30mm之间，其中，粒径为10～30mm之间的垃圾作为筛上物由筛上物排出口排出，并降落至传送带上，粒径小于10mm的垃圾则作为筛下物，透过筛筒进入筛下物排出口中。

筛下物通过筛下物排出口滑至综合分选区的第一磁板上，其中小粒径含铁物质吸附在第一磁铁块的表面上；在重力的作用下，筛下物中的渣土、沙石、碎玻璃等无机物慢慢滑落到第一磁板底部并逐渐堆积，定期进行清理填埋处理；由筛筒流出的垃圾渗滤液经过第一磁板，流至渗滤液滤板上，透过渗滤液滤板后被渗滤液回流管收集，再被回流入好氧发酵箱中用于协助发酵；被第一磁铁块吸附的小粒径含铁物质定期进行回收处理。

筛上物降落至传送带后被逐渐提升，在提升过程中，筛上物中大粒径含铁物质被吸附于第二磁铁块上，其余筛上物则继续移动至传送带顶端，并依次下落；筛上物中的有机物和可燃物由于重量的不同，在第一风机斜向上的风力作用下，运动路径发生偏移，但二者的路径偏移程度不同。筛上物中含水率较高的厨余垃圾等有机物的重量比树叶、布片、杂草等可燃物的重量大，在相同风力作用条件下，有机物受风机的斜向上风力作用的影响较小，其运动路径只略微发生偏移，同时由于导流板的协助作用，有机物得以顺利降落到好氧发酵箱的可燃物收集口中，而重量较小的树叶、布片、杂草等可燃物则继续向前方以抛物线路径运动，最终降落至收集通道中逐渐堆积。

而降落至有机物收集口中的有机物首先被复合离心破碎浆化机浆化为流态，呈流态的有机物由出料口落入好氧发酵箱内，在堆层温度55～60℃条件下进行高温好氧发酵。好氧发酵液进入发酵液收集槽，随后被发酵液收集管收集，并与回流的垃圾渗滤液混合，混合液由水泵提升并回流至好氧发酵箱上部，回流过程中定期通过药剂投加口投加经过筛选的高温好氧发酵菌剂和重金属钝化调节剂，以此来提高好氧发酵效率并使有机物中的重金属离子转型失活稳固在钝化态中；由第二风机通入的空气在搅拌机的搅拌作用下得以与有机物和发酵回流液充分混合，制得固态有机肥，将固态有机肥定期运出进行精细化处理。

参见附图5，本发明还公开了一种分选精度高的一体化生活垃圾处理方法，包括：

步骤1、破碎筛分：将经过人工初步分拣的可回收生活垃圾送入破碎筛分一体机进行破碎筛分；垃圾被破碎至粒径为10～30mm；之后按照粒径的不同被筛分为筛上物和筛下物；其中，筛下物粒径小于10mm，筛上物粒径10～30mm；

步骤2、综合分选：筛下物经过第一磁选区分离出小粒径含铁物质后逐渐堆积，等待后续填埋处理；筛上物经第二磁选区分离出大粒径含铁物质，再经过第一风机将可燃物和有机物按重量的不同分离开，其中有机物送入好氧发酵箱，可燃物进入收集通道等待后续资源和处理；

步骤3、好氧发酵：进入好氧发酵箱的有机物被进一步破碎浆化为流态，之后在搅拌机的作用下，与发酵回流液和空气充分混合，含水率维持在50～60％之间，同时，在高温好氧发酵优势菌的协助下，在堆层温度55～60℃条件下进行高温好氧发酵，其中，菌种为链霉菌、卡诺菌和担子菌，配比为4:4:2，与水按1:50比例稀释；经8～12天后，制得固态有机肥，将固态有机肥定期运出进行精细化处理。

在具体实现时，可在好氧发酵箱内部设置含水率、温度监测装置，当含水率低于预设值时，例如低于50％时报警，由药剂投加口609通入自来水进行调节，以保证含水率维持在50～60％之间。另外，风机610不是连续运行，只有在搅拌机602运行时才打开，如果超出了55～60℃，温度监测装置报警，控制风机610启动，进行强制通风，达到降温的目的，以保证好氧发酵时的温度维持在55～60℃。

本发明提供的一种分选精度高的一体化生活垃圾处理方法将经过人工分拣出的塑料、金属等可回收物的生活垃圾首先进入破碎筛分一体机内，被分为筛上物和筛下物，随后筛下物经磁选分离出小粒径含铁物质后逐渐堆积，等待后续填埋处理；筛上物经过分离出大粒径含铁物质后，通过风选将可燃物和有机物按重量分离开，其中有机物进入好氧发酵箱进行好氧发酵；可燃物进入收集通道等待后续资源化处理。

从整体工艺上看，破碎筛分、综合分选和好氧发酵三部分相互连贯配合，使得垃圾中的有机物、可燃物和铁的资源回收利用率可达到95％以上。并且，整个垃圾处理过程都在一体化的系统中进行，无二次污染，对周围环境和居民没有安全隐患。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。