一種生活垃圾生物處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生活垃圾處理方法，尤其涉及一種生物干式厭氧發酵無害化處理，資源利用的處理方法。屬能源環保領域。
【背景技術】
[0002]目前我國已是世界上垃圾包褓最重的國家，僅全國668座城市垃圾的年產量就達到了 1.8億噸，而且每年以8%的速度增長。中國的垃圾已占到全世界年產垃圾的1/4以上。全國幾乎所有的城市都陷入垃圾包圍之中。《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》(國辦發
[2012]23號)。文中指出:城鎮生活垃圾處理是城鎮管理和環境保護的重要內容，是社會文明程度的重要標志，關系到人民群眾的切身利益。截至2010年底，全國城市和縣城生活垃圾年清運量2.12億噸。由于城鎮化快速發展，生活垃圾激增，垃圾處理能力相對不足，一些城市面臨“垃圾圍城”的困境。同時部分處理設施建設水平和運行質量不高，配套設施不齊全，存在污染隱患，影響城鎮環境和社會穩定。
[0003]《規劃》同時指出“生活垃圾處理技術的選擇，應本著因地制宜的原則，堅持資源化優先，選擇安全可靠，先進環保，省地節能，經濟適用的處理技術。生活垃圾管理水平較高的地區采用生物處理技術”。《規劃》給出的數據“十一五”期間全國城鎮生活垃圾處理主要是填埋占77%，焚燒占19.6%，堆肥熱解等占3.4%。上述三種方法都存在一定的缺陷，沒有達到真正的無害化處理。
[0004]一、填埋
填埋是我國目前采用最多的垃圾處理方法，已占到垃圾處理總量的77%，這種方法用防滲漏材料鋪于垃圾底部，避免垃圾滲浙液浸透土壤中，上部覆蓋防雨材料，防水并防止甲烷氣體散發到大氣中產生溫室效應。這種方法看似無害化處理，但是危害非常大。德國政府已從2005年6月I日禁止使用填埋方法來處理垃圾，丹麥和一些發達國家也先后禁止使用垃圾填埋法處理。垃圾填埋法缺點是:
1、填埋采用的防滲措施不能長久有效的防止滲漏以及溫室氣體排放，對地下水、大氣、土壤造成嚴重污染；填埋場周圍環境污染嚴重，其現實危害和潛在危害無窮。早在2001年中國環境科學院趙章元研究員指出“國內外再好的衛生填埋場都會滲漏，這只是時間問題，粗略估計地下水重污染范圍會超八成”。
[0005]2、占地面積大，填埋場由于容量限制使用時間短一般5 —10年，占用時間長，100年內無法再利用，數據顯示全國已有80萬畝以上土地被垃圾占用，經濟損失高達35億元。
[0006]3、垃圾填埋造成了資源浪費，每噸生活垃圾可產沼氣90-110m3。^一五”期間城市生活垃圾清運量2.12億噸，77%用于填埋，按照含有50%的有機生活垃圾計算也就是說8150萬噸生活垃圾可產89.65億m3沼氣，相當于3.01億噸標準煤被填埋掉。沼氣作為綠色能源后還可以減少8700萬噸的二氧化碳氣體排放當量。垃圾填埋實際上是當今一種很無奈的處理方法。
[0007]二、焚燒及焚燒發電此方法是一種理想化無害化處理方法，由于我國城市垃圾的含水量高，熱量低，焚燒溫度低，易產生有害氣體，焚燒發電為了提高熱值需噴油或與煤摻燒，不但運行成本高，又因為達不到450°C溫度，導致大量有害氣體排入大氣。其缺點如下:
1、我國城市生活垃圾含水份高，熱值小于3500千焦/公斤垃圾，焚燒易產生有害氣體“二噁英”。發電焚燒需噴油或與煤摻燒，增加運行成本成為財政的負擔，相當數量的垃圾焚燒發電廠調試投產后就被迫停止運行了。
[0008]2、我國垃圾焚燒發電僅占垃圾量的19.6% (含焚燒)其主要原因是項目建設投資大，投資垃圾焚燒發電廠每百噸垃圾處理規模一億元以上，主要靠政府投資。而設備與我國的生活垃圾國情不同，持續運行率較低，甚至停產也是制約垃圾焚燒發電的主要原因。
[0009]三、堆肥及其他處理方法
1、堆肥具有工藝簡單投資少易操作的優點，但具有現場蚊蠅孳生，臭氣和甲烷氣體外溢，嚴重污染環境；有機物降解不徹底，有害物質不能有效分離，肥料殘留含有重金屬物，不宜作為食用作物的肥料施用。
[0010]2、熱解從理論上是可以起到殺菌無害化處理，對有機垃圾起到了膨化制肥的效果，但在處理的過程中需要消耗熱能，產生大量的有害氣體和污水，這些氣體和污水再處理增加設備投資和處理成本，不處理勢必會污染環境。
[0011]3、水洗與濕法生產沼氣，是當前各種技術介紹比較多的方法。
[0012]中國專利CN102172596A專利名稱《城鄉生活垃圾資源化利用方法》公開了 “一種城市生活垃圾資源化利用方法，包括酸化厭氧罐、深化厭氧罐、沼氣集氣罐、燃氣發電機組，所述燃氣發電機組的燃氣進口通過管路連接至沼氣集氣罐，并包括垃圾接收步驟、均勻布料步驟、初級磁選步驟、初級破碎步驟、初級淘洗浮選步驟、均勻裁切步驟、酸化厭氧步驟、篩選分離步驟、緩沖調節步驟、深化厭氧步驟、污泥沉淀濃縮步驟”。而本發明不需要進行垃圾予過細分選，垃圾的分類和篩選貫穿于垃圾利用的全過程，克服了制約垃圾處理的最大瓶頸；本發明可以使厭氧方法處理垃圾連續化，徹底解決了垃圾中廢塑料、廢纖維等不可厭氧發酵的問題，使垃圾中的資源得到充分的回收。
[0013]專利號CN102500598A，專利名稱《一種生活垃圾高效分選提取可發酵有機物的方法和裝置》公開了“一種生活垃圾高效分選提取可發酵有機物的方法及裝置，其裝置包括前分選處理裝置，機械精選裝置，人工精選裝置，細小顆粒有機物收集裝置，其方法為以前分選處理為前提，然后針對分離后的雜有機物和高濃度污水，分別通過機械精選、人工精選、細小顆粒有機物收集三個步驟來對生活垃圾中的可發酵有機物進行提取和收集處理，最終得到可直接用于制造沼氣的原料一可發酵有機物，本發明為一種可將生活垃圾進行分類處理后，提取其中的可發酵有機物，即經一系列預處理工序后，獲得能夠直接提供厭氧發酵反應器制造沼氣的原料的方法和裝置”。工藝技術涉及到垃圾的人工精選、水洗、爆氣及濕法厭氧發酵，漂洗磨漿需要消耗大量的水。行業內的技術人員都知道濕式厭氧發酵的TS(濃度)應小于10%，也就是說處理I噸垃圾需10-12噸水，這樣就會產生大量的沼液，沼液的消納將是一個大困難。因此水洗垃圾、高溫高熱裂解以及垃圾磨漿這幾種方法，每天需多少水資源和熱能會產生多少廢水，以上這些問題都是推廣實施應考慮的問題。
[0014]綜上所述，當前垃圾現有處理技術尚未實現真正的無害化處理、資源化利用。現有新的技術仍局限在垃圾的人工分揀、水洗、熱解、高耗能高耗水，甚至會產生嚴重的二次污染的狀況。
【發明內容】
[0015]為了克服現有技術上的缺陷，本發明提供一種無害化處理，資源化利用，處理量大、占地少、不耗水的生物干式厭氧發酵，產生的滲浙液用于調濕接種生物厭氧菌循環使用，沒有沼液排放，不產生二次污染。設備投資運行成本低，經濟效益高，便于大規模推廣實施的垃圾處理方法。
[0016]本發明是通過以下技術方案予以實現:
步驟1、生活垃圾粗分選
生活垃圾經破袋圓筒篩初選后進入大粒破碎篩、磁選、比重風篩分選出無機大雜、可燃物(塑、木、棉)、無機物(沙、石、玻璃)、鐵磁金屬，篩選出的有機垃圾作為干式發酵沼氣原料，干式發酵過程不受無機物的影響，不必過細的分選即能滿足要求；
步驟2、生物干式厭氧發酵
分批次將粗選的有機垃圾均勻混入25-30%的上批次沼渣用于接種厭氧菌，用鏟車裝入干式發酵池并噴淋帶有厭氧生物菌的滲浙液密封發酵，產生甲烷氣，25-30天為一個處理周期，發酵池設計成模塊化多池循環使用，保持垃圾處理和產沼氣的連續性，
步驟3、滲浙液噴淋
垃圾入池后，開啟滲浙液貯存罐與發酵池上部的噴淋管噴灑含有生物厭氧菌的滲浙液，調濕與生物接種，多余和產生新的滲浙液經干式發酵池底部的管道回流到貯存罐與菌群接種循環使用，
步驟4、除臭排氣
垃圾裝入干式發酵池48-72小時初產生的酸化氣，經沼氣收集管道的分流管送往紫外線除臭器凈化排出，保證了甲烷氣的純度，CH4彡65%，H2S ( 12ppm，
步驟5、沼氣提純壓縮
垃圾干式生物發酵產生的甲烷氣貯存于氣柜，經變壓吸附提純壓縮，熱值彡31.4 MJ,C02 ( 3%，, 02 ^ 0.5%，作為車用燃料或裝罐作為生活用能。
[0017]步驟6、沼渣生物好氧干化
經干式厭氧發酵后沼渣含有55-65%的水份，出池后再采用全覆蓋好氧生物干化法，深度熟腐干化制肥，
步驟7、沼肥篩分
發酵前是粗分選，重點選出磁性金屬和無機物質，含有機物質木塊、塑料，無機物沙石，經干化的沼渣水份30-35%再篩較容易的分選出各類雜質，提高沼肥的純度。
[0018]根據所述的生活垃圾生物處理方法，其特征在于步驟2中將分選的有機垃圾與25-30%上批次含有生物厭氧菌的沼渣混合裝至干式發酵池容積的65-75%，密封厭氧發酵產沼氣。
[0019]根據所述的生活垃圾生物處理方法，其特征在于步驟3中有機垃圾與帶有生物厭氧菌沼渣回用混合接種，在發酵過程中噴淋帶有生物厭氧菌的滲浙液接種并調節發酵濕度。
[0020]根據所述的生活垃圾生物處理方法，其特征在于步驟2中每噸有機垃圾經25-30天生物干式厭氧發酵產沼氣90-1 1m3。
[0021]根據所述的生活垃圾生物處理方法，其特征在于步驟2所使用的發酵池是多個干式生物厭氧發酵池，交替循環使用保證垃圾處理和產沼氣的連續性。
[0022]根據所述的生活垃圾生物處理方法，其特征在于干式發酵池保持35_38°C中溫發酵，冬季保溫僅耗用自身能量的3-5%，使用垃圾中分選出的可燃物供溫就不需要消耗自身的產能。
[0023]其中，上述垃圾分選是在封閉的車間內，有害氣體采用負壓吸風收集，經紫外線除臭設備凈化后排放。
[0024]干式厭氧發酵池冬季生物發酵保溫是用循環熱水鍋爐，鍋爐燃料為前期分選出來的可燃物(塑、木、棉)。
[0025]由于采用上述的技術方案，本發明具有以下有益效果:
1、與濕式厭氧生物發酵產沼氣相比
①前分選不需要過細，干式厭氧生物發酵操作過程不受無機物、塑料、木塊、沙石的影響，無需過多花費人力和設備，簡化了分選預處理過程，降低了工程投入。
[0026]②不用水，沒有沼液排放，無二