[發(fā)明專(zhuān)利]兼具沼氣與活性炭生產(chǎn)的低排放固體有機(jī)廢棄物處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210031189.1
• 申請(qǐng)日: 2012-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103240264A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅文邃;萬(wàn)順剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B09B5/00
• 分類(lèi)號(hào): B09B5/00;B09B3/00;C01B31/08;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)廢棄物處置與資源化領(lǐng)域，特別是關(guān)于生物質(zhì)有機(jī)固體廢棄物資源化的一種技術(shù)集成方法與裝置。

背景技術(shù)

固體有機(jī)廢棄物的安全處置與資源化，一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)重要議題。目前餐廚垃圾、污水處理剩余污泥、園林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄秸稈以及禽畜糞便等為代表的有機(jī)固體廢棄物的數(shù)量近年大幅攀升。對(duì)于這些富含有機(jī)質(zhì)的固體廢棄物通常采用填埋、堆肥以及焚燒的方式進(jìn)行處理。填埋技術(shù)雖然簡(jiǎn)單，但是具有占地面積大、容易產(chǎn)生各種惡臭氣體和滲濾液的缺點(diǎn)，特別是產(chǎn)生的滲濾液含有高濃度氮磷及多種重金屬離子，具有污染土壤與地下水的嚴(yán)重環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。好氧堆肥工藝比較簡(jiǎn)單，但是同樣需要占用一定的土地面積、需要較多能量，容易產(chǎn)生惡臭污染環(huán)境。同填埋和堆肥技術(shù)相比，焚燒技術(shù)雖然能夠利用有機(jī)物焚燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電等，但是該技術(shù)具有設(shè)備投資成本以及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，更重要的是有機(jī)廢棄物原含水率較高，焚燒處理凈產(chǎn)出能量比較低。另外，各種垃圾在焚燒過(guò)程會(huì)排放出含有二噁英等毒害物質(zhì)的廢氣，目前尚未有效解決。厭氧處理技術(shù)在處理固體有機(jī)廢棄物的方面發(fā)揮著較大作用，但是存在著處理周期長(zhǎng)、穩(wěn)定性差、沼渣和沼液難處理等缺點(diǎn)，產(chǎn)生的沼氣還存在凈化以及使用過(guò)程中存在能源損耗問(wèn)題。

目前資源化技術(shù)多側(cè)重于有機(jī)固體廢棄物處理過(guò)程中某個(gè)具體環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)優(yōu)化或者設(shè)備的研制上(如中國(guó)專(zhuān)利：申請(qǐng)?zhí)枮镃N?102134070A公布的一種利用沼渣制備活性炭的方法),缺乏綜合考慮有機(jī)固體廢棄物整體資源化各環(huán)節(jié)之間關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)技術(shù)方法。因此，根據(jù)目前我國(guó)城鄉(xiāng)固體有機(jī)廢物大量排放的現(xiàn)實(shí)情況，社會(huì)迫切需要一種兼具能源和有價(jià)值物質(zhì)回收的低能耗、低排放和快速的固體有機(jī)廢棄物資源化技術(shù)來(lái)解決目前所存在的高能耗、高排放與低效率問(wèn)題。本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種兼具沼氣與活性炭生產(chǎn)的低排放固體有機(jī)廢棄物處理系統(tǒng)主要以餐廚、剩余污泥以及園林廢棄物為主要原料，通過(guò)原料預(yù)處理、厭氧消化、沼渣炭化處理以及尾氣和廢液的回收處理等一系列技術(shù)手段，完成固體有機(jī)廢棄物的資源化過(guò)程。同現(xiàn)有的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(授權(quán)公告號(hào)CN?100415394C)相比具有明顯的不同。1)本發(fā)明專(zhuān)利不采用完全炭化分解的方式處理沼渣，而是采用厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)的沼氣作為能源生產(chǎn)出環(huán)境友好活性炭，節(jié)省了能源的同時(shí)，又可以用活性炭對(duì)廢水和廢氣進(jìn)行處理；2)本發(fā)明專(zhuān)利充分回收原料預(yù)處理過(guò)程和炭化處理過(guò)程中排放廢氣中的有用物質(zhì)，氣體達(dá)到了零污染排放。3)本發(fā)明專(zhuān)利充分考慮了沼液的回收和再次利用，整個(gè)系統(tǒng)將完成自身產(chǎn)生廢液的處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有固體有機(jī)廢棄物資源化過(guò)程中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明專(zhuān)利提供一種兼具沼氣與活性炭生產(chǎn)的低排放固體有機(jī)廢棄物處理系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)途徑主要通過(guò)聯(lián)合厭氧消化技術(shù)與炭化處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要組成單元有：廢棄物粉碎處理系統(tǒng)、厭氧消化原料的預(yù)處理和調(diào)配系統(tǒng)、厭氧消化反應(yīng)器系統(tǒng)、厭氧消化剩余物脫水系統(tǒng)、厭氧消化剩余物炭化系統(tǒng)、炭化氣體收集、熱交換和凈化系統(tǒng)、處理用水循環(huán)使用系統(tǒng)等組成。

所述的粉碎預(yù)處理系統(tǒng)由用于農(nóng)業(yè)秸稈和園林廢棄物的粉碎機(jī)和餐廚垃圾打漿機(jī)組成。

所述的厭氧消化原料的預(yù)處理和調(diào)配系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的好氧生物反應(yīng)器及攪拌混合機(jī)組成。其中所述的攪拌混合機(jī)可以選則常規(guī)的固液混合機(jī)械裝置。

所述的厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的厭氧反應(yīng)器組成，包括筒體、保溫裝置、攪拌裝置、低壓氣柜以及泄壓口等組成。

所述的厭氧消化剩余固體脫水系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)、壓榨桶和卸料裝置組成。

所述的厭氧消化剩余固體炭化系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的炭化室、燃燒系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。

所述的炭化氣體收集、熱交換和凈化系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的蛇管式換熱器、換熱介質(zhì)儲(chǔ)槽、耐高溫泵和液體噴淋洗滌等組成。

所述的處理用水循環(huán)使用系統(tǒng)由本專(zhuān)利設(shè)計(jì)的活性炭過(guò)濾裝置、管路系統(tǒng)組成。

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方案是將各種原料經(jīng)粉碎、打漿和好氧預(yù)處理后，在調(diào)配系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行C/N比例以及pH的調(diào)節(jié)等。然后將物料裝入?yún)捬跎锓磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵。在微生物的作用下，生物質(zhì)有機(jī)固體廢棄物分解產(chǎn)生清潔能源沼氣，沼氣回收后作為炭化系統(tǒng)的加熱能源，用于厭氧消化剩余固體的炭化處理，生產(chǎn)吸附性能良好的活性炭。加熱過(guò)程排放的高溫?zé)煔饨?jīng)換熱器熱交換后用于厭氧反應(yīng)器的加熱和保溫等。降溫后的廢氣經(jīng)液體洗滌凈化回收其中的有機(jī)酸等物質(zhì)，再次進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器產(chǎn)生沼氣；而生產(chǎn)的活性炭用于沼液等廢水的吸附治理，實(shí)現(xiàn)沼液的循環(huán)使用與達(dá)標(biāo)排放。使用過(guò)的活性炭可以在系統(tǒng)中炭化再生循環(huán)使用。