[發明專利]一種用于處理有機固體廢棄物的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410317274.3
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104148358B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 呂·詹姆斯·正雄
• 申請（專利權）人: 浙江海亮固廢處理科技有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C05F7/00;C05F9/00;C05F9/02;C05F11/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所11410
• 代理人: 賈媛媛

技術領域

本發明涉及廢棄物處理領域，特別涉及一種用于處理有機固體廢棄物并將其資源化為高品質活化有機肥的方法和裝置。

背景技術

傳統的廢棄物回收方法包括焚燒發電法、生化堆肥法、衛生填埋后沼氣回收法、熱解氣化法、熱解煉油法、濕氧化的物料或能源回收法、厭氧氣化法、固化制建材法等。目前，城市廢棄物如垃圾及污泥的資源回收主采用焚燒發電及生化堆肥法。填埋場的沼氣回收僅作為填埋的污染控制下的附屬操作，而非以填埋的沼氣回收作為主要的資源回收方法。以上現行的發電、堆肥、填埋沼氣回收三種方法雖然廣為應用，但在無害化及資源化的過程仍存在許多缺陷。這三種方法的總體經濟效益一般也很低或無經濟效益。在廢棄物處理企業化的過程也需政府補助處理費才能賴以存在。為達到有真正雙重的環境效益及經濟效益，現行處理法的進一步改良有其必要。

在對城市垃圾不停地推動分揀的做法之下，廢棄物在金屬、塑料、玻璃等的回收之后，剩余的廢棄物大都為復雜有機成份，這些成份即一般所稱的“生態垃圾”。這些成份在許多發達國家仍占有約60％至70％的垃圾量。許多發達國家，例如美國，對這類回收后的復雜有機物，并不把焚燒及填埋視為理想的處理法，傳統堆肥法成為重要的選項。根據美國環保署的統計，傳統堆肥法在垃圾處理的應用由1980年的0.1％增長到2010年的8.1％，30年間漲了8100％，平均年成長率高達270％/年。但堆肥時因廢棄物進料的物理(例如顆粒尺寸、纖維化程度、濕度、疏松度等)、化學(例如化合物種類及組成等)以及生物(例如原有的真菌及霉菌種類等)的性質不同以及堆肥時操作條件之異，其生產出堆肥的品質各異。堆肥的發酵與腐熟期也很長，一般共需一至二個月或更長的時間才可完成。一般使用者很難分辨生產出的堆肥產品的品質好壞。傳統堆肥也常無法去除病毒病菌或其它重金屬及有毒有機物。加上時下在中國尚無公認的堆肥或有機肥品質數量化的評比標準，故易造成使用者對堆肥或有機肥(以下統稱有機肥)好壞無法確信。亦造成有機肥制造者無真正追求如何才能制成高品質有機肥的動機。所以開發出快速且可生產高品質，避免以上缺點的有機固體廢棄物制備有機肥的工藝技術至為重要。

中國專利申請第200910131605.3號公開了一種有機廢棄物堆肥生產方法(以下稱HiROS方法)，通過對有機固體廢棄物采用機械熱化學法進行制肥。該HiROS方法采用“濕式部分氧化技術”直接制肥。為了“部分氧化”過程可利用有機物產生的熱能，反應需在極短的時間內(一般數分鐘內)完成。如此則需在極短時間內將易降解有機物先快速水解，該工藝技術采用濕潤劑及鍵離劑將木質纖維素在“物化處理糟”中分散。然后采用熱水解及部分氧化法，在“高速穩定釜”中用140至300℃進行熱水解及熱氧化。氧化處理則維持反應后有1至6ppm的殘氧當量以確定易降解有機物被充分氧化，但僅極少量的纖維素含量被氧化。之后，用充滿蒸汽的“活化釜”配合中和劑、松軟劑、及活化劑的作用，并用蒸汽膨化法活化纖維素。

HiROS方法存在以下問題：

問題1：HiROS方法基本上用同一的流程處理各類不同的有機固體廢棄物，且將水解與氧化在同一穩定釜操作，因此可能對不同種類的有機固體廢棄物的處理造成處理不全、失敗或處理過分的問題，且降低有機肥的產量；

問題2：所用熱水解操作原理及參數，以及使用的穩定釜單元操作設備很難在極短時間內(例如二分鐘內)便將易降解有機物水解；

問題3：高速穩定釜中的熱水解率與熱氧化率很難取得平衡，因而造成易降解有機物的不完全分解；

問題4：高速穩定釜中的供氧率與需氧率很難在極短時間內平衡，因而造成易降解有機物的不完全分解；

問題5：易降解有機物氧化后所釋出的熱量若未能在短時間內集中導出及收集，則可能造成無法快速提溫而影響能量的有效回收再利用及自續反應的進行；

問題6：高速穩定釜產生熱量如何在處理廠中做最有效的應用，以及如何避免釜中的有機物小顆粒的固化或碳化而阻熱能傳送；

問題7：在高溫高壓情況下的固液分離法及如何避免頻繁的維護問題；

問題8：為了易降解有機物的高度氧化分解，常造成過分酸化及過分殘氧量，影響活化釜處理前中和及還原的需求，并造成有機肥產量的減少；

問題9：高含量或緊密顆粒狀的木質纖維素物質的膨化活化在處理系統中的安排及效率問題。

對于上述問題1，需要對不同固體廢棄物的處理流程及不同單元操作的選擇進行逐一考慮。