生活垃圾处理工艺 【技术领域】
本发明属于固体废物处理领域，具体地说是一种处理城市生活垃圾的工艺，适用于处理未按分类收集的混合生活垃圾。
背景技术
随着全球环境保护意识的增强，我国的城市生活垃圾处理经过了从裸露垃圾→简易填埋→简易堆肥→高温堆肥→卫生填埋和焚烧→资源化处理的发展过程。我国的城市生活垃圾不同于发达国家，生活垃圾产量、密度都偏高，纸等可燃物不多，含水量高达40～60％，城市生活垃圾未实行分类收集的混合垃圾。国外垃圾处理技术及设备由于其处理的垃圾特征不同于国内，不适合用于处理中国的城市生活垃圾。目前在中国采用的各项垃圾处理技术，如建设填埋场、堆肥场或焚烧厂，都会引起二次污染，而采用焚烧发电由于垃圾原料的热值不高，不能直接发电，且发电的电压不稳，投资大，真正工业化运作困难度大。
中国专利ZL 98102867.5中公开了一种无害化、资源化、易分选、无剩余的垃圾处理工艺，其特征是：原生垃圾经人工粗选和磁选，去除废金属和废电池以及直径或长度大于50mm的硬物、杂物和泡沫塑料后，由输送机送入特制密闭容器，采用热解技术使其在1～1.3MPa气压、180～200℃温度、酸性化学催化剂浓度为5％的条件下进行3～3.5小时化学催化反应，使有机物得到充分分解，无有害物质和异味；经过热解处理的垃圾PH值为6.5～7.5；热解过程的最后阶段进行干燥脱水处置；然后将经过热解处理的垃圾从密闭容器内喷放到集料仓，经收集、输送至筛分机将有机物和无机物分开，再经输送机将筛分后的有机物送往制肥系统，无机物送往建材系统。该垃圾处理工艺存在以下缺点：1)分选采用人工粗选和磁选，劳动强度大且垃圾中存在较多的细菌，对操作工人的身体健康有一定的影响；2)分选效果差，分选只是去除了废金属和废电池以及直径或长度大于50mm的硬物、杂物和泡沫塑料，而直径或长度小于50mm的硬物、杂物和泡沫塑料无法从有机物中分离出来，在热解处理过程中，较大量的有机物会被缩小的废塑料(直径或长度小于50mm)裹住，不利于再筛分，有机物的利用率低；3)热解处理过程需对有机物、无机物和废塑料三种物质进行处理，增加了热解地负载量，且需要加浓度为5％的酸性催化剂，运行成本高；4)被送往建材系统的无机物中有大量废塑料，废塑料包裹有机物，由于废塑料和有机物材料的特性，不太适合制建材，故在制成材料的过程中需添加大量特制的改性性、凝固剂和其他原料，制作成本高且制成的建材较难达到国家标准；5)脱水得到的废水没有进行处理，其酸值较高，如自然排放，会对环境产生二次污染。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种劳动强度低、分选效果好及运行成本低的生活垃圾处理工艺，其有机物利用率高，无需添加酸性催化剂，避免对环境产生二次污染。
本发明采用如下技术方案：生活垃圾处理工艺，其特征是：将生活垃圾用破碎机破碎，破碎后进入分选机进行比重风选、磁选，分成无机物、有机垃圾和废塑料三类；无机物被送往制建材系统，废塑料被送往废塑料处理系统，有机垃圾被送入水解罐进行自身水解反应，水解的同时脱水，水解完后继续脱水，直至含水量小于20％；脱水完毕后喷爆干燥，然后进行细分筛，得到无机物、有机物和废塑料，无机物被粉碎后送制建材系统，废塑料被送往废塑料处理系统，有机物被送往制肥系统。生活垃圾首先用破碎机破碎，将垃圾的直径或长度变小，使后面的分选效果好，特别是使包裹在废塑料(主要是塑料袋)内的垃圾得以分散，提高垃圾的利用率，这样，比重风选和磁选能较轻易地将垃圾分成三大类：一类为有机垃圾(绝大部分为有机物，极少量为废塑料和无机物)；二类为砂石、金属等无机物；三类为废塑料、泡沫、纤维性物质(主要是废塑料)，垃圾在进行水解前分选地比较彻底，从而使水解的物质主要是有机物，大大减轻了水解的负载，运行成本低。有机垃圾在进行水解时，无需添加酸性催化剂，是因为有机垃圾中大量为有机物，利用有机物中的半纤维素脱乙酰基产生的醋酸作为催化剂，足以满足水解所需的催化剂量。由于有机物在进行水解过程中不存在被包裹的现象，有机物的利用率高。
所述的生活垃圾处理工艺，利用循环蒸汽使水解和脱水同时进行，循环蒸汽有压力，使水解的同时也能脱水；所述的有机垃圾在6～12MPa气压、100～300℃温度下进行3.0～3.5小时的水解反应，水解反应结束后，继续脱水，直至含水量小于20％。
所述的生活垃圾处理工艺，废塑料处理系统的处理过程如下：将废塑料粉碎，经低温热缩，接着加入煤、固化剂制成燃料块。该处理系统使废塑料得到更为合理的利用(前述中国专利ZL 98102867.5中没有得到合理的利用，且影响了建材的质量)。本发明用于制建材的无机物没有废塑料，保证了建材的质量；不需要添加大量特制的改性性、凝固剂和其他原料，降低了建材的制作成本。
所述的生活垃圾处理工艺，被送往制肥系统的有机物经细粉碎后可直接造粒制成有机复合肥；也可加入生物菌剂进行培养，由水解反应时脱水得到的废酸液作为催化剂，避免废酸液对环境产生二次污染，培养后脱水、造粒制成生物菌肥。
本发明的有益效果：1)采用分选机进行分选，降低了操作工人的劳动强度；2)垃圾经过破碎后，使包在塑料袋内的垃圾得以分散，分选效果好，有机物的利用率高；3)分选后的垃圾分选成为三类，对这三类分别进行各自的处理，使废塑料垃圾得到了更为合理的利用，大大减轻了水解时的负载，运行成本低；4)有机垃圾的水解为自身水解反应，无需添加酸性催化剂，且脱水得到的废酸液作为生物菌剂的催化剂，避免了对环境的二次污染；5)利用无机物制得的建材质量好，成本低。
【附图说明】
图1为本发明的生产工艺流程图。
【具体实施方式】
如图所示，将城市生活垃圾用破碎机破碎，破碎后进入分选机进行比重风选、磁选，分成无机物(主要为细砂、碎石等)、有机垃圾和废塑料三类，无机物被送往制建材系统，加固化剂制成建材；废塑料被送往废塑料处理系统；有机垃圾被送入水解罐进行自身水解反应，利用循环蒸汽使水解和脱水同时进行，控制在8～10MPa气压、150～200℃温度下进行3.3小时的反应。水解完后继续脱水，直至含水量小于20％。脱水完毕后喷爆干燥，然后进行细分筛，再次得到无机物、有机物和废塑料(此时得到的无机物和废塑料是极少量的)，无机物被粉碎后送制建材系统，废塑料被送往废塑料处理系统，有机物被送往制肥系统。
在水蒸汽和高温高压下，有机物中的半纤维素脱乙酰基产生醋酸，其起到催化剂的作用(由于水解物质绝大部分为有机物，产生的醋酸量较多，无需添加酸性催化剂)，能将有机物中的淀粉转化为糊精和低聚糖，纤维素转化为短链纤维素和低聚糖，蛋白质转化成肽类和氨基酸。
废塑料处理系统的处理过程如下：将废塑料粉碎，经低温热气缩小，接着加入煤、固化剂等配料，然后进入流水线灌模、成型制成燃料块。
有机物的制肥系统流程有二条生产线(根据需要选择)：一条是有机物细粉碎后，经造粒、烘干、冷却后制成有机复合肥；另一条是有机物细粉碎后，进入培养仓，加入生物菌剂进行培养，由脱水得到的废酸液作为催化剂，培养后经脱水、造粒、烘干、冷却制成生物菌肥。