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有机垃圾是垃圾中最重要的污染源,如果是混合投放,一方面是在运输过程中产生环境污染,另一方面也给填埋场地带来了严重的污染,在填埋过程中污染了可回收的资源,使之丧失了利用的价值。因此,城市垃圾资源化处理是我国城市可持续发展的战略选择。
当前我国城市有机垃圾处理方法多种多样,主要有: 填埋、堆肥、焚烧三种方法,都不同程度存在各种各样的问题。垃圾卫生填埋不仅占地面积大,也是威胁土壤圈、地下水和大气圈的重要污染源。焚烧投资成本较高,易产生烟尘和剧毒二恶英污染物,对于高含水量低热值城市有机垃圾在焚烧过程也需要大量的能量。好氧堆肥是一个耗能过程 ,并极大地浪费了城市有机垃圾中所含的生物质能源。因此, 采用新型 、 高效的城市生活垃圾源头处 理技术是实现城市可 持 续发展的必然途径 。
我国现有的城市生活垃圾处理技术
1、热分解技术-热分解技术的主要處理对象包括橡胶类废物、油 漆涂料等特殊垃圾。具体操作是通过加热一个放油有 机垃圾的完全 密 闭 的 炉 膛 至450℃—750℃,在 高 温 及 缺氧条件下,促使有机垃圾分解成固态和气态两部分。 固体垃圾包括垃圾中的矿物质及碳化物。冷 却 清 洗 后 可分离出固体垃 圾 中 的 金 属,产生的焦炭也可重复利用。气态废物,可将可凝结部分转化为油脂,而剩余部分会用于加热炉壁。
2、等离子体技术-等离子体技术是新型的垃圾处理技术,主要分为高温等离子体技术和低温等离子体技术。高温等离子体技术是用高温高能粒子去碰撞有毒物质,破坏其化学结构,使其转化为无毒物质,比较适用于处理固态废物。低温等离子体技术则是通过电子束、微波及交流电场,作用于有机废气,生成许多自由基,与分子相互吸引,通过化学碰撞,自由基吸附 到 分 子 上,使其最终变得很不 稳定,分解为无毒分子,比较适用于处理气态废物。
3、昆虫转化处理技术-利用昆虫转化处理技术转化处理城市有机垃圾是垃圾资源化处理的一个新方向。 首先, 该技术具有投资少、收益高的特点, 处理成本小于收益, 实现了真正意义上的垃圾资源化。 其次, 没有其它处理方法所产生的环境污染物, 该方法垃圾利用 率达到 100%, 不产生任何废弃物, 对土壤、大气、水等不构 成任何污染。 该技术发展产品之一是蛋白饲料。 全球蛋白质短缺已经成为越来越急迫的世界性难题, 世界鱼粉产量也因近海污染、过度捕捞、休渔期延长等原因而急剧下滑。 寻求新型蛋白来源是一个目前亟待发展的研究领域。 昆虫 脂肪体可以吸收富集重金属等物质, 并且终生不排泄, 经过 脂肪提取, 可以加工成生物柴油, 不进入食物链循环。 该技术发展产品之二是是生物强化有机肥, 即以昆虫粪沙为主 要原料的虫粪沙有机肥。
4、传统的厌氧发酵技术-即湿法厌氧发酵工艺:依靠细菌在缺氧环境下分解可生物降解的液体垃圾,有机物厌氧条件下可产生沼气,沼气可用于热电联产和提纯生产生物燃气,发酵产生的沼渣经过渣水分离系统脱水后,添加辅料,通过混配/造 粒、筛分、烘干、冷却等工序制成固体有机肥;沼渣脱水分离出的沼液和物料清洗产生的污水送污水处理系统处理,达标后再利用。
5、干法消化工艺是欧洲近 30 年前开发的,为市政废 物的处理、庞大粘稠的工业有机残余物包括大量的杂 质的处理提供技术解决方案。它是相对于湿法提出的 概念,根据进入消化池物料的干固体浓度来划分。
(1)湿法消化:干固体浓度 小于 15% DS。
(2)干法消化:干固体浓度 大于 15% DS 。 干法消化的工艺流程如下图所示
消化器通常采用卧式推流式,用混凝土结构建 造。消化器、后消化器、根据需要的预水解和最终贮存 的搅拌过程,对于设备的有效运行和相关基质的水力 处理是必要的[4]。所需的特定的混合要求和功率输入 可以由技术上不同类型的搅拌器来完成。
6、有氧-厌氧联合发酵工艺:采用有氧发酵装置底部通过渗滤液收集管与一个厌氧发酵装置相连,且厌氧发酵装置用于发酵从有氧发酵装置收集的渗滤液,有氧发酵装置上侧连接有臭气收集管,所述臭气收集管另一端连接一个臭气处理装置,臭气处理装置通过导管一与厌氧发酵装置相连,原生垃圾有氧发酵产生的渗滤液经厌氧发酵装置处理后制备出沼气,并利用沼气燃烧有氧发酵产生出的臭气,同时解决了原生垃圾有氧发酵的渗滤液和臭气处理的难题,并且臭气和沼气燃烧产生的高温气体通入有氧发酵装置后,还能为原生垃圾的有氧发酵保温,促进有氧发酵的进行,提高衍生燃料的制备效率。
我国沼气工程技术仍然 存在较多问题,主要表现在:系统运行和管理自动 化平台水平不高;产气率较低;沼气工程综合利用 配套设备不成熟等;但这并不意味着我国可以放弃 厌氧消化技术,随着中国的经济快速发展,社会公从 的环保意识逐渐的提高,相信在不久的未来,我国的 有机垃圾厌氧消化技术会达到世界先进水平。
作者简介:
张双齐 1985.7 男 汉族 河南项城 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心 430070
(国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心机械发明审查部 430070)
当前我国城市有机垃圾处理方法多种多样,主要有: 填埋、堆肥、焚烧三种方法,都不同程度存在各种各样的问题。垃圾卫生填埋不仅占地面积大,也是威胁土壤圈、地下水和大气圈的重要污染源。焚烧投资成本较高,易产生烟尘和剧毒二恶英污染物,对于高含水量低热值城市有机垃圾在焚烧过程也需要大量的能量。好氧堆肥是一个耗能过程 ,并极大地浪费了城市有机垃圾中所含的生物质能源。因此, 采用新型 、 高效的城市生活垃圾源头处 理技术是实现城市可 持 续发展的必然途径 。
我国现有的城市生活垃圾处理技术
1、热分解技术-热分解技术的主要處理对象包括橡胶类废物、油 漆涂料等特殊垃圾。具体操作是通过加热一个放油有 机垃圾的完全 密 闭 的 炉 膛 至450℃—750℃,在 高 温 及 缺氧条件下,促使有机垃圾分解成固态和气态两部分。 固体垃圾包括垃圾中的矿物质及碳化物。冷 却 清 洗 后 可分离出固体垃 圾 中 的 金 属,产生的焦炭也可重复利用。气态废物,可将可凝结部分转化为油脂,而剩余部分会用于加热炉壁。
2、等离子体技术-等离子体技术是新型的垃圾处理技术,主要分为高温等离子体技术和低温等离子体技术。高温等离子体技术是用高温高能粒子去碰撞有毒物质,破坏其化学结构,使其转化为无毒物质,比较适用于处理固态废物。低温等离子体技术则是通过电子束、微波及交流电场,作用于有机废气,生成许多自由基,与分子相互吸引,通过化学碰撞,自由基吸附 到 分 子 上,使其最终变得很不 稳定,分解为无毒分子,比较适用于处理气态废物。
3、昆虫转化处理技术-利用昆虫转化处理技术转化处理城市有机垃圾是垃圾资源化处理的一个新方向。 首先, 该技术具有投资少、收益高的特点, 处理成本小于收益, 实现了真正意义上的垃圾资源化。 其次, 没有其它处理方法所产生的环境污染物, 该方法垃圾利用 率达到 100%, 不产生任何废弃物, 对土壤、大气、水等不构 成任何污染。 该技术发展产品之一是蛋白饲料。 全球蛋白质短缺已经成为越来越急迫的世界性难题, 世界鱼粉产量也因近海污染、过度捕捞、休渔期延长等原因而急剧下滑。 寻求新型蛋白来源是一个目前亟待发展的研究领域。 昆虫 脂肪体可以吸收富集重金属等物质, 并且终生不排泄, 经过 脂肪提取, 可以加工成生物柴油, 不进入食物链循环。 该技术发展产品之二是是生物强化有机肥, 即以昆虫粪沙为主 要原料的虫粪沙有机肥。
4、传统的厌氧发酵技术-即湿法厌氧发酵工艺:依靠细菌在缺氧环境下分解可生物降解的液体垃圾,有机物厌氧条件下可产生沼气,沼气可用于热电联产和提纯生产生物燃气,发酵产生的沼渣经过渣水分离系统脱水后,添加辅料,通过混配/造 粒、筛分、烘干、冷却等工序制成固体有机肥;沼渣脱水分离出的沼液和物料清洗产生的污水送污水处理系统处理,达标后再利用。
5、干法消化工艺是欧洲近 30 年前开发的,为市政废 物的处理、庞大粘稠的工业有机残余物包括大量的杂 质的处理提供技术解决方案。它是相对于湿法提出的 概念,根据进入消化池物料的干固体浓度来划分。
(1)湿法消化:干固体浓度 小于 15% DS。
(2)干法消化:干固体浓度 大于 15% DS 。 干法消化的工艺流程如下图所示
消化器通常采用卧式推流式,用混凝土结构建 造。消化器、后消化器、根据需要的预水解和最终贮存 的搅拌过程,对于设备的有效运行和相关基质的水力 处理是必要的[4]。所需的特定的混合要求和功率输入 可以由技术上不同类型的搅拌器来完成。
6、有氧-厌氧联合发酵工艺:采用有氧发酵装置底部通过渗滤液收集管与一个厌氧发酵装置相连,且厌氧发酵装置用于发酵从有氧发酵装置收集的渗滤液,有氧发酵装置上侧连接有臭气收集管,所述臭气收集管另一端连接一个臭气处理装置,臭气处理装置通过导管一与厌氧发酵装置相连,原生垃圾有氧发酵产生的渗滤液经厌氧发酵装置处理后制备出沼气,并利用沼气燃烧有氧发酵产生出的臭气,同时解决了原生垃圾有氧发酵的渗滤液和臭气处理的难题,并且臭气和沼气燃烧产生的高温气体通入有氧发酵装置后,还能为原生垃圾的有氧发酵保温,促进有氧发酵的进行,提高衍生燃料的制备效率。
我国沼气工程技术仍然 存在较多问题,主要表现在:系统运行和管理自动 化平台水平不高;产气率较低;沼气工程综合利用 配套设备不成熟等;但这并不意味着我国可以放弃 厌氧消化技术,随着中国的经济快速发展,社会公从 的环保意识逐渐的提高,相信在不久的未来,我国的 有机垃圾厌氧消化技术会达到世界先进水平。
作者简介:
张双齐 1985.7 男 汉族 河南项城 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心 430070
(国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心机械发明审查部 430070)