一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法
2023-05-26 08:58:06 2
專利名稱：一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法
技術領域：
本發明涉及一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法，所述固體廢物主要是指生 活垃圾，是屬於生活垃圾綜合處理工程技術領域。
背景技術：
本發明所述固體廢物包括生活垃圾、動物屍體、廢棄植物、人畜糞便、廚餘垃 圾及市政汙泥等含有可厭氧發酵的固體廢物。
目前生活垃圾通過厭氧發酵獲得沼氣的現有技術主要有兩種
其一是從垃圾填埋場獲得沼氣。這種方法的優點是獲取成本低，待填埋場填埋垃 圾足夠多，通常是在即將封場之際，直接插管入被填埋垃圾深處抽取即可。此方法 的缺點是厭氧產沼效率差，並汙染大氣，這是因為填埋場處於完全開放的環境，垃 圾中的可腐有機物絕大部分是在好氧狀態(或者是半好氧狀態)腐熟，只有等數年 甚至十年以上使先前被填埋垃圾上方有足夠厚的垃圾覆蓋層(一般在10米左右)時， 才能真正使先前被填埋垃圾處於厭氧狀態，但此時垃圾中的可腐有機物已經很少了。 不過我們有時仍會感覺填埋場沼氣量很大，那僅僅是因為被填埋的垃圾量實在是太 大了的緣故。
其二是將垃圾儲存在密封容器中經厭氧發酵獲得沼氣。這種方法的優點是獲得沼 氣效率高，因為垃圾中的可腐有機物是基本完全處在厭氧環境中腐熟穩定的。不足 之處是所耗費成本過高，主要耗費在垃圾分選(將有機垃圾分選出來)、有機垃圾 粉碎、以及強制攪拌和通氣等。所有這些成本花費都是為了加速有機垃圾儘快腐熟， 縮短厭氧發酵周期， 一般可以控制在30天以內。
其結果是儘管沼氣效益很好，但仍不足以抵消成本開支，若無政府足夠補貼將難 以維持運轉。
發明內容
本發明贊同採用密封容器高效率獲得沼氣的技術方案，但另有一些觀念上的創 新認為耗費巨資來強制縮短垃圾厭氧腐熟周期沒有必要，相反恰恰認為可以利用 垃圾自然厭氧發酵周期長的特性來消滅外來汙水，並同時進一步增加沼氣效益。因 而按本發明方法建立的垃圾處理廠同時還是一座汙水處理廠，更確切地說是汙水消 滅廠，因為汙水處理的最終結果是零排放。
本發明的技術方案是採用多個大容量的容器(如垃圾筒倉)對生活垃圾實施 全封閉厭氧腐熟，原生垃圾裝入容器前僅進行破袋處理，不分選、不粉碎，裝入容
器後靜態厭氧發酵，除經常性噴淋汙水以保持垃圾高溼度外，不進行其它人工和機 械幹預。在經過長達數月甚至1年後再將腐熟透徹的生活垃圾取出進行後續工藝處 理。
垃圾在厭氧腐熟過程中需要消耗大量水分，在長達數月甚至1年的腐熟過程中僅 僅依靠垃圾本生的含水量是遠遠不夠的，這樣就需要補充外引汙水進入容器頂部噴 淋垃圾，經常維持容器中垃圾高含水量有助於加快厭氧菌繁殖，增加沼氣產量和加 速腐熟進程，這樣每天數次適量噴淋汙水就顯得很有必要，經數月甚至l年後，累 計的噴淋汙水量將是非常可觀的。
密封容器內設置有沼氣收集裝置，排出的沼氣由兩方面產生其一是垃圾的厭氧 腐熟；其二是汙水的厭氧消化，且汙水濃度較高，產生的沼氣量越多。
生活垃圾腐熟透徹後基本不會再產生汙染，也非常有利於其後的多種綜合處理工 藝，如機械分選、製作有機肥、焚燒、制磚，或填埋等。
下面選擇筒倉為儲存垃圾的容器，結合附圖對本發明的具體實施方法作進一步詳 細描述
圖l為筒倉縱剖面圖，艮P:圖2中的B —B剖面； 圖2為筒倉平剖面圖，B卩圖1中的A — A剖面；
附圖中標記l.筒倉底座；2.支墩；3.格柵板；4.筒倉體；5.筒倉頂；6.噴淋管； 7.環形集氣鋼筋籠；8.沼氣管；9.垃圾；IO.汙水；11.地面 附圖中構件做進一步說明 筒倉底座1是一座圓形鋼筋混凝土汙水池； 支墩2用於支撐並架空格柵板3;
格柵板3上儲存生活垃圾，垃圾內汙水經格柵板縫隙流入汙水池l; 筒倉體4採用金屬網片(內置襯墊裙)、玻璃鋼或鋼板製作； 筒倉頂5採用塑料布、蓬布或玻璃鋼蓋密封倉頂；
噴淋管6採用工程塑料管在垃圾9頂面均勻分布，管壁開孔噴出汙水； 環形集氣鋼筋籠7採用鋼筋焊接形成，外裹土工格柵，安放在垃圾中形成環形空 腔，環形空腔收集沼氣並通過沼氣管8向外排出，排出沼氣可發電或焚燒等。
具體實施方法
實施例某地需要日處理生活垃圾230立方米(約180噸)，假定垃圾入倉後需 要密封儲存8個月(即垃圾腐熟周期)，則垃圾筒倉設計要素如下
擬建垃圾筒倉直徑20米，平均高度22米，則單個筒倉容積約為6900立方米， 按曰進垃圾230立方米計，每裝滿l個筒倉需要l個月時間。如按垃圾儲存8個月 為一個腐熟周期計，則總共需要建造IO座垃圾筒倉即可滿足循環使用，其中8座處
於裝滿密封狀態，其餘l座進料l座出料處於開放狀態，不能計入腐熟周期。
按上述裝滿1個筒倉需要1個月時間計算，如果還需要延長腐熟周期，則每增加
1座筒倉就可以使腐熟周期延長1個月。 具體實施作業流程如下
原生垃圾(即新鮮垃圾)進入垃圾處理場一垃圾經機械破袋(僅打破塑膠袋)後 裝入料筒一料筒運輸至進料筒倉下一門吊提升料筒卸垃圾入筒倉一當筒倉內垃圾9
儲存至合適高度時安置環形集氣鋼筋籠7—垃圾9填滿至倉頂後安裝噴淋管6—筒倉 頂加蓋5密封一每天間隔若干次持續噴淋汙水以保持筒倉內垃圾始終處於高溼度狀 態一密封儲存滿8個月前6天不再噴淋汙水，而是噴淋清水洗滌已腐熟垃圾約3天 —停止噴淋清水3天以自然爽幹部分垃圾中水分一開倉出料。
本發明要點是採用大容量容器對生活垃圾進行長時間密封儲存，這樣做的好處
有
1. 原生垃圾不必分選和粉碎，可大幅度降低運轉成本。
2. 垃圾儲存期間除自動定時噴淋外不必進行其它人力和機械幹預，運轉成本很低。
3. 垃圾中有許多大小不一各種固體物料，徹底腐熟需要較長時間，建造足夠多個 大型筒倉構築物可以使腐熟周期充分延長，而較長的腐熟周期可消耗汙水越多，實 現以汙治汙效果。
4. 因筒倉為密封構築物，筒倉內汙染物與外界環境完全隔絕，故可以實現環境效 益零汙染。
5. 經濟效益分析根據有關資料顯示，每噸生活垃圾如若徹底厭氧分解可產生沼 氣約160立方米。若粗估按每立方米垃圾產生100立方米沼氣計，其發電後產生的 效益約為100元。
本例日處理垃圾230立方米，則每天可獲得沼氣發電效益2. 3萬元。 以上還未計入噴淋汙水產生的沼氣效益，若汙水濃度足夠高則產生的沼氣效益甚 至有可能超過垃圾。
此外還可以向汙水來源處收取汙水處理費。
6. 有利於綜合利用現有垃圾綜合處理工藝(無論是製作有機肥、制磚或其它) 都需要腐熟垃圾做原材料，而且是腐熟程度越徹底越好。
權利要求
1.一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)未腐熟固體廢物裝入一個容積在壹仟立方米以上的容器內密封儲存；(2)水泵多次提升汙水至被儲存固體廢物頂面噴淋而下；(3)所述被儲存固體廢物經過至少壹佰天密封儲存後打開容器取出已腐熟固體廢物進行後續處理；(4)向容器內再次裝入未腐熟固體廢物並重複上述步驟。
2. 如權利要求l所述一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法，其特徵在於， 還包括以下步驟未腐熟固體廢物先經破袋後再裝入容器。
3. 如權利要求l所述一種固體廢物低成本髙效率厭氧產沼方法，其特徵在於， 還包括以下步驟汙水經適當加熱後再噴淋密封容器內的固體廢物。
全文摘要
本發明公開了一種固體廢物低成本高效率厭氧產沼方法，所述固體廢物主要是指生活垃圾。本發明的要點是採用大容量容器對生活垃圾進行長時間密封儲存，其優越性有1.原生垃圾不分選、不粉碎，入容器密封儲存後處於靜態自然厭氧腐熟，故可大幅度降低運營成本；2.有足夠長的腐熟周期可以確保垃圾徹底熟化；3.大容量垃圾再加上足夠長的腐熟周期可以消耗大量外引汙水，取得以汙治汙效果；4.因容器為密封構造，容器內汙染物與外界環境完全隔絕，故可以實現環境效益零汙染；5.由於儲存垃圾的容器巨大，故每天由垃圾和汙水產生的沼氣量非常可觀，經濟效益好；6.徹底腐熟垃圾非常有利於後續綜合處理工藝，如機械分選、製作有機肥、制磚、焚燒等。
文檔編號C02F11/04GK101353272SQ20071012898
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月29日 優先權日2007年7月29日
發明者莊維健 申請人:莊維健