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一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明属于垃圾资源化技术领域,具体涉及一种用于海岛及偏远地区的小型生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统。

相关背景技术

[0002] 海岛作为散布于海洋中的小块陆地,在海洋开发过程中扮演着前沿基地的关键角色,海岛旅游开发也一直是海洋开发以及沿海地区建设中的一个重要组成部分,也是当前海洋经济发展中的热点之一。作为海洋大区,有着丰富的海岛旅游资源,随着旅游业开发的日益深入,海岛旅游也正在快速发展。发展海岛旅游不仅能更加有效地利用海洋资源,为地区建设带来可观的社会经济效益,同时也可能对海岛及周边海洋造成生态环境方面的负面影响。在诸多的潜在环境污染源中,人民生活及生产过程中产生的生活垃圾和餐厨垃圾既是主要的,也是较难控制的污染源。
[0003] 海岛是一种比较特殊的地理类型,与大陆相比,有着很多明显的差异。一般来说,海岛与大陆、海岛与海岛之间的联系十分薄弱。也正是因为这一点,岛与岛、岛与陆之间的交通十分不便,不利于物资的流动,大多已开发的海岛因此形成了较为单一的社会经济结构。岛上电力、淡水、生产资料供应困难,导致了岛上生活成本与建设成本较高。海岛生态系统,是指海岛及其周边海域的生物群落及非生物环境。海岛作为海洋组成部分,在海洋生态系统发挥着重要的作用。但是,与陆地相比,海岛环境独特、生态条件严酷、植被种类贫乏、优势种相对明显,生态系统较为脆弱,极易受到破坏,且破坏后很难得到恢复。这一切都说明,海岛对于污染物的承载力较小,即海岛的环境容量较小。
[0004] 授权公告号为CN 112845504 B的专利公开了一种生活垃圾资源化利用处理工艺,其包括:破碎及预处理;低温裂解;裂解渣选;碳粉提纯装置;能量回收;渗滤液和脱附油水处理;废旧金属的清洗及污水处理,该专利发明一种生活垃圾资源化利用工艺及装备采用低温裂解技术,能有效克服焚烧产生的二噁英二次污染问题,彻底实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化利用,低温裂解技术具备的优点较多,在低温裂解过程中,垃圾中的有机物成分能转化为可利用能量形式,经济性更好,低温裂解产生的燃气(不凝气)视其热值高低可直接燃烧或与高热值燃气混合燃烧,低温裂解法产生的烟气量比焚烧法少便于烟气净化。
[0005] 申请公告号为CN 114042733 A的专利公开了一种生活垃圾资源化利用综合处理工艺,包括:将生活垃圾依次进行破碎、筛分,筛分成大类物和小类物;再将大类物通过比重风选机分选出重物类和轻物类;然后将轻物类加入发酵剂进行快速发酵,对轻物类中的生物有机物进行好氧发酵;再将发酵后的轻物类筛选出腐营土,余下的轻物类进行烘干,然后再摩擦干洗;摩擦干洗后的物料进行磁涡分选,分选出铁和有色金属混合物以及塑胶膜类物质;最后将塑胶膜类物质进行塑化聚合,然后再粉碎磨粉,最后进行挤塑注塑,得到塑料制品。该发明实施例的生活垃圾资源化利用综合处理工艺将生活垃圾中的塑胶塑膜类物质分离出来,避免在其它分选处理过程中将塑料类物质处理成污染物。
[0006] 授权公告号为CN 104070051 B的专利公开了一种生活垃圾资源化清洁化分选方法,包括:消毒除臭后破袋;撕碎到1~25cm后再次消毒除臭;处理后的生活垃圾进行破碎,挤干破碎后垃圾,挤出的废液进入厌氧发酵系统,挤干后的垃圾,经2~15mm的垃圾筛分选;分选后的筛下物落入水中,经过50~100目的孔筛,所得的纸浆经脱水拧干,得到纸浆粗品,分离纸浆后的重物,清出泥沙后,进入建材生产线分选出有色金属后,制作建材;筛上物进入浮选水箱,将塑料等比重较轻的物质从中分离出来,与水一起自流到孔径为1~5mm筛甩干脱水后,输送到塑料精加工生产线。该方法实现生活垃圾的有效分离,最终全部利用加工为产品,实现零焚烧、零填埋、零排放。
[0007] 授权公告号为CN 102407232 B的专利公开了一种生活垃圾资源化循环利用方法,其特征包括如下步骤:a.渗水处理;b.水相进行油水分离,油相精致处理;c.进行高温杀毒、灭菌、缩水、减量、减体积处理,进入分级筛进行初级分类;d.经烘进行初级分类;e.将上述分拣完厚的余物进行选;f.进行沼气发酵;炼制生物柴油;供热系统燃烧。本发明的有益效果:本发明加工餐厨垃圾充分回收利用,解决了废水、废气等问题,达到高效、节能、低耗、环保,变质为宝处理成本低,实现循环经济的目标。该发明的有益效果:将城市生活垃圾充分回收利用,解决了废水、废气等问题,达到高效、节能、低耗、环保,变质为宝处理成本低,实现循环经济的目标。
[0008] 授权公告号为CN 102371266 B的专利为一种餐厨垃圾资源化利用方法,其包括如下步骤:a.将收集的餐厨垃圾高温瞬时灭菌保存;b.脱掉餐厨垃圾中的自由水及油脂;c.液相经油水分离交换反应制备生物柴油,废水处理;d.磁选,进一步脱水;e.催化剂处理;f.燃烧热能转化;g.液相经油水分离脱出其胶质,作燃料油使用,水相进入废水处理阶段。该发明的有益效果:本发明加工餐厨垃圾充分回收利用,解决了废水、废气等问题,达到高效、节能、低耗、环保,变质为宝处理成本低,实现循环经济的目标。
[0009] 然而,CN 112845504 B的技术方案着眼点在利用低温裂解技术将筛分后的有机垃圾进行无害化处置,实际并不适合海岛(及边远地区)的生产应用;CN 114042733 A和CN 104070051B的技术方案着眼点在利用设备工艺组合将生活垃圾进行简单的筛分,并无智能识别、分拣及结合餐厨垃圾的资源化生产工艺;CN 102407232 B和CN 102371266 B的技术方案着眼点在对餐厨垃圾的资源化处置,一方面其生产工艺较复杂,不适合海岛(及边远地区)的生产应用(如粗油脂生产生物柴油等),一方面没有将沼气等产品进行工艺内使用,并没有将餐厨实现高效的资源化,同时也没有结合生活垃圾实现联合生产。
[0010] 目前也有一些专利涉及到餐厨垃圾和生活垃圾的协同处理,例如专利公开号为CN117925381A的发明中公开了一种海岛生活旅游垃圾循环处置系统及处置方法,该发明采用上述高效循环处置系统能实现海岛生活、旅游产生的厨余、秸秆、草木等易腐垃圾以及废纸、废衣物等可燃垃圾的稳定处置,有效避免了单一处置面临的发酵产沼不稳定、焚烧效果不佳且污染大等问题,节约建设费用和处置成本。专利公开号CN220379674U的发明中公开了一种垃圾焚烧炉协同处置城市污染物的系统,包括彼此协同的垃圾焚烧发电厂、餐厨垃圾处理厂、污泥干化处置装置、炉渣综合利用厂、渗滤液及污水处理站以及飞灰填埋场。专利公开号为CN214289972U的发明中公开了一种餐厨垃圾与生活垃圾协同处理设备,专利公开号为CN212041970U的发明中公开了一种固危废协同生活垃圾焚烧处理系统,专利公开号为CN210023209U的发明中公开了一种垃圾处理站等等,均能够同时对餐厨垃圾和生活垃圾进行处理,并利用沼气对可燃垃圾进行燃烧。但这些现有技术,要么设备规模大且各个垃圾处理厂仍需要分别单独管理,并不适用海岛及偏远地区。而诸如CN117925381A的发明虽然涉及到海岛生活旅游垃圾的协同处理,且能够利用沼气,但对垃圾的处理十分单一且垃圾回收利用率较低。另外,现有技术的垃圾处理装置也没有考虑到当地独特的自然资源和应用场景的具体需求,结构模式单一,这从另一方面也降低了垃圾回收利用率。
[0011] 因此,目前急需一种能够充分考虑当地的实际条件,且能满足海岛及偏远地区的生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化处置需求的垃圾处理系统。

具体实施方式

[0057] 下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
[0058] 专业术语和名词解释:
[0059] 海岛:指散布于海洋中的小块陆地,其气候、水文、土壤等地理要素受海洋影响较大,且与外界相对隔离,自成系统。其四面环海,构成独立的地理单元。
[0060] 生活垃圾:指在日常生活中或者为城市日常生活,提供服务的活动中产生的固体废弃物。
[0061] 餐厨垃圾:指食堂、饭店等在食品加工、饮食服务、单位供餐活动中产生的饮食剩余物,以及后厨加工过程中产生的废弃物。
[0062] 垃圾资源化:指将废弃的垃圾分类后,作为循环再利用原料,使其成为再生资源。
[0063] 本申请主要由首道~集中分拣单元(1)、次道~精细处置单元(2)、中道~辅助&补充单元(3)、卯道~热处置&资源化单元(4)、末道~装&封&储料单元(5)等五个单元集成该高效资源化系统(如图1所示),同时,每个单元分别由若干个模块组合而成(如图2~图6所示)。
[0064] 该系统可以实现将生活垃圾、餐厨垃圾以及海水处理处置成可再生资源、危险废弃物和可利用资源三大块产物(如图1所示),其中可再生资源可以运出海岛(或本地)售卖,创造经济价值,包括低值废塑料可再生料、金属可回收料、高值废塑料可再生料以及粗油脂料;危险废弃物必须要运出海岛(或本地)经由专业的处置机构进行处理,包括有害垃圾、飞灰和轻质沉水料;可利用资源可以用于海岛(或本地)的就地利用,为本就资源缺乏的本地提供必要的用于生产和生活的资源补充,包括沼液、炉渣、淡水、电力和供热。
[0065] 其中,首道~集中分拣单元(1)主要用于将进入系统的混杂的垃圾原料进行集中的筛分处置,初步分成若干种类进入后续单元进行再处理,包括M01前处理模块和M02预处理模块,如图2所示;次道~精细处置单元主要对前道单元分拣出的重点关注的物料进行进一步的分拣及处理,包括M03水选&净化模块和M04厌氧&分离模块,如图3所示;中道~辅助&补充单元用于对整套系统的运行进行集中控制,且对系统外延进行补充的若干模块,包括M17中央控制模块、M18深度水处理模块、M19装载运输模块以及其他定制模块(该模块系统图中未示意),如图6所示;卯道~热处置&资源化单元(4)用于将前道处理单元产生的可燃气体(沼气)、前道处理单元产生的不可更高值回收再生的垃圾(沼渣和其他垃圾)、各模块内可能产生的臭气以及海岛(或本地)的各种资源(海水、太阳能和风能等)进行处置,一方面将相关垃圾就地处理,同时产出可就地利用的资源,包括M07沼气锅炉模块、M08烘干&暂存模块、M09海水淡化模块、M10焚烧炉&余热锅炉模块、M11发电模块、M12烟气净化模块、M13储电模块、M14换热模块、M15光伏模块和M16风电模块,如图4所示;末道~装&封&储料单元用于将所有前道处理单元产生的产物根据不同的后端处置或利用需求,进行压缩、打包、密封、称重及存储,包括M05压缩&打包模块和M06称重&储料模块,如图5所示。
[0066] 整套系统各组成单元详细的结构组成、功能实现及运行逻辑,可以叙述为:
[0067] ①首道~集中分拣单元,包括M01前处理模块和M02预处理模块,如图2所示。
[0068] M01前处理模块,包括匀料装置、破袋装置、筛分系统、风选装置、除铁装置、智能控制系统、机械手分拣执行装置和传送系统等部分组成,该模块的设备运行用电力驱动,并抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题。其中,筛分系统包含但不限于滚筒筛、蝶形筛、振动筛等主流筛分及定制的筛分装置;智能控制系统包含但不限于物料的信息抓取、智能识别并发出分拣物料执行控制信号等功能;传送系统包含但不限于斗提机、皮带传输机、链板传输机等主流传输及定制的传输装置。该模块能将生活垃圾和餐厨垃圾经M02预处理模块处理后的杂质及有机固渣,处理处置后产出轻质垃圾、高值可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾、其他垃圾。其中,高值化可回收垃圾可分为金属可回收物和塑料可回收物。
[0069] M02预处理模块,包含但不限于接收系统、分选系统、挤压系统、除砂除杂装置和三相分离装置等部分组成,该模块的设备运行用电力驱动,并抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题。该模块能将餐厨垃圾处理处置后产出杂质及有机固渣、水相垃圾和粗油脂。其中输入物料经分选系统、挤压系统、除砂除杂装置后均会产生杂质及固渣,经三相分离装置处理后产出固相垃圾(有机固渣)、水相垃圾和油相垃圾(粗油脂),而杂质及固渣连同有机固渣汇集后统称为杂质及有机固渣。
[0070] ②次道~精细处置单元,包括M03水选&净化模块和M04厌氧&分离模块,如图3所示。
[0071] M03水选&净化模块,包含但不限于破碎装置、摩擦洗装置、漂洗装置、脱水装置、初步净水工艺等部分组成,该模块的设备运行用电力驱动,水选相关工艺需要补充淡水,并抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题。该模块能将生活垃圾经分拣后产出的轻质垃圾水选处置及分离后产出低值废塑料可再生原料和轻质沉水料,其中低值废塑料可再生原料为轻质垃圾经破碎、摩擦洗及漂洗后浮于水面的部分(以PP、PE塑料薄膜料为主),又经脱水和团粒工艺加工后制得的半成品原料;而轻质沉水料为轻质垃圾经破碎、摩擦洗及漂洗后沉于水底的部分(PVC塑料薄膜料及其他杂质),过滤后再经脱水工艺的产出料。
[0072] M04厌氧&分离模块,包含但不限于厌氧发酵系统、固液分离系统等部分组成,该模块的设备运行用电力驱动,抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题。该模块能将餐厨垃圾处理处置后产出的水相垃圾和生活垃圾经分拣后产出的厨余垃圾,经厌氧发酵和分离系统的处理处置后产出沼气、沼液及沼渣。
[0073] ③中道~辅助&补充单元,用包括M17中央控制模块、M18深度水处理模块、M19装载运输模块以及其他定制模块(该模块系统图中未示意),如图6所示。
[0074] M17中央控制模块,所有模块内及系统周边的监测及采样的反馈信号数据都集中传输至中央控制模块,包含但不限于入料的采样信息、设备运行状态、输入输出重量信息、模块内环境数据(温度、湿度、沼气浓度[若有]等)、各个调节动设备状态(风机、泵、阀及监测仪表等)、外排物质的实时或抽检数据(烟气、水)和系统内外视频监控数据等;而相应的,M17中央控制模块也会根据预先设定的连锁程序、综合反馈信息、紧急情况预警及远程给定的调整信号经综合处理发出控制信号给系统及各模块,以保证整套系统安全、持续、高效的运行。同时,该模块需要提供电力及保证模块内较低的温度。
[0075] M18深度水处理模块,该模块为选配模块,如果海岛内或偏远地区的应用场景内有高污染、SS、TDS、氨氮及有机污染物浓度较高的水(如垃圾渗滤液、沼液[不做资源化]等)的处理需求,则可以选配该应用模块,其包括但不限于反应池、沉淀池、离子交换系统、MVR系统等,用来处置高浓度废水,处理后的达标的水可以供系统回用或是排出系统外。同时,该模块需要提供电力、保证模块内较低的温度及添加工艺所需药剂。
[0076] M19装载运输模块,该整套系统以小型化为实现硬件的话,则可将各个模块以标准集装箱进行具体的物理空间限制及硬件实现,所以可以用卡车及货轮进行装载和运输,以实现整套系统的可移动化,一方面可以实现系统内各模块的自由组合,也可以实现根据各地具体的需求进行系统配置。
[0077] 其他定制模块(该模块系统图中未示意),该模块为选配模块,是为了配合系统使用的预留部分,可以为设备和工艺的补充,比如用本系统产出的水和电力直接制氢、对产出的可再生原料就高值化处置(如高值塑料原料再生产改性颗粒、低值废塑料进行热解&裂解产出燃料油)等,也可以是服务人员的补充,比如(非中控室)操作人员的休息及办公的空间。
[0078] ④卯道~热处置&资源化单元,包括M07沼气锅炉模块、M08烘干&暂存模块、M09海水淡化模块、M10焚烧炉&余热锅炉模块、M11发电模块、M12烟气净化模块、M13储电模块、M14换热模块、M15光伏模块和M16风电模块,如图4所示。
[0079] M07沼气锅炉模块,包含但不限于燃烧系统、锅炉系统等部分组成,其中燃烧系统利用M04厌氧&分离模块产出的沼气(也可用外接燃料)和由烟气余热加热后的空气以一定比例进行混合并燃烧,产生的热量由锅炉系统将锅炉内工质(锅炉给水)加热成过热蒸汽,其中锅炉内给水可以由M09海水淡化模块产出的淡水提供,也可以由外接淡水提供;燃烧产生的烟气进入烟气净化系统进行净化处理。
[0080] M08烘干&暂存模块,包含但不限于换热系统(气气换热或气液换热)、烘干系统、物料状态监测系统、智能称重及储料系统等部分组成。其中,换热系统由M07沼气锅炉模块产出的过热蒸汽经换热后产热用于本模块的物料烘干;烘干系统分为若干分区,利用换热系统的热对输入物料进行分阶段烘干,当物料平均含水降低到一定数值便进入下一个阶段,最终将平均含水率控制在10%以下,产出可燃垃圾,并经智能称重后进入储料系统暂存物料;该模块的输入物料包括餐厨垃圾经M02预处理模块及M04厌氧&分离模块处置后产出的沼渣,和生活垃圾经M01前处理模块处置后产出的其他垃圾。
[0081] M09海水淡化模块,包含但不限于蒸汽换热系统、海水蒸馏淡化系统、海水泵送及浓海水排海系统、蒸馏淡水暂存储罐等部分组成,利用M07沼气锅炉模块产生并于M08烘干&暂存模块初步热交换后依然处于高温的蒸汽的换热,将从大海抽取的海水经蒸馏淡化后产出淡水;淡水可供系统内需水工艺自用,也可对系统外部供应;淡化后的浓海水经泵送系统排入大海,海水的抽取口与浓海水排海口应保证较远的距离。
[0082] M10焚烧炉&余热锅炉模块,包含但不限于垃圾焚烧炉(可选用空冷炉排炉、水冷炉排炉[针对高热值垃圾])系统、焚烧炉内SNCR系统、辅助燃烧系统、一次&二次风送系统、二燃室装置、排渣系统(可选配水冷)、余热锅炉系统及燃烧和锅炉监测系统等部分组成。其中,辅助燃烧系统可将经M08烘干&暂存模块烘干处置后的可燃垃圾进行点燃、稳定燃烧后,可维持焚烧炉自燃烧,辅助燃烧器可用外接燃料进行燃烧(也可用M04厌氧&分离模块产出的沼气);可燃垃圾不断经过干燥、燃烧及燃烬等各燃烧阶段后完全燃烧,保证其燃尽率≤3%;焚烧炉膛及二燃室保证温度≥850℃且烟气停留时间≥2S(保证最大程度去除二噁英),若监测到温度不满足要求(即温度≥850℃)可开启辅助燃烧系统补充燃烧;一次&二次风送系统可将烟气余热加热后的空气作为助燃空气由风机送入的焚烧炉膛及二燃室,保证完全燃烧所需空气;可燃垃圾经焚烧炉燃尽后产生的炉渣经排渣系统排出模块外;余热锅炉利用炉膛内焚烧的热量将锅炉内工质(锅炉给水)加热成过热蒸汽,其中锅炉内给水可以由M09海水淡化模块产出的淡水提供,也可以由外接淡水提供;燃烧产生的烟气进入烟气净化系统进行净化处理。
[0083] M11发电模块,包含但不限于螺杆膨胀动力机系统、发电机系统等部分组成。其中,由M10焚烧炉&余热锅炉模块产生的过热蒸汽进入螺杆膨胀动力机系统,经过扩容、减压、膨胀后推动螺杆膨胀动力机转动做功,并驱动与之同轴的发电机系统发电,发出的电力输入M13储电模块,做完功的蒸汽进入M14换热模块。
[0084] M12烟气净化模块,包含但不限于半干法脱酸系统、活性炭吸附工艺、干法脱酸工艺、烟气换热系统、布袋除尘系统、烟气监测系统及烟囱等部分组成。可以分别将M07沼气锅炉模块和M10焚烧炉&余热锅炉模块产生的烟气进行净化处置,其中,达标后的烟气排出系统外,产出的飞灰经冷却后进入M05压缩&打包模块;同时,各模块抽取的空气可由换热系统与高温烟气进行换热后分别进入M07沼气锅炉模块和M10焚烧炉&余热锅炉模块,在为系统除臭的同时保证其充分燃烧所需的空气量。
[0085] M13储电模块,包含但不限于转换器系统、DC/DC变换器系统、若干储电单元、逆变器系统、储电状态监测及模块内环境监测系统等部分组成,一方面可以将M11发电模块产生的电能及M15光伏模块和M16风电模块(若有)产生的电能分单元存储于该模块,同时可以输出电能供本系统自用和向系统外输出(一定限度内),该模块内需要保持较低的环境温度。
[0086] M14换热模块,该模块可以将换热工质与M09海水淡化模块及M11发电模块来的蒸汽进行换热,换热工质可以是M09海水淡化模块产出的淡水或是空气,则可以实现对外供热(热水或热风),根据能量梯度利用的原理将M07沼气锅炉模块和M12烟气净化模块产生的过热蒸汽进行充分利用,蒸汽换热后产生的凝结水重新回到以上两模块的锅炉系统进行循环使用。
[0087] M15光伏模块和M16风电模块,为选配模块,根据当地的要求酌情配置,其中,M15光伏模块可实现将太阳能转化成电能,在白天有太阳光的状态可以发电;M16风电模块考虑小型风力发电机,可实现将风能转化成电能,在任何有风的状态均可以发电。
[0088] ⑤末道~装&封&储料单元,包括M05压缩&打包模块和M06称重&储料模块,如图5所示。
[0089] M05压缩&打包模块,包含但不限于压缩系统、抽真空系统、打包系统及液体桶装及封装系统等,该模块的设备运行用电力驱动,抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题,并保持模块内的较低的温度控制。可以分别实现各产物的封装后处理,包括高值可回收垃圾(包括金属和塑料)的压缩和打包装袋,低值废塑料可再生原料的压缩和打包装袋,有害垃圾、飞灰和轻质沉水料的密封和打包装袋,炉渣的打包装袋,粗油脂的桶装密封和沼液的打包桶装。
[0090] M06称重&储料模块,包含但不限于称重系统、分区储料系统及智能管理系统等,该模块的设备运行用电力驱动,抽取该模块内的空气供后端的燃烧配风使用,用以解决可能存在的臭气的问题,并保持模块内的较低的温度控制。可以分别实现由M05压缩&打包模块处理后各封装产物的智能称重及存储,对模块内各产物及环境进行智能控制及管理,进一步实现产物的安全存储并保证将各产物及时外运或就地资源化后处置。
[0091] 对于处置原料和处置后产物,如图1~6所示,可以叙述为:
[0092] ①生活垃圾,指在日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物,主要包括厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品等,同时具有较高的含水率。生活垃圾的组成、产生量及组分与居民生活水平、生活习性、季节气候、环境条件等因素有密切关系。
[0093] ②餐厨垃圾,指食堂、饭店等在食品加工、饮食服务、单位供餐活动中产生的饮食剩余物,以及后厨加工过程中产生的废弃物。餐厨垃圾主要由蔬菜、米饭、肉类、豆制品、蛋壳等物质组成,包括易降解有机物(如蛋白质、淀粉、糖类等)和难降解有机物(如油脂、纤维素等),以及不能降解的物质(如骨头、蛋壳等)。受我国居民生活方式的影响,餐厨垃圾具有高含水率、高盐分、高有机物含量、高营养成分等特征。
[0094] ③系统产出的可再生原料,包括,低值废塑料可再生原料各类塑料袋膜料为主,后端既有可以和新料掺混生产塑料制品,也可以用于裂解制油或化工原料;金属可回收原料包括各类金属易拉罐、金属瓶、金属工具及零件等金属制品,有较高回收价值;高值废塑料可回收原料包括各类废塑料瓶、塑料桶、塑料餐盒等主;粗油脂可再生原料即为“地沟油”,有较高回收价值。
[0095] ④系统产出的危险废弃物,包括,有害垃圾主要包括各类电池、灯管、电子类废弃物以及各种家用化学药品等;(生活垃圾焚烧)飞灰主要指烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰,由于含有有二恶英及重金属等有害物,被列为危险废弃物,需进行专业的处理;轻质沉水料,主要PVC塑料薄膜料、织物及其他杂质,本身不属于危险废弃物,但焚烧后能产生二噁英等有害成分,本申请在实施例二(精制资源化集成系统),将其归为可燃垃圾可进行焚烧处理(如图8、图9所示),实施例三(高效资源化集成系统),将其归为危险废弃物另行处置(如图1、图6所示)。
[0096] ⑤系统产出的可利用资源,包括,沼液可作为生物肥料和生物农药进行无害化、资源化的综合利用,应用于当地的农、林作物(若不进行资源化利用,则可以配置M18深度水处理模块将其进行无害化处置);炉渣可最为建材,应用于当地填海、铺路等利用;淡水、电力及供热均属于海岛及偏远地区稀缺的生活必备资源既能源,可以直接利用。
[0097] 本发明可以通过不同单元科学的组合,集成不同的系统用来满足不同的场景需求,在此通过三个实施例进行分析说明,如图1、图7和图9所示。
[0098] 实施例一:
[0099] 组合式生活垃圾和餐厨垃圾初步资源化集成系统的运行逻辑,如图2、图5、图7及图8所示,可以叙述为:
[0100] ①初步资源化集成系统由首道~集中分拣单元(1)、中道~辅助&补充单元(3)、和末道~装&封&储料单元(5)三个单元组成,可以将生活垃圾和餐厨垃圾经处置产出可再生原料、危险废弃物和待处置垃圾,其中,可再生原料可以外运售卖,危险废弃物需要外运进行专业的处置,待处置垃圾还是垃圾且需要进行进一步的无害化处置,如图7所示。
[0101] ②生活垃圾连同餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣,经M01前处理模块处置后产出轻质垃圾、高值化可回收垃圾(金属和塑料)、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。
[0102] ③餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣、粗油脂和水相垃圾,其中杂质及有机固渣进入M01前处理模块进一步处置。
[0103] ④M01前处理模块处置后产出轻质垃圾、高值化可回收垃圾(金属和塑料)和有害垃圾,连同M02预处理模块处置后产出的粗油脂,经M05压缩&打包模块和M06称重&储料模块的处理处置后产出可再生原料(外运售卖)和危险废弃物(外运专业处置),其中,可再生原料包括轻质垃圾、金属可回收原料高值废塑料可回收原料和粗油脂可再生料,危险废弃物指有害垃圾。M01前处理模块处置后产出厨余垃圾和其他垃圾,以及连同M02预处理模块处置后产出的水相垃圾,经管道&转运模块输出该系统,这些的垃圾需进一步无害化处置。
[0104] ⑤系统内所有模块的设备使用的电力均由外接电力提供;系统内所有模块的运行状态均由M17中央控制模块监测及控制;除臭模块对所有系统内模块抽取空气进行处理,保障全系统的除臭效果;若采用小型化设备组合,则可通过M19装载运输模块进行系统的转运。
[0105] 实施例二:
[0106] 组合式生活垃圾和餐厨垃圾精制资源化集成系统的运行逻辑,如图2~3、图5、图9及图10所示,可以叙述为:
[0107] ①精制资源化集成系统由首道~集中分拣单元(1)、次道~精细处置单元(2)、中道~辅助&补充单元(3)、和末道~装&封&储料单元(5)四个单元组成,可以将生活垃圾和餐厨垃圾经处置产出可再生原料、危险废弃物和可燃产物,其中,可再生原料可以外运售卖,危险废弃物需要外运进行专业的处置,沼气可以就地利用(如燃烧供热),可燃垃圾则需要进一步焚烧或其他的无害化处置,如图9所示。
[0108] ②生活垃圾连同餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣,经M01前处理模块处置后产出轻质垃圾、高值化可回收垃圾(金属和塑料)、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。
[0109] ③餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣、粗油脂和水相垃圾,其中杂质及有机固渣进入M01前处理模块进一步处置。
[0110] ④M01前处理模块处置后产出轻质垃圾经M03水选&净化模块处置后产出低值废塑料原料和轻质沉水料。
[0111] ⑤M01前处理模块处置后产出厨余垃圾和M02预处理模块处置后产出的水相垃圾,经M04厌氧&分离模块的处置后产出沼气、沼液和沼渣。
[0112] ⑥M01前处理模块处置后产出高值化可回收垃圾(金属和塑料)和有害垃圾、M02预处理模块处置后产出的粗油脂、M03水选&净化模块处置后产出低值废塑料和M04厌氧&分离模块的处置后产出沼液,经M05压缩&打包模块和M06称重&储料模块的处理处置后产出可再生原料(外运售卖)和危险废弃物(外运专业处置),其中,可再生原料包括低值废塑料可再生原料、金属可回收原料、高值废塑料可回收原料和粗油脂可再生料,危险废弃物指有害垃圾。M01前处理模块产出的其他垃圾、M03水选&净化模块产出的沉水料和M04厌氧&分离模块的产出的沼渣集合而成可燃垃圾,经管道&转运模块输出该系统进一步无害化处置;M04厌氧&分离模块的产出的沼气经管道&转运模块输出该系统,供进一步资源化利用。
[0113] ⑦系统内所有模块的设备使用的电力均由外接电力提供;M03水选&净化模块需要的清洗水由外接淡水提供;系统内所有模块的运行状态均由M17中央控制模块监测及控制;除臭模块对所有系统内模块抽取空气进行处理,保障全系统的除臭效果;若采用小型化设备组合,则可通过M19装载运输模块进行系统的转运。
[0114] 实施例三:
[0115] 组合式生活垃圾和餐厨垃圾高效资源化集成系统的运行逻辑,如图2~6所示,可以叙述为:
[0116] ①高效资源化集成系统由首道~集中分拣单元(1)、次道~精细处置单元(2)、中道~辅助&补充单元(3)、卯道~热处置&资源化单元(4)、和末道~装&封&储料单元(5)五个单元组成,即为本发明完整的组合方案,以实现生活垃圾和餐厨垃圾最大程度、最高效率的资源化产出,如图1所示。
[0117] ②生活垃圾连同餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣,经M01前处理模块处置后产出轻质垃圾、高值化可回收垃圾(金属和塑料)、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾;餐厨垃圾经M02预处理模块处置后产出的杂质及有机固渣、粗油脂和水相垃圾,其中杂质及有机固渣进入M01前处理模块进一步处置。
[0118] ③M01前处理模块处置后产出轻质垃圾经M03水选&净化模块处置后产出低值废塑料原料和轻质沉水料;M01前处理模块处置后产出厨余垃圾和M02预处理模块处置后产出的水相垃圾,经M04厌氧&分离模块的处置后产出沼气、沼液和沼渣。
[0119] ④M01前处理模块处置后产出高值化可回收垃圾(金属和塑料)和有害垃圾、M02预处理模块处置后产出的粗油脂、M03水选&净化模块处置后产出低值废塑料、沉水料,和M04厌氧&分离模块的处置后产出沼液、M10焚烧炉&余热锅炉模块处置并冷却后产出的炉渣、M12烟气净化模块处置并冷却后的飞灰,经M05压缩&打包模块和M06称重&储料模块的处理处置后产出可再生原料(外运售卖)、危险废弃物(外运专业处置)和可利用资源(就地利用),其中,飞灰及轻质沉水料汇集成混合料作为危废外运处置。
[0120] ⑤M04厌氧&分离模块的处置后产出沼气(或外接燃料)和在M12烟气净化模块中经烟气余热加热后的空气以一定比例在M07沼气锅炉模块中燃烧,将工质水加热成饱和蒸汽,同时产生热烟气;M07沼气锅炉模块中产出的饱和蒸汽进入M08烘干&暂存模块,可将M01前处理模块处置后产出的其他垃圾和M04厌氧&分离模块的产出的沼渣在此模块中一同被烘干并暂存至一定量,产出含水率极低的可燃垃圾;经M08烘干&暂存模块热交换后的蒸汽再进入M09海水淡化模块,将抽自大海的海水经蒸馏冷凝后产出淡水,淡化后的浓海水排入大海。
[0121] ⑥M08烘干&暂存模块产出的可燃垃圾,在M10焚烧炉&余热锅炉模块的垃圾焚烧炉中进行焚烧处理,在M12烟气净化模块中经烟气余热加热后的空气提供垃圾焚烧过程中所需的空气,焚烧炉产生热将余热锅炉中的工质水加热成饱和蒸汽,同时产生热烟气;在M10焚烧炉&余热锅炉模块产出的烟气和M07沼气锅炉模块中产出的烟气一同进入M12烟气净化模块,在对烟气进行净化处理的同时,也将各模块抽取的空气由热烟气换热升温后分别进入以上两个燃烧模块,提供燃烧所需空气,烟气经处置达标后排出系统;M11发电模块利用M10焚烧炉&余热锅炉模块产出的饱和蒸汽做功并驱动发电机发电,并产生电力。
[0122] ⑦M09海水淡化模块产出的淡水,可以供本系统需水模块自用,也可以对外供应;M14换热模块利用M09海水淡化模块和M11发电模块产出的热交换和做功后的蒸汽,进一步与M09海水淡化模块产出的淡水(或外接淡水)进行换热后产出热水,在进一步冷却锅炉系统内的工质同时,产出热水对外供应;系统内所有模块的设备使用的电力均由外接电力提供;M03水选&净化模块需要的清洗水由外接淡水提供;M13储电模块可将M11发电模块、M15光伏模块和M16风电模块产出的电能存储于该模块中,其电力可以供本系统用电模块自用,也可以对外供应。
[0123] ⑧系统保证外接燃料、淡水和电力路径的畅通,在系统开机、突发情况及自产的燃料、淡水和电力不足时及时兜底,保证系统安全、稳定、高效的运行;系统内所有模块的运行状态均由M17中央控制模块时时监测及控制,包括各需外运产出物的质量及重量控制、需外排物质的指标监测、内部处理可燃物的协调及控制和燃料、淡水和电力的协调及控制;M18深度水处理模块可根据需要配置;若采用小型化设备组合,则可通过M19装载运输模块进行系统的转运。
[0124] 以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

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