申请日2014.01.07
公开(公告)日2014.04.30
IPC分类号C10B57/04; C10B53/00
摘要
本发明公开了一种垃圾和污泥的处理方法及其处理系统，所述垃圾和污泥的处理方法包括以下步骤：S1、将原生垃圾进行预处理得到待处理垃圾;S2、将污泥脱水并烘干;S3、将待处理垃圾和步骤S2中的污泥混合并进行挤压和成型加工处理;S4、将加工后的垃圾和污泥的混合物干馏以生成油气产物和固体产物;S5、对油气产物进行收集并分离出干馏气、焦油和污水，对固体产物进行分选得到半焦和残渣;S6、将产生的干馏气净化后储存在储气罐内;以及S7、对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。根据本发明的垃圾和污泥的处理方法，提高了工艺效率，实现了两种资源的能量集中回收利用，降低了成本，减少了垃圾和污泥处理对环境的污染。
权利要求书
1.一种垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将原生垃圾进行预处理得到待处理垃圾;
S2、将所述污泥脱水并烘干;
S3、将所述待处理垃圾和步骤S2中的污泥混合并进行挤压和成型加工处理;
S4、将步骤S3中加工后的垃圾和污泥的混合物干馏以生成油气产物和固体产物;
S5、对步骤S4中的所述油气产物进行收集并分离出干馏气、焦油和污水，对所述 固体产物进行分选得到半焦和残渣;
S6、将步骤S5中产生的干馏气净化后储存在储气罐内;以及
S7、对步骤S5中的污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。
2.根据权利要求1所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述步骤S3之前， 还包括：
步骤S21、将所述步骤S1中预处理后的待处理垃圾进行烘干。
3.根据权利要求1所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，步骤S2中对所述 污泥进行脱水并烘干是分别通过脱水设备和烘干机实现的。
4.根据权利要求3所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述步骤S4是通 过干馏炉实现的，所述干馏炉内具有加热装置，所述加热装置包括加热管。
5.根据权利要求4所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述储气罐与所 述加热装置相连以将所述干馏气通入所述加热装置内。
6.根据权利要求5所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述加热装置与 所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述烘干机内。
7.根据权利要求6所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述加热装置排 出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后通入烟气净化设备进行净化。
8.根据权利要求4所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，将所述烘干机烘 干后的垃圾和污泥的混合物在所述干馏炉内均匀铺料，所述铺料的厚度为50～400mm。
9.根据权利要求4所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述干馏炉内的 干馏温度为350～800℃。
10.根据权利要求9所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述烘干机烘干 后的垃圾和污泥的混合物在所述干馏温度下停留0.5～2小时。
11.根据权利要求4-10中任一项所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所 述干馏炉具有出料机构，所述固体产物由所述出料机构排出。
12.根据权利要求11所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所述干馏炉为 旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。
13.根据权利要求1-10中任一项所述的垃圾和污泥的处理方法，其特征在于，所 述步骤S4中，所述垃圾和污泥的混合物在无氧状态下进行干馏。
14.一种垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，包括：
预处理设备，所述预处理设备用于将原生垃圾进行预处理以得到待处理垃圾;
脱水设备，所述脱水设备用于将所述污泥脱水;
烘干机，所述烘干机用于将脱水后的污泥和/或所述待处理垃圾烘干以得到待加工 原料;
挤压成型装置，所述挤压成型装置接收所述待加工原料后将所述待加工原料进行挤 压和成型加工处理;
料仓，所述料仓通过皮带机与所述挤压成型装置连接;
干馏炉，所述干馏炉连接在所述料仓的下游以接收从所述料仓供入的原料后将所述 原料干馏以生成油气产物和固体产物，其中所述固体产物包括半焦和残渣;
冷凝装置，所述冷凝装置连接在所述干馏炉的下游以接收所述油气产物后将所述油 气产物进行降温;
焦油分离设备，所述焦油分离设备与所述冷凝装置连接以接收从所述冷凝装置供入 的降温后的油气产物，将所述降温后的油气产物分离以得到干馏气、焦油和污水;
储气罐，所述储气罐储存净化后的干馏气;以及
后处理设备，所述后处理设备对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。
15.根据权利要求14所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述烘干机将 预处理后的待处理垃圾和脱水后的污泥烘干。
16.根据权利要求14所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉内 具有加热装置，所述加热装置包括加热管。
17.根据权利要求16所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述储气罐与 所述加热装置相连以将所述干馏气通入所述加热装置内。
18.根据权利要求17所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述加热装置 与所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述烘干机内。
19.根据权利要求18所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述加热装置 排出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后通入烟气净化设备进行净 化。
20.根据权利要求14所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，将所述烘干机 烘干后的待加工原料在所述干馏炉内均匀铺料，所述铺料的厚度为50～400mm。
21.根据权利要求14所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉内 的干馏温度为350～800℃。
22.根据权利要求21所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述烘干机烘 干后的待加工原料在所述干馏温度下停留0.5～2小时。
23.根据权利要求14-22中任一项所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所 述干馏炉具有出料机构，所述固体产物由所述出料机构排出。
24.根据权利要求23所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉为 旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。
25.根据权利要求14-22中任一项所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所 述原料在无氧状态下进行干馏。
说明书
垃圾和污泥的处理方法及其处理系统
技术领域
本发明涉及工业技术领域，尤其是涉及一种垃圾和污泥的处理方法及其处理系统。
背景技术
近年来，随着改革开放的不断深入，城市人民生活水平不断提高，城市人口迅速增长， 城市规模不断扩大，相应的城市生活垃圾和市政污水的排放量也不断增加，产生与消纳之 间的矛盾日趋突出。
城市生活垃圾是人类活动不可避免的产物，这些垃圾包括：对人体有危害的物质、有 害微生物、氯化烃/碳氢化合物气体等有机污染物、放射性废物等物理性污染物以及寄生虫 /害虫/臭气等其它污染物。生活垃圾处理不当将严重污染空气、土壤和水源，并引起蚊蝇的 孳生、病菌的传播，使人们的身心健康受到严重威胁。目前，国内外广泛采用的城市生活 垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥等三种处理方式。
在城市市政污水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、 胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。这种污泥含水量高、易腐烂，有强烈 的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物及重金属，如不加以妥善处理，任意排放，将会 造成二次污染。污泥的处理方法包括污泥的焚烧、热解、填埋、土地利用等最终处理。污 水处理厂经脱水设备处理过的脱水污泥含水率约80%，可满足运输、二次利用的要求。
焚烧处理是使用燃料通过焚烧炉将垃圾或污泥进行焚烧，可以使垃圾或污泥的体积减 少到最小，减量效果明显。但是焚烧需要消耗大量的能源，焚烧的成本和运行费均很高。 另外，焚烧会造成重金属和二恶英等危险物质的排放。
土地利用和堆肥处理受垃圾或污泥中组分的影响，由于垃圾或污泥的来源复杂，重金 属等物质含量不稳定，制约了土地利用技术和堆肥处理的发展;填埋处理是所有垃圾或污 泥处理处置技术的最终处理手段，需要解决渗滤液和填埋沼气的处理问题。
另外，我国大多数市政设施建设中，生活垃圾和市政污泥采用分开处理，能量和产品 的利用难度较大，总体投资和运行成本较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在 于提出一种环境友好且成本低的垃圾和污泥的处理方法。
本发明的另一个目的在于提出一种降低能耗且成本低的垃圾和污泥的处理系统。
根据本发明第一方面实施例的垃圾和污泥的处理方法，包括以下步骤：S1、将原生 垃圾进行预处理得到待处理垃圾;S2、将所述污泥脱水并烘干;S3、将所述待处理垃 圾和步骤S2中的污泥混合并进行挤压和成型加工处理;S4、将步骤S3中加工后的垃 圾和污泥的混合物干馏以生成油气产物和固体产物;S5、对步骤S4中的所述油气产物 进行收集并分离出干馏气、焦油和污水，对所述固体产物进行分选得到半焦和残渣; S6、将步骤S5中产生的干馏气净化后储存在储气罐内;以及S7、对步骤S5中的污水、 焦油和半焦进行后续处理并回收利用。
根据本发明实施例的垃圾和污泥的处理方法，通过将垃圾和污泥混合以形成待加工 原料，在待加工原料中垃圾和污泥分别起到了粘结剂、吸水剂的作用，双方均作为对 方的有益补充，简化了待加工原料的处理工序，从而提高了工艺效率，而且，将垃圾 和污泥中油气资源采用同时提取的方式，实现了两种资源的能量集中回收利用，可有 效降低垃圾和污泥处理的总体投资和运行成本。另外，本申请与传统的垃圾和污泥焚 烧方法相比，减少了烟气排放和粉尘排放，杜绝了二噁英对环境的污染，且不会产生 大量的飞灰等危险废弃物，从而对环境更友好。
另外，根据本发明的垃圾和污泥的处理方法，还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述步骤S3之前，还包括：步骤S21、将所述步骤S1 中预处理后的待处理垃圾进行烘干。由此，通过将待处理垃圾进行烘干处理，可有效 降低待处理垃圾的含水量。
可选地，步骤S2中对所述污泥进行脱水并烘干是分别通过脱水设备和烘干机实现 的。由此，加工简单且成本低。
可选地，所述步骤S4是通过干馏炉实现的，所述干馏炉内具有加热装置，所述加 热装置包括加热管。由此，通过设置具有加热管的加热装置，燃料可在加热管内燃烧 而与干馏炉内的气氛隔绝。
根据本发明的一个实施例，所述储气罐与所述加热装置相连以将所述干馏气通入所 述加热装置内。由此，干馏气可作为加热装置的燃料，有效节省能量且工艺环保。
进一步地，所述加热装置与所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述 烘干机内。由此，从加热装置排出的烟气为烘干机中待烘干的原料提供烘干能量，解 决了传统的外热式加热方式能量消耗大、运行成本高的问题。
可选地，所述加热装置排出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后 通入烟气净化设备进行净化。由此，通过设置烟气净化系统，有效地防止了烟气不合 格而对环境造成污染的情况。
可选地，将所述烘干机烘干后的垃圾和污泥的混合物在所述干馏炉内均匀铺料，所 述铺料的厚度为50～400mm。
可选地，所述干馏炉内的干馏温度为350～800℃。
进一步地，所述烘干机烘干后的垃圾和污泥的混合物在所述干馏温度下停留0.5～2 小时。由此，具有较好的干馏效果。
根据本发明的一个实施例，所述干馏炉具有出料机构，所述固体产物由所述出料机 构排出。
可选地，所述干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。
根据本发明的一个实施例，所述步骤S4中，所述垃圾和污泥的混合物在无氧状态 下进行干馏。由此，可最大限度地提高干馏气的热值。
根据本发明第二方面实施例的垃圾和污泥的处理系统，包括：预处理设备，所述预 处理设备用于将原生垃圾进行预处理以得到待处理垃圾;脱水设备，所述脱水设备用 于将所述污泥脱水;烘干机，所述烘干机用于将脱水后的污泥和/或所述待处理垃圾烘 干以得到待加工原料;挤压成型装置，所述挤压成型装置接收所述待加工原料后将所 述待加工原料进行挤压和成型加工处理;料仓，所述料仓通过皮带机与所述挤压成型 装置连接;干馏炉，所述干馏炉连接在所述料仓的下游以接收从所述料仓供入的原料 后将所述原料干馏以生成油气产物和固体产物，其中所述固体产物包括半焦和残渣; 冷凝装置，所述冷凝装置连接在所述干馏炉的下游以接收所述油气产物后将所述油气 产物进行降温;焦油分离设备，所述焦油分离设备与所述冷凝装置连接以接收从所述 冷凝装置供入的降温后的油气产物，将所述降温后的油气产物分离以得到干馏气、焦 油和污水;储气罐，所述储气罐储存净化后的干馏气;以及后处理设备，所述后处理 设备对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。
根据本发明实施例的垃圾和污泥的处理系统，实现了垃圾处理设施和污水处理设施 的关联布置，既利用垃圾热解处理工艺实现了污水处理的副产物污泥的资源化利用， 又利用污水处理厂的污水处理系统实现了生活垃圾处理过程中渗滤液及热解冷凝水等 废物的达标处理，从而实现了资源的有效配置。
根据本发明的一个实施例，所述烘干机将预处理后的待处理垃圾和脱水后的污泥烘 干。由此，加工简单且成本低。
可选地，所述干馏炉内具有加热装置，所述加热装置包括加热管。由此，通过设置 具有加热管的加热装置，燃料可在加热管内燃烧而与干馏炉内的待干馏原料隔离。
根据本发明的一个实施例，所述储气罐与所述加热装置相连以将所述干馏气通入所 述加热装置内。由此，干馏气可作为加热装置的燃料，有效节省能量且工艺环保。
进一步地，所述加热装置与所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述 烘干机内。由此，从加热装置排出的烟气为烘干机中待烘干的原料提供烘干能量，解 决了传统的外热式加热方式能量消耗大、运行成本高的问题。
可选地，所述加热装置排出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后 通入烟气净化设备进行净化。由此，通过设置烟气净化系统，有效地防止了烟气不合 格而对环境造成污染的情况。
可选地，将所述烘干机烘干后的待加工原料在所述干馏炉内均匀铺料，所述铺料的 厚度为50～400mm。
可选地，所述干馏炉内的干馏温度为350～800℃。
进一步地，所述烘干机烘干后的待加工原料在所述干馏温度下停留0.5～2小时。由 此，具有较好的干馏效果。
根据本发明的一个实施例，所述干馏炉具有出料机构，所述固体产物由所述出料机 构排出。
可选地，所述干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。
根据本发明的一个实施例，所述原料在无氧状态下进行干馏。由此，可最大限度地 提高干馏气的热值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得 明显，或通过本发明的实践了解到。
