一种城市固体废弃物的综合利用方法及垃圾衍生燃料

本发明涉及固体废弃物处理，具体而言，本发明涉及一种城市固体废弃物的综合利用方法及垃圾衍生燃料。

背景技术：

1、固体废弃物，又被称为“放错位置的资源”。城市固体废弃物主要包括生活垃圾、污泥及医疗废物等。随着社会化进程的加快，人们生活水平的逐渐提升，城市固体废弃物(msw)产生量逐年增加。

2、目前，生活垃圾的处置方法主要有三大类：填埋、堆肥、焚烧。其中，填埋受到土地的限制，易对地下水和大气造成污染；堆肥处置时间较长，微生物受温度等影响较大，试用范围较小；固废直接焚烧存在燃烧不稳定、利用率低、易产生二噁英，且储存过程中存在易腐败、恶臭、难运输等问题。为了充分将固废“资源化、减量化、无害化”，可将生活垃圾提取可燃部分制成生活垃圾衍生燃料(rdf)，燃料具有燃烧稳定、二次污染低、运输方便等优点，能够有效地利用固体废弃物的热值，降低环境污染。

3、污泥作为城市固废之一，产生量大、含水率高、粘性大、热值较低，处理成本较高，目前主要有干化+焚烧、填埋、堆肥、厌氧发酵等处理方式，其中“干化+焚烧”将成为未来主要的处理方式，但整体核算经济效益较差。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：城市固体废弃物产生量大，目前的处置方法易造成环境污染，且利用率低，资源化程度低，经济效益较差。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种城市固体废弃物的综合利用方法及垃圾衍生燃料，将城市固体废弃物生活垃圾、污泥等资源化，提供一种高热值、低污染、易储存的城市固体废弃物衍生燃料，减缓城市固体废弃物对环境污染造成的压力，提高城市固体废弃物的资源化利用效率。

3、本发明实施例提供一种城市固体废弃物的综合利用方法，包括以下步骤：

4、(1)将生活垃圾进行人工分选，分为干类生活垃圾和湿类生活垃圾；将干类生活垃圾和湿类生活垃圾分别进行粗破碎；

5、(2)将市政污泥与生物质颗粒混合，进行脱水，得到脱水污泥；

6、(3)将所述步骤(1)中粗破碎后的湿类生活垃圾、所述步骤(2)中的脱水污泥与生物质颗粒混合，进行好氧堆肥；

7、(4)将所述步骤(1)中粗破碎后的干类生活垃圾进行精破碎；

8、(5)将所述步骤(4)中精破碎后的干类生活垃圾、所述步骤(2)中的脱水污泥与添加剂混合，挤压成型，干燥，得到垃圾衍生燃料。

9、本发明实施例的城市固体废弃物的综合利用方法带来的优点和技术效果：1、本发明实施例中，将城市固体废弃物生活垃圾、污泥等资源化，提供一种高热值、低污染、易储存的城市固体废弃物衍生燃料，减缓城市固体废弃物对环境污染造成的压力，提高城市固体废弃物的资源化利用效率。

10、2、本发明实施例中，市政污泥脱水过程中添加生物质颗粒，能够破坏污泥胞外聚合物的结构，增加孔隙度，提高脱水效率，降低污泥干化过程中的臭味。同时，脱水污泥、湿类生活垃圾以及生物质颗粒混合进行好氧堆肥，脱水污泥中生物质的添加可为微生物提供附着点，有利于好氧微生物的生长和繁殖，提高堆肥效率，同时生物质的添加有利于提高堆肥的空隙率，使得氧气与混合物充分接触反应。脱水污泥、干类生活垃圾以及添加剂制备垃圾衍生燃料，污泥中的生物质一方面进一步降低垃圾衍生燃料的含水率，另一方面可提高垃圾衍生燃料的燃烧速率，增强燃烧性能。

11、3、本发明实施例中，将干类生活垃圾、脱水污泥、添加剂混合压缩形成衍生燃料，达到固废资源化利用目的，降低污泥、生活垃圾处置成本。将脱水污泥作为衍生燃料的成分之一可有效的提高衍生燃料的热值，同时，利用污泥的胶黏性能在衍生燃料成型时起到粘结作用，减少衍生燃料粘结剂的使用，降低了工艺成本及复杂程度，有利于提高污泥和生活垃圾的处置效率，实现低碳高效利用。垃圾衍生燃料热值为14-18mj/kg，燃烧热值满足焚烧要求，且成型燃料性状稳定，燃烧过程结构稳定，燃烧的持久性好。

12、4、本发明实施例中，由于不同地区的城市生活垃圾和污泥的成分差异，为了提高成型衍生燃料均一化、市场化，在制备过程中通过人工分选能从源头上将生活垃圾精细化分类，有利于后续的衍生燃料制备及堆肥使用；生活垃圾中湿类生活垃圾与污泥及生物质混合堆肥，一方面可通过还田、园林栽培等途径使其资源化，另一方面，堆肥产生的co2可以被光合微生物进一步利用，用于形成微生物燃料电池。

13、在一些实施例中，所述步骤(1)中，将干类生活垃圾粗破碎至粒径≤100mm；优选地，将粗破碎后的干类生活垃圾经筛网筛分，粒径大于100mm的干类生活垃圾再次进行粗破碎，直至破碎至粒径≤100mm；

14、和/或，将湿类生活垃圾粗破碎至粒径≤100mm。

15、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述生物质颗粒包括秸秆或芦竹中的至少一种；

16、和/或，所述步骤(2)中，所述生物质颗粒的粒径为50-100mm；

17、和/或，所述步骤(2)中，所述市政污泥与生物质颗粒的质量比为100：10-20；

18、和/或，所述步骤(2)中，通过压滤法进行脱水；

19、和/或，所述步骤(2)中，所述脱水污泥的含水率为50-65％。

20、在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述生物质颗粒包括秸秆或芦竹中的至少一种；

21、和/或，所述步骤(3)中，粗破碎后的湿类生活垃圾、脱水污泥与生物质颗粒的质量比为40-60：30-50：10-20；

22、和/或，所述步骤(3)中，好氧堆肥产生的co2用于培养光合细菌，光合细菌合成的有机物用于微生物燃料电池。

23、在一些实施例中，所述步骤(4)中，精破碎后，干类生活垃圾的粒径≤20mm。

24、在一些实施例中，所述步骤(5)中，精破碎后的干类生活垃圾、脱水污泥与添加剂的质量比为50-75：20-50：1-10。

25、在一些实施例中，所述步骤(5)中，所述添加剂包括氧化钙、煤矸石、铝渣、赤泥和炉渣；优选地，氧化钙、煤矸石、铝渣、赤泥和炉渣的质量比为：60-80:5-10:5-10:5-10:10-20。

26、在一些实施例中，所述步骤(5)中，所述挤压成型的压强为5～30mpa；所述挤压成型的温度为80-100℃；

27、和/或，所述步骤(5)中，所述干燥的温度为30-50℃。

28、在一些实施例中，还包括步骤(6)，所述步骤(2)和/或步骤(5)过程中产生的废气经废气处理装置处理后排除；废气在所述废气处理装置中进行生物过滤和二级活性炭吸附处理；优选地，所述生物过滤包括厌氧氨氧化微生物处理和厌氧甲烷氧化微生物处理。

29、本发明实施例提供一种垃圾衍生燃料，采用所述的城市固体废弃物的综合利用方法制备得到。本发明实施例中，垃圾衍生燃料热值为14-18mj/kg，燃烧热值满足焚烧要求，且成型燃料性状稳定，燃烧过程结构稳定，燃烧的持久性好。