一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是指一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统。
背景技术
村镇生活垃圾具有产生源较分散、管理落后等特点，当前村镇生活垃圾绝大多数处于未经任何处理状态，对农村环境、居民健康等造成了严重的损害。我国村镇地区面积广大，村镇生活垃圾来源分散，通过中转站收集会大大地增加建设成本和生活垃圾转运的运输成本，而且某些较远地区由于收运体系不完善，导致无法集中处置。
因此，有必要对目前的垃圾管理方式做出进一步的改进。
发明内容
本发明旨在提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统，以解决上述问题中的至少一种。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法，包括：
根据垃圾分类规则将生活垃圾分为至少两种类型；
对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理；
对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理。
可选的，对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理，包括：
对所述第一种类型的垃圾进行破碎处理，形成第一垃圾物料；
对破碎处理后的第一垃圾物料进行脱水处理，使所述第一垃圾物料的含水率达到设定范围；
根据设定时长，对脱水处理后的第一垃圾物料进行发酵处理，形成资源化有机物质。
可选的，所述含水率的设定范围是58％～62％。
可选的，对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理，包括：
对所述第二种类型的垃圾进行干燥处理，形成第二垃圾物料；
根据第一设定温度对干燥处理后的第二垃圾物料进行一次燃烧处理，形成第一垃圾渣体；
根据第二设定温度对所述第一垃圾渣体进行二次燃烧处理，形成第二垃圾渣体；
将所述第二垃圾渣体进行冷却、挤压及破碎处理，形成垃圾处理物。
可选的，所述第一设定温度是500℃～750℃，所述第二设定温度是1000℃以上。
可选的，还包括：
对至少两种类型的生活垃圾中的第三种类型的垃圾进行回收处理。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理系统，生活垃圾根据垃圾分类规则分为至少两种类型，所述处理系统包括：
堆肥处理设备，用于对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理，所述堆肥处理设备包括上料机构、破碎机构、脱水机构以及发酵机构；所述上料机构包括第一出料口，所述第一出料口与所述破碎机构连接；所述破碎机构包括第二出料口，所述第二出料口与所述脱水机构连接；所述脱水机构包括第三出料口，所述第三出料口与所述发酵机构连接；
热解气化处理设备，用于对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理。
可选的，所述发酵机构包括固态物容纳腔，所述固态物容纳腔设有气态物排放通道。
可选的，所述热解气化处理设备包括第一燃烧室、第二燃烧室以及冷却机构，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室连通设置，所述冷却机构用于对所述第一燃烧室和所述第二燃烧室提供冷却气体。
可选的，所述热解气化处理设备还包括排料机构，与所述第一燃烧室连接；所述排料机构包括固态物排放通道和气态物排放通道。
本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统，通过对垃圾进行合理的分类及处理，对分类后的垃圾进行堆肥处理，可以提高生活垃圾的资源化利用率，对分类后的垃圾进行热解气化处理，可以将生活垃圾实现较大的减量化。
附图说明
图1是本发明一示例性实施例的中小型村镇分散垃圾分类处理方法的流程示意图。
图2是本发明一示例性实施例的中小型村镇分散垃圾分类处理方法的结构框架图。
图3为本发明一示例性实施例的中小型村镇分散垃圾分类处理方法对垃圾进行堆肥处理的流程示意图。
图4为本发明一示例性实施例的中小型村镇分散垃圾分类处理方法对垃圾进行热解气化处理的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统，以解决生活垃圾的处理问题。下面结合附图，对本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理方法及系统进行详细介绍。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1所示，本发明实施例提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理方法，包括以下步骤：
步骤S01：根据垃圾分类规则将生活垃圾分为至少两种类型。
步骤S02：对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理。
步骤S03：对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理。
本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理方法，通过对垃圾进行合理的分类及处理，对分类后的垃圾进行堆肥处理，可以提高生活垃圾的资源化利用率，对分类后的垃圾进行热解气化处理，可以将生活垃圾实现较大的减量化。此外，还能从源头进行垃圾分类收集以及末端对垃圾进行资源化处理，特别适用于对中小型村镇分散垃圾分类综合处理。
垃圾分类规则可以根据垃圾的材料、用途、危害程度等进行分类。参见图2所示，在本实施例中，根据垃圾分类规则将生活垃圾分为干垃圾、湿垃圾以及有害垃圾三种类型。其中，干垃圾又可以分为可回收垃圾和其他垃圾。在其他例子中，可以根据实际需要对垃圾种类进行分类，本发明对此不作限制。进一步地，在一可选的实施方式中，中小型村镇分散垃圾分类处理方法，还可以包括步骤：对至少两种类型的生活垃圾中的第三种类型的垃圾进行回收处理。该第三种类型的垃圾可以是指干垃圾中的可回收垃圾。
实际应用中，居民可以根据上述垃圾分类规则，从源头将生活垃圾分为干垃圾、湿垃圾和有害垃圾，并设置对应的垃圾桶。居民可以将干垃圾和湿垃圾分别放入垃圾投放点的干垃圾桶和湿垃圾桶内，有害垃圾可以单独投放至特殊的有害垃圾存储间或是收集装置。
随后，垃圾处理工作人员可以将湿垃圾统一收集，送往设置的好湿垃圾处理点(可以是就近的垃圾处理中心)，进行资源化处理，产生有机肥料，可用于土地利用。将干垃圾先经过人工筛选，回收其中的可回收垃圾，剩余其它垃圾统一收集送往设置的干垃圾处理点进行处理(可以是就近的垃圾处理中心)。有害垃圾可以由专业资质公司定期收集后进行处理。
可以理解的，干垃圾一般包括可回收垃圾和其它垃圾。可回收垃圾包括塑料、纸张、金属、电子产品等可进行回收循环利用的物质，其它垃圾主要为卫生间产生垃圾。干垃圾中的可回收垃圾的分选可以主要通过人工分选实现。考虑到日常生活中村民已经会对可回收垃圾进行适量收集，垃圾桶中的可回收垃圾只需再进行部分人工分选即可完成。
湿垃圾一般包括居民生活垃圾、村镇餐饮单位饮食垃圾以及农贸市场和农产品批发市场产生的易腐垃圾。居民生活湿垃圾主要为家庭生活中产生的厨余易腐垃圾，包括剩菜、剩饭、果皮等；餐饮单位产生的蔬菜瓜果、肉类等厨房垃圾。农贸市场和农产品批发市场产生的蔬菜瓜果、腐肉、畜禽产品内脏等垃圾。
有害垃圾一般包括日常生活中产生的废旧电池、灯管、油漆、杀虫剂、消毒剂等容易对人体健康或自然环境产生危害的物质。
在一可选的实施方式中，对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理，上述步骤S02中所述的第一种类型的垃圾可以是指湿垃圾。参见图3所示，上述步骤S02，可以进一步包括：
步骤S021：对所述第一种类型的垃圾进行破碎处理，形成第一垃圾物料。
步骤S022：对破碎处理后的第一垃圾物料进行脱水处理，使所述第一垃圾物料的含水率达到设定范围。可选地，含水率的设定范围可以是58％～62％。优选地，含水率为60％。
步骤S023：根据设定时长，对脱水处理后的第一垃圾物料进行发酵处理，形成资源化有机物质。
实际应用中，湿垃圾堆肥处理可以是采用高温好氧堆肥，采用好氧堆肥工艺集成式有机垃圾就地生物处理设备(集成分选、脱水、破碎、连续式生物发酵及生物除臭等多项功能)，将产生的有机垃圾废弃物转化为有机肥料等资源化物质，回归田地实现有机肥的回收与利用。所用的堆肥设备的处理规模可以约为10吨/天，主要包括自动上料机构、破碎机构、脱水机构和发酵机构。垃圾原料通过上料机构进料，物料进入破碎机构破碎后再完成脱水过程，脱水后的混合物料进入发酵机构，在微生物的作用下，降解为小分子的、容易被作物吸收利用的肥料。产出肥料外观颜色为褐色或灰褐色，粒状或粉状，均匀，无恶臭，无机械杂质，可作为土壤调理剂和粗制有机肥使用。进一步地，堆肥处理设备还可以包括除臭系统，发酵机构可以设置排气孔，发酵段产生的废气可以经排气孔进入生物除臭系统排出。
具体地，堆肥处理可以采用集成式有机垃圾就地生物处理设备，该设备集成了分选、脱水、破碎、连续式生物发酵及生物除臭等多项功能，能将产生的有机垃圾废弃物转化为有机肥料等资源化物质。可以理解的，堆肥处理设备可以包括上料机构、破碎机构、脱水机构以及发酵机构。分类收集的有机垃圾先通过自动上料机进料，物料进入破碎机构后进行破碎和挤压处理，形成第一垃圾物料。破碎后通过脱水机构对第一垃圾物料完成脱水过程，使固体物料含水率达到60％左右，前期减容率约40％。同时，以溶解形态存在于有机垃圾中的盐分、油脂进入水相。最后通过发酵机构对脱水处理后的第一垃圾物料进行发酵处理，形成资源化有机物质。脱水后的混合物料在微生物的作用下，降解为小分子的、容易被作物吸收利用的肥料，发酵时间可以是 5-8天。堆肥处理设备对湿垃圾进行处理后，形成的产出物外观颜色为褐色或灰褐色，粒状或粉状，均匀，无恶臭，无机械杂质，经过打包装袋后，可作为土壤调理剂和粗制有机肥料使用。发酵段产生的废气可以经排气孔进入生物除臭系统排出。
当然，在其他例子中，湿垃圾也可以采用厌氧发酵方法进行处理，形成沼液沼渣等，同样可以将湿垃圾产生的有机垃圾废弃物转化为有机肥料等资源化物质，回归田地实现有机肥的回收与利用。
在一可选的实施方式中，上述步骤S03中所述的第二种类型的垃圾可以是指干垃圾中除去可回收垃圾的其他垃圾。参见图4所示，上述步骤S03，对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理，可以进一步包括：
步骤S031：对所述第二种类型的垃圾进行干燥处理，形成第二垃圾物料。
步骤S032：根据第一设定温度对干燥处理后的第二垃圾物料进行一次燃烧处理，形成第一垃圾渣体。可选地，所述第一设定温度是500℃～750℃。
步骤S033：根据第二设定温度对所述第一垃圾渣体进行二次燃烧处理，形成第二垃圾渣体。可选地，所述第二设定温度是1000℃以上。在本实施例中，第二设定温度是1050℃。
步骤S034：将所述第二垃圾渣体进行冷却、挤压及破碎处理，形成垃圾处理物。
实际应用中，干垃圾中的可回收垃圾分选主要由人工负责，分选后的其它垃圾采用热解气化方法进行处理。热解气化设备可以采用立式旋转热解气化设备，由垃圾接收与(预处理)进料系统、热解气化炉系统、余热利用系统、烟气净化处理系统、灰渣处理收集系统、飞灰固化系统、污水处理系统、电气系统、自动控制系统、在线监测系统等组成。
具体地，所述热解气化方法可以采用小型热解气化焚烧炉来实现，包括热解气化系统、余热利用系统、烟气净化处理系统、灰渣处理收集系统、飞灰固化系统、污水处理系统、电气系统、自动控制系统、在线监测系统等组成。待处理的垃圾先进入热解气化焚烧炉一燃室后(以下简称一燃室)，先进性干燥处理，形成第二垃圾物料。然后在500℃～750℃的温度条件下，对干燥处理后的第二垃圾物料进行一次燃烧热解气化处理。其中，部分可燃物质分解为一氧化碳、气态烃类等，并与一燃室烟气混合形成可燃烟气后进入二燃室。热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)可以在一燃室内继续进行充分燃烧，燃烧温度可以达到 1050℃，形成第二垃圾渣体。燃尽后的第二垃圾渣体呈结焦状残渣，受到一燃室底部的一次供风冷却，再经一燃室炉排的机械挤压、破碎成100mm以下的块状物垃圾处理物，最后排出到水封槽内，通过湿式出渣系统排出。残渣可直接作为制砖材料、路基使用或进行卫生填埋处理。燃烧后的高温烟气经余热锅炉吸热回收能源后，温度降至200℃进入烟气处理系统，处理达标后排入大气。处理规模可以根据实际垃圾量进行灵活选择，一般范围为10～150吨/ 天。
采用本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理方法，实施垃圾源头分类后，可以将垃圾中的厨余垃圾(占比50～60％)和可回收物(占比20～30％)分离出来。厨余垃圾就地进行堆肥处理，可回收物进行回收资源化处理，剩下的10～20％的其他垃圾外运进行相应处理。仅占少量的有害垃圾通过专业公司收集处理。从源头对垃圾进行分类处理，不仅实现了垃圾的妥善处置，节省了垃圾运输费用，还实现了垃圾的最大程度资源化，对处理村镇垃圾有着很好的社会效益、经济效益和环保效益。
本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理方法的有益之处包括：(1)从源头对村镇垃圾进行分类收集处理，主要分为干垃圾、湿垃圾和有害垃圾，采用不同方式进行收集，避免了不同垃圾之间的混合，降低了后续处理难度，有害垃圾单独回收处理，能将其污染控制在最小范围内。(2)采用小规模的处理方式对干垃圾和湿垃圾进行处理，解决了村镇分散垃圾集中运输的不便性，提高了分散垃圾处理利用率。(3)堆肥处理将湿垃圾处理为有机肥料，提高了垃圾资源化利用率。通过热解气化处理其它垃圾实现了较大的减量化。
本发明实施例还提供一种中小型村镇分散垃圾分类处理系统，生活垃圾根据垃圾分类规则分为至少两种类型，所述处理系统包括堆肥处理设备和热解气化处理设备。
其中，堆肥处理设备用于对至少两种类型的生活垃圾中的第一种类型的垃圾进行堆肥处理，所述堆肥处理设备包括上料机构、破碎机构、脱水机构以及发酵机构。所述上料机构包括第一出料口，所述第一出料口与所述破碎机构连接。所述破碎机构包括第二出料口，所述第二出料口与所述脱水机构连接。所述脱水机构包括第三出料口，所述第三出料口与所述发酵机构连接。可选地，所述发酵机构包括固态物容纳腔，所述固态物容纳腔设有气态物排放通道。
实际应用中，垃圾原料通过上料机构进料，物料通过上料机构的第一出料口进入破碎机构破碎后，再通过破碎机构的第二出料口进入脱水机构进行脱水处理，以完成脱水过程。脱水后的混合物料通过脱水机构的第三出料口进入发酵机构的固态物容纳腔，在微生物的作用下，降解为小分子的、容易被作物吸收利用的肥料。产出肥料外观颜色为褐色或灰褐色，粒状或粉状，均匀，无恶臭，无机械杂质，可作为土壤调理剂和粗制有机肥使用。进一步地，堆肥处理设备还可以包括除臭系统，发酵机构可以设置气态物排放通道，气态物排放通道包括排气孔，发酵段产生的废气可以经排气孔进入生物除臭系统排出。
具体地，分类收集的有机垃圾先通过自动上料机进料，物料进入破碎机构后进行破碎和挤压处理，形成第一垃圾物料。破碎后通过脱水机构对第一垃圾物料完成脱水过程，使固体物料含水率达到60％左右，前期减容率约40％。同时，以溶解形态存在于有机垃圾中的盐分、油脂进入水相。最后通过发酵机构对脱水处理后的第一垃圾物料进行发酵处理，形成资源化有机物质。脱水后的混合物料在微生物的作用下，降解为小分子的、容易被作物吸收利用的肥料，发酵时间可以是5-8天。堆肥处理设备对湿垃圾进行处理后，形成的产出物外观颜色为褐色或灰褐色，粒状或粉状，均匀，无恶臭，无机械杂质，经过打包装袋后，可作为土壤调理剂和粗制有机肥料使用。发酵段产生的废气可以经排气孔进入生物除臭系统排出。
热解气化处理设备用于对至少两种类型的生活垃圾中的第二种类型的垃圾进行热解气化处理。所述热解气化处理设备包括第一燃烧室、第二燃烧室以及冷却机构，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室连通设置，所述冷却机构用于对所述第一燃烧室和所述第二燃烧室提供冷却气体。可选的，所述热解气化处理设备还包括排料机构，排料机构与所述第一燃烧室连接。排料机构包括固态物排放通道和气态物排放通道。冷却机构可以包括设在第一燃烧室底部的供风装置，例如风扇。
实际应用中，干垃圾中的可回收垃圾分选主要由人工负责，分选后的其它垃圾先进入第一燃烧室，进性干燥处理后，形成第二垃圾物料。然后在500℃～750℃的温度条件下，对干燥处理后的第二垃圾物料进行一次燃烧热解气化处理。其中，部分可燃物质分解为一氧化碳、气态烃类等，并与第一燃烧室烟气混合形成可燃烟气后进入第二燃烧室。热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)可以在第一燃烧室内继续进行充分燃烧，燃烧温度可以达到1050℃，形成第二垃圾渣体。燃尽后的第二垃圾渣体呈结焦状残渣，受到第一燃烧室底部的供风装置进行一次供风冷却，再经热解气化处理设备的机械挤压、破碎成100mm以下的块状物垃圾处理物由第一燃烧室输送到排料机构，最后通过排料机构排出到水封槽内，通过湿式出渣系统排出。固态的残渣可以通过固态物排放通道排出，可直接作为制砖材料、路基使用或进行卫生填埋处理。燃烧后的高温烟气经余热锅炉吸热回收能源后，温度降至200℃进入烟气处理系统，处理达标后通过气态物排放通道排入大气。处理规模可以根据实际垃圾量进行灵活选择，一般范围为10～150吨/天。
采用本发明的中小型村镇分散垃圾分类处理系统，可以对生活垃圾进行很好的处理，通过堆肥处理设备对分类后的垃圾进行堆肥处理，可以提高生活垃圾的资源化利用率。通过热解气化处理设备对分类后的垃圾进行热解气化处理，可以将生活垃圾实现较大的减量化。实施垃圾源头分类后，可以将垃圾中的厨余垃圾(占比50～60％)和可回收物(占比20～30％)分离出来。厨余垃圾就地进行堆肥处理，可回收物进行回收资源化处理，剩下的10～20％的其他垃圾外运进行相应处理。仅占少量的有害垃圾通过专业公司收集处理。从源头对垃圾进行分类处理，不仅实现了垃圾的妥善处置，节省了垃圾运输费用，还实现了垃圾的最大程度资源化，对处理村镇垃圾有着很好的社会效益、经济效益和环保效益。
需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明的部分或全部可借助软件并结合必需的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可包括其上存储有机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等一个或多个机器执行时可使得该一个或多个机器根据本发明的实施例来执行操作。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM (随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
需要说明的是，本领域技术人员可以理解，上述部分组件可以是可编程逻辑器件，包括：可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，PAL)、通用阵列逻辑(Generic ArrayLogic，GAL)、现场可编程门阵列(Field－ Programmable Gate Array，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)中的一种或多种，本发明对此不做具体限制。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
