一种生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺
技术领域
本发明涉及生活垃圾资源化利用处理领域，特别涉及一种生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺。
背景技术
目前，生活垃圾易腐有机物的处理技术以卫生填埋和焚烧焚烧为主，综合资源化是整个固体废弃物处置技术的发展方向。在综合资源化工艺技术中，往往经过预处理分选出难腐有机质(塑料、橡胶、织物、纸张、竹木等)作为RDF去进行能源化利用或能源化转化，而剩余富含有机质的那部分物料却不能得到更好的资源化利用。如果按照传统理念用于堆肥，鉴于垃圾组分的极大不稳定性，只能作为营养土用于种花、种草和园林绿化，极大限制了产出物的消化，严重影响生活垃圾综合资源化项目的长期、稳定运营。
卫生填埋占地面积大，资源利用率极低，有机物降解周期很长，不是生活垃圾的终极处理技术。且填埋后在生活垃圾的降解过程会产生渗滤液和填埋气，发生的不均匀沉降对填埋场有可能造成次生危害。中国专利CN201610512005.1公开了一种垃圾填埋方法，通过将垃圾中的一部分进行好氧预处理，适度去除垃圾中易降解有机物和加速垃圾降解；以及将未经好氧预处理的垃圾和经过好氧预处理的垃圾在填埋场进行交替填埋。尽管由好氧预处理后的垃圾作为厌氧填埋的基础层和/或缓冲层，为原生垃圾中有机物的降解提供良好的缓冲场所，从而避免形成酸积累，一定程度降低了渗滤液污染物浓度，去除和控制填埋场表面释放的恶臭污染物。但是其并未从根本上解决渗滤液和填埋气的技术问题。
焚烧具有减容量大、能量回收率比较高的优点。但垃圾焚烧投资大，运行成本高，二噁英等二次污染物排放量大。中国专利CN201410343351.2公开了一种垃圾焚烧处理工艺，一定程度上抑制了二噁英再次合成，同时，炉渣可再次利用、飞灰固化填埋。但是，飞灰属于危险废弃物，无害化处理的成本高。尾渣属于普通固废，仍需填埋或二次处置。且亦未解决系统处理运行成本高的技术问题。
有鉴于上述现有的生活垃圾易腐有机物的处理技术存在缺陷，本发明拟期望创设一种新的生活垃圾易腐有机质最大限度资源化利用工艺，更加彻底地实现无机物的无害化与有效分选，使之无论利用还是填埋，都不会产生二次污染，最大限度减少沼液的处理排放量，降低生活垃圾综合资源化运行成本，最大限度减少易腐有机质残渣，消除生活垃圾渗滤液和很好控制易腐有机质处理过程的臭气恶臭排放，净化生产环境，最大限度提高易腐有机质资源化程度。
发明内容
故此，本发明提出一种生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺，通过利用生活垃圾中易腐有机质厌氧发酵生产沼气和沼肥，实现资源化利用。
为达到上述目的，本发明提供了一种生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺，包括以下步骤：
(1)研磨破碎：将生活垃圾通过预处理获得的富含易腐有机质组分的筛下物送至研磨破碎机中进行研磨破碎，将筛下物中的易腐有机质破碎成混合浆料，从研磨破碎机的出料口排出；需要说明的是，塑料、橡胶等不会被破碎；
(2)湿法分选：将步骤(1)得到的混合浆料输送至湿法分选设备中，混合浆料分成上、中、下三层，上层为塑料、织物等轻物质，中层为生物质浆料，下层为金属、泥沙、玻璃、碎石等无机重物质；
(3)厌氧消化：将步骤(2)中的生物质浆料送至厌氧消化系统中进行厌氧发酵，得到消化液和沼气，消化液送入暂存池，沼气由输气管道输出；
(4)固液分离：向步骤(3)暂存池中的消化液中加入絮凝剂后，经固液分离机分离为沼渣和沼液；
(5)沼液回流：将步骤(4)中生成的沼液部分作为生物质浆料提取介质，回流至湿法分选设备。
优选地，步骤(2)中的上、中、下三层物质的分选采用重力分选，通过控制浆料浓度用于保证塑料、织物等漂浮在液面上层，泥砂和被破碎的玻璃、碎石等沉降在下层，含菜余、果余等易腐有机质的浆料位于中层。
优选地，步骤(3)中厌氧消化采用中温发酵，发酵温度为33～37℃，浆料进料TS浓度为8％-12％，厌氧发酵水力停留时间20天以上。
优选地，步骤(2)中生成的生物质浆料在进入厌氧消化系统之前，先通过湿法分选设备的出料管溢流进入调浆预热池，进行浆料浓度调节、浆料缓存和预热。
优选地，步骤(2)中的上层轻物质从湿法分选设备的顶部输出，脱水干化后制作成RDF；下层无机重物质沉积于底部，经磁选机选出磁性金属回收，剩余部分作为无极建材生产原料或填埋。
优选地，步骤(3)中沼气输出后经生物脱硫、脱水净化后储存于低压储气柜中。
优选地，步骤(4)中的沼渣经堆放脱水或干化后，用于制作肥料或无害化处理；沼液一部分回流，用于在研磨破碎和浆料浓度调整过程使用；多余部分经污水处理系统处理达标后排放。
优选地，步骤(1)研磨破碎过程中加入的是厌氧消化后步骤(4)分离得到的形成的回流沼液。
本发明针对生活垃圾富易腐有机质部分提出了一套资源化利用的处理工艺，采用“研磨破碎+湿法分选+湿法厌氧+沼液回流”的主体工艺，通过对富易腐有机质的混合物料(生活垃圾通过预处理获得的筛下物)进行研磨破碎，并利用回流沼液作为提取介质，将易腐有机质与难腐有机物、无机物分离，易腐有机质以浆料的形态进入厌氧消化系统发酵产沼气，难腐有机物干化制RDF，无机物经磁选后填埋，厌氧产生的消化液经固液分离成为沼渣和沼液，沼液一部分回流，另一部分处理后达标排放；沼渣干化后制肥。本发明具有整套工艺机械化程度高，沼液处理与排放量少、沼气沼肥经济效益好，资源化程度高，环境污染小的优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参见图1，本发明实施例一种生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺，包含以下步骤：
(1)研磨破碎：将生活垃圾通过预处理获得的筛下物送至研磨破碎机中进行研磨破碎，将物料中的易腐有机质和部分硬脆物料破碎，破碎过程添加部分回用厌氧沼液，将破碎后的物料制成混合浆料，从研磨破碎机的出料口排出。该筛下物的主要成分为饭余、菜余、果皮、果核、树叶、塑料、橡胶等有机物及金属、泥沙、玻璃、碎石等无机物，破碎过程必须保持塑料、织物、橡胶等轻薄有韧性的物料，金属物料等不被破碎。而菜余、果余、树叶、青草等强度低的易腐有机质，玻璃、陶瓷等脆性物料破碎成粉，纸张、树枝等生物质适当破碎，保持原状最好。上述破碎过程为湿法破碎，加入回用沼液调节破碎之后物料的形态，以便破碎过程不扬尘，能耗低，破碎物料排出容易。
(2)湿法分选：将步骤(1)得到的混合浆料输送至湿法分选设备中，混合浆料分成上、中、下三层，上层为塑料、织物等轻物质，中层为生物质浆料，下层为金属、泥沙、玻璃、碎石等无机重物质。
进一步地，步骤(2)中的上、中、下三层物质的分选采用重力分选，通过控制浆料浓度用于保证塑料、织物等漂浮在液面上层，泥砂和被破碎的玻璃、碎石等沉降在下层，含菜余、果余等易腐有机质的浆料位于中层；上层轻物质从湿法分选设备的顶部输出，脱水干化后制作成RDF，下层无机重物质沉积于底部，经磁选机选出磁性金属回收，剩余部分作为无极建材生产原料或填埋。
(3)厌氧消化：将步骤(2)中的生物质浆料24送至厌氧消化系统3中进行厌氧发酵，得到消化液和沼气，消化液送入暂存池，沼气由输气管道输出。
优选地，步骤(3)中厌氧消化采用中温发酵，发酵温度为33～37℃，浆料进料TS浓度(总的固体浓度)为8％-12％，厌氧发酵水力停留时间20天以上；步骤(3)中沼气输出后经生物脱硫、脱水净化后储存于低压储气柜中。
(4)固液分离：向步骤(3)暂存池中的消化液中加入絮凝剂后，经固液分离机分离为沼渣和沼液。沼渣经堆放脱水或干化后，用于制作肥料或无害化处理。需要说明的是，絮凝剂优选为PAM。通过上述处理后，沼渣含固率25％以上，沼液含固率0.5％以下。
(5)沼液回流：将步骤(4)中生成的沼液部分作为生物质浆料提取介质，回流至湿法分选设备。即部分沼液作为回流沼液，回流至湿法分选设备进行湿法分选。需要说明的是，回流沼液亦可流至研磨破碎机用于进行研磨破碎；多余部分经污水处理系统处理达标后排放。
需要说明的是，在步骤(2)和步骤(3)之间还包括调浆预热，具体表现为，步骤(2)中生成的生物质浆料通过湿法分选设备的出料管溢流进入调浆预热池，进行浆料浓度调节、浆料缓存和预热。
由上述内容可知，本发明实施例提供的生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺，通过采用“研磨破碎+湿法分选+湿法厌氧+沼液回流”的主体工艺，富易腐有机质的生活垃圾筛下物进行研磨破碎，并利用回流沼液23作为提取介质，将易腐有机质与难腐有机物、无机物分离。易腐有机质以浆料的形态进入厌氧消化系统3发酵产沼气，难腐有机物干化制RDF，无机物经磁选后作为无极建材生产原料或填埋。厌氧产生的消化液经固液分离成为沼渣和沼液，沼液一部分回流，另一部分处理后达标排放；沼渣干化后制肥。相对于现有技术，本发明实施例提供的生活垃圾易腐有机质湿法厌氧处理工艺，具体具有如下优点：
1、整套工艺机械化程度高，运行成本低，电能和热能可实现系统内部转化利用，达到很高的利用率；
2、发酵条件稳定可控，有机物降解彻底，分解率可达到80％左右，减容效果显著，沼液产生量少，全程密闭无臭气外排；
3、沼气、沼肥产品销路广，经济价值高；
4、可以实现有机质的高效提取，从而产气率高于普通厌氧处理工艺。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
