一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法

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一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法。
背景技术
[0002] 随着人口的持续增长，人类生产活动的飞速发展以及社会生活的不断进步，各种废弃物的排放量也日益增加，严重威胁着人类的生存环境和质量。有机固体废弃物包括城市污水处理过程中产生的活性污泥，分拣后的有机生活垃圾、畜禽粪便、农作物秸秆、木糖醇渣、糠醛渣、工业发酵废渣等。传统的处理方法大多采用深坑填埋、堆积焚烧等方式，只有小部分经过简单晾晒被用来作为农田施用肥、沼气发酵原料或焚烧发电等。这些处理方法占用了大量土地，且容易形成二次污染，处理成本也较高，能源浪费严重。现有的处理方法是化学催化水解方法，占地面积小，处理成本较低，较传统方法有了很大的改进，但是它也有不足的地方，即化学催化水解反应需要消耗能源，需要有锅炉等能源设备，且在化学催化水解反应过程中会产生废弃，需要净化装置进行净化。因此仍不符合发展绿色生态的良性循环的要求。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法，以解决现有化学催化水解方法所存在的耗能大和产生废气等不足之处。
[0004] 本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
[0005] 一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] (1)将预处理的有机固体废弃物加酸调pH1-4并混合得物料I；
[0007] (2)物料I经过超声波降解、撞击流降解脱水、压力流脱水及研磨活化处理，制得含水量为5％-12％的物料II；
[0008] (3)物料II采用现有常规技术制备有机能量肥料。
[0009] 所述超声波降解的设备是超声波发生器，通过机械力波压力使上述预处理的有机固体废弃物降解。其中超声波发生器的频率为30-100KHz，作用时间为20分钟至2小时，温度为20℃-80℃。
[0010] 所述撞击流降解脱水的设备是撞击流罐，撞击流的机械力源为空气压缩机，气源压力为0.5-2.0MPa，气源温度为空气压缩机稳定运行的出口温度60℃-130℃。撞击作用时间为30分钟至2小时。当上述降解的物料含水量达到20％-40％时，停止撞击。
[0011] 上述物料I在撞击流罐被降解脱水时会产生气雾，所产生的气雾可通过在撞击流罐上部利用引风机产生负压排除。
[0012] 所述产生的气雾进入气雾捕集装置凝结成水，并回收利用。
[0013] 所述引风机负压为0.03-0.06MPa，电机转数为1450-2900转/分。
[0014] 所述气雾捕集装置中设置有波纹板或不锈钢丝网，两种不同的材质的网可单独使用或两种串联使用。单层波纹板波峰高度为10-50mm，单层厚度为2-5mm，层数为5层-10层。如用不锈钢丝网，孔径为20目-100目，5层-20层，层间距为2-10mm。
[0015] 所述压力流脱水的设备是压力流脱水干燥罐，利用空气压缩机出口产生的温度为
80℃-130℃的热空气，从罐底进入，穿过所述物料层，使物料在压力流作用下强制脱水，压力为0.2-0.5MPa。脱水干燥过程中产生的气雾由上述气雾捕集装置回收利用。当所述物料含水量达到15％-20％时，进行研磨活化处理。
[0016] 所述研磨活化处理的设备是高速冲击式研磨活化机，增加所述物料表面积和表面活性，主轴转数为1000-4000转/分，制备得到含水量5％-12％的干燥物料。
[0017] 最后采用常规技术制备有机能量肥料。
[0018] 本发明所述的有机固体废弃物包括活性污泥、禽畜粪便、木糖醇渣、糠醛渣、工业发酵废渣、预处理后的有机生活垃圾、预处理后的农作物秸秆中的一种或它们的混合。并根据其类型不同采用不同的预处理方法。
[0019] 当所述有机固体废弃物是农作物秸秆与活性污泥配合时，农作物秸秆必须先进行预处理，方法是：(1)用高速细碎机破碎成0.5-3mm的细碎物料，转数为2000-4000转/分；
(2)加入1-5倍水，加酸调pH1-4，在混合机中混合均匀；(3)用高速研磨活化机连续循环处理30分钟至3小时；(4)在压力流脱水干燥罐加压保压两小时，温度120℃以上(空气压缩机提供)，压力维持0.5-1.5Mpa；(5)往泄压罐放料，得到的物料再与活性污泥按体积比
1∶1配合，继续处理。
[0020] 当所述有机固体废弃物是分选后的有机生活垃圾与活性污泥配合时，分选后的有机生活垃圾需先进行预处理，方法是：(1)用高速细碎机细碎成泥状的细物料，转数为
2000-4000转/分；(2)细物料用压力流脱水干燥罐进行处理至物料含水量达20％-40％，具体操作同上所述的操作，处理完毕往泄压罐送料；(3)用旋转筛分机筛分得到粉末状筛下物，筛分机筛孔为5-12mm，转数为10-100转/分。得到的粉末状筛下物同活性污泥按体积比1∶1配合，继续处理。
[0021] 本发明将机械力化学原理应用于有机固体废弃物的处理。机械力化学原理是通过各种机械力作用，使被作用的物质发生表面性质的变化，增加比表面积，增加表面能，使物质表面产生缺失、断键、空穴，表面能集聚，使之产生了化学变化，这些变化就使所述被作用的物质极易进行化学反应，是传统的化学反应步骤简化，多步法变成一步法。
[0022] 本发明利用超声波发生器产生的波能和用空气压缩机产生的压缩热和压缩产生的机械力能，进行有机物降解和脱水，省去锅炉等能源设备，省去了传统的干燥机使用点的装机容量减少，简化工艺流程，简化设备，装置占地面积减少1/2，投资省去1/3，能源消耗节省2/3，并且不产生废气，容易实现产业化。
附图说明
[0023] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
[0024] 图1为本发明的工艺流程示意图。
[0025] 图2为本发明的有机生活垃圾预处理工艺流程示意图。
[0026] 图3为本发明的农作物秸秆预处理工艺流程示意图。
具体实施方式
[0027] 为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0028] 如图1所示，本发明所述一种有机固体废弃物的机械力化学处理方法，主要包括以下步骤：(1)将预处理的有机固体废弃物混合，(2)经过超声波降解、撞击流降解脱水、压力流脱水及研磨活化处理，制得物料，(3)采用现有常规技术制备有机能量肥料。
[0029] 本发明所述的有机固体废弃物包括活性污泥、禽畜粪便、木糖醇渣、糠醛渣、工业发酵废渣、预处理后的有机生活垃圾、预处理后的农作物秸秆中的一种或它们的混合。
[0030] 需根据所述的有机固体废弃物的不同类型采用不同的预处理方法。如图2所示，当所述有机固体废弃物是农作物秸秆与活性污泥配合时，农作物秸秆必须先进行预处理，方法是：(1)用高速细碎机破碎成0.5-3mm的细碎物料，转数为2000-4000转/分；(2)加入1-5倍水，加酸调pH1-4，在混合机中混合均匀；(3)用高速研磨活化机连续循环处理30分钟至3小时；(4)在压力流脱水干燥罐加压保压两小时，温度120℃以上(空气压缩机提供)，压力维持0.5-1.5MPa。处理后往泄压罐送料，得到的物料再与活性污泥按体积比1∶1配合，继续处理。
[0031] 如图3所示，当所述有机固体废弃物是分选后的有机生活垃圾与活性污泥配合时，分选后的有机生活垃圾需先进行预处理，方法是：(1)用高速细碎机细碎成泥状的细物料，转数为2000-4000转/分；(2)细物料用压力流脱水干燥罐进行处理至物料含水量达
20％-40％，具体操作同上所述的操作，处理后往泄压罐送料；(3)用旋转筛分机筛分得到粉末状筛下物，筛分机筛孔为5-12mm，转数为10-100转/分。得到的粉末状筛下物同活性污泥按体积比1∶1配合，继续处理。
[0032] 实施例1
[0033] 所述有机固体废弃物是农作物秸秆与活性污泥配合，所述农作物秸秆先用转数为
2900转/分的高速细碎机细碎成3mm的细碎物料，加入4倍水，并加酸调pH3，在高速研磨活化机中连续循环处理1小时，用压力罐加压保压2小时，温度120℃(由空气压缩机提供)，压力维持1.0MPa。加压处理产生的气雾由气雾捕集装置收集，并回收产生的凝结水。在保持压力罐内压力为0.3MPa时，往泄压罐放料。
[0034] 得到的物料与活性污泥按体积比1∶1配合，加酸调pH1-4，并用转数为50转/分的双螺带混合机混合5分钟。混合后进超声波发生器降解30分钟，超声波频率为80KHz，温度80℃(由空气压缩机供热)。然后进撞击流罐通过压力为1.0MPa、温度为120℃的撞击气流(由空气压缩机提供)降解脱水1小时，当上述降解的物料含水量降到30％时停止撞击。撞击装置上部用中压引风机产生负压(0.06MPa)，排出撞击产生的气雾，并进入气雾捕集装置凝结成水后回收。所述气雾捕集装置内设置有波纹板和不锈钢丝网，所述装置上部设置有5层波纹板，单层厚度为3mm，波峰高度为10mm，所述装置下部设置有15层不锈钢丝网，孔径为60目，层间距为5mm。经撞击流降解脱水后的物料进入压力流脱水干燥罐，由空气压缩机提供的压力0.3MPa、温度100℃的热动气从罐底进入并穿过料层，强制脱水，使物料含水量降到20％，脱水产生的气雾进入上述气雾捕集装置后凝结成水并回收。处理后的物料进入转数为2900转/分的高速冲击式研磨活化机，通过研磨使物料增加比表面积和表面活性，水分降到12％。最后得到的物料采用常规技术制备有机能量肥料。如将物料进行粉碎、造粒，干燥，包装制成有机能量肥料。
[0035] 实施例2
[0036] 有机固体废弃物是分选后的有机生活垃圾与活性污泥配合，分选后的有机生活垃圾先用转数为3000转/分的高速细碎机细碎成泥状的细物料，然后进入压力流脱水干燥罐，利用空气压缩机产生的压力为0.4MPa、温度为120℃的热空气，从罐底进入，穿过所述物料层，使其在压力流作用下强制脱水，得到含水量达35％的物料，利用压力流干燥脱水罐内0.3MPa的压力将处理后的物料送至泄压罐。接着用筛孔为10mm、转数为40转/分的旋转筛分机筛分得到粉末状筛下物。
[0037] 所述粉末状筛下物同活性污泥按体积比1∶1配合，加酸调pH1-4，并用转数为50转/分的双螺带混合机混合5分钟。混合后经过超声波降解、撞击流降解脱水、压力流脱水及研磨活化处理，操作方法同实施例1，制得含水量5％的物料。最后得到的物料采用常规技术制备有机能量肥料。
[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。