[发明专利]城乡生活垃圾资源化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种资源化利用垃圾以达到消除城乡生活垃圾的方法。

背景技术

随着社会的进步，可持续性发展成为人类追求的目标。垃圾作为人类活动的产物成为地球的负担，也成为阻碍人类社会发展的严重障碍。全世界垃圾年均增长速度为8.42％，而中国垃圾增长率达到10％以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾，中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。

城乡生活垃圾从资源利用的角度主要分为两类：第一类可厌氧分解垃圾，由含水率高、易腐败的可降解有机物组成的垃圾，包括厨余垃圾、废木材、废棉花及废旧棉织品等，垃圾的污染大部分来源于此，其中包含的资源是可燃气体和植物肥料；第二类是不可厌氧分解垃圾，包括废塑料、废金属等可回收利用的材料及少部分泥土、炉灰、玻璃、陶瓷、建筑垃圾等，其中包含的资源是废旧金属及塑料、化纤等。

由于有机垃圾中的可厌氧分解垃圾有丰富蛋白质、脂类和糖类化合物，在常温情况下，微生物分解有机物过程中会产生NH₃、H₂S及有害的碳氢化合物气体，具有明显的恶臭和毒性，直接危害人体。垃圾堆是蚊、蝇、鼠、虫孳生的场所，是疟疾、血吸虫病、乙型脑炎、霍乱、痢疾、伤寒、肝炎、鼠疫、钩端螺旋体病、吸血虫病的传染源。垃圾随意堆放，由于生物作用会产生CO₂和CH₄以及有毒气体H₂S，还会导致爆炸事故。垃圾中的有害物不断污染空气、土壤与水体，进而以空气、土壤、水体、食物为媒体或载体将附着的危害物质侵入人体，损害人体的健康。

现有技术垃圾的处理方法：

目前，世界各国对城市生活垃圾主要采用填埋和焚烧两种处理方法。

1、填埋法

填埋法是使用最多的垃圾处理方法，其原理是将垃圾在选定的场所，填埋到一定高度，加上覆盖材料，让其经过长期的物理、化学和生物作用达到稳定状态。具体方式有自然堆放和卫生填埋。自然堆放法虽然简单易行，但缺点是所带来的环境污染比较严重，对土壤和地下水造成严重且长期的污染，是一种消极的应急措施。卫生填埋法是现在大量处理城乡生活垃圾的方法，世界各国普遍采用卫生填埋法；卫生填埋法的缺点是占地多、工程组织复杂，无害化、减容化程度较低，存在着二次污染的潜在威胁，特别是产生的沼气排放不易处理，易发生爆炸事件，使垃圾中的资源被大大浪费；操作过程有臭气产生，垃圾填埋场远离市区，运输费用较大，选地受较多限制，容易造成地表及地下水污染。

2、焚烧法

焚烧是将垃圾作为固体燃料送入垃圾焚烧炉中，在高温条件下，垃圾中的可燃成分与空气中氧气进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣。焚烧处理的优点是减量效果好，焚烧后的残渣体积减少90％以上，重量减少80％以上，处理彻底。缺点是破坏资源，垃圾含70％左右的水分，含水有机物消耗能量，可燃垃圾释放能量，在焚烧过程中消耗能量和释放能量相抵，剩余能量很少或为负能量，因此对垃圾热值有要求，焚烧中要消耗煤、油等助燃能源，浪费了大量的可回收资源，且焚烧时会形成氯化二苯并二恶英(PCDD)，和氯化二苯并呋喃(PCDF)，易造成空气污染。

鉴于上述分析，人类将垃圾作为废弃物来进行处理，观念的错误指导人们采取了上述错误的处理方法，造成垃圾堆积如山，严重影响了人类的生存空间。

发明人认为，垃圾是最具开发潜力且永不枯竭的“资源矿藏”，完全可以成为资源循环的新起点，同时成为循环经济的重要组成部分。生活垃圾中有机垃圾占60％～70％以上，是一种宝贵的资源，近年来随着人们生活水平的提高，垃圾中有机物所占比例也呈上升趋势。对垃圾认识的深入和深化，是发现处理垃圾正确方法的重要指导原则。

用厌氧发酵法处理城市有机垃圾是回收生活垃圾中能源的一种有效方法。近年来，世界各国在垃圾处理产沼气技术方面研究较多，如美国等欧美国家普遍采用两步发酵法、浸提法来研究城市垃圾厌氧发酵产沼气，我国也用厌氧干发酵法处理城市垃圾，产生的沼气用作燃料，发酵后的有机垃圾制成有机复合肥。

从现有技术来看，现有的厌氧发酵法具有以下缺陷：

1.无论是两步发酵法、浸提法，还是厌氧干发酵法，处理前都需要进行垃圾的分类，这是制约垃圾处理的最大瓶颈，因此造成上述方法实用性较差，处理成本巨大，而且处理不彻底，无法大规模推广应用。

2.厌氧处理的间歇性，造成垃圾处理工厂的垃圾处理容量有限，占地面积较大，根本不能适应现代化城市垃圾的应处理量。