[发明专利]固体废物分离和处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废物分离和处理方法，特别地，本发明的方法的目的在于在混合的城市固体废物的处理中使用。

背景技术

目前，混合的城市固体废物(MSW，municipal solid waste)的处理通常包括将该废物传送到某种形式的分离过程，该分离过程中，首先尽可能地将废物中的有机物和无机物分离。这种第一分离步骤一定是基于大小分离，因为有机物通常比大多数无机物小或者软。然后，将有机物至少部分投入腐烂过程，同时无机物被分为可回收物品和不可回收物品，不可回收物品将被扔进废弃物填埋场。理想情况下，腐烂过程的产物是堆肥材料和沼气。

这种方法的效率极大地依赖于不同分离步骤实施方式的效果。此外，该方法的最终产物的用途大部分取决于它们的纯度。例如，如果玻璃和砂粒、薄膜塑料材料、以及含铁的和不含铁的材料分别从有机物中去除，这是非常优选的。然而，在达到完全的有效结果所消耗的时间和相关成本之间始终要进行折中。

在传统方法中使用的堆肥过程通常会产生臭气，如果处理设施是在靠近城市发展的地方的话，这种臭气必须采用昂贵且复杂的臭气处理装置来防止。可选地，处理设施必须位于很远的地方，这不一定是可能的或可取的。

关于采用的腐烂过程，已知的是，固体有机废料可以在厌氧或有氧条件下处理，以产生具有生物活性的稳定的最终产物，该最终产物例如，可以被用作园林或农业堆肥。该过程分别通过能使废料新陈代谢从而产生生物活性的稳定的最终产物的厌氧微生物或需氧微生物的作用完成。

同样已知的是，固体有机废料的有氧分解在有氧气存在的情况下进行。由于在有氧分解过程中产生的一些能量以热的形式释放，废料的温度会上升，在环境条件下通常会达到约75℃。固体最终产物通常含有丰富的硝酸盐，而硝酸盐对于植物来说是容易生物利用的氮源，这使得最终产物特别适合作为废料。

还已知的是，固体有机废料的厌氧消化在无氧环境下进行。当有机物被加热至嗜温或嗜热细菌生效的温度时，无氧微生物代谢可被认为是最优的。无氧微生物代谢过程引起生物气的产生，其中主要是甲烷和二氧化碳。该过程的固体产物通常含有丰富的铵盐。这种铵盐是不容易生物利用的，因此通常在有氧分解会发生的环境下处理。在这种方式中，该材料被用来产生生物可利用的产物。

通常，有机废料的生物降解系统要么是需氧过程，要么是厌氧过程。然而，还有少数系统结合了厌氧和需氧生物降解过程。德国专利4440750和国际专利申请PCT/DE1994/000440(WO1994/024071)中的方法分别描述了厌氧发酵装置和需氧堆肥装置的结合。重要的是，这些系统描述了分开的不相关联的用于需氧和厌氧生物降解过程的容器。

国际专利申请PCT/AU00/00865(WO01/05729)描述了一种改进的方法和装置，其中，克服了在先的方法和装置的大多数低效能部分。改进的方法和装置的特点在基本层面上是，通过用于提升有机废料的温度的初级需氧步骤，厌氧消化步骤和后续的需氧处理步骤，在一个单独的容器中对有机废料进行连续处理。在厌氧消化步骤中，含有微生物的工艺用水或接种物被加入容器中，以创建适合内容物高效的无氧消化和产生生物气的条件。加入的接种物还有助于热和质量传递以及提供用于防止酸化的缓冲能力。接着，空气被通入容器中的残留物中，以创建有氧降解条件。进一步描述的是，在厌氧消化过程中加入的水可以来自于一个相连的经历过厌氧消化的容器。

美国专利文献20050199028A1中描述了一种用于处理和回收混合的城市固体废物的方法和装置，其目的在于将扔到废弃物填埋场的废物的数量最小化。这包括作为第一步骤的生物处理，该步骤在用于去除无机物和回收可回收物品的后续分离步骤之前。在通过额外的筛选去除惰性化合物之前，设置了另一需氧微生物处理步骤。最后，采用清洗步骤来去除堆肥有机物中的盐。在该方法中没有去除玻璃和砂粒的措施。此外，采用转鼓形式的第一分离器进行了有限的大小分离，因此限制了该方法的剩余部分的效率。