[发明专利]废物处理系统

说明书

一种用于处理固体废物装置以再循环位于装置内的材料并回收、再利用和再循环这种材料的处置系统。这种系统可包括主腔室和次级腔室，其优选地通过使用一个或多个排气导管以及次级腔室排气导管附接。固体废物装置可包括任何类型的废物，诸如电子废物、医疗装置废物等。

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求于2017年8月30日提交的美国临时专利申请号62/552,080的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

某些实施例可通常涉及废物的处理。更具体地，某些实施例可涉及用于处理废物的受控组合的热解和气化方法，以安全地处置废物中的有害成分，同时实现贵金属和稀土元素的高效回收。

背景技术

当前最常见的废物处理方式是通过使用垃圾填埋场。填埋操作者试图通过用连续的固体废物层（主要是家庭废物）填充土地区域来进行卫生填埋，并且地层或土壤层是众所周知的。不受控制的填埋依赖于自然生物作用、降水和气候来实现分解。随着废物分解，废物中的有毒材料可能进入到从垃圾填埋场排出的自然降水中，由此允许高毒性的被污染的水潜在地污染地下水源、地表流和水井。由于非常缓慢的稳定，不受控制的垃圾填埋场在很长一段时间内不能用于其他目的，并且因此特别是在大都市区域附近代表着土地资源的巨大浪费。

尽管努力再循环废物中的材料，但通过使用当前的标准方法难以再循环某些类型的废物。

例如，电子废物（另外也称为电子废料和电子废物）是从多余的、破损的和过时的电子装置中产生的垃圾。电子废物多产且有毒。据充分研究，只有近似13%的电子废物被处理以用于材料回收。另外，电子废物体积正以每年8%的复合速度增长。因此，由于重金属的长期浸出，填埋通常不是准许的选择。

当在垃圾填埋场中处置时，电子废物占总体危险废物成分的近似70%，尽管从体积上看，电子废物只占被置于垃圾填埋场中的材料的相对小的部分。此外，电子废物相当于每年开采的金属和矿物的材料百分比。例如，电子废物金含量相当于每年开采的金的近似10%。不经矿物和金属回收的电子废物处置效率低下，并且长期不可持续。电子废物也会对环境特别有害，因为这种废物包括有害的铅化合物、汞、镉、铬和含氯氟烃（CFC）气体。因此，电子废物的危险内容物需要特殊管理。

在过去的几年里，寻找处置这种废物的高效且有效的方法一直是挑战，并将继续是挑战。例如，由于氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）、酸、砷、和重金属以及对大气有有害影响的其他毒素，焚烧一直不是可行的选择。

大多数其他解决方案需要手动拆解原料，并且是劳动密集型的。另外，先前金属的典型提取使用高温精炼方法，这种方法产生需要洗涤器系统和高水平能量的排放物。其他替代方案往往需要集中且物流效率较低的大规模操作。此外，每克回收的金属的其他处理的建造和操作成本更为昂贵。另外，水力消化器（digester）的其他开发消耗一小部分电子废物，诸如碾磨印刷电路板并溶解它们。此外，然后需要对有毒残留物浓缩物（即，碳氢化合物、阻燃剂和其他残留物）进行后处理处置。

然而，大多数电子产品通常最终会被填埋，并且只有一小部分会返回以用于新的电子装置。另外，再循环电子废物会是挑战性的，因为某些电子设备是由不同比例的玻璃、金属和塑料制成的复杂装置。电子装置通常包含有价值的材料，包括铜、锡、铁、铝、钯、钛、金和银。因此，需要能够找到有效且安全的方法来回收、再利用和再循环这种材料。当考虑到再循环电子废物可以帮助节省能源和资源、减少污染、节约填埋空间并最终提供对环境安全的处理电子废物的方法时，这一点可能尤其正确。此外，在高效电子废物处理的核心处还需要易于部署的处理的更小规模。

像电子废物一样，医疗废物（诸如针、注射器、玻璃器皿和绷带）在处置方面也具有挑战。当前的医疗废物系统不对医疗废物进行消毒、分类或再循环。鉴于某些细菌和病毒会经由生物污染的废物传播，因此应注意消灭病原体并因此使可能的病原体传播最小化。相反，生物污染的医疗废物常常在垃圾填埋场中处置，这会对环境有害。