[发明专利]一种有机固废预处理系统和工艺、以及对应的有机固废连续水热处理系统和工艺

说明书

本发明公开了一种有机固废预处理系统和工艺、以及对应的有机固废连续水热处理系统和工艺，包括水重分拣‑粉碎装置和球磨装置；该水重分拣‑粉碎装置包括分拣腔和第二级粉碎单元，通过分拣腔能够实现轻、重物料的分离，该第二级粉碎单元对轻物料进行粉碎以制得初泥浆，该球磨装置接收初泥浆并进行球磨以制得含杂质泥浆，其中，分拣腔分离的重物料能够进入球磨装置内作为磨料使用。本发明的有机固废预处理系统结构简单、合理，便于轻、重物料分离并重物料废物利用，以及将有机固废细化均化和流态化，可实现有机固废协同、高效和连续水热处理，并有效防止连续水热工艺堵塞等，充分回收工艺过程热能，且产物可资源化利用，获得显著的环保和经济效益。

技术领域

本发明涉及有机固废处理处置技术领域，特别涉及一种有机固废预处理系统和工艺、以及对应的有机固废连续水热处理系统和工艺。

背景技术

随着我国城市化的迅速发展，我国城市生产的有机固废总量节节攀升，据报道2019年一年，城市生活垃圾生成量超2亿吨，市政污泥总量大约6000万t，在可预见的未来，城市有机固废总量将继续攀升。据生态环境部统计数据显示，2017年，202个大、中城市中，北京市城市生活垃圾产生量全国第一，达901.8万吨，占全国生活垃圾总产生量的4.47%，上海、广州分别位居第二、第三，城市生活垃圾产生量分别为899.5万吨、737.7万吨，分别占全国生活垃圾总产生量4.45%、3.65%。随着经济的发展，北上广深的环境压力日益增大，为了脱离“垃圾围城”的困境，纷纷出台了各项政策，希望通过垃圾分类的标准化，实现“变废为宝”，减轻城市环境压力，但城市垃圾有效处理处置工作依然压力山大。同时，市政污泥经简单干化处理后含水率约80%，含有蛋白质、脂肪、矿物油、纤维素、病原菌、寄生虫等多种物质，若得不到有效处置将造成较大的环境污染和传播病菌。2015年发布的《水污染防治行动计划》要求现有污泥处理处置设施于2017年完成达标改造，2020年地级市无害化处理率达到90%以上。然而，调研表明我国污水处理厂所产生的污泥处理处置达标率明显偏低，污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显，并引起了社会的广泛关注。因此，如何合理高效的处理处置有机固废，特别是城镇污泥和生活垃圾，成为目前我国城市化可持续发展的重要且紧迫的需求。

有机固废是指人类在生产生活等活动中产生的污染环境的固态、半固态有机废物，有机固废一般包括市政污泥、工业污泥、餐厨餐余垃圾、生活垃圾、江河底泥、高浓度有机废液、粪便等，目前数量及处理压力较大的主要是生活湿垃圾（包括厨余垃圾）和市政污泥。

随着城市的快速发展，大量生活湿垃圾的妥善处理处置日趋突出，加之土地资源越来越紧张，迫切需要有机固废（如生活湿垃圾、市政污泥）高效处理处置和协同处理处置综合性方案。目前有机固废协同处理处置主要解决方案有（1）热水解+厌氧消化技术；（2）干化+焚烧。其中热水解+厌氧消化技术先将生活垃圾分拣出湿垃圾与市政污泥混合粉碎制初浆，通过储罐式热水解预处理后进行厌氧消化产生沼气，沼气用于发电，余热用于提供热水解所需的热能，沼渣等固体经干化或脱水后通过焚烧进行处理，或处理为有机肥，沼液需单独处理。该技术已有大量专利申请，如：CN201710141772.0，CN201720543110.1，CN2018111236960.2，CN201810042268.X等，该技术路线可实现C/N/P的回收，杀灭病原菌、VS降解约50%，减量30%-35%，生产甲烷60-65%浓度的沼气。但存在以下问题：一般采用储罐式间歇处理，占地面积大，停留时间长（15-20天），工艺复杂，沼气需要脱硫处理，发电需增加锅炉和发电机和电网等设备，投资和运行成本高，沼气产量低且不稳定，最终产品臭味大且不稳定，大量脱水不佳的消化沼液，厌氧消化消耗有机固废中的碳源，使得沼液中碳氮比进一步降低，从而造成沼液难以脱氮，达标排放成本偏高，消化运行不稳定、消化池泡沫，消化泥饼（原污泥量的20-50%）的依旧需要通过土地利用或焚烧进行一步处置。干化和焚烧的投资成本和运营成本较高，灰渣还需要进一步处理，能源效益低，工程实践中问题较为突出。