[发明专利]处理固体废料的方法

说明书

本发明所属的领域

本发明涉及固体废料处理领域，包括物料回收、再循环以及重复利用，在其优选实施方案中，还特别涉及固体废料处理，从固体废料物料流中分离组成物料，以及以其最高的效益和资源价值利用其组成物料。

本发明的技术背景

几乎在整个历史中，人类一直在通过掩埋或将其倾到水体中来处理固体废料，特别是城市废料或垃圾，但是，最近人类认识到固体废料的不适当处理会引起短期或长期的污染问题，所以固体废料的处理成了日益关心的话题。从固体废料中回收有用的资源是又一个因素，它导致了对适当处理方法和固体废料利用的日益关心。在不同类型的固体废料中，城市固体废料，从其绝对体积和其组成的不同上看是具有特别意义的。

尽管通过掩埋来处理固体废料至今一直是并将继续是最广泛的方法，但已经提出和利用了多种固体废料处理方法。尽管在适当构造、运行和维持的掩埋场处理看起来好象是一种短期内相对安全的废料处理方法，但是人们仍然关心即使是设计和运行得最好的掩埋场的长期安全性。传统的掩埋场是用不透水的混凝土壳构造而成的，它能用作防止废料渗滤到供水系统的隔板，但是混凝土壳的任何缺口都会导致整个包容系统的失败。而且，处理固体废料掩埋场的传统设计和运行未能有效地利用废料流组分作为资源再使用的潜力。

焚化是另一种方法，它也长期被用来处理固体废料，有时是单独使用，有时是和从燃烧热回收能量一起使用，同样，尽管提供了一部分的解决方法，并回收了焚化废料的至少一部分资源价值，但焚化会产生空气污染，对于回收许多废料组分的资源价值来说，为热能而利用所有废料组分通常是一种极其无效的方法。

将城市废物作堆肥处理(Composting)是另一试图使用的方法。但是它未能提供一个对废料处理问题的综合性的解决办法。尽管城市废物中的某些组分能有效地被堆积分解掉，但是在整个堆肥过程中许多组分不再能生物降解，或者说将维持其有毒或有害特性。

原料分离再循环，即每一个废料产生者从废料流中将可再循环和/或可再使用的物料分离出来并单独收集，作为固体废料处理问题的有用的和有效的解决办法被强有力地提出。原料分离再循环，尽管在从废料流中分离出组分以利用它们的资源在价值上是有效的，但还是遇到了许多困难。

在城市废料的这种特殊情形中，废料的原料分离必须由每个产生废料的家庭来做，废料产生者参与详细的分离程序的意愿通常是分离或再循环程序有效性的重要的决定因素。即使是在最有效的自愿再循环程序中，产生废料的家庭参与所有废料的原料分离也是不普遍的，而且所述参与随着分离复杂性的提高而呈下降趋势。由于城市废料产生者在分辨物料上出现的错误问题也出现了，导致了回收物料的杂混，降低了分离的有效性。相应于杂混问题，通常致力于提高参与，已经提供了一些结合原料分离和收集分离方法的再循环程序，在结合程序中，从其它废料中将再利用的物料分离出来并混杂在一起，当这些废料从每一个产生者那里收集起来时进行附加的分离。然而，结合程序趋于降低废料收集的速度，经常需要额外的人工，同时在效率上的任何改进最好也只是收益仅敷支出。

另一种用于城市再循环的，或单独或结合由每一个废料产生者进行分离的方法是收集后分离，在该方法中，在废料从单个家庭中收集后至少进行一部分的分离过程。收集后分离的范围包括基于对肉眼可见的废料流的检查和可再循环物料的辨认的简单和不完全手工分离，以及利用和如对铁类金属的磁力分离、对非铁金属的感应电流分离(induction current separation)、和在如水箱中进行密度分离等技术的更复杂的自动化系统。这些分离技术的有效性和效率在很广的范围内变动，作为一个一般性的方法被证明仅部分地成功。当试图解决固体废料问题时，在许多传统分离技术中使用相对大量的水也会产生环境水污染问题。

传统的再循环和再利用方法还受到经济问题的困扰，回收的或再循环的物料通常被证明比原始材料的成本更高，这至少是部分由于在破碎过程和利用设备之间的无效的处理和运输、物料净化的最后步骤的高成本，以及回收的物料的用途所造成的，而在这些用途中，它们必须直接与原始材料竞争。例如，通常可以理解回收后的物料的最好的再循环利用是使这些物料回复到其原始用途，以生产它们从废料流中回收的相同产品，虽然这种整个环路的再循环可能是理想的方法，但是只要工业经济能以较低的成本提供原始材料，回收后的物料的利用就会受到抑制，并且废料处理问题就未得到解决。