生活垃圾與玉米秸稈生物處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生活垃圾與玉米秸桿無害化處理、資源化利用干式生物厭氧發(fā)酵處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國農(nóng)村每人每天平均產(chǎn)生的垃圾量為0.86公斤，全國農(nóng)村每年生活垃圾排放總量3億噸，約為城市生活垃圾產(chǎn)生量的70%至80%。除此之外，全國農(nóng)村畜禽糞便的排放量就約有30億噸，農(nóng)作物秸桿年產(chǎn)生量約7億噸。鄉(xiāng)村許多地方垃圾堆積如山，生活污水橫流，畜禽糞便隨處可見，秸桿亂堆亂放隨意焚燒，河塘魚被污染而死，一些破舊農(nóng)膜塑料、廢棄購物袋、菜葉、瓜皮等生活垃圾隨處可見。這些生活垃圾不但污染了菜籃子、米袋子、飲水安全的“命根子”，最主要的是破壞了廣大農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重影響廣大人民群眾的身體健康，同時也可能造成各種流行病的傳染和蔓延。
[0003]《“十二五”農(nóng)作物秸桿綜合利用實施方案》指出我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量大、分布廣、種類多。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計2010年全國秸桿理論資源量為8.4億噸。可收集資源量約為7億噸，其中玉米秸桿2.73億噸，大量的秸桿用之為寶、棄之為害。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計其中作為飼料4170萬噸占15.6% ;作為種植食用菌基料710萬噸占2.6%，作為燃料使用量(含農(nóng)戶傳統(tǒng)取暖，秸桿新興能源化利用)約4860萬噸。部分用作跟茬還田剩余的棄于田間地頭、路旁溝邊，每到收獲季節(jié)“禁燒”成為縣鄉(xiāng)村三級領(lǐng)導(dǎo)干部嚴(yán)防死守重中之重的工作，“燒玉米秸桿罰款2000元，拘留15天”等等禁燒標(biāo)語隨處可見，收到了一定的效果，但禁燒期過后，時有焚燒的現(xiàn)象發(fā)生，棄之路旁溝邊的秸桿經(jīng)風(fēng)吹雨淋、水泡散發(fā)出的溫室氣體污染環(huán)境和地下水源。目前的跟茬還田也是一種無奈之舉。
[0004]氣候變化是當(dāng)今全球面臨的重大挑戰(zhàn)，低碳綠色發(fā)展已成為世界各國的共識。我國政府明確提出控制溫室氣體排放行動目標(biāo)，到2020年非化石能源占一次能源的比重達(dá)到15%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年降低40% — 45%。秸桿作為優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)能源可部分替代和節(jié)約化石能源，有利于改善能源結(jié)構(gòu)，減少二氧化碳排放，緩解和應(yīng)對全球氣候變化。國務(wù)院《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸桿綜合利用的意見》，提出到2015年秸桿綜合利用率達(dá)到80%以上的目標(biāo)?！笆濉逼陂g，大力發(fā)展秸桿沼氣、秸桿固化成型燃料，提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例。
[0005]申請?zhí)枮?00710039019.7、發(fā)明名為《生活垃圾處理方法》的專利公開了 “一種生活垃圾處理方法，包括如下步驟處理:分選、有機物高溫高壓水解水熱氧化、有機物制肥、不可回收類可燃物制燃料塊、無機物制建材、塑料制粒、可回收物再生利用、廢氣處理、污水處理、熱力供給等工藝過程，本發(fā)明具有占用土地面積小、處理時間短、避免污染、運行費用低、有效處理有害氣體、所產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)保高效的優(yōu)點?？蓮V泛適用于各地生活垃圾的處理”。
[0006]中國專利CN12800384發(fā)明名稱為《生活垃圾農(nóng)植物秸桿應(yīng)用處理方法》的專利公開了“一種生活垃圾、農(nóng)作物秸桿應(yīng)用處理技術(shù)，通過在轉(zhuǎn)化倉內(nèi)溫濕度作用下發(fā)酵制成有機肥料、牲畜飼料、食用菌基料、清潔燃料等多種終端產(chǎn)品，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣回收利用。由蒸汽管道供熱控制在50-80°C溫濕度下發(fā)酵”。而本發(fā)明與CN12800384《生活垃圾農(nóng)植物秸桿應(yīng)用處理方法》公開技術(shù)其不同的是在玉米收獲季節(jié)用收割機收獲時將青綠的玉米秸桿切斷30-50mm長，經(jīng)青貯后再與垃圾混合接種生物厭氧菌發(fā)酵產(chǎn)沼氣，發(fā)酵溫度35-38°C，沼渣作為有機肥。采用大型發(fā)酵池裝載機進(jìn)出料，適合日處理200-1000噸的垃圾及玉米秸，日產(chǎn)沼氣3萬-15萬m3，沼氣經(jīng)提純壓縮作為車用燃料或生活用能，在工藝方法和產(chǎn)品目標(biāo)上有著根本的區(qū)別。
[0007]綜上所述，我國農(nóng)村垃圾污染和農(nóng)作物秸桿污染亟待整治，鄉(xiāng)村的污染問題已引起各級領(lǐng)導(dǎo)和有識之士的重視，尤其是黨的“十八大”報告中提出“建設(shè)美麗中國”就必須先從環(huán)境優(yōu)美低碳排放，循環(huán)農(nóng)業(yè)做起。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決鄉(xiāng)村環(huán)境污染的問題，本發(fā)明提供了一種農(nóng)村生活垃圾和玉米秸桿無害化處理、資源化利用的生物處理方法。采用這種方法可以使垃圾和青貯玉米秸桿通過干式生物厭氧發(fā)酵獲得高純度甲烷氣和高效的生物肥料。不用水沒有沼液排放，不產(chǎn)生二次污染，投資少運行成本低。沼氣經(jīng)提純壓縮作為車用及生活用能，沼肥就近施用，便于鄉(xiāng)村推廣實施。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，生活垃圾經(jīng)收集運輸車運入垃圾接收地坑，地坑地平面處設(shè)有向一側(cè)傾斜的篦子，通過篦子的垃圾自流到地坑下面的上料輸送機去往破袋圓筒篩，經(jīng)初選后的垃圾去往鐵磁選輸送機，大于300mm的物件則在篦子上流往大雜輸送機與破袋圓筒篩的篩上物一起去往大粒破碎篩，篩上物無機大雜，作為建筑回填或填埋或做建材，篩選后的垃圾經(jīng)磁選機去往風(fēng)篩分選，鐵磁物送往廢品回收公司，分選出的輕質(zhì)可燃物(塑、木、棉)收集作為干式發(fā)酵池冬季供溫燃料，無機物沙石玻璃做其它用，有機垃圾作為沼氣原料；玉米收獲季節(jié)用收割機收獲時將青綠的玉米秸桿切斷30-50mm長，經(jīng)青貯后再與垃圾混合接種生物厭氧菌發(fā)酵產(chǎn)沼氣，發(fā)酵溫度35-38°C，沼渣作為有機肥，其特征在于包括下列步驟:
步驟1、垃圾分選
生活垃圾經(jīng)破袋圓筒篩初選后進(jìn)入大粒破碎篩、磁選、比重風(fēng)篩分選出無機大雜、可燃物(塑、木、棉)、無機物(沙、石、玻璃)、鐵磁金屬，篩選出的垃圾作為干式發(fā)酵沼氣原料；步驟2、玉米秸桿青貯
收獲季節(jié)將青綠的玉米稻桿用玉米收獲稻桿切碎機，切碎成30-50mm運往青忙池，忙藏作為沼氣原料；
步驟3、干式生物厭氧發(fā)酵
分批次將分選的有機垃圾與青貯的玉米秸桿和上批次沼渣混合均勻，用裝載機裝入干式生物發(fā)酵池噴入滲浙液接種并調(diào)濕密封生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷氣，發(fā)酵池設(shè)計成模塊化多池循環(huán)使用，保持垃圾處理和產(chǎn)沼氣的連續(xù)性，產(chǎn)氣初期的酸化氣通過去往沼氣貯罐管道上的分流閥送往紫外線除臭器凈化后排出；
步驟4、沼氣提純壓縮干式生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣貯存于貯氣柜，經(jīng)變壓吸附提純壓縮CH4 ^ 95%，熱值彡31.4MJ，C02 ( 3%, H2S ( 1ppm, O彡0.5%，作車用燃料及裝罐作為生活用能；
步驟5、沼渣生物好氧干化
經(jīng)厭氧發(fā)酵后沼渣含有55-65%的水份，出池后再利用全膜覆蓋生物好氧干化法制肥； 步驟6、肥料后篩分
發(fā)酵前垃圾含水分45-55%，僅分選出磁性金屬物及無機雜質(zhì)，干化后的沼渣水份30-35%。再分選出有機雜質(zhì)。
[0010]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于步驟3中的分批次將分選的有機垃圾與青貯的玉米秸桿各50%，再加入25-30%上批次沼渣混合均勻，用裝載機裝入干式生物發(fā)酵池容積的65-75%，密封生物厭氧發(fā)酵。
[0011]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于步驟3中的垃圾與青貯玉米秸桿加入25%-30%上批次含生物厭氧菌的沼渣，再噴入含有生物厭氧菌的滲浙液在混合原料中接種生物厭氧菌，多余與新產(chǎn)生的滲浙液回收接種循環(huán)使用。
[0012]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于步驟3中干式發(fā)酵池保持35-38°C中溫發(fā)酵，冬季發(fā)酵保溫僅耗自身產(chǎn)能量的3-5%，使用垃圾中分選出的可燃物供溫就不需要消耗自身的產(chǎn)能。
[0013]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于步驟3中產(chǎn)生初期的酸化氣及有害氣體通過沼氣收集管網(wǎng)的分流閥分時段經(jīng)過紫外線凈化排放，沼氣的甲烷氣含量CH4 ^ 65%，硫化氫含量H2S ( 12 ppm。
[0014]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于步驟3中每噸垃圾與玉米秸桿混合原料，經(jīng)25-30天生物干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣120-150m3。
[0015]根據(jù)所述生活垃圾及玉米秸桿生物處理方法，其特征在于干式發(fā)酵池根據(jù)垃圾的處理量設(shè)計成多個交替使用，保持垃圾處理和產(chǎn)沼氣的連續(xù)性。
[0016]所述的混合接種厭氧菌，在原料入池前就與生物菌混合均勻加上噴淋含生物菌的噴灑液，是干式發(fā)酵池內(nèi)不需要攪拌的重要原因。
[0017]根據(jù)所述的生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法，其特征在于，所述的貯氣柜，沼氣貯存于貯氣柜內(nèi)，經(jīng)變壓吸附法提純壓縮作為車用燃料及生活用能。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
1、無害化
垃圾封閉式機械化分選，不與人接觸、不焚燒，臭氣經(jīng)紫外線除臭不污染空氣，不用水洗或熱解磨漿與青貯的玉米秸桿生物干式生物厭氧發(fā)酵沒有沼液排放，不污染水質(zhì)；垃圾與秸桿混合發(fā)酵沼渣中含重金屬低，不污染土壤。
[0019]2、資源化
垃圾與秸桿混合生物厭氧發(fā)酵，含氨氮比低，每立方混合原料產(chǎn)氣120-150m3高純度甲烷氣，經(jīng)提純加壓作為車輛及生活用能，生物干式發(fā)酵肥效完全保留在沼渣中肥效高。
[0020]3、易實施推廣
生物干式生物厭氧發(fā)酵前垃圾不需要過細(xì)分選，既節(jié)約人工又簡化了設(shè)備，青貯玉米秸桿起到了提前熟腐的作用，發(fā)酵容易，不要加熟腐劑縮短前處理周期，處理量大，易操作，便于實施推廣。
[0021]4、投資費用低
生活垃圾與青貯玉米秸桿和上批次帶有菌種的沼渣，混合起到均勻接種再噴淋含有大量生物厭氧菌的滲浙液，省去了攪拌，又因干式發(fā)酵冬季供溫節(jié)省能耗60%，既節(jié)省設(shè)備的投資又節(jié)約運行費用。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法的總工藝流程圖。
[0023]圖2是本發(fā)明生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法的垃圾分選系統(tǒng)圖。
[0024]圖3是本發(fā)明生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法的玉米秸桿青貯系統(tǒng)圖。
[0025]圖4是本發(fā)明生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法的工藝流程細(xì)化圖。
具體實施方案
[0026]下面結(jié)合附圖對【具體實施方式】加以說明:
如圖1至圖4所示，本發(fā)明生活垃圾與玉米秸桿生物處理方法具體工藝步驟如下:
1、生活垃圾分選系統(tǒng)
生活垃圾經(jīng)收集運輸車運入，自動卸入車間外垃圾接收地坑，地坑地平面處設(shè)有向一側(cè)傾斜