專利名稱：一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法。
背景技術(shù)：
隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)，人類生產(chǎn)活動(dòng)的飛速發(fā)展以及社會(huì)生活的不斷進(jìn)步，各種廢 棄物的排放量也日益增加，嚴(yán)重威脅著人類的生存環(huán)境和質(zhì)量。有機(jī)固體廢棄物包括城市污 水處理過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥，分揀后的有機(jī)生活垃圾、畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、木糖醇渣、糠 酸漁、工業(yè)發(fā)酵廢渣等。傳統(tǒng)的處理方法大多采用深坑填埋、堆積焚燒等方式，只有小部分經(jīng) 過(guò)簡(jiǎn)單晾曬被用來(lái)作為農(nóng)田施用肥、沼氣發(fā)酵原料或焚燒發(fā)電等。這些處理方法占用了大量 土地，且容易形成二次污染，處理成本也較高，能源浪費(fèi)嚴(yán)重?，F(xiàn)有的處理方法是化學(xué)催化水 解方法，占地面積小，處理成本較低，較傳統(tǒng)方法有了很大的改進(jìn)，但是它也有不足的地方，即 化學(xué)催化水解反應(yīng)需要消耗能源，需要有鍋爐等能源設(shè)備，且在化學(xué)催化水解反應(yīng)過(guò)程中會(huì) 產(chǎn)生廢棄，需要凈化裝置進(jìn)行凈化。因此仍不符合發(fā)展綠色生態(tài)的良性循環(huán)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方 法，以解決現(xiàn)有化學(xué)催化水解方法所存在的耗能大和產(chǎn)生廢氣等不足之處。本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問(wèn)題，可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將預(yù)處理的有機(jī)固體廢棄物加酸調(diào)pHl-4并混合得物料I ；(2)物料I經(jīng)過(guò)超聲波降解、撞擊流降解脫水、壓力流脫水及研磨活化處理，制得 含水量為5% -12%的物料II ；(3)物料II采用現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。所述超聲波降解的設(shè)備是超聲波發(fā)生器，通過(guò)機(jī)械力波壓力使上述預(yù)處理的有機(jī) 固體廢棄物降解。其中超聲波發(fā)生器的頻率為30-100KHZ，作用時(shí)間為20分鐘至2小時(shí)，溫 度為 20°C -80°C。所述撞擊流降解脫水的設(shè)備是撞擊流罐，撞擊流的機(jī)械力源為空氣壓縮機(jī)，氣源 壓力為0. 5-2. OMPa，氣源溫度為空氣壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的出口溫度60°C _130°C。撞擊作用時(shí) 間為30分鐘至2小時(shí)。當(dāng)上述降解的物料含水量達(dá)到20% -40%時(shí)，停止撞擊。上述物料I在撞擊流罐被降解脫水時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣霧，所產(chǎn)生的氣霧可通過(guò)在撞擊流 罐上部利用引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓排除。所述產(chǎn)生的氣霧進(jìn)入氣霧捕集裝置凝結(jié)成水，并回收利用。所述引風(fēng)機(jī)負(fù)壓為0. 03-0. 06MPa,電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為1450-2900轉(zhuǎn)/分。所述氣霧捕集裝置中設(shè)置有波紋板或不銹鋼絲網(wǎng)，兩種不同的材質(zhì)的網(wǎng)可單獨(dú)使 用或兩種串聯(lián)使用。單層波紋板波峰高度為10-50mm，單層厚度為2_5mm，層數(shù)為5層-10 層。如用不銹鋼絲網(wǎng)，孔徑為20目-100目，5層-20層，層間距為2-10mm。
所述壓力流脫水的設(shè)備是壓力流脫水干燥罐，利用空氣壓縮機(jī)出口產(chǎn)生的溫度為 80°C -130°C的熱空氣，從罐底進(jìn)入，穿過(guò)所述物料層，使物料在壓力流作用下強(qiáng)制脫水，壓 力為0. 2-0. 5MPa。脫水干燥過(guò)程中產(chǎn)生的氣霧由上述氣霧捕集裝置回收利用。當(dāng)所述物料 含水量達(dá)到15% -20%時(shí)，進(jìn)行研磨活化處理。所述研磨活化處理的設(shè)備是高速?zèng)_擊式研磨活化機(jī)，增加所述物料表面積和表面 活性，主軸轉(zhuǎn)數(shù)為1000-4000轉(zhuǎn)/分，制備得到含水量5% -12%的干燥物料。最后采用常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。本發(fā)明所述的有機(jī)固體廢棄物包括活性污泥、禽畜糞便、木糖醇渣、糠醛渣、工業(yè) 發(fā)酵廢渣、預(yù)處理后的有機(jī)生活垃圾、預(yù)處理后的農(nóng)作物秸稈中的一種或它們的混合。并根 據(jù)其類型不同采用不同的預(yù)處理方法。當(dāng)所述有機(jī)固體廢棄物是農(nóng)作物秸稈與活性污泥配合時(shí)，農(nóng)作物秸稈必須先進(jìn)行 預(yù)處理，方法是(1)用高速細(xì)碎機(jī)破碎成0. 5-3mm的細(xì)碎物料，轉(zhuǎn)數(shù)為2000-4000轉(zhuǎn)/分； (2)加入1-5倍水，加酸調(diào)pHl-4，在混合機(jī)中混合均勻；(3)用高速研磨活化機(jī)連續(xù)循環(huán)處 理30分鐘至3小時(shí)；(4)在壓力流脫水干燥罐加壓保壓兩小時(shí)，溫度120°C以上(空氣壓 縮機(jī)提供)，壓力維持0. 5-1. 5Mpa ； (5)往泄壓罐放料，得到的物料再與活性污泥按體積比 1 1配合，繼續(xù)處理。當(dāng)所述有機(jī)固體廢棄物是分選后的有機(jī)生活垃圾與活性污泥配合時(shí)，分選后的 有機(jī)生活垃圾需先進(jìn)行預(yù)處理，方法是(1)用高速細(xì)碎機(jī)細(xì)碎成泥狀的細(xì)物料，轉(zhuǎn)數(shù)為 2000-4000轉(zhuǎn)/分；(2)細(xì)物料用壓力流脫水干燥罐進(jìn)行處理至物料含水量達(dá)20% -40%, 具體操作同上所述的操作，處理完畢往泄壓罐送料；(3)用旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)篩分得到粉末狀篩 下物，篩分機(jī)篩孔為5-12mm，轉(zhuǎn)數(shù)為10-100轉(zhuǎn)/分。得到的粉末狀篩下物同活性污泥按體 積比1 1配合，繼續(xù)處理。本發(fā)明將機(jī)械力化學(xué)原理應(yīng)用于有機(jī)固體廢棄物的處理。機(jī)械力化學(xué)原理是通過(guò) 各種機(jī)械力作用，使被作用的物質(zhì)發(fā)生表面性質(zhì)的變化，增加比表面積，增加表面能，使物 質(zhì)表面產(chǎn)生缺失、斷鍵、空穴，表面能集聚，使之產(chǎn)生了化學(xué)變化，這些變化就使所述被作用 的物質(zhì)極易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，是傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)步驟簡(jiǎn)化，多步法變成一步法。本發(fā)明利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的波能和用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮熱和壓縮產(chǎn)生 的機(jī)械力能，進(jìn)行有機(jī)物降解和脫水，省去鍋爐等能源設(shè)備，省去了傳統(tǒng)的干燥機(jī)使用點(diǎn)的 裝機(jī)容量減少，簡(jiǎn)化工藝流程，簡(jiǎn)化設(shè)備，裝置占地面積減少1/2，投資省去1/3，能源消耗 節(jié)省2/3，并且不產(chǎn)生廢氣，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2為本發(fā)明的有機(jī)生活垃圾預(yù)處理工藝流程示意圖。圖3為本發(fā)明的農(nóng)作物秸稈預(yù)處理工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明所述一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法，主要包括 以下步驟(1)將預(yù)處理的有機(jī)固體廢棄物混合，(2)經(jīng)過(guò)超聲波降解、撞擊流降解脫水、壓 力流脫水及研磨活化處理，制得物料，(3)采用現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。本發(fā)明所述的有機(jī)固體廢棄物包括活性污泥、禽畜糞便、木糖醇渣、糠醛渣、工業(yè) 發(fā)酵廢渣、預(yù)處理后的有機(jī)生活垃圾、預(yù)處理后的農(nóng)作物秸稈中的一種或它們的混合。需根據(jù)所述的有機(jī)固體廢棄物的不同類型采用不同的預(yù)處理方法。如圖2所示， 當(dāng)所述有機(jī)固體廢棄物是農(nóng)作物秸稈與活性污泥配合時(shí)，農(nóng)作物秸稈必須先進(jìn)行預(yù)處理， 方法是(1)用高速細(xì)碎機(jī)破碎成0. 5-3mm的細(xì)碎物料，轉(zhuǎn)數(shù)為2000-4000轉(zhuǎn)/分；(2)加 入1-5倍水，加酸調(diào)pHl-4，在混合機(jī)中混合均勻；(3)用高速研磨活化機(jī)連續(xù)循環(huán)處理30 分鐘至3小時(shí)；(4)在壓力流脫水干燥罐加壓保壓兩小時(shí)，溫度120°C以上(空氣壓縮機(jī)提 供)，壓力維持0.5-1. 5MPa。處理后往泄壓罐送料，得到的物料再與活性污泥按體積比1 1 配合，繼續(xù)處理。如圖3所示，當(dāng)所述有機(jī)固體廢棄物是分選后的有機(jī)生活垃圾與活性污泥配合 時(shí)，分選后的有機(jī)生活垃圾需先進(jìn)行預(yù)處理，方法是(1)用高速細(xì)碎機(jī)細(xì)碎成泥狀的細(xì)物 料，轉(zhuǎn)數(shù)為2000-4000轉(zhuǎn)/分；(2)細(xì)物料用壓力流脫水干燥罐進(jìn)行處理至物料含水量達(dá) 20% _40%，具體操作同上所述的操作，處理后往泄壓罐送料；(3)用旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)篩分得到 粉末狀篩下物，篩分機(jī)篩孔為5-12mm，轉(zhuǎn)數(shù)為10-100轉(zhuǎn)/分。得到的粉末狀篩下物同活性 污泥按體積比1 1配合，繼續(xù)處理。實(shí)施例1所述有機(jī)固體廢棄物是農(nóng)作物秸稈與活性污泥配合，所述農(nóng)作物秸稈先用轉(zhuǎn)數(shù)為 2900轉(zhuǎn)/分的高速細(xì)碎機(jī)細(xì)碎成3mm的細(xì)碎物料，加入4倍水，并加酸調(diào)pH3，在高速研磨活 化機(jī)中連續(xù)循環(huán)處理1小時(shí)，用壓力罐加壓保壓2小時(shí)，溫度120°C (由空氣壓縮機(jī)提供)， 壓力維持l.OMPa。加壓處理產(chǎn)生的氣霧由氣霧捕集裝置收集，并回收產(chǎn)生的凝結(jié)水。在保 持壓力罐內(nèi)壓力為0. 3MPa時(shí)，往泄壓罐放料。得到的物料與活性污泥按體積比1 1配合，加酸調(diào)pHl-4，并用轉(zhuǎn)數(shù)為50轉(zhuǎn)/分 的雙螺帶混合機(jī)混合5分鐘?；旌虾筮M(jìn)超聲波發(fā)生器降解30分鐘，超聲波頻率為80KHz，溫 度80°C (由空氣壓縮機(jī)供熱)。然后進(jìn)撞擊流罐通過(guò)壓力為l.OMPa、溫度為120°C的撞擊 氣流(由空氣壓縮機(jī)提供)降解脫水1小時(shí)，當(dāng)上述降解的物料含水量降到30%時(shí)停止撞 擊。撞擊裝置上部用中壓引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓(0.06MPa)，排出撞擊產(chǎn)生的氣霧，并進(jìn)入氣霧捕 集裝置凝結(jié)成水后回收。所述氣霧捕集裝置內(nèi)設(shè)置有波紋板和不銹鋼絲網(wǎng)，所述裝置上部 設(shè)置有5層波紋板，單層厚度為3mm，波峰高度為10mm，所述裝置下部設(shè)置有15層不銹鋼絲 網(wǎng)，孔徑為60目，層間距為5mm。經(jīng)撞擊流降解脫水后的物料進(jìn)入壓力流脫水干燥罐，由空 氣壓縮機(jī)提供的壓力0. 3MPa、溫度100°C的熱動(dòng)氣從罐底進(jìn)入并穿過(guò)料層，強(qiáng)制脫水，使物 料含水量降到20%，脫水產(chǎn)生的氣霧進(jìn)入上述氣霧捕集裝置后凝結(jié)成水并回收。處理后的 物料進(jìn)入轉(zhuǎn)數(shù)為2900轉(zhuǎn)/分的高速?zèng)_擊式研磨活化機(jī)，通過(guò)研磨使物料增加比表面積和表 面活性，水分降到12%。最后得到的物料采用常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。如將物料進(jìn)行 粉碎、造粒，干燥，包裝制成有機(jī)能量肥料。實(shí)施例2
有機(jī)固體廢棄物是分選后的有機(jī)生活垃圾與活性污泥配合，分選后的有機(jī)生活垃 圾先用轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分的高速細(xì)碎機(jī)細(xì)碎成泥狀的細(xì)物料，然后進(jìn)入壓力流脫水干燥 罐，利用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓力為0. 4MPa、溫度為120°C的熱空氣，從罐底進(jìn)入，穿過(guò)所述 物料層，使其在壓力流作用下強(qiáng)制脫水，得到含水量達(dá)35%的物料，利用壓力流干燥脫水罐 內(nèi)0. 3MPa的壓力將處理后的物料送至泄壓罐。接著用篩孔為10mm、轉(zhuǎn)數(shù)為40轉(zhuǎn)/分的旋 轉(zhuǎn)篩分機(jī)篩分得到粉末狀篩下物。所述粉末狀篩下物同活性污泥按體積比1 1配合，加酸調(diào)pHl-4，并用轉(zhuǎn)數(shù)為50 轉(zhuǎn)/分的雙螺帶混合機(jī)混合5分鐘?；旌虾蠼?jīng)過(guò)超聲波降解、撞擊流降解脫水、壓力流脫水 及研磨活化處理，操作方法同實(shí)施例1，制得含水量5%的物料。最后得到的物料采用常規(guī) 技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將預(yù)處理的有機(jī)固體廢棄物加酸調(diào)pH1-4并混合得物料I；(2)物料I經(jīng)過(guò)超聲波降解、撞擊流降解脫水、壓力流脫水及研磨活化處理，制得含水量為5％-12％的物料II；(3)物料II采用現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲波降解處理的設(shè)備是超聲波發(fā) 生器，頻率為30-100KHZ，降解的時(shí)間為20分鐘至2小時(shí)，溫度為20°C _80°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述撞擊流降解脫水處理的設(shè)備是撞擊 流罐，撞擊流的機(jī)械力源為空氣壓縮機(jī)，氣源壓力為0. 5-2. OMPa，氣源溫度為空氣壓縮機(jī) 穩(wěn)定運(yùn)行的出口溫度60°C -130°C，撞擊作用時(shí)間為30分鐘至2小時(shí)；當(dāng)物料含水量達(dá)到 20% -40%時(shí)，停止撞擊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用空氣壓縮機(jī)出口產(chǎn)生的溫度為 80°C -130°C的熱空氣，從罐底進(jìn)入，穿過(guò)所述物料層，使物料在壓力流作用下強(qiáng)制脫水，壓 力為0. 2-0. 5Mpa ；脫水干燥過(guò)程中產(chǎn)生的氣霧由氣霧捕集裝置回收利用；當(dāng)物料含水量達(dá) 到15% -20%時(shí)，進(jìn)行研磨活化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述研磨活化處理的設(shè)備是高速?zèng)_擊式 研磨活化機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)固體廢棄物包括活性污泥、禽畜 糞便、木糖醇渣、糠醛渣、工業(yè)發(fā)酵廢渣、預(yù)處理后的有機(jī)生活垃圾、預(yù)處理后的農(nóng)作物秸稈 中的一種或它們的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)生活垃圾的預(yù)處理步驟為(1) 用高速細(xì)碎機(jī)細(xì)碎成泥狀的細(xì)物料，轉(zhuǎn)數(shù)為2000-4000轉(zhuǎn)/分；(2)細(xì)物料用壓力流脫水干 燥罐進(jìn)行處理至物料含水量達(dá)20%-40%,處理完畢往泄壓罐送料；(3)用旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)篩分 得到粉末狀篩下物，篩分機(jī)篩孔為5-12mm，轉(zhuǎn)數(shù)為10-100轉(zhuǎn)/分；得到的粉末狀篩下物同 活性污泥按體積比1 1配合，繼續(xù)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述農(nóng)作物秸稈的預(yù)處理步驟為(1)用 高速細(xì)碎機(jī)破碎成0. 5-3mm的細(xì)碎物料，轉(zhuǎn)數(shù)為2000-4000轉(zhuǎn)/分；(2)加入1_5倍水，加 酸調(diào)pHl-4，在混合機(jī)中混合均勻；(3)用高速研磨活化機(jī)連續(xù)循環(huán)處理30分鐘至3小時(shí)； (4)在壓力流脫水干燥罐加壓保壓兩小時(shí)，溫度120°C以上(空氣壓縮機(jī)提供)，壓力維持 0. 5-1. 5Mpa ； (5)往泄壓罐放料；得到的物料再與活性污泥按體積比1 1配合，繼續(xù)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)固體廢棄物的機(jī)械力化學(xué)處理方法，主要包括以下步驟(1)將預(yù)處理的有機(jī)固體廢棄物加酸調(diào)pH1-4并混合，(2)經(jīng)過(guò)超聲波降解、撞擊流降解脫水、壓力流脫水及研磨活化處理，制得干燥物料，(3)采用現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)制備有機(jī)能量肥料。本發(fā)明利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的波能和用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮熱和壓縮產(chǎn)生的機(jī)械力能，進(jìn)行有機(jī)固體廢棄物降解和脫水，省去鍋爐等能源設(shè)備，省去了傳統(tǒng)的干燥機(jī)使用點(diǎn)的裝機(jī)容量減少，簡(jiǎn)化工藝流程，簡(jiǎn)化設(shè)備，裝置占地面積減少1/2，投資省去1/3，能源消耗節(jié)省2/3，并且不產(chǎn)生廢氣，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101863690SQ20091004944
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者劉文治, 宋薈 申請(qǐng)人:劉文治;宋薈;王利榮