CN112159823A - 一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺 - Google Patents

一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，该技术采用有机固废协同厌氧发酵，发酵后产生的沼气经净化后供后续焚烧***使用，剩余酵渣(含酵液)经与一定量的辅料混合后进行焚烧处理。由于物料在焚烧前经充分发酵，将物料中大分子可燃成分转化为小分子燃料，提高了能量转换过程的利用效率，产生的沼气一部分可覆盖***所需的燃料消耗，一部分沼气用于发电可覆盖***的电力消耗，从而实现***能量的自平衡。

Description

一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺
技术领域
本发明涉及有机固废处理技术，特别涉及一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺。
背景技术
随着城镇化建设的推进以及人民生活水平的提高，各级市县的市政污泥及有机固废产生量逐年升高。据2019年全国有机固废处理与资源化利用研讨会数据，市政污泥及有机固废循环利用后的残渣部分仍有17.82亿吨，目前大部分采取的填埋和堆肥处置技术，不仅占用了宝贵的填埋空间，同时由于污泥和有机固废的自然发酵现象，造成填埋场存在安全隐患，导致有机质的浪费，更严重污染环境，急需提升有机废物处理工艺的技术化、标准化和资源化水平。
目前，针对市政污泥和有机固废，国内基本采取单独堆肥或单独焚烧的方式进行处理，无法实现市政污泥与有机固废的协同终极处置，给地方政府带来了较大的财政负担。根据世界范围内市政污泥和有机固废的处理应用情况来看，焚烧法仍然是彻底进行无害化的最优选择，特别是在目前新冠疫情的背景下，焚烧法无疑是今后很长一段时期内的主流处理工艺。但单纯的焚烧工艺由于需要大量使用燃料，存在运行成本高、焚烧不彻底(酌减率高)等问题。因此，本文发明“自平衡发酵焚烧处理技术”，可最终实现市政污泥和有机固废的协同减量化、无害化和资源化。
发明内容
本发明的目的是提供一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理有机固废和市政污泥；
所述有机固废经过预处理分离后，大杂固废料和毛油送入焚烧***，小粒度固废料和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；
所述厌氧发酵***的发酵产物沼气送入燃气发电***、酵渣(含酵液)送入焚烧***；
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧预处理后的有机固废和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。
该技术采用有机固废协同厌氧发酵，发酵后产生的沼气经净化后供后续焚烧***使用，剩余酵渣(含酵液)经与一定量的辅料混合后进行焚烧处理。由于物料在焚烧前经充分发酵，将物料中大分子可燃成分转化为小分子燃料，提高了能量转换过程的利用效率，产生的沼气一部分可覆盖***所需的燃料消耗，一部分沼气用于发电可覆盖***的电力消耗，从而实现***能量的自平衡。
进一步，所述有机固废包括餐厨垃圾、厨余垃圾、菜场垃圾、园林垃圾、工业固废、医疗废物；
所述预处理分离是进行筛分预处理，大杂固废料的粒度＞100mm，进行破碎处理后送入焚烧***；小粒度固废料的粒度≤100mm，进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后，使得粒度＜50mm，再送入厌氧发酵***。
进一步，有机固废与市政污泥混合质量配比为(1～2)∶2。
进一步，所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，沼气送入燃气发电***、酵渣(含酵液)送入焚烧***。
进一步，还包括处理用于辅燃的废弃物；所述用于辅燃的废弃物、大杂固废料、毛油和酵渣(含酵液)混合后送入焚烧***。
进一步，所述用于辅燃的废弃物为：农作物秸秆、畜禽粪污以及病死畜禽等生物质、煤泥煤炭、废胶钉高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、废石膏、废纸、废布料、废玻璃。
进一步，剩余酵渣(含酵液)与辅料混合质量配比为(4～10):(0.5～1)。
进一步，所述焚烧***是采用自蔓延焚烧反应器、焚烧炉、回转窑、流化床或烧结机来进行焚烧处理。
进一步，经过所述焚烧***焚烧所得残渣可作为园林肥料基料。
进一步，所述厌氧发酵***和焚烧***产生的废水经过净化后排放；
所述焚烧***产生的烟气经过净化后排放。
相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：
1、本发明方法最高可处理含水率90％的固体废弃物。
2、本发明方法将物料中大分子可燃成分转化为小分子燃料，提高了能量转换过程的利用效率，实现了***能量的自平衡。
3、本发明方法可以实现有机固废的协同减量化、无害化和资源化。
4、本发明方法消化时间短、沼气产生量高、固废减容减量率高、***投资运行成本低。
附图说明
图1为本发明的工艺技术流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理有机固废(餐厨垃圾、厨余垃圾、菜场垃圾、园林垃圾、工业固废、医疗废物)、市政污泥和用于辅燃的废弃物(农作物秸秆、畜禽粪污以及病死畜禽等生物质、煤泥煤炭、废胶钉高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、废石膏、废纸、废布料、废玻璃。)；
所述有机固废经过预处理分离后，即筛分预处理，分成大杂固废料(粒度＞100mm)、毛油和小粒度固废料(粒度≤100mm)。
小粒度固废料进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后，使得粒度＜50mm，和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；有机固废(处理后的小粒度固废料)与市政污泥混合质量配比为(1～2)∶2。
所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，发酵产物沼气送入燃气发电***和焚烧***(供所需的燃料消耗)，发酵产物酵渣(含酵液)送入焚烧***；
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧大杂固废料(进行破碎后，粒度范围0.5～20mm)、毛油和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。剩余酵渣(含酵液)与辅料混合质量配比为(4～10):(0.5～1)。所述焚烧***是采用自蔓延焚烧反应器、焚烧炉、回转窑、流化床或烧结机来进行焚烧处理。
经过所述焚烧***焚烧所得残渣可作为园林肥料基料(已经大幅减容减量，也可直接填埋)。所述厌氧发酵***和焚烧***产生的废水经过净化后排放；所述焚烧***产生的烟气经过净化后排放。
实施例1：
一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理餐厨垃圾(有机固废)、农作物秸秆(用于辅燃的废弃物，即生物质)、市政污泥；
所述餐厨垃圾经过预处理(筛分预处理)，分成大杂固废料(粒度＞100mm)、毛油和小粒度固废料(粒度≤100mm)。
采用CSJ型粗粉碎机将小粒度固废料进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后固废料粒度范围0.5～20mm，和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；餐厨垃圾与市政污泥混合质量配比为2:2，发酵后的酵液经三相分离去除一部分水分得到剩余酵渣(含酵液)。
所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，一部分沼气经净化后供后续焚烧***使用，一部分沼气可以送入燃气发电***，酵渣(含酵液)送入焚烧***。
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧大杂固废料(进行破碎后，粒度范围0.5～20mm)、毛油和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。餐厨垃圾(含破碎后的大粒度固废料和毛油)、剩余酵渣(含酵液)与与秸秆混合质量配比为4:8:1。所述焚烧***采用自蔓延焚烧反应器焚烧处理，所用自蔓延焚烧反应器产自重庆中吉达环保科技有限公司，焚烧后所得残渣直接填埋。
经过测定，餐厨垃圾、市政污泥与秸秆协同减量化、无害化和资源化，***能量达到自平衡。
实施例2：
一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理菜场垃圾(有机固废)、农作物秸秆(用于辅燃的废弃物，即生物质)、市政污泥；
所述菜场垃圾经过预处理(筛分预处理)，分成大杂固废料(卷压后粒度＞100mm)、毛油和小粒度固废料(卷压后粒度≤100mm)。
采用CSJ型粗粉碎机将小粒度固废料进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后固废料粒度范围0.5～20mm，和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；菜场垃圾与市政污泥混合质量配比为2:2，发酵后的酵液经三相分离去除一部分水分得到剩余酵渣(含酵液)。
所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，一部分沼气经净化后供后续焚烧***使用，一部分沼气可以送入燃气发电***，酵渣(含酵液)送入焚烧***。
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧大杂固废料(进行破碎后，粒度范围0.5～20mm)、毛油和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。餐厨垃圾(含破碎后的大粒度固废料和毛油)、剩余酵渣(含酵液)与与秸秆混合质量配比为2:4:1。所述焚烧***采用燃气回转窑焚烧处理，所用燃气回转窑产自淄博圣元窑炉工程有限公司，焚烧后所得残渣直接填埋。
经过测定，菜场垃圾、市政污泥、农作物秸秆协同减量化、无害化和资源化，***能量达到自平衡。
实施例3：
一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理园林垃圾(有机固废)、炉渣(用于辅燃的废弃物)、市政污泥；
所述园林垃圾经过预处理(筛分预处理)，分成大杂固废料(卷压后粒度＞100mm)、毛油和小粒度固废料(卷压后粒度≤100mm)。
采用CSJ型粗粉碎机将小粒度固废料进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后固废料粒度范围0.5～20mm，和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；园林垃圾与市政污泥混合质量配比为1.5:2，发酵后的酵液经三相分离去除一部分水分得到剩余酵渣(含酵液)。
所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，一部分沼气经净化后供后续焚烧***使用，一部分沼气可以送入燃气发电***，酵渣(含酵液)送入焚烧***。
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧大杂固废料(进行破碎后，粒度范围0.5～20mm)、毛油和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。餐厨垃圾(含破碎后的大粒度固废料和毛油)、剩余酵渣(含酵液)与与炉渣混合质量配比为3：8:1。所述焚烧***采用自蔓延焚烧反应器焚烧处理，所用自蔓延焚烧反应器产自重庆中吉达环保科技有限公司，焚烧后所得残渣作为园林肥料基料。
经过测定，园林垃圾、市政污泥、高炉渣协同减量化、无害化和资源化，***能量达到自平衡。
表1实施例1～3采用的市政污泥成分表
Figure BDA0002678645260000061
表2实施例3采用的高炉渣化学成分表(wt％)
Figure BDA0002678645260000062
技术性能评价
自平衡发酵焚烧技术及工艺是在厌氧消化和固废焚烧两个单体市场，经多年的技术积累及市场验证下提出的集成一体化工艺。经整合与优化，该工艺与传统的厌氧消化或焚烧技术相比，拥有消化时间短、沼气产生量高、固废减容减量率高、***投资运行成本低等特点。
表3国内外有机固废处理技术经济对比
Figure BDA0002678645260000071
如表3所示，经与国内外有机固废处理技术经济对比，该自平衡发酵焚烧技术及工艺对处理的有机固废进料尺寸较宽松，飞灰产生量低，有机固废处置能力不受限，占地面积小、选址条件不受限，日均投资成本低、生产成本较低，工况运行稳定等显著优势。

Claims (10)

1.一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于:主要包括所述厌氧发酵***、燃气发电***、焚烧***；采用上述各个***构建成能量自平衡的发酵焚烧处理***，用于处理有机固废和市政污泥；
所述有机固废经过预处理分离后，大杂固废料和毛油送入焚烧***，小粒度固废料和市政污泥混合后送入厌氧发酵***；
所述厌氧发酵***的发酵产物沼气送入燃气发电***和焚烧***，发酵产物酵渣(含酵液)送入焚烧***；
所述燃气发电***利用沼气发电，产生的电能供厌氧发酵***和焚烧***使用；
所述焚烧***用于焚烧预处理后的有机固废和厌氧发酵***产生的酵渣(含酵液)。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：所述有机固废包括餐厨垃圾、厨余垃圾、菜场垃圾、园林垃圾、工业固废、医疗废物；
所述预处理分离是进行筛分预处理，筛分后的大杂固废料的粒度＞100mm，进行破碎处理使其粒度＜50mm后，送入焚烧***；小粒度固废料的粒度≤100mm，进行破碎、搅拌混合均质处理，处理后，使得粒度＜50mm，再送入厌氧发酵***。
3.根据权利要求1或2所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：有机固废与市政污泥混合质量配比为(1～2)∶2。
4.根据权利要求1或3所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：所述厌氧发酵***的发酵产物经过三相分离后，沼气送入燃气发电***、酵渣(含酵液)送入焚烧***。
5.根据权利要求1或3所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：
还包括处理用于辅燃的废弃物；
所述用于辅燃的废弃物、大杂固废料、毛油和酵渣(含酵液)混合后送入焚烧***。
6.根据权利要求5所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：所述用于辅燃的废弃物为：农作物秸秆、畜禽粪污以及病死畜禽等生物质，或者煤泥煤炭、废胶钉高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、废石膏、废纸、废布料、废玻璃。
7.根据权利要求5所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：剩余酵渣(含酵液)与用于辅燃的废弃物混合质量配比为(4～10):(0.5～1)。
8.根据权利要求1所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：所述焚烧***是采用自蔓延焚烧反应器、焚烧炉、回转窑、流化床或烧结机来进行焚烧处理。
9.根据权利要求1所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：经过所述焚烧***焚烧所得残渣直接填埋或者作为园林肥料基料。
10.根据权利要求1所述的一种自平衡发酵焚烧处理有机固废技术及工艺，其特征在于：所述厌氧发酵***和焚烧***产生的废水经过净化后排放；
所述焚烧***产生的烟气经过净化后排放。
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