[发明专利]一种生活垃圾水解-好氧两段生物干化方法

说明书

技术领域

一种生活垃圾水解-好氧两阶段垃圾生物干化的方法，涉及一种垃圾水分去除和部分生物稳定化处理工艺，属于固体废弃物处理与资源化利用技术领域。 

背景技术

我国生活垃圾的特征为含水率高，大中城市生活垃圾平均含水率为60％，部分季节甚至高达75％，使得垃圾中不同组分的相互粘联严重，机械可分选性差，阻碍分选效果的改善，限制了通过分选实现垃圾处理过程优化的可能性。同时，高含水率降低生活垃圾的低位热值，削减了焚烧能量回收效率。为提高我国生活垃圾资源化利用水平、降低生活垃圾管理成本，迫切需要降低生活垃圾含水率的技术方法。 

利用生活垃圾中生物可降解组分好氧降解产生的热量和充分通风，驱动水分以水蒸汽的形式去除是有效的降低生活垃圾含水率方法。目前，已发展了单纯通过好氧生物过程进行生活垃圾干化的工艺。但是，好氧生物干化的原理是通过有机物生物降解驱动水分蒸发，因此，当水分和有机物的比例过高(即含水率过高)时，有机物生物降解产生的热量就不足以驱动水分充分蒸发，如垃圾含水率大于70％时，最佳条件下好氧生物干化产物含水率约50％，仍对后续分选有一定的不利影响(Zhang D.Q.，He P.J.，Jin T.F.，Shao L.M.Bio-drying of municipal solid wastewith high water content by aeration procedures regulation and inoculation.Bioresour.Technol.，2008，99：8796-8802)。 

发明内容

本发明的目的是公开一种水解-好氧两阶段垃圾生物干化的方法，用该方法能使原始含水率70％以上的生活垃圾，处理后含水率降至低于45％，生活垃圾低位热值提高1倍以上，分选效率提高至80％，显著增加了生活垃圾通过焚烧和分选实现资源化的价值。 

为达到上述目的，本发明以物料水分去除最大化作为操作流程和控制方法的目标，发明者发现：生活垃圾水份主要存在于厨余果皮组分之中，而其水解时的有机物溶出与水份流出量之比，小于其好氧降解时的有机物降解与水份蒸发量之比；据此，本发明采用水解-好氧两阶段工艺进行生活垃圾生物干化，生活垃圾堆置后，先通过少量通风(低于有机物好氧降解需要的供氧量)形成堆体内的兼 性代谢环境；同时，将堆体有机物水解产生的渗滤液循环回流至堆体，利用渗滤液中富含水解能力高的土著微生物破坏厨余果皮组分的细胞壁或细胞膜，促进水解发酵，为避免渗滤液中酸性物质(挥发性脂肪酸等)对水解代谢的抑制，渗滤液回流前，进行中和至中性。水解基本达到平衡后，再进行好氧阶段的处理，利用有机物降解产生的热量蒸发去除以吸附等方式存在于堆体之中的水分，进一步降低垃圾的含水率，因此，此阶段加大通风量以满足堆体内有机物的好氧降解需求；同时对堆体进行周期性的翻堆，以改善物料均匀性并保持氧传递必须的堆体空隙率。 

本发明通过实验研究，确定了水解-好氧两阶段垃圾生物干化工艺的最优操作条件，包括水解和好氧阶段的处理时间，各阶段的通风和翻堆时间，及通风量和渗滤液中和回流方法等。 

本发明的技术方案如下： 

第一步，垃圾装填 

先筛除混合收集生活垃圾或以易腐废物为主的固体废弃物中粒径大于20cm的大块杂物，再堆置于槽式堆肥反应器中，堆置高度1.2～2.0m，然后在垃圾表面按宽度每隔1m铺设1条渗滤液回流布水管，再覆盖20cm厚的捆扎稻草垫，完成垃圾堆体的装填； 

第二步，垃圾水解干化 

垃圾装填完成后6小时，进行第一次通风，通风持续时间5-10min，累计的通风量为垃圾装填体积的3至5倍，以后每隔8小时进行1次通风；垃圾装填完成后12小时，将通过槽式堆肥反应器底部通风沟内收集到的渗滤液，用5％质量浓度的NaOH溶液，在渗滤液调节罐内中和至pH6.8-7.8，再全部泵入垃圾表面铺设的渗滤液回流布水管，使渗滤液渗流通过垃圾堆体，促进垃圾水解，，以后每隔12小时进行1次渗滤液中和回流，垃圾装填4d后完成垃圾水解干化； 

第三步，垃圾好氧干化 

水解干化完成后，终止渗滤液中和回流，缩小间歇通风的间隔时间，每小时通风2次，每次通风持续时间5-10min，累计的通风量为垃圾装填体积的3至5倍，同时，用翻堆装置每2天1次进行垃圾堆体的翻堆，好氧干化操作持续12天，完成干化处理后得到的干化垃圾从槽式堆肥反应器中移出，机械分选后资源化利用或者直接运至焚烧厂进行能量回收。