[发明专利]用于加工混合固体废弃物的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及被适配用于废弃物再循环和转化的系统和方法。更具体地，本发明涉及衍生自例如商业、工业、或生活垃圾的固体废弃物的再循环以及转化。

背景技术

商业、工业以及生活消费者产生了大量的需要以环境满意的方式处理和处置的丢弃及废弃产品(即，城市固体废弃物)。传统地，城市固体废弃物(以下称为“MSW”)通过填埋或焚烧来处置。然而，这些废弃物产品处置方法污染了土壤、水以及空气。环境限制以及住房的土地使用需求减少了填埋可用的地点的数量。

作为响应，政府以及公众已经要求在任何可能的情况下应该使用再循环系统来节约材料资源并且减少污染问题。已经做出了努力来从废弃物材料回收有价值的资源，例如玻璃、塑料、纸张、铝以及铁的和非铁的金属。例如，许多城市中的家庭被要求将其垃圾分类成可再循环物(例如，纸张、塑料容器、金属容器和玻璃容器)以及不可再循环物。然而，不遵守以及未能遵守的的比率非常高。有些人根本不能将他们的废弃物分类并且其他的将其错误的分类，他们或者将可回收的材料分类为废弃物流或者用废弃物材料污染了可再循环物流。不遵守和错误的遵守降低了与针对所加工的预分类废弃物的再循环系统的运行有关的效率并且提高了其成本。

一些再循环系统通过尝试从混合废弃物来回收可再循环的材料而试图避免预分离的废弃物的问题。然而，许多这些系统具有以高度劳动密集操作的倾向，同时提供了相对较低的可再循环物的回收率。

许多再循环系统的能量平衡是低水平的，在某些情况下是负的。一些再循环系统如此低效，以至于回收、运输以及再循环可再循环的材料的过程与简单地将垃圾填埋并且从原材料制造新产品所节省的能量相比消耗了更多的能量。在其他情况下，回收了如此少的可再循环的材料以至于废弃物流处置问题实质上未缓解。

发明内容

本披露涉及加工废弃物的方法和系统，该废弃物包括湿有机材料和干有机材料以及任选地无机材料的混合物。这些系统和方法将该混合固体废弃物机械地分开以产生富含湿有机物的湿有机流以及富含干有机物的干有机流。对每个流分开地进行加工以将每个流的至少一部分转化成可再生的或可再循环的产品。

这些分离的并且回收的湿有机产品和干有机产品构成了能量转化的高效原料。湿有机产品可以在厌氧消化器中消化以产生沼气或者堆肥以用作土壤改良物。在厌氧消化器中产生的沼气可以被压缩或液化用作运输燃料和/或可以用来产生电力或热以便在现场使用和/或递送到电力网和/或转化成液体燃料。干有机材料可以进行再循环和/或作为有机生物质燃料使用或销售以产生热和/或电。无机材料可以进行再循环和/或填埋。

将干有机材料、湿有机材料、以及任选的无机材料分离使下游转化技术的效率最大化。例如，湿有机物能够以更高的效率在厌氧消化器中得以转化。将不易消化的干有机物和无机材料在装载到消化器之前除去提高了可用于微生物培养和沼气生产的体积。类似地，将湿有机物和无机材料从干有机物移除提高了干有机物的热转化效率，因为蒸发水份消耗更少的能量并且燃烧后材料产生更少的灰分。在其中从干有机物回收可再循环物的情况下，移除湿有机物和无机材料降低了分类过程中的负担深度，由此允许分类设备适当地并且更有效地运行并且减少了对机器的磨损和损耗。此外，不可再循环的无机部分可以更容易地填埋，因为填埋材料的体积将更小并且更浓缩。

从不同的混合废弃物流中有效地提取多种类型的可再循环的材料的需求是一种长期盼望但是未满足的需求。行业不能从不同的混合废弃物流提取相当比例的不同类型的可再循环材料在世界上许多地方已经导致了熟知的政治运动，教育外行的人群将可再循环物在产生时间和地点进行手动分类并且然后处置是他们的责任。由于自然的人类行为，这些努力尽管可赞但是还没有产生所希望的再循环以及相应的转移率。绝大多数的可再循环废弃物材料继续被不充分地回收和/或使用。本文中描述的方法和系统通过使用被安排并且配置为有效地处理不同固体废弃物流的机械装置来有效地回收可再循环物满足了的这种长期想要而未满足的需要。此外，传统的路边住宅再循环项目以及商业再循环项目要求昂贵的并且污染性的分开的收集路径和车辆。此外，在通过分开的车辆收集时，这些材料仍然需要被分离并且可再循环物在传统的材料回收设施(MRF)中回收。这是高度低效并且昂贵的。