[发明专利]一种高速经济的城市有机固体废物的处理系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废物处理技术和生物产能领域，具体涉及一种高速生物降解有机物过程并同时实现生产生物能的系统及其运行方法。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的有机固体废物被制造出来。传统的固废处理方法主要是填埋处理。

在传统的固废填埋处理过程中，随着时间的推移，有机废物在自然环境中会被微生物降解消化。在此过程中有机物会被转化为其他形式的物质，例如甲烷和水，从而达到减小体积和降低环境危害的效果。然而此自然过程往往需要至少15-20年的时间来完成（信息来源：美国EPA1997）。所以常规的垃圾填埋场往往需要巨大的占地面积。然而由于人口的不断增加导致的土地紧缺又使得垃圾的存放问题显的尤为突出。另一方面，由于有机物质自然降解所产生的温室气体排放也使得传统的固废填埋方法面临着极大的挑战。

这样，实现一种新型的固废处理工艺从而实现在最短的时间内来最大程度的减小固废体积（通过降解掉所有的有机物）和完全控制并将其过程中产生的温室气体转化为清洁的生物能源显得尤为重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速经济的城市有机固体废物的处理系统及其运行方法，该系统可以大幅度减少现有有机固废垃圾填埋处理的占地需求（40%），增进可降解物的生物降解速率，降低系统运行能耗，同时实现温室气体零排放及生物能源的回收。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供了以下技术方案：

一种高速经济的城市有机固体废物的处理系统，所述系统包括用于进行生物化学反应的主反应池，与主反应池连通的营养液存储池，用于主反应池的固液分离装置，供液装置，排液装置，气体收集与检测装置，加热与控温装置，和时间控制装置，所述时间控制装置分别连接供液装置、排液装置、气体收集与检测装置和加热与控温装置，并控制系统运行时间。

优选的，所述主反应池为包括一个以上的地面坑塘封闭式反应池阵列。

优选的，所述主反应池底部设置进液口和排液口，所述供液装置和排液装置分别包括与时间控制装置连接的液体泵，所述时间控制装置通过液体泵控制营养液存储池的进液和排速度和时间。

优选的，所有运行操作均可在初期调试运行后改为由时间控制装置自动控制从而实现无人或少人操作。

优选的，所述加热与控温装置为太阳能加热与控温装置，其还可增设天然气加热装置控制，用以保证营养液存储池中的营养液全年保持在35℃以上，从而达到最快的生化反应速率和能耗的自己自足，所述天然气由所述本系统自行提供。

优选的，所述营养液存储池体积为单个主反应池体积的20%左右（取决于所处理固废的物理性质）。

优选的，所述营养液储存池可增设自动加料装置，从而达到控制并保持所述整个系统运行在最佳状态下，例如酸碱控制。

优选的，所述营养液存储池内还设有温度检测装置用来检测存放预先准备的营养液的温度；所述营养液包含如下主要成分：微生物组群以及微生物需要的碳源、氮源和微量元素等。

进一步地，本发明还提供了一种高速经济的城市有机固体废物的处理系统的运行方法，所述方法包括以下步骤：

1）向主反应池中加载预先被分离并粉碎的城市固体废物，其主要成分应为有机物；

（2）将营养液注入所述营养液储存池，利用所述加热控温装置将所述营养液预加热到不低于35℃；

（3）温度达到35℃后，利用进液装置将35℃的营养液注入主反应池，直至液面没过固废表面；隔夜后，利用排液装置将所注入营养液完全抽出并排回营养液储存池；

（4）重复步骤（2）-（3），频率取决于所述气体检测装置检测到的甲烷产量（初期需要2-3天重复一次）；

（5）待所述气体检测装置表明第一主反应池中的甲烷浓度达到40-50%后，依次对其他主反应池进行相同的操作；

（6）4-6个月后反应将完全结束，回收主反应池中的剩余固废物。

更进一步地，本发明提供了一种土壤改良剂，其包括所述处理系统中回收得到的主反应池中的剩余固废物进过堆肥处理后的产物。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明针对目前城市有机固体废物填埋处理时间和空间需求巨大的问题，提出了高速有机固体废物的处理系统及其附属产物的回收利用方法，从而极大程度地解决了城市有机固体废物处理中队时间和空间的需求。