一種城市靜脈產業園系統的構建方法

一種城市靜脈產業園系統的構建方法

《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》是北京匯園生態科技有限公司於2016年12月23日申請的專利,該專利的公布號為CN106734092A,授權公布日為2017年5月31日,發明人是張悅;王子悅;唐建國。

《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》包括垃圾分選:分選由生物質類垃圾和化石類垃圾組成的城市生活垃圾,從生活垃圾中分揀出建築垃圾和舊家電;生物質分離處理:對分選後的生活垃圾經過破袋、乾濕分離後,形成乾垃圾和濕垃圾;垃圾能源轉化:將濕垃圾與污泥通過厭氧消化形成沼氣、含氮濾液和生物碳土;沼氣通過沼氣提純形成天然氣;含氮濾液通過含氮消化液淨化形成再生水和生物碳土;再生水和生物碳土用於盆栽育樹;建築垃圾、舊家電和乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,再生能源通過垃圾衍生燃料製備獲得燃料。該發明的構建方法,實現了“資源—產品—再生資源”的閉環模式,實現生活和工業垃圾變廢為寶、循環利用。

2018年12月20日,《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

(概述圖為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種城市靜脈產業園系統的構建方法
  • 申請人:北京匯園生態科技有限公司
  • 申請日:2016年12月23日
  • 公布號:CN106734092A
  • 公布日:2017年5月31日
  • 發明人:張悅;王子悅;唐建國
  • 申請號:2016112093256
  • 地址:北京市西城區西直門南大街16號院西樓
  • Int. Cl.:B09B3/00(2006.01)I;C01D5/06(2006.01)I;C05D1/02(2006.01)I;C12P5/02(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;
  • 代理機構:北京力量專利代理事務所
  • 代理人:宋林清
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

中國城市垃圾處理缺乏頂層研究,對於垃圾產生的本源以及相對應的分類方式等缺乏深層研究,垃圾的分類收集、處理處置等實踐缺乏理論指導,由此導致垃圾處理效率和效益水平低下。由於缺乏頂層理論指導,中國城市垃圾處理的技術研發和套用,立足點和出發點不清,根本目標不明,往往依賴可實現的、單一的“無害化”處理技術來主導垃圾處理的工藝路線,在一定程度上背離了“資源化”的方向和原則。以城市作為有機整體的相關理論研究不夠,垃圾收集、處置和資源利用存在嚴重的行業分割、技術分割、物料分割,管理、技術以及工程建設的綜合性不夠,呈碎片化傾向。總體上缺乏適合中國特點的垃圾分類、處理和資源利用的系統思路和最佳技術路線。

發明內容

專利目的

《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的技術解決問題是:克服2016年前技術上的不足,提供一種城市靜脈產業園系統的構建方法,其以生態文明為指導,將城市作為有機整體和生命體,形象地採用“動脈”和“靜脈”的概念,著重研究靜脈產物的淨化和循環利用機理,提出了城市垃圾集中處理和資源利用新路徑,形成城市靜脈產業園,突出體現整體性、系統性和實用性,實現城市垃圾處理領域的綠色、循環、低碳發展。
其中,城市“動脈”是指城市中將自然資源加工成產品,並對產品進行消費使用,從而使得產品逐漸失去其功能而變成廢棄物的產業過程。簡單的總結為:資源——產品——消費過程——廢棄物。城市“靜脈”是指城市中將廢棄物轉換為再生資源,從而使得資源再循環利用的產業過程,產生的再生產品又循環參與“動脈”過程。簡單的總結為:廢棄物——再生——再生產品。城市靜脈產業園是指建立以靜脈產業為主導的生態工業園,通過靜脈產業儘可能地把傳統的“資源——產品——廢棄物”的線性經濟模式,改造為“資源——產品——再生資源”的閉環經濟模式,實現生活和工業垃圾變廢為寶、循環利用。

技術方案

《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的技術解決方案是:一種城市靜脈產業園系統的構建方法,包括如下步驟:
A)、垃圾分選
分選城市生活垃圾,所述城市生活垃圾包括生物質類垃圾和化石類垃圾,從所述城市生活垃圾中分揀出建築垃圾和舊家電;
B)、生物質分離處理
對經過步驟A)分選後的城市生活垃圾經過破袋、乾濕分離後,形成乾垃圾和濕垃圾;
C)、城市垃圾能源轉化
C1)、將步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化形成沼氣、含氮濾液和生物碳土;將所述沼氣通過沼氣提純技術形成天然氣,供天然氣汽車使用;將所述含氮濾液通過含氮消化液淨化技術形成再生水和生物碳土;所述再生水和生物碳土用於盆栽育樹;
C2)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾、舊家電和步驟B)中的乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,所述再生能源通過垃圾衍生燃料製備技術獲得燃料。
進一步的,步驟C)中的厭氧消化包括如下步驟:
C111)、將污泥通過輸送裝置進入污泥接收倉後通過進行熱水解系統熱水解;
C112)、將步驟B)中形成的濕垃圾通過輸送裝置進入濕垃圾接收倉;
C113)、濕垃圾和熱水解後的污泥通過進料裝置送入混合罐混合後流入換熱器中,與循環水進行間接換熱;
C114)、換熱後的循環水回流至熱水解系統,作為熱源為污泥接收倉的污泥的熱水解提供熱量,換熱冷卻後的濕垃圾和污泥混合流體進入厭氧消化罐,進行厭氧消化反應;
C115)、厭氧消化反應產生的沼氣進入沼氣提純系統進行沼氣提純;厭氧消化反應形成的沼液進入脫水機脫水,對脫水後的污泥進行乾化處理,形成生物碳土;濾液為含氮濾液,所述含氮濾液進入脫水濾液池後進入含氮消化液淨化系統。
進一步的,步驟C1)中的沼氣提純技術包括如下步驟:
C121)、步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化產生的沼氣通過輸送管路進入儲氣櫃;
C122)、儲氣櫃記憶體儲的沼氣依次通過增壓、緩衝、過濾、脫硫、脫水、脫碳、脫氮、脫鹵化物、脫氮氧化物後形成天然氣,所述天然氣增壓後進入天然氣貯存裝置;
C123)、將貯存裝置內的天然氣輸送到加氣柱或加氣站,供天然氣汽車使用。
進一步的,步驟C1)中的含氮消化液淨化技術包括如下步驟:
C131)、步驟C1)中的含氮濾液通過輸送裝置進入存儲池存儲;
C132)、存儲池存儲的含氮濾液通過輸送裝置進入亞消化反應器進行脫氮後進入厭氧氨氧化反應器進行二次脫氮;
C133)、脫氮後的濾液進入沉澱池進行污泥沉澱,形成污泥和清液;
C134)、沉澱的污泥進入脫水機房,脫水後的污泥經過乾化處理後形成生物碳土,清液通過濾膜過濾後形成再生水。
進一步的,步驟C1)中的再生水和生物碳土用於盆栽育樹包括如下步驟:
C141)、取45-55重量份的步驟C1)形成的生物碳土並粉碎後過0.1-2毫米的篩,得到生物碳土主料;
C142)、取15-25重量份的浮石或15-25重量份的沸石並粉碎後過0.1-1毫米的篩;取25-40重量份的膨潤土並粉碎後過0.1-0.5毫米的篩;將粉碎過篩的浮石或沸石與粉碎過篩的膨潤土混合作為輔料;
C143)、將主料與輔料混合後加入20-30重量份步驟C1)形成的再生水攪拌形成混合物;
C144)、用造粒機將步驟C143)形成的混合物製成直徑為3-6毫米的顆粒狀生物碳土土壤改良劑;
C145)、將步驟C144)形成的顆粒狀生物碳土土壤改良劑加入土壤中改良土質,並施以再生水淋浴澆灌,進行盆栽育樹。
進一步的,步驟C2)中將步驟A)中分揀出的建築垃圾舊家電和步驟B)中的乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,所述再生能源通過垃圾衍生燃料製備技術獲得燃料,包括如下步驟:
C151)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾破碎後分揀出大件金屬、塑膠、玻璃;
C152)、將步驟C151)處理後的餘下物料進行二級破碎、磁選,將小件的金屬選出;
C153)、將步驟A)中分揀出的舊家電拆解,分離出金屬、塑膠和玻璃;
C154)、將步驟B)中形成的乾垃圾破碎後分揀出金屬、玻璃、塑膠和電池;
C155)、將步驟C151)-步驟C154)分離和/或分揀出的金屬、塑膠和玻璃分類、回收利用,形成再生材料;
C156)、將步驟C154)處理後的餘下物料通過垃圾衍生燃料製備技術形成燃料;
C157)、將步驟C152)和步驟C153)處理後的餘下物料混合後過篩,篩選出粒度小於40毫米的小塊建築垃圾後通過建築垃圾固化再利用技術形成再生建築材料;
C158)、將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料進行燃燒,用於熱電聯產;殘餘固廢用於制磚。
進一步的,將步驟C154)中的電池送入危廢處理中心處理,回收金屬,形成再生材料。
進一步的,步驟C153)中,將步驟A)中分揀出的舊家電拆解,分離出金屬、塑膠和玻璃包括如下步驟:
C161)、拆解分類:將廢舊家電進行拆解和分類;
C162)、對步驟C161)拆解分類中得到的CRT玻璃進行破碎、焙燒,回收焙燒過程中產生的含汞類固體和玻璃;
C163)、對步驟C161)拆解分類中得到的印刷電路板、金屬塑膠體分離,分離出塑膠和金屬;
C164)、對步驟C163)中的金屬進行酸浸處理;再對浸液依次進行置換提Ag、電解提Cu和鹼熔提Au,獲得金屬。
進一步的,步驟C156)中,將步驟C154)處理後的餘下物料通過垃圾衍生燃料製備技術形成燃料,包括如下步驟:
C171)、將步驟C154)處理後的餘下物料粉碎至15-25毫米;
C172)、按重量計,以步驟C171)粉碎後的物料作為標準重量,在步驟C171)粉碎後的物料中加入3%-5%的生石灰和2%-3%SiC,在300-400℃下反應0.5-2小時後,在20兆帕的壓力下壓製成型,乾燥後形成垃圾衍生燃料。
進一步的,步驟C158)中,將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料進行燃燒,用於熱電聯產;殘餘固廢用於制磚,包括如下步驟:將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料在循環流化床鍋爐燃燒,用於熱電聯產,在循環流化床鍋爐燃燒處理後產生的爐渣,用於制磚;由熱交換器將500-600℃的鍋爐尾氣迅速冷卻,把熱量截留下來用於制磚蒸壓釜的熱源。

改善效果

(1)、動脈和靜脈的概念:城市動脈供給各類原料、產品、能源等,維繫城市運行,而在城市生產和消費過程中產生各類廢物,作為靜脈產物,通過靜脈產業園的淨化和再生,轉化為新的資源和能源,注入城市動脈,繼而形成良性的、健康的循環體系;
(2)、《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法,從人與自然關係的頂層分析,認識垃圾產生的兩大本源,即生物質類垃圾和化石類垃圾,其中生物質類垃圾源於自然生態的產物,依賴於陽光、土地、空氣和水等自然要素,以光合作用為基本機理,生產了植物和衍生動物,隨著人對這些規律的認識和套用水平提升,形成農耕文明,高效地產出農耕產品,並成為城市生產生活的重要資源;由此形成的廢物,本源是農耕產品,本質是生態產物,具有生物質特性;化石類垃圾源於人類工業的產物,隨著人類科學的發展,工業革命進程加快,尤其是對化石物質的挖掘和利用能力的迅速提升,大量化石、化工產品問世,也成為城市生產生活的重要資源,由此形成的廢物,本源是工業產品,本質是人工產物,具有化石類非生態特性;《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法從本源進行垃圾分類,構建了垃圾處理的良性、健康的循環體系;
(3)、《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法以“綠色、循環、低碳”的發展理念,作為城市靜脈產業園構建的基本原則和要求,節能、節地、少用化學藥劑、減少污染排放;
(4)、《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法實現了水循環、能量循環、營養物循環、二氧化碳循環,園區所有污水深度處理,再生水利用,替代自然水源,力求零排放;採用厭氧消化技術,產生優質甲烷;採用垃圾高效焚燒或氣化技術,為園區提供電能、熱能,盡最大可能實現能量平衡;利用生物質廢物無害化、穩定化技術,生產生物碳土,將有機質和氮、磷、鉀等營養物回歸土地,用於林業或農業;利用生物碳土,在沙荒地、鹽鹼地、礦區修復地、垃圾填埋場等難以綠化的場地,大面積建設移動森林,形成新的碳匯。

附圖說明

圖1為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法的總體流程圖;
圖2為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法中厭氧消化技術流程圖;
圖3為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法中沼氣提純技術流程圖;
圖4為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法中含氮消化液淨化技術流程圖;
圖5為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法中再生水和生物碳土用於盆栽育樹的流程圖;
圖6為《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》的城市靜脈產業園系統的構建方法中舊家電拆解過程流程圖。

技術領域

《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》涉及一種城市生活垃圾處理方法,特別是一種城市靜脈產業園系統的構建方法。

權利要求

1.一種城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於,包括如下步驟:
A)、垃圾分選
分選城市生活垃圾,所述城市生活垃圾包括生物質類垃圾和化石類垃圾,從所述城市生活垃圾中分揀出建築垃圾和舊家電;
B)、生物質分離處理
對經過步驟A)分選後的城市生活垃圾經過破袋、乾濕分離後,形成乾垃圾和濕垃圾;
C)、城市垃圾能源轉化
C1)、將步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化形成沼氣、含氮濾液和生物碳土;將所述沼氣通過沼氣提純技術形成天然氣,供天然氣汽車使用;將所述含氮濾液通過含氮消化液淨化技術形成再生水和生物碳土;所述再生水和生物碳土用於盆栽育樹;
C2)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾、舊家電和步驟B)中的乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,所述再生能源通過垃圾衍生燃料製備技術獲得燃料。
2.根據權利要求1所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C)中的厭氧消化包括如下步驟:
C111)、將污泥通過輸送裝置進入污泥接收倉後通過進行熱水解系統熱水解;
C112)、將步驟B)中形成的濕垃圾通過輸送裝置進入濕垃圾接收倉;
C113)、濕垃圾和熱水解後的污泥通過進料裝置送入混合罐混合後流入換熱器中,與循環水進行間接換熱;
C114)、換熱後的循環水回流至熱水解系統,作為熱源為污泥接收倉的污泥的熱水解提供熱量,換熱冷卻後的濕垃圾和污泥混合流體進入厭氧消化罐,進行厭氧消化反應;
C115)、厭氧消化反應產生的沼氣進入沼氣提純系統進行沼氣提純;厭氧消化反應形成的沼液進入脫水機脫水,對脫水後的污泥進行乾化處理,形成生物碳土;濾液為含氮濾液,所述含氮濾液進入脫水濾液池後進入含氮消化液淨化系統。
3.根據權利要求1所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C1)中的沼氣提純技術包括如下步驟:
C121)、步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化產生的沼氣通過輸送管路進入儲氣櫃;
C122)、儲氣櫃記憶體儲的沼氣依次通過增壓、緩衝、過濾、脫硫、脫水、脫碳、脫氮、脫鹵化物、脫氮氧化物後形成天然氣,所述天然氣增壓後進入天然氣貯存裝置;
C123)、將貯存裝置內的天然氣輸送到加氣柱或加氣站,供天然氣汽車使用。
4.根據權利要求1所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C1)中的含氮消化液淨化技術包括如下步驟:
C131)、步驟C1)中的含氮濾液通過輸送裝置進入存儲池存儲;
C132)、存儲池存儲的含氮濾液通過輸送裝置進入亞消化反應器進行脫氮後進入厭氧氨氧化反應器進行二次脫氮;
C133)、脫氮後的濾液進入沉澱池進行污泥沉澱,形成污泥和清液;
C134)、沉澱的污泥進入脫水機房,脫水後的污泥經過乾化處理後形成生物碳土,清液通過濾膜過濾後形成再生水。
5.根據權利要求1所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C1)中的再生水和生物碳土用於盆栽育樹包括如下步驟:
C141)、取45-55重量份的步驟C1)形成的生物碳土並粉碎後過0.1-2毫米的篩,得到生物碳土主料;
C142)、取15-25重量份的浮石或15-25重量份的沸石並粉碎後過0.1-1毫米的篩;取25-40重量份的膨潤土並粉碎後過0.1-0.5毫米的篩;將粉碎過篩的浮石或沸石與粉碎過篩的膨潤土混合作為輔料;
C143)、將主料與輔料混合後加入20-30重量份步驟C1)形成的再生水攪拌形成混合物;
C144)、用造粒機將步驟C143)形成的混合物製成直徑為3-6毫米的顆粒狀生物碳土土壤改良劑;
C145)、將步驟C144)形成的顆粒狀生物碳土土壤改良劑加入土壤中改良土質,並施以再生水淋浴澆灌,進行盆栽育樹。
6.根據權利要求1所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C2)中將步驟A)中分揀出的建築垃圾舊家電和步驟B)中的乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,所述再生能源通過垃圾衍生燃料製備技術獲得燃料,包括如下步驟:
C151)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾破碎後分揀出大件金屬、塑膠、玻璃;
C152)、將步驟C151)處理後的餘下物料進行二級破碎、磁選,將小件的金屬選出;
C153)、將步驟A)中分揀出的舊家電拆解,分離出金屬、塑膠和玻璃;
C154)、將步驟B)中形成的乾垃圾破碎後分揀出金屬、玻璃、塑膠和電池;
C155)、將步驟C151)-步驟C154)分離和/或分揀出的金屬、塑膠和玻璃分類、回收利用,形成再生材料;
C156)、將步驟C154)處理後的餘下物料通過垃圾衍生燃料製備技術形成燃料;
C157)、將步驟C152)和步驟C153)處理後的餘下物料混合後過篩,篩選出粒度小於40毫米的小塊建築垃圾後通過建築垃圾固化再利用技術形成再生建築材料;
C158)、將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料進行燃燒,用於熱電聯產;殘餘固廢用於制磚。
7.根據權利要求6所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:將步驟C154)中的電池送入危廢處理中心處理,回收金屬,形成再生材料。
8.根據權利要求6所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C153)中,將步驟A)中分揀出的舊家電拆解,分離出金屬、塑膠和玻璃包括如下步驟:
C161)、拆解分類:將廢舊家電進行拆解和分類;
C162)、對步驟C161)拆解分類中得到的CRT玻璃進行破碎、焙燒,回收焙燒過程中產生的含汞類固體和玻璃;
C163)、對步驟C161)拆解分類中得到的印刷電路板、金屬塑膠體分離,分離出塑膠和金
屬;
C164)、對步驟C163)中的金屬進行酸浸處理;再對浸液依次進行置換提Ag、電解提Cu和鹼熔提Au,獲得金屬。
9.根據權利要求6所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C156)中,將步驟C154)處理後的餘下物料通過垃圾衍生燃料製備技術形成燃料,包括如下步驟:
C171)、將步驟C154)處理後的餘下物料粉碎至15-25毫米;
C172)、按重量計,以步驟C171)粉碎後的物料作為標準重量,在步驟C171)粉碎後的物料中加入3%-5%的生石灰和2%-3%SiC,在300-400℃下反應0.5-2小時後,在20兆帕的壓力下壓製成型,乾燥後形成垃圾衍生燃料。
10.根據權利要求6所述的城市靜脈產業園系統的構建方法,其特徵在於:步驟C158)中,將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料進行燃燒,用於熱電聯產;殘餘固廢用於制磚,包括如下步驟:將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料在循環流化床鍋爐燃燒,用於熱電聯產,在循環流化床鍋爐燃燒處理後產生的爐渣,用於制磚;由熱交換器將500-600℃的鍋爐尾氣迅速冷卻,把熱量截留下來用於制磚蒸壓釜的熱源。

實施方式

如圖1-6所示,一種城市靜脈產業園系統的構建方法,包括如下步驟:
A)、垃圾分選
分選城市生活垃圾,所述城市生活垃圾包括生物質類垃圾和化石類垃圾,所述生物質類垃圾包括餐廚垃圾、園林垃圾、秸稈、過期食品、死亡動物、污泥等;所述化石類垃圾包括塑膠類製品、金屬、玻璃、建築混凝土等;從所述城市生活垃圾中分揀出建築垃圾和舊家電。
B)、生物質分離處理
對經過步驟A)分選後的城市生活垃圾經過破袋、在80兆帕-100兆帕高壓積壓下完成乾濕分離後,形成乾垃圾和濕垃圾。
C)、城市垃圾能源轉化
C1)、將步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化形成沼氣、含氮濾液和生物碳土;將所述沼氣通過沼氣提純技術形成天然氣,供天然氣汽車使用;將所述含氮濾液通過含氮消化液淨化技術形成再生水和生物碳土;所述再生水和生物碳土用於盆栽育樹。
所述厭氧消化包括如下步驟:
C111)、將污泥通過輸送裝置進入污泥接收倉後通過進行熱水解系統熱水解。所述污泥內含有糞便,通過高溫熱水解,可提高污泥的流動性,同時實現衛生殺菌,改善了污泥的穩定性及脫水性,提高了消化的產氣率以及容積利用率,同時降低了消化的含硫量以及浮渣的產生量。
C112)、將步驟B)中形成的濕垃圾通過輸送裝置進入濕垃圾接收倉。
C113)、濕垃圾和熱水解後的污泥通過進料裝置送入混合罐混合後流入換熱器中,與循環水進行間接換熱。
C114)、換熱後的循環水回流至熱水解系統,作為熱源為污泥接收倉的污泥的熱水解提供熱量,換熱冷卻後的濕垃圾和污泥混合流體進入厭氧消化罐,進行厭氧消化反應。
C115)、厭氧消化反應產生的沼氣進入沼氣提純系統進行沼氣提純;厭氧消化反應形成的沼液進入脫水機脫水,對脫水後的污泥通過太陽能幹化場進行乾化處理,形成生物碳土;濾液為含氮濾液,所述含氮濾液進入脫水濾液池後進入含氮消化液淨化系統。
所述沼氣提純技術包括如下步驟:
C121)、步驟B)中的濕垃圾與污泥通過厭氧消化產生的沼氣通過輸送管路進入儲氣櫃。
C1221)、儲氣櫃記憶體儲的沼氣通過無油潤滑壓縮機增壓至1.5-2兆帕,優選為1.7兆帕,使用無油潤滑壓縮機,可以減少潤滑油對沼氣的污染。
C1222)、將增壓後的沼氣通過輸送管道進入緩衝罐緩衝,設定緩衝罐可以保證維持後續過程中沼氣維持穩定的運行壓力。
C1223)、將緩衝罐內的沼氣依次經過第一過濾器、第二過濾器和第三過濾器完成三次過濾,所述第一過濾器過濾精度是3微米,第二過濾器過濾精度是1微米,第三過濾器過濾精度是0.01微米,過濾後最大殘餘油份含量為0.01按質量計的百萬分之一。
C1224)、將緩衝罐內的沼氣依次通過脫硫裝置、脫水裝置、脫碳裝置、脫氮裝置、脫鹵化物裝置、脫氮氧化物裝置後完成脫硫、脫水、脫碳、脫氮、脫鹵化物、脫氮氧化物形成天然氣;其中,脫硫是為了避免腐蝕設備和硫化氫中毒,如果沼氣燃燒放出二氧化硫,會比硫化氫造成更大的危害,二氧化硫會降低露點,溶於水後生產亞硫酸有腐蝕性,優選的,採用DDS脫硫技術;脫水是因為導氣管中如果積累了水會溶解硫化氫而腐蝕管道;脫碳主要是去除二氧化碳,因為二氧化碳降低了沼氣的能量密度,如果所用的沼氣需要達到天然氣標準或者被用作汽車燃料,那么就必須對其中的二氧化碳進行去除;優選的,脫鹵化氫裝置採用改性活性炭的吸附作用來去除鹵化烴,從而達到對有害氣體的淨化目的。
C1225)、天然氣經過壓縮機壓縮增壓後進入天然氣貯存裝置,所述天然氣壓縮機利用大面積活塞的低壓氣體驅動而在小面積活塞上產生高壓氣體,輸出氣壓可通過驅動氣壓無級調節;當驅動氣體作用於氣活塞時,工作活塞隨氣驅動就可獲得較大的輸出流量;所述天然氣壓縮機可以改善沼氣壓力不足的現象,使天然氣燃燒更充分,火力更大;壓縮機可把天然氣壓縮成1:200,壓縮後專用撬車可運載2000-5000立方米天然氣。
C123)、將貯存裝置內的天然氣輸送到加氣柱或加氣站,供天然氣汽車使用。
所述含氮消化液淨化技術包括如下步驟:
C131)、步驟C1)中的含氮濾液通過輸送裝置進入存儲池存儲。
C132)、存儲池存儲的含氮濾液通過輸送裝置進入亞消化反應器進行脫氮後進入厭氧氨氧化反應器進行二次脫氮。
C133)、脫氮後的濾液進入沉澱池進行污泥沉澱,形成污泥和清液。
C134)、沉澱的污泥進入脫水機房,脫水後的污泥經過通過太陽能幹化場乾化處理後形成生物碳土,清液通過濾膜過濾後形成再生水。
所述再生水和生物碳土用於盆栽育樹包括如下步驟:
C141)、取45-55重量份的步驟C1)形成的生物碳土並粉碎後過0.1-2毫米的篩,得到生物碳土主料。
C142)、取15-25重量份的浮石或15-25重量份的沸石並粉碎後過0.1-1毫米的篩;取25-40重量份的膨潤土並粉碎後過0.1-0.5毫米的篩;將粉碎過篩的浮石或沸石與粉碎過篩的膨潤土混合作為輔料。
C143)、將主料與輔料混合後加入20-30重量份步驟C1)形成的再生水攪拌形成混合物。
C144)、用造粒機將步驟C143)形成的混合物製成直徑為3-6毫米的顆粒狀生物碳土土壤改良劑。
C145)、將步驟C144)形成的顆粒狀生物碳土土壤改良劑加入土壤中改良土質,並施以再生水淋浴澆灌,進行盆栽育樹。
C2)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾、舊家電和步驟B)中的乾垃圾通過破碎、拆解、分選/分離,獲得再生能源和再生材料,所述再生能源通過垃圾衍生燃料製備技術獲得燃料,具體包括如下步驟:
C151)、將步驟A)中分揀出的建築垃圾破碎後分揀出大件金屬、塑膠、玻璃。
C152)、將步驟C151)處理後的餘下物料進行二級破碎、磁選,將小件的金屬選出。
C153)、將步驟A)中分揀出的舊家電拆解,分離出金屬、塑膠和玻璃。具體包括如下步驟:
C161)、拆解分類:將廢舊家電進行拆解和分類;
C1621)、破碎:將CRT玻璃破碎成片;
C1622)、焙燒:將步驟C1621)得到的CRT玻璃碎片在500~600℃溫度下焙燒1.5-2小時;把剩下的CRT玻璃碎片取出冷卻回收;焙燒過程中,抽出產生的汞氣體和其它氣體;在該溫度和時間下,汞可以得到充分汽化。
C1623)、冷卻:將步驟C1622)抽出的氣體進行冷卻,得到液體並收集,再抽出餘氣;
C1624)、吸收:對步驟C1623)得到的氣體用高錳酸鉀進一步吸收;並對沉澱下來的汞O和汞2(MnO2)固體進行回收。優選的,高錳酸鉀的濃度優選是0.1N。
C163)、對步驟C161)拆解分類中得到的印刷電路板、金屬塑膠體進行粉碎,分選出鐵、有色金屬卷粒和塑膠。
C1641)、濃硫酸浸出:先把步驟C163)得到的有色金屬卷粒浸在硫酸內,優選的,硫酸濃度是54%~66%,保持反應溫度在70~80℃,間歇攪拌7-8小時;
C1642)、加水稀釋至pH=2~3;抽出反應中產生的二氧化硫酸霧,用Ca(OH)2溶液進行吸收,再過濾得到濾液和CaSO4濾渣,達到零排放;
C1643)、對步驟C1642)得到濾液和濾渣進行處理,依次進行置換提Ag、電解提Cu和鹼熔提Au,具體步驟如下:
a)、常溫下,在步驟C1633)加Cu粉,間歇攪拌充分反應7-8小時;再過濾,得到濾液和濾渣,清洗所述濾渣到銀。
b)、將步驟a)得到的濾液進行電解;使用電解液濃度為200~250g/L的CuSO4·5H2O,電解液酸度為50~70g/L硫酸,電極陰極為銅板,在常溫下電解;電解過程中,用鹼溶液吸收回收電解過程中的酸霧;把電解後整個銅陰極水洗乾燥後回收。
c)、將步驟a)得到的濾渣與氫氧化鉀混合均勻;再把混合物加熱熔解;然後對熔融物冷卻後加9%~11%的氫氧化鉀溶液進行浸漬,再過濾得到的濾渣和濾液,所述濾渣即為Au;
d)、把步驟c)得到的濾液加水稀釋,至pH=9~10,此時Pb(OH)2和Sn(OH)2析出,再過濾得到濾渣和濾液,加熱濾渣Pb(OH)2和Sn(OH)2,即得PbO和SnO的混合物,即為焊錫;
e)、把步驟d)得到的濾液用於e);再加稀釋濾液硫酸中和至pH=6~8;然後再將中和得到的溶液冷卻至不大於0℃,K2SO4析出;然後經過濾得到濾渣和濾液,該濾渣即為K2SO4即鉀肥,濾液為水,水用於步驟c)。
C164)、對步驟C163)中的金屬進行酸浸處理;再對浸液依次進行置換提Ag、電解提Cu和鹼熔提Au,獲得金屬。
C154)、將步驟B)中形成的乾垃圾破碎後分揀出金屬、玻璃、塑膠和電池;將電池送入危廢處理中心處理,回收金屬,形成再生材料。
C155)、將步驟C151)-步驟C154)分離和/或分揀出的金屬、塑膠和玻璃分類、回收利用,形成再生材料。
C156)、將步驟C154)處理後的餘下物料通過垃圾衍生燃料製備技術形成燃料。具體包括如下步驟:
C171)、將步驟C154)處理後的餘下物料粉碎至15-25毫米。
C172)、按重量計,以步驟C171)粉碎後的物料作為標準重量,在步驟C171)粉碎後的物料中加入3%-5%的生石灰和2%-3%SiC,在300-400℃下反應0.5-2小時後,在20兆帕的壓力下壓製成型,乾燥後形成垃圾衍生燃料。所述壓製成型後的垃圾衍生燃料為圓柱狀固體,直徑為φ10-20毫米,高度為20-80毫米;熱值為14600-21000kJ/kg。
C157)、將步驟C152)和步驟C153)處理後的餘下物料混合後過篩,篩選出粒度小於40毫米的小塊建築垃圾後通過建築垃圾固化再利用技術形成再生建築材料。具體包括如下步驟:將步驟C152)和步驟C153)處理後的餘下物料混合後過篩,篩選出粒度小於40毫米的小塊建築垃圾後將40-45重量份的水、20-25重量份的鹵片或鹵粉、55-60重量份的輕燒鎂、0.2-0.8重量份的調整劑和55-80重量份的篩選出的粒度小於40毫米的小塊建築垃圾攪拌均勻後,倒入模具成型,製成再生建築材料,所述再生建築材料可製成免燒磚、砌塊、鋪築路基。
優選的,所述調整劑為硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鎂、高錳酸鉀、脲醛樹脂、氯化銨、鹽酸、磷酸、乳化矽油中的一種或幾種。
C158)、將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料進行燃燒,用於熱電聯產;殘餘固廢用於制磚。具體包括如下步驟:將步驟C157)過篩後餘下的粒度不小於40毫米的餘下物料在循環流化床鍋爐燃燒,用於熱電聯產,在循環流化床鍋爐燃燒處理後產生的爐渣,用於制磚;由熱交換器將500-600℃的鍋爐尾氣迅速冷卻,把熱量截留下來用於制磚蒸壓釜的熱源。

榮譽表彰

2018年12月20日,《一種城市靜脈產業園系統的構建方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

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