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ZTD生活垃圾资源化预分类处理系统

垃圾是人类文明的产物,人们在享受物质文明的同时,每天都在丢弃着各种各样的生活垃圾。随着城市现代化、农村城市化进程加快,居民生活水平的提高,生活垃圾产生量与日俱增,成分日趋复杂,危害日渐严重。我国城市每年产生的生活垃圾3多亿吨,并以每年9%的速度递增。其中90%以上未经资源化、无害化处理。全国有200多座城市垃圾围城。生活垃圾已成为当今城市和集镇的一大公害。

我国生活垃圾混合收集,构成复杂,资源化预处理难:一是垃圾中既有坚硬的砖石块、废金属、树枝、木棍等,更有大量的塑料包装袋、长化学纤维织物、绳、网等,在垃圾破碎过程中,解决垃圾破碎机械卡刀和刀轴、刀具缠绕难题。二是垃圾中含有约50%左右的厨余物,量大、含水率高、富含各种营养盐,极易发酵发臭,造成二次污染,难于从构成庞杂的垃圾中分选出来。三是垃圾中丢弃的大量塑料垃圾袋破袋难,分选难,被填埋处理几十年不降解,污染土壤,土地难复耕;焚烧处理易生成二恶英污染大气。因此,混装垃圾资源化处理难就难在资源化预分类处理。不能对构成庞杂的垃圾进行资源化预分类处理,资源化处理利用亦无从谈起。可以说混装生活垃圾的资源化预分类处理技术设备,是长期制约我国生活垃圾资源化、减量化、无害化处理的瓶颈。解决生活垃圾资源化预分类处理技术设备,是我国垃圾资源化、无害化、减量化处理的迫切需求。

一方面城市垃圾污染越来越严重,治理已刻不容缓,另一方面资源化、无害化、减量化处理城市生活垃圾没有成熟预处理技术设备。为此,国务院在“十二五”规划中曾明确提出,“十二五”期间生活垃圾处理方法只推广两种:一是“焚烧法”,占35%,二是“填埋法”,占65%,同时提出:“大力推广生活垃圾预处理技术设备”,但无人问津。 “十三五” 开局以来,国务院发布的“十三五生态文明规划” 中提出:十三五期间要“实现城镇垃圾处理全覆盖和处置设施稳定达标运行。加快县城垃圾处理设施建设,实现城镇垃圾处理设施全覆盖。提高城市生活垃圾处理减量化、资源化和无害化水平, 90%以上村庄的生活垃圾得到有效治理。积极发展生物处理技术。 江苏省也发布了《十三五建设生态的263规划》提出:“十三五期间设区市建成区生活垃圾分类设施覆盖率达70%、其他城市建成区生活垃圾分类设施覆盖率达60%、全省乡镇生活垃圾无害化处理率达98%”。为了顺应“十三五” 期间大力发展生活垃圾资源化分类处理要求,我们利用多种专利技术和专有技术,设计了该“Z.T.D生活垃圾资源化预分类处理系统”。

工艺路线

该Z.T.D生活垃圾资源化预分类处理系统采用的工艺流程说明如下:

城市混装生活垃圾仍沿用现城市收运系统不变,在现有垃圾填埋场建一座“生活垃圾资源化预处理中心”。每天仍由垃圾装载车将垃圾中转站收集的垃圾,送到该资源化预处理糸统卸料平台料斗;经机械送料、疏料、匀料,将垃圾均匀地布料于上料皮带输送机上送入一体化破袋、破碎装置(专利产品)进料口。高速旋转的刀具,将垃圾中塑料垃圾袋几乎全部破成2-3片,同时将厨余物(瓜、果、菜皮等有机物)破碎成几公分直径的碎片,煤渣、土块破碎成粒径小于1cm的细粒。破袋、破碎后的垃圾高速抛入二级滚筛(专利产品)进口。经筛分将高速抛入的垃圾分成四类:

第一类筛下物为粒径小于1cm的细灰沙土

第二类直径1-9cm厨余物为主有机物与砖、石子为主无机物的混合物,依据厨余物处置方法不同,选择二种不同的分选方法

一是湿式分选(见附图1):将直径1-9cm厨余物为主有机物与砖、石子为主无机物的混合物送入厨余物湿式分离机(专利产品),以水为介质,将厨余物为主有机物与无机物分开,分选出的厨余物为主有机物,几乎不含任何无机物;介质水采用内循环,日处理500吨垃圾,需循环水250吨。循环水每班撤换一次,泵入污水池经处理后全部回用,工艺过程中无污水排放。

二是弹跳式分选(见附图2),将厨余物为主有机物与砖、石子为主无机物分离。以上二种分选方法分出的无机物先经磁选回收黑色金属,再经人工(500吨/日生产线配2-3人工分拣工位)分拣有色金属、硬质塑料片、玻璃、废电池等,剩余物为直径1-9cm砖、石子为主无机物,填埋处理。

第三类筛上物为直径大于9cm的大件有机混合物,主要为:纺织、竹木、鞋、纸(主要是卫生纸)、塑料膜袋等,其中夹杂少量大块无机物;经风选将塑料膜袋、纸与其它大件有机物分离。分离出来的塑料膜袋、纸经人工分拣(500吨/日生产线配5-6人工分拣工位)将塑料膜袋与纸分开。

第四类为风选后剩余大件有机物,主要为各类织物、竹木类、鞋等大件有机物。

工艺特点

据混装生活垃圾的构成特点采用的ZTD工艺方法及装置,能将垃圾深度破袋、破碎、然后按尺寸大小粗分为四类。拉大同类之间的质量差距,再利用风、水等介质流,按比重不同将它们有效分开,并附助于人工分拣,最终使生活垃圾分质为十一类。分质的效果见混装生活垃圾资源化预分选技术指标表:


垃圾塑料袋

厨余物

渣土块

大件有机物

砖石块

黑色金属

细灰渣土

有色金属

玻璃

废电池

硬塑料

破碎率

>98%

>95%

>95%










回收率

≥95%

≥95%


≥95%


≥90%


>90%

>80%

>80%


>80%

分离率





≥95%


≥90%




>80%


资源利用

造粒或炼油

制肥、沼或发电


作燃料

铺路或填埋

出售

制砖或填埋

出售

出售

出售

无害化处置

造粒或炼油

分质的不含无机物的厨余物可与餐厨垃圾、人、畜粪便等一并打浆制沼气发电;或压榨脱水与分质的废纸、大件有机物一并制燃气、或直焚烧发电。或分质的厨余物为主有机物与砖、石子为主无机物的混合物直接应用复旦大学开发的TY-1好氧生物发酵菌种进行生物发

分质的废塑料直接出售,或再生造粒,或炼制汽、柴油。分质出的细灰渣土、砖、石等无机物作建材,或卫生填埋。

分质出的废金属、玻璃等循环再生利用。

分质出的废电池无害化处置。

分质出的细灰渣土、砖、石等无机物作建材,或卫生填埋

2、具有自主知识产权

应用专利技术、及研究开发的Z.T.D“50-500吨/日生活垃圾资源化预处理糸统”工艺技术和设备,具有自主知识产权,其核心技术:

(1)混装生活垃圾资源化分类处理技术

(2)垃圾分选系统抗缠绕技术

(3)垃圾分选系统防卡刀技术

(4)垃圾分选系统抗堵塞技术

(5)生活垃圾有机物湿式分离技术

(6)生活垃圾生物除臭技术

(7) 分质厨余垃圾好氧生物菌种快速发酵技术

(8)TY-I型好氧微生物菌种培育技术

3、垃圾自动上料,避免二次翻运和二次污染;一次完成破袋、破碎、筛分工序,避免物料多次传输,提高生产效率,减少运行成本。

4、机械化程度高,台时处理能力大,能适应垃圾运送不连续、瞬时处理量大的要求,能保证垃圾日来日清,不存死角,避免二次污染。破袋机高速旋转瞬时处理能力大,且不缠绕、不卡刀,滚筛正常运转不堵孔,保证生产装置技术稳定,运行可靠、安全,能适应大规模工业化大生产要求。

5、对利用垃圾制燃气、或直接焚烧发电厂:不处理垃圾,不焚烧垃圾中的废塑料、废电池等有害物,只协同焚烧处理垃圾中分选出的生物质有机物,消除、或减轻了垃圾直接焚烧重金属飞灰、二恶英、及垃圾渗沥液恶臭等的污染,克服了“邻避”效应,可靠近工业园区建厂,有利热电结合提高经济效益。

     6、对垃圾填埋场通过资源化分选类处理垃圾:做到日来日清,不积存,预分类处理系统密闭式负压运行,填埋场只填埋砖、石子为主无机物。厨余物压榨水、工艺过程微负压运行收集的废气均为可控,处理后达标排放,消除了直接填埋垃圾的严重二次污染。

7、对当地政府在填埋场进行生活垃圾资源化分类处理,可以沿用原填埋场的公用设施,和垃圾的收运系统,无须再新征地,节省投资。填埋场只填埋无机物,体积减量90%以上。通过对已填满矿化后部分填埋场

改造,可延长使用寿命。对新填无机物为主的填埋场部分,可建分布式光伏电站,或建生态园林,是土地资源得以复用。

    经济效益预期

1、本项目经济效益分析依据:

日分选处理垃圾300吨/日,依垃圾成份为:厨余物含量50%、竹木类纺织类、等大件物10%、废塑料12%、废纸(主要是卫生纸)5%、废金属1%、玻璃3%、渣土类8%、砖石陶瓦类11%。依据本项目应达刻分类技术指标,可分质含水率65%厨余物142.5吨,经压榨脱除水约48吨,可分质厨余物为主生物质约95吨/日,其含水率为45%,热值为1800仟卡/千克;分质纸13.5吨(主要是卫生纸、大件有机物28.5吨,计42吨,平均热值4000仟卡/千克(其中含部分合成材料),含水率15%,切碎与压榨的厨余物拌和后制生物质燃料,计约137吨/天,含水率约32%,热值为2500仟卡/千克。可分质废料膜袋34吨、金属2.4吨、玻璃7吨,硬塑料片1.45吨再生利用;废电池少量;细灰渣土24吨,分类剩余混合物约13吨,砖石子.砖石块等33吨,分类剩余混合物约13吨。废塑料直接出售400元/吨(现市场收购价),射阳县政府每处理1吨垃圾财政补贴40元,(相当填埋场日常运营费用),其它金属、玻璃等可回收资源效益5元/吨。

依据以上技术参数进行经济效益分析如下:

2、垃圾发电厂经济效益预期:

利用垃圾中分质的有机物燃料制燃气、或直接焚烧发电厂,不处理垃圾,只协同利用每天从垃圾填埋场分质出的计137吨,含水率约32%,热值约2500仟卡/千克(与收购的秸秆燃料热值相当)的生物质燃料发电。以每公斤该燃料发1度电,日发电137000度,约4850万度电/年。

运行成本:以150元/吨,20000元/天,750万元/年。

运行收入:日发电约137000度,可上网100000度,每度电上网标杆价0.65元,65000元/天,约2370万元/年

运行收益:1600万元/年。

 3、承包营运垃圾填埋场经济效益预期:

(1)、运行成本:

每天预分类处理300吨垃圾运行成本:

每处理一吨垃圾约70元,21000元/天,  约766万元/年

(2)、运行收入:

每天处置垃圾300吨运行收入:  

总运行收入=47700元   约1740万元/年

年总收益:  1489-548万元/年=974万元/年。

分质的砖石子.砖石块、细灰渣土、混合分类剩余物等约70吨,约占垃圾成分的23%,其容重以1.5吨/立方米计,体积约47立方米,以此填埋处理,填埋深度5米,每天约10平方米,每年填埋占地约3650平方米,约5亩地,十年约50亩。填埋体积减少90%以上。

4、地方财政经济效益预期

依据江苏省提出十三五期间县级城镇建成区生活垃圾分类设施覆盖率达70%的要求,要新投入现收运系统几倍的人力、车辆、及处理设施。要投入巨额资金。若送市或邻近县焚烧,县财政至少补贴100元/吨,30000元/天,约1095万元/年。该项目实施后,现垃圾收运系统不变,每天只需补贴40元/吨,约360万元/年(相当现垃圾填埋场的营运费用)。每年节约县财政支出约735万元。

环境效益

    本项目具有较好的环境效益:

    生物质能发电有限公司不处理垃圾,不焚烧垃圾中的废塑料、废电池等有害物,只协同焚烧处理垃圾中分选出的有机废弃物燃料,消除、或减轻了垃圾直接焚烧重金属飞灰、二恶英、及垃圾渗沥液恶臭等的污染。

垃圾填埋场只资源化分类处理垃圾,做到日来日清,不积存,预处理分选系统密闭式负压运行。填埋场只填埋细灰渣土(在无法制砖或烧制水泥情况下填埋)砖、石子为主无机物。厨余物压榨水、车间冲洗及生活用水,工艺过程微负压运行收集的废气均为可控,处理后达标排放,消除了直接填埋垃圾的严重二次污染。

产业化前景

    若组建一个集资金投入、系统设计、设备成套、工程施工、调试运行和维护管理一条龙服务能力的第三方治理总承包营运公司。从业承包营运、改造建设现有垃圾填埋场。目标:到2020年改造建设、承包营运100个300吨/日能力的县级城镇垃圾填埋场,可日产热值约2500千卡/千克,含水率32%的有机物燃料13700吨/日,50亿吨/年分质废料膜袋3400吨/日,124万吨/年;金属约240吨/日,8.7万吨/年;玻璃700吨/日,25万吨/年;以此进行循环再生利用,能形成四个厐大垃圾可再生废弃物资源循环再生利用产业链:

一是制造全套300吨/日生活垃圾资源化预分类系统机械加工产业。

以年生产100台套,每台套制作成本500万元售价1000万元,年成本5亿元,年产值可达10亿元,年收益5亿元。

二是承包垃圾填埋场日常营运的服务性产业。

承包100个县级城镇垃圾填埋场,总投资5亿元,日资源化预分选处理垃圾3万吨,通过回收部份废弃物可再生资源、及政府补贴,年总产值约15亿元,总收入9亿元。

 三是有机物制燃料发电产业:

承包营运100个县级填埋场,日分选垃级30000吨,可分质有机物燃料13700吨,发电50亿度/年,上网40亿度/年,创产值26亿元/年.

四是废塑料再生利用产业。:

日处理垃圾30000吨,可分质回收废塑料约3400吨/日,124

万吨/年,多品种构成, 成份混杂,含杂质70%,只宜混合再生造粒,或适宜炼制油品。

●每天分质废塑料膜袋3400吨,直接出售约400元/吨(现市场收购价),创产值约5亿元/年。

●废塑料炼制汽、柴油:

   每天回收的废塑料3400吨,去除70%杂质约37万吨/年, 炼油得率70%,可炼制汽、柴油约26万吨/年,每吨油售价8000元,创产值约20亿元/年。

  ●废塑料再生造粒:

  回收废塑料37万吨/年可再生造粒约30万吨/年,每吨再生粒售价3000元,创产值约9亿元/年。

 全国有建制市655个,县级城镇2800多个,乡镇35000个,,大多县级城镇均无法建垃圾直接焚烧发电厂,都急待解决垃圾处理。因此,该项目有广阔的应用市场。该产业经久不衰,不受任何经济形势影响。因为每天不可能不产生生活垃圾,也绝对不可以不处理城市垃圾。

  投资概算

  建设一座300吨/日ZTD生活垃圾资源化预处理中心需新增固定资产投资700万元,其中:土建占200万元,设备制作费500万元,


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