專利名稱：等離子體生活垃圾處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體生活垃圾處理方法。
背景技術(shù)：
我國目前城市年產(chǎn)垃圾量約1億3千萬噸左右，并以每年7% 9%的速度遞增。全國665座大中城市，有70%的城市陷入垃圾圍城的困境，全國生活垃圾填埋堆存的土地面積已達5億多平方米，巨量寶貴的國土資源被侵占污染。城市生活垃圾來自人類日常生活的廢棄物，它的組合成份于主要有廢塑料、金屬、電池、電路板、打火機、橡膠、布、廚余物、果皮果核、塵土、污泥、玻璃、陶瓷、廢紙、藥渣、 木質(zhì)制品、糞類、禽尸畜尸、建筑垃圾等?？梢苑殖捎袡C類和無機類。目前生活垃圾的處理方式主要有填埋方式、堆肥方式、焚燒和焚燒發(fā)電。這些方式都存在著很多的弊端填埋實屬于污染物搬家，治標不治本，產(chǎn)生惡臭氣體污染大氣，甲烷氣體易發(fā)生中毒、爆炸等危害，滲濾液中重金屬及有毒有害有機污染物、病毒病菌滲入地下水后，造成水資源嚴重污染；焚燒(包括垃圾焚燒發(fā)電)實質(zhì)上是一種污染轉(zhuǎn)移，形成大量的固體懸浮物造成灰霾，焚燒過程產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，產(chǎn)生的“二惡英”是公認的致癌物，且其絕大部份的副產(chǎn)物已在侵襲著人們的健康，所以預(yù)警原則主張應(yīng)該要避免垃圾焚燒。堆肥導(dǎo)致肥產(chǎn)品有害成份重金屬嚴重超標，制肥過程中碳、氮等營養(yǎng)成份經(jīng)長時間揮發(fā)損失量大，肥料品質(zhì)不穩(wěn)定，肥效低。多種物余料留在肥料中帶來對土壤的污染和農(nóng)作物的危害，且制肥過程中排放惡臭、滋生大量的蚊蠅和雜菌會導(dǎo)致疾病傳播。由以上多種原因，肥產(chǎn)品難以出售，還要作填埋及焚燒處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種等離子體生活垃圾處理方法，其技術(shù)構(gòu)成簡單，投資小，處理效果好，管理維護方便，處理過程中不排放廢水和廢氣。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種等離子體生活垃圾處理方法，其特點是需處理的生活垃圾通過進料單元進料后進行破袋機破袋，破袋出料時通過風(fēng)力按比重將重質(zhì)料和輕質(zhì)料分離，對分離出的輕質(zhì)料進行破碎、有機纖維膨化，對分離出的重質(zhì)料進行破碎后通過磁分選分離出磁性金屬，然后將分離出磁性金屬后的經(jīng)過破碎的重質(zhì)料與破碎、膨化后的輕質(zhì)料進行混合，混合后的物料進入等離子體單元進行無害化處理，處理后的物料通過裝箱外運，作為后期資源化產(chǎn)品的原料，生活垃圾在破袋過程中產(chǎn)生的污水經(jīng)收集后進行污水處理，處理后的污水達到要求后進行回用。所述等離子體單元包括機架，所述機架上設(shè)置有機頭和機尾，所述機頭與機尾之間設(shè)置有等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括外殼、等離子發(fā)生電極和物料筒，物料筒位于外殼內(nèi)部，等離子發(fā)生電極位于外殼和物料筒之間，物料筒與等離子發(fā)生電極之間設(shè)置有支撐件I，等離子發(fā)生電極與外殼之間設(shè)置有支撐件II，所述外殼外部設(shè)置有等離子電源，所述等離子電源與等離子發(fā)生電極相互連接，所述外殼中部套裝有從動輪，外殼下方設(shè)置有電機，所述電機輸出端連接設(shè)置有主動輪，所述主動輪與從動輪相互嚙合，所述機頭前端設(shè)置有進料管，所述進料管穿過機頭與物料筒相連通，物料筒后端設(shè)置有出料喇叭， 機尾底部設(shè)置有出料口。所述機頭與外殼之間設(shè)置有密封件II，機尾與外殼之間設(shè)置有密封件I，出料口下方設(shè)置有小車，小車上設(shè)置有手柄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明一種等離子體生活垃圾處理方法，它可實現(xiàn)生活垃圾處理的連續(xù)安全工作，形成的無害化物料質(zhì)量穩(wěn)定，處理效果好，實現(xiàn)了對物料的重金屬鈍化和品質(zhì)調(diào)節(jié)，滿足了后期物料的資源化產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，而且大部分處理過程都處于一密封空間內(nèi)，確保了設(shè)備運行環(huán)境的清潔，管理維護十分方便，工作過程中沒有異味溢出，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明一種等離子體生活垃圾處理方法的工藝流程示意圖。圖2為圖1中等離子體單元的結(jié)構(gòu)示意圖。其中 破碎后物料1 進料管2 機頭3
等離子電源4 主動輪5 機架6 電機7 小車8 手柄9 出料口 10 處理后的物料11 出料喇叭12 機尾13 密封件114 等離子發(fā)生電極15 從動輪16 外殼17 物料筒18 支撐件119 支撐件1120 密封件1121。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明涉及一種等離子體生活垃圾處理方法，需處理的生活垃圾通過進料單元進料后進行破袋機破袋，破袋出料時通過風(fēng)力按比重將重質(zhì)料(無機物為主)和輕質(zhì)料(有機物為主)分離，對分離出的輕質(zhì)料進行破碎、有機纖維膨化，對分離出的重質(zhì)料進行破碎后通過磁分選分離出磁性金屬，將分離出的磁性金屬滅菌后進行資源化利用，然后將分離出磁性金屬后的經(jīng)過破碎的重質(zhì)料與破碎、膨化后的輕質(zhì)料進行混合，混合后的物料進入等離子體單元，在該環(huán)節(jié)對混合物料進行無害化的滅菌、毒性物質(zhì)分解，實現(xiàn)對處理后物料的無菌、重金屬鈍化和物料內(nèi)在品質(zhì)的調(diào)節(jié)，滿足后期物料的資源化產(chǎn)品生產(chǎn)的需要， 將處理好的物料通過裝箱外運，作為后期資源化產(chǎn)品的原料。如果運輸距離較遠的，亦可增加壓縮包裝工序。生活垃圾在破袋等過程中產(chǎn)生的液體經(jīng)收集后進行污水處理，主要通過現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，如絮凝法、等離子體水處理法、膜技術(shù)等，實現(xiàn)滅菌、降解有機物、脫色和除臭的效果， 達到回用要求后作為清洗及垃圾無害化處理后資源化產(chǎn)品生產(chǎn)過程用水，回用水不足部分另補新水，以滿足生產(chǎn)的需要。等離子體單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示，它包括機架6，所述機架6上設(shè)置有機頭3和機尾13，所述機頭3與機尾13之間設(shè)置有等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括外殼 17、等離子發(fā)生電極15和物料筒18，物料筒18位于外殼17內(nèi)部，等離子發(fā)生電極15位于外殼17和物料筒18之間，物料筒18與等離子發(fā)生電極15之間設(shè)置有支撐件119，等離子發(fā)生電極15與外殼17之間設(shè)置有支撐件1120，所述外殼17外部設(shè)置有等離子電源4，所述等離子電源4與等離子發(fā)生電極15相互連接，所述外殼17中部套裝有從動輪16，外殼17 下方設(shè)置有電機7，電機7固定安裝于機架6上，所述電機7輸出端連接設(shè)置有主動輪5，所述主動輪5與從動輪16相互嚙合，機頭3與外殼17之間設(shè)置有密封件1121，機尾13與外殼17之間設(shè)置有密封件114，機頭3前端設(shè)置有進料管2，所述進料管2穿過機頭3與物料筒18相連通，物料筒18后端設(shè)置有出料喇叭12，機尾13底部設(shè)置有出料口 10，出料口 10 下方設(shè)置有小車8，小車8上設(shè)置有手柄9。無害化過程中破碎后物料1通過進料管2進入物料筒18，在物料筒18內(nèi)經(jīng)過等離子體處理后的物料通過反應(yīng)器內(nèi)出料喇叭12使處理好的物料11通過出料口 10出料，小車 8將處理好的物料10進行收集，利用小車8上的手柄9通過人力等方式將物料運走。本發(fā)明的作用原理
本發(fā)明采用的等離子體是一種離子化氣體，屬于低溫等離子體領(lǐng)域，工作時在一個大氣壓環(huán)境下溫度接近室溫。等離子體電源產(chǎn)生中高頻高電壓，作用于等離子發(fā)生電極上，產(chǎn)生等離子體并作用于物料筒內(nèi)，物料筒內(nèi)的物料在等離子體環(huán)境中受到強電場作用，使得物料筒內(nèi)的中性氣體分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成帶負電荷和等量帶正電荷的離子相互共存的物質(zhì)狀態(tài)，當電離率與復(fù)合率平衡時形成等離子體態(tài)，物料筒內(nèi)出現(xiàn)等離子態(tài)后，不僅有分子和原子，還有大量的帶電粒子，其帶電粒子具有的能量約從幾eV到幾千eV，物料中的水分及空氣分子在等離子體環(huán)境中產(chǎn)生大量的氫氧自由基H0、過羥自由基HO2、活性氧原子O3、活化氫原子H等活性成分及豐富的紫外線，從而極大地提高了與微生物蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)的作用效能，可在極短的時間內(nèi)使微生物死亡，達到物料無害化的目的。其滅菌作用機理主要包括以下三方面(1)活性基團作用等離子體中含有的大量活性氧離子、 高能自由基團等成分，極易與細菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而變性，大量活性氧離子分解了細菌內(nèi)部葡萄糖所必須的酶；也可以直接與細菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細胞壁和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，滲透到胞膜組織，進入細胞膜內(nèi)的內(nèi)部脂多糖于外膜脂蛋白發(fā)生反應(yīng)，細菌發(fā)生通透性畸變致細胞溶解死亡。利用大量活性氧離子可破壞產(chǎn)生臭味物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，分解有機污染物在腐敗分解中產(chǎn)生的臭味。(2)高速粒子擊穿作用高動能的電子和離子產(chǎn)生擊穿細菌菌體與病毒現(xiàn)象。(3)紫外線的作用在形成等離子體的過程中，伴隨有紫外線產(chǎn)生，這種高能紫外光子(3. 3 3. 6eV)被微生物或病毒中蛋白質(zhì)所吸收，致使其分子變性失活。
研究工作表明實驗選擇大腸桿菌和枯草芽孢桿菌為實驗用菌株，選用負電暈進行放電參數(shù)對滅菌效果的影響研究在負電暈條件下，滅菌率隨放電電壓的升高而升高，在極板放電距離2cm、放電時間為IOmin時，大腸桿菌、枯草芽孢桿菌在20Khz、13. 5kV時的滅菌率分別為95%、86(%，電壓升高到201^時，作用時間51^11時，兩種細菌的滅菌率均達到了 100%。經(jīng)過20多次化學(xué)指示卡監(jiān)測全部合格；經(jīng)20多次生物指示劑監(jiān)測均為無菌生長； 對20件滅菌后物品進行細菌培養(yǎng)均無菌生長。等離子體處理后的物料在十五天內(nèi)均未出現(xiàn)發(fā)霉、變質(zhì)、發(fā)酵、發(fā)臭等現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種等離子體生活垃圾處理方法，其特征在于需處理的生活垃圾通過進料單元進料后進行破袋機破袋，破袋出料時通過風(fēng)力按比重將重質(zhì)料和輕質(zhì)料分離，對分離出的輕質(zhì)料進行破碎、有機纖維膨化，對分離出的重質(zhì)料進行破碎后通過磁分選分離出磁性金屬， 然后將分離出磁性金屬后的經(jīng)過破碎的重質(zhì)料與破碎、膨化后的輕質(zhì)料進行混合，混合后的物料進入等離子體單元進行無害化處理，處理后的物料通過裝箱外運。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體生活垃圾處理方法，其特征在于所述等離子體單元包括機架(6)，所述機架(6)上設(shè)置有機頭(3)和機尾(13)，所述機頭(3)與機尾(13)之間設(shè)置有等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括外殼(17)、等離子發(fā)生電極 (15)和物料筒(18)，物料筒(18)位于外殼(17)內(nèi)部，等離子發(fā)生電極(15)位于外殼(17) 和物料筒(18)之間，物料筒(18)與等離子發(fā)生電極(15)之間設(shè)置有支撐件I (19)，等離子發(fā)生電極(15)與外殼(17)之間設(shè)置有支撐件II (20)，所述外殼(17)外部設(shè)置有等離子電源(4)，所述等離子電源(4)與等離子發(fā)生電極(15)相互連接，所述外殼(17)中部套裝有從動輪(16)，外殼(17)下方設(shè)置有電機(7)，所述電機(7)輸出端連接設(shè)置有主動輪(5)， 所述主動輪(5)與從動輪(16)相互嚙合，所述機頭(3)前端設(shè)置有進料管(2)，所述進料管 (2)穿過機頭(3)與物料筒(18)相連通，物料筒(18)后端設(shè)置有出料喇叭(12)，機尾(13) 底部設(shè)置有出料口(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種等離子體生活垃圾處理方法，其特征在于所述機頭(3) 與外殼(17)之間設(shè)置有密封件II (21)，機尾(13)與外殼(17)之間設(shè)置有密封件I (14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種等離子體生活垃圾處理方法，其特征在于生活垃圾在破袋過程中產(chǎn)生的污水經(jīng)收集后進行污水處理，處理后的污水達到要求后進行回用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子體生活垃圾處理方法，需處理的生活垃圾通過進料單元進料后進行破袋機破袋，破袋出料時通過風(fēng)力按比重將重質(zhì)料和輕質(zhì)料分離，對分離出的輕質(zhì)料進行破碎、有機纖維膨化，對分離出的重質(zhì)料進行破碎后通過磁分選分離出磁性金屬，然后將分離出磁性金屬后的經(jīng)過破碎的重質(zhì)料與破碎、膨化后的輕質(zhì)料進行混合，混合后的物料進入等離子體單元進行無害化處理，處理后的物料通過裝箱外運。本發(fā)明一種等離子體生活垃圾處理方法，它實現(xiàn)生活垃圾處理的連續(xù)安全工作，形成的無害化物料質(zhì)量穩(wěn)定，處理效果好，確保了設(shè)備運行環(huán)境的清潔，管理維護十分方便，工作過程中沒有異味溢出，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B09B5/00GK102513331SQ20111044412
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者趙龍章 申請人:南京工業(yè)大學(xué)