CN101618391A - 一种催化氧化式有机垃圾的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种催化剂式有机垃圾的处理系统，特征是：采用空气加热器与垃圾混合容器连接，垃圾混合容器内设置有搅拌器，垃圾混合容器底部设置有加热装置，混合器与垃圾混合容器侧面连接，所述混合器连接O3发生器，细微气泡容器与混合器连接，所述水处理水槽内设置有细微气泡容器、水处理容器及超声波换能装置；先将空气加热器加热，空气被喷射到垃圾混合容器中，需处理的垃圾和催化剂放在垃圾混合容器中混合，在催化剂作用下，改变有机物的反应速度，使氧化反应更温和、更快地完成，使得氧化剂在催化剂的作用下可产生氧化能力极强的自由基离子，达到降解有机物的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂式有机垃圾的处理系统，具体地说是用于催化氧化方法处理有机物餐厨垃圾，属于环境污染治理技术领域。
背景技术
随着工业的飞速发展，世界人口的增加，餐厨垃圾对人类的危害以及对环境的污染越来越引起人们的注重。餐厨垃圾所带来的“垃圾猪”和“地沟油”对人类的健康影响越来越重。餐厨垃圾由于在储存、运输过程中暴露在空气中，微生物、细菌大量繁殖，特别在高温的气候中，这种情况更加剧烈。目前，常用处理垃圾的方法有“埋法”、“烧法”和“集中处理生产饲料化肥法”以及“微生物消灭法”，但是，这些方法处理有机物餐厨垃圾均有不足之处。因此必须研究新的方法，如催化氧化技术等。
催化氧化处理餐厨垃圾技术和微生物菌处理餐厨垃圾技术是目前国内外热门的研究课题，进行了比较广泛和深入的研究，并取得了一定研究成果。催化氧化处理餐厨垃圾原理是高温空气中的氧气是一种较强的氧化剂，利用催化剂可以改变氧化剂对有机物的氧化速度，使氧化反应更温和更快地完成。氧化剂在催化剂的作用下可产生氧化能力极强的自由基-OH。降解后产生的CO2，NOx等气体，首先与O3气体相混合，混合的目的是O3降解一部分废气。混合后所产生的气体进入水处理容器内，在超声波的作用下，废水得到进一步的降解，最终成为达标水而排放。
目前，臭氧与超声结合在废气及水处理方面得到广泛研究。其原理是利用超声波的空化等特性，作用于与O3混合的污水中，使其产生更多的-OH自由基，来氧化水体中溶解的有害气体。
发明内容
本发明的目的在于克服前面所述不足之处，从而提供一种催化氧化式有机垃圾的处理系统，根据高温空气在催化剂的作用下可将绝大部分的有机物氧化成CO2、NOX和水的原理，采用空气加热装置，在催化剂作用下，改变有机物的反应速度，使氧化反应更温和、更快地完成，使得氧化剂在催化剂的作用下可产生氧化能力极强的自由基离子，达到降解有机物的目的。同时处理后所产生的废气经由超声棒与臭氧组成的废气液化处理装置处理后达到国家排放标准。
按照本发明提供的技术方案，一种催化氧化式有机餐厨垃圾的处理系统，特征是：采用空气加热器通过管道与垃圾混合容器连接，垃圾混合容器内设置有搅拌器，垃圾混合容器底部设置有加热装置，气体混合器通过管道与垃圾混合容器侧面连接，所述混合器通过管道连接O3发生器，微细气爆气管通过管道与混合器连接，所述水处理水槽内设置有微细气爆气管、水挡板及超声波换能装置，所述超声波换解装置与脉冲高压电源连接。
所述的水处理水槽上设置有出气口、进水口及出水口。
所述的超声波换能装置垂直安放于水处理水槽的中心。所述的超声波换解装置为圆柱型超声波装置。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明设备结构简单、紧凑，合理；处理垃圾工艺简单，使用成本较低；能根据高温空气在催化剂的作用下可将绝大部分的有机物氧化成CO2、NOX和水的原理，采用新型空气加热装置，在特殊的催化剂作用下，改变有机物的演化速度，使氧化反应更温和、更快地完成，使得氧化剂在催化剂的作用下可产生氧化能力极强-OH或离子，达到降解有机物的目的。同时处理后所产生的废气经由超声棒与臭氧组成的废气液化处理装置处理后达到国家排放标准。本系统既可组成催化处理餐厨垃圾，有可以处理普通生活垃圾，即可将普通生活垃圾处理成为原体积10％～20％左右的残留物。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明水处理水槽结构示意图。
图3为本发明垃圾混合容器结构示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
图1所示：包括空气加热器1、垃圾混合容器2、混合器3、水处理水槽4、超声波换能装置5、出气口6、进水口7、出水口8、挡水板9、脉冲高压电源10、微细气爆气管11、O3发生器12、催化剂13、加热装置14、搅拌器15及管道16、17等。
本发明采用空气加热器1通过管道16出口与垃圾混合容器2连接，垃圾混合容器2内设置有搅拌器15，垃圾混合容器2底部安装有加热装置14，加热装置14连接电机。气体混合器3通过管道17出口与垃圾混合容器2侧面连接，所述混合器3通过管道连接O3发生器12，细微气泡容器11通过管道与混合器3连接，所述水处理槽4内设置有细微气泡容器11、挡水板9及超声波换解装置5，所述超声波换解装置5与脉冲高压电源10连接，超声波换能装置5垂直安放于水处理水槽4的中心，超声波换解装置5为圆柱型超声波装置。所述水处理槽4上设置有出气口6、进水口7及出水口8。
本发明的工作原理及工作过程：
本发明先将空气加热器1加热，管道16的出口热气温度设定为200℃，这样就可以保证在催化剂13作用下，氧化反应温和快速进行。空气经过空气加热器1被加热，被喷射到垃圾混合容器2中，在混合容器中放入8～10kg催化剂(体积约为容量的1/4～1/3)将人类进餐后剩余的餐厨垃圾，去除大骨、筷子、金属餐具、较大量的水分后，每次将约20kg的餐厨垃圾倒入垃圾混合容器2中混合，混合加热温度80℃，底部控制温度65℃，然后接通进水系统，即可开始工作。在催化剂13和热空气的作用下，垃圾被降解成CO2、NOX和水，水被加热成蒸汽。上述所述生活垃圾与催化剂13的质量比2∶1，催化剂13是由Pt贵金属、稀土金属、活性炭、石莫晶体特殊工艺设备制成。
蒸汽与CO2和其它NOX气体一起进入混合器3混合再与由O3发生器12在产生的O3气体在混合器3中相混合，废气是以气体混合相与O3气体相混合，混合温度在100℃左右。废气与O3气体的混合气体通过微细气爆气管11，使废气溶于水中，再进入水处理水槽4，由脉冲高压电源10输出高电压，所述脉冲高压电源10输出高电压(峰值2500V左右)施加在超声波换能装置5上，超声波换解装置5采用圆柱型超声波装置，所述圆柱型超声波装置为15～25KHz扫频工作。超声波换能装置产生超声波作用于水处理容器4内的废水，诱导其中O3，产生氧化性基团和-OH自由基，从而氧化废水中的有机物。经过2.5小时～3小时的工作后，当底部控制温度达到65℃时，系统自动停止工作，系统自动停止工作，一个循环处理工作结束。
本发明的原理是利用高温空气中21％含量的氧作为强氧化剂，在特殊的贵金属活性炭催化剂作用下，产生更多的-OH自由基加快氧化反应的速度，从而氧化降解餐厨垃圾中的有机物，成为NOX，CO2水等。对于废气，首先在一定温度(100℃左右)条件下与O3气体预混合，然后进入水处理水槽内，在超声波换能装置的空化作用下O3气体形成强氧化自由基-OH，自由基-OH与水槽中的有机物发生氧化反应，同时超声波换能装置的高温效应，空化效应同时作用于废气微细气泡，加速了废水的降解与氧化作用，处理废水达标。
本发明运行参数如下：
根据本发明的原理，设计了日处理餐厨垃圾80kg的设备，每次放置餐厨垃圾15-20kg，每次处理时间2-3小时，每天用水量∠.4吨，耗电20度，处理后排放水达到国家标准。
本发明还可对带有包装材料的有机餐厨垃圾处理实施：
在混合容器中，不加入催化剂，仅将带有包装的有机餐厨垃圾或散装有机垃圾及包装的普通垃圾均放入混合容器中，设定热气温度设定为180℃，混合温度80℃，底部控制温度60℃，接通水源，即可开始工作，经过定时近8小时的工作后，可将普通垃圾体积减小为原来的10％～15％。可将有机垃圾炭化并方便与无机垃圾分离。
使用CL-100餐厨垃圾处理机，处理无锡某大酒店的餐厨垃圾80kg分4次放置处理，每次处理时间2～3小时，每次处理前后观察混合容器中的剩余物，和检测经过水处理系统后所排出的水质情况如下：
1)混合容器中的剩余物：放置的餐厨垃圾中包含有虾壳、米饭、蔬菜、猪肉、排骨、螺丝、鱼骨等，经3小时处理后，剩余物中仅剩螺丝和少量的小型排骨，其余全部处理完毕。
2)排放的水质情况检测报告
水样状况 含油量(mg/l) COD(mg/l) 浊度 PH值
原水样 82.5
处理后水样 ∠0.1 48.5 测不出 7.5
本发明涉及的空气加热器1、垃圾混合容器2、混合器3、超声波换解装置5、水处理容器9、脉冲高压电源10、微气泡容器11、O3发生器12、加热装置14及搅拌器15均为市场所购。
Claims (4)
1、一种催化氧化式有机垃圾的处理系统，其特征是：采用空气加热器(1)通过管道(16)与垃圾混合容器(2)连接，垃圾混合容器(2)内设置有搅拌器(15)，垃圾混合容器(2)底部设置有加热装置(14)，气体混合器(3)通过管道(17)与垃圾混合容器(2)侧面连接，所述混合器(3)通过管道连接O3发生器(12)，微细气爆气管(11)通过管道与混合器(3)连接，所述水处理水槽(4)内设置有微细气爆气管(11)、水挡板(9)及超声波换能装置(5)，所述超声波换解装置(5)与脉冲高压电源(10)连接。
2、根据权利要求1所述的一种催化氧化式有机垃圾的处理系统，其特征在于所述的水处理水槽(4)上设置有出气口(6)、进水口(7)及出水口(8)。
3、根据权利要求1所述的一种催化氧化式有机垃圾的处理系统，其特征在于所述的超声波换能装置(5)垂直安放于水处理水槽(4)的中心。
4、根据权利要求1所述的一种催化氧化式有机垃圾的处理系统，其特征在于所述的超声波换解装置(5)为圆柱型超声波装置。
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