CN101632996B - 餐厨垃圾预处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于处理高油、高黏度、高含水率餐厨垃圾的预处理工艺，包括以下步骤：(1)将以餐厨垃圾为主的混合垃圾倒入餐厨垃圾受料机内，在输送的过程中实现固液的初步分离，(2)分离后的固体垃圾进入破袋布料机，对袋装垃圾或其他包裹中的垃圾进行撕碎和破开；(3)破袋后的餐厨垃圾被输送至格栅机内进行分选，将垃圾中的无机垃圾或粒径较大的固体与有机垃圾分离，有机垃圾被送至全自动分配仓内；(4)垃圾在全自动分配仓内继续进行固液分离，固体垃圾进入下方的容器内，处理过程完成。本发明将餐厨垃圾中的有机垃圾最大限度分选出来，垃圾粒径均匀，满足了餐厨垃圾的后续资源化处理，提高了餐厨垃圾的资源转化率。
Description
技术领域
本发明属于餐厨垃圾处理领域，尤其涉及一种餐厨垃圾预处理工艺。
背景技术
随着我国物质生活水平的逐步提高，城市化进程的加快，城市人口的积聚膨胀，人们生活方式的改变，使得有机垃圾，特别是餐厨垃圾的数量急剧增加；但由于垃圾收集的配套政策迟迟未出台，因此在收集的餐厨垃圾中存在着大量的生活垃圾，约占餐厨垃圾总量的30％左右。
目前，我国大部分地区处理有机垃圾的办法，仍以郊区的养殖户为消纳对象，80％的餐厨垃圾均被卖给养猪户喂猪，或被非法收去炼制泔水油。无害化处理或资源转化率极低。泔水中含有大量人畜共患传染病的病原微生物，不但容易引起动物感染沙门氏菌、大肠杆菌等10余种传染病，同时病原还经常寄生在家畜的体内繁衍，造成对人体的感染，如疯牛病、口蹄疫、肝炎等。因此，泔水也被卫生专家称为引起传染性疾病爆发的“隐形炸弹”；同样，泔水油中也含有大量的致癌物质，毒性甚至是砒霜的100倍，长期食用可导致肠癌、胃癌、肝癌、肾癌、乳腺癌等疾病。
为了解决上述问题，国内外涌现出多种新型技术，用于有机垃圾的资源化处理。国外用于有机垃圾的资源化处理的方法有：(1)美国有些公司，将屠宰场内的家畜内脏收集，处理后变为生物燃油；(2)日本也是将有机垃圾收集分类后，经处理后制作成饲料添加剂，用于畜禽的饲养，因此将有机垃圾变废为宝，循环再利用，是符合该领域发展潮流的。
但我国的有机垃圾，特别是餐厨垃圾，成分要较国外的成分复杂，特点是油脂高、淀粉高、盐分高、不分类，有机和无机搀杂。因此为了将有机垃圾资源化，确保后端出品的质量，必须对收集的餐厨垃圾进行预处理，将可处理的有机垃圾最大限度地分选出来，以满足生化处理的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可将餐厨垃圾中的有机垃圾最大限度地分选出来、以满足餐厨垃圾后续资源化处理的餐厨垃圾预处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种餐厨垃圾预处理工艺，包括以下步骤：
(1)将以餐厨垃圾为主的混合垃圾倒入餐厨垃圾受料机内进行输送，在输送中进行固液分离，分离后的固体垃圾进入破袋机内；
(2)破袋机将袋装垃圾外的包装袋或其他包裹物撕碎，然后垃圾被输送至格栅机内；
(3)格栅机对垃圾进行分选，将垃圾中的固体杂质与有机垃圾分离，然后有机垃圾被送至全自动分配仓内；
(4)垃圾在全自动分配仓内继续进行固液分离，固体垃圾进入下方的容器内，处理过程完成。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中所述格栅机为振动式格栅分选机，步骤(3)中，在格栅条的上下震动下，落在格栅条上的餐厨垃圾被震动松散，使餐厨垃圾中的固体杂质充分暴露出来。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中所述破袋机为平衡布料破袋一体机，步骤(1)中，平衡布料破袋一体机的布料装置将固体垃圾均匀布入破袋装置内。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中步骤(2)、(3)中，分别采用第一输送机和第二输送机对垃圾进行输送，输送过程在密闭空间中进行。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中步骤(1)中，粘在餐厨垃圾受料机的输送链板上的垃圾在止回器的作用下，被刮落至第一输送机内。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中步骤(3)中，固体杂质落入其下方的垃圾挤压设备中，经挤压后运至垃圾处理场。
本发明的餐厨垃圾预处理工艺，其中在整个处理工艺中，餐厨垃圾受料机、第一输送机、第二输送机、破袋机、格栅机、全自动分配仓内的异味空气分别通过异味空气收集罩收集至异味空气处理器内进行处理。
本发明餐厨垃圾预处理工艺通过餐厨垃圾受料机将垃圾进行初步固液分离，并将垃圾输送至破袋机内，破袋机将袋装垃圾外的包装袋或其他包裹物撕碎，格栅机将垃圾中的固体杂质等生活垃圾、无机垃圾与有机垃圾分离开，被分离的有机垃圾再进入全自动分配仓，在全自动分配仓内垃圾中的水分进一步被分离，并将垃圾进行了自动分配。该工艺对餐厨垃圾中的生活垃圾、无机垃圾的剔除率为90％以上，使含水率下降10％-15％，其将餐厨垃圾中的有机垃圾与餐厨垃圾收集中因分类不彻底的生活垃圾、无机垃圾和处于离散状态的水分实现了有效分离，将有机垃圾最大限度地分选出来，垃圾粒径均匀，外形完整，满足了餐厨垃圾的后续资源化处理，处理后的有机垃圾可作为微生物扩培技术的培养基，提高了餐厨垃圾的资源转化率。
附图说明
图1为本发明餐厨垃圾预处理工艺流程图；
图2为餐厨垃圾受料机的主视剖视图；
图3为餐厨垃圾受料机的俯视图；
图4为振动式格栅分选机的主视剖视图；
图5为振动式格栅分选机的俯视剖视图；
图6为振动式格栅分选机的左视图；
图7为全自动分配仓的主视图；
图8为图7的左视图；
图9为图7的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明餐厨垃圾预处理工艺所用设备包括餐厨垃圾受料机1、平衡布料破袋一体机2、第一输送机3、振动式格栅分选机4、第二输送机5、全自动分配仓6和可编程控制器(PLC)，平衡破袋一体机2安装在餐厨垃圾受料机1的出料端51，平衡破袋一体机2包括破袋装置和布料装置，破袋装置的破袋进料口50位于餐厨垃圾受料机1的出料端51的上方，第一输送机3的第一进料口13位于平衡破袋一体机2的破袋出料口52和餐厨垃圾受料机1的出料端51的下方，第一输送机3的第一出料口14与振动式格栅分选机4的投料口207相连，第二输送机5的第二进料口15与振动式格栅分选机4的筛下物料仓212的出口相连，第二输送机5的第二出料口16与全自动分配仓6的进料口301相连。第二输送机5的驱动电机通过导线与可编程控制器相连。
振动式格栅分选机4的筛上物料仓201的出口与垃圾挤压设备11的进口相连，垃圾挤压设备11用于将固体杂质挤压后打包包装，方便将杂质运往垃圾处理场。
为了防止餐厨垃圾的异味气体泄露，第一输送机3、第二输送机5采用密闭输送机，使输送过程在密闭的空间内进行。平衡布料破袋一体机2、密闭输送机、垃圾挤压设备11都可采用市场上现有的成熟设备。破袋过程也可以采用普通的破袋机。平衡布料破袋一体机2与普通破袋机相比，由于设有布料装置，因此具有平衡布料的功能。
餐厨垃圾受料机1和振动式格栅分选机4的顶部、第一输送机3的第一进料口13和第一出料口14的顶部、及第二输送机5的第二出料口16的顶部均设有异味空气收集罩7，异味空气收集罩7采用引风机提供负压以将异味空气通过管路12收集至异味空气处理器8进行处理，处理后再排入大气中，减小了对环境的污染。对异味空气的处理方法米用现有除臭法，如物理除臭法、生物除臭法等。
设备还设有清洁系统，清洁系统包括冲洗罐9和分别设置在餐厨垃圾受料机1、平衡布料破袋一体机2、第一输送机3、振动式格栅分选机4、第二输送机5和全自动分配仓6内的清洗管路，清洗管路通过输水管路10与冲洗罐9相连，输水管路10上装有泵。作业结束后，可通过清洗管路对设备进行清洗，将设备内残留的垃圾污物冲洗掉，使设备保持清洁状态。
如图2、图3所示，餐厨垃圾受料机1包括动力装置20和传送装置，动力装置20采用可调速电机，可调速电机的防护等级为IP55，传送装置包括安装在机架21上的可转动的主动轴22和从动轴23，主动轴22设置在出料端51处，主动轴22与动力装置20的输出端传动连接，主动轴22和从动轴23的两端各装有一对大链轮A、A’，两对大链轮A、A’上分别装有牵引链24、24’，牵引链24、24’之间连接有输送链板25，输送链板25采用冲孔链板，输送链板25上开有若干通孔26，通孔26的直径为5～8mm，开孔面积率为30～35％，输送链板25的两侧装有挡料板27，挡料板27的下端连接在机架21上，挡料板27上装有布料限位板28，布料限位板28的下部边缘位于输送链板25的上方，且布料限位板28的下部边缘距离输送链板25的高度可调整，输送链板25的下方设有向一侧倾斜的滤液槽29，滤液槽29最低边缘的下方设有集液槽30，主动轴22的下方设有止回器31，止回器31为带有毛刷的刮板，带有毛刷的刮板固定安装在机架21上，带有毛刷的刮板与输送链板25的外表面相接触，输送链板25、布料限位板28和止回器31的材料为SUS304不锈钢。止回器31可以将粘在输送链板25上的餐厨垃圾刮落，使垃圾落在第一输送机3的第一进料口13，防止垃圾掉落在滤液槽29内，影响固液分离效果。
如图4、图5和图6所示，振动式格栅分选机4包括仓体、动力装置、格栅条209和齿耙机构，仓体外装有机架213，仓体包括原料分选仓203、筛上物料仓201和筛下物料仓212，原料分选仓203的上盖205上设有投料口207，动力装置包括震荡驱动电机211和齿耙驱动电机202，震荡驱动电机211和齿耙驱动电机202分别安装在原料分选仓203上，震荡驱动电机211的输出端装有链轮A，原料分选仓203上装有可转动的震荡偏心轴210，震荡偏心轴210的一端装有链轮B，链轮A与链轮B之间通过链条J传动连接，震荡偏心轴210的两侧均匀设有若干偏心轮214，偏心轮214在震荡偏心轴210两侧间隔交叉分布，偏心轮214外侧套装有可转动的偏心轴套215，偏心轴套215与格栅条209相连接，齿耙机构包括设置在格栅条209下方的主动轴216和从动轴217，主动轴216和从动轴217安装在原料分选仓203上，且与震荡偏心轴210的轴线相平行，主动轴216的一端与齿耙驱动电机202的输出端传动连接，主动轴216和从动轴217的两端分别装有一组链轮C和C’，链轮C和C’上装有两条平行的链条K和K’，链条K和K’之间装有若干相互平行的齿耙轴218，齿耙轴218上均匀设有若干动齿耙208，动齿耙208位于格栅条209之间的空隙内，筛上物料仓201位于格栅条209自由端的下方，筛下物料仓212位于主动轴216至从动轴217之间区域范围的下方。原料分选仓203内还设有布料齿耙204和与冲洗罐209相连的清洗管路206，布料齿耙204的齿尖向下并位于格栅条209的上方。布料齿耙204是防止投料量过大后在格栅条209上的筛上物向筛上物料仓201流动时产生堆积而设置的，起到均匀布料的作用；清洗管路206用来清洗仓体内部的残余物，保持设备清洁。
采用振动式格栅分选机4，格栅条209在震荡偏心轴210的驱动下可以以一定的频率和幅度进行上下振动，粘度较大的餐厨垃圾在格栅条209的上下振动中被松散，使其中的固体杂质充分暴露出来，便于动齿耙208将这些固体杂质筛选出来，提高了分选效率和剔除率。这里，也可以采用市场上普通的格栅机。
如图7、图8和图9所示，全自动分配仓6包括机架316，机架316采用钢结构制成，牢固可靠。机架316上通过固定件及螺栓固定有立式方形仓体306，机架上部通过固定件及螺栓固定有平台304，平台304设置在仓体306的四周，仓体306上端穿过平台304，平台304的四周设有护栏341。平台304上还固定有阶梯315，阶梯315的上端与平台304相固定，阶梯315的中部固定有垂直向下的用于支撑阶梯315的支撑板342，支撑板342的底面与阶梯315的底面位于同一水平面。平台304及护栏341的踏板采用防滑结构。仓体306顶部设有进料口301和2个维修口，维修口处设有维修顶盖317，检维修人员可通过阶梯315上到仓体306顶部，通过维修口对仓体306进行维修。仓体306的下部还设有检修人孔307，必要时可进入仓体306内部进行检维修作业。
仓体306内壁的上部装有料位监测装置303，料位监测装置303的上方的仓体306的内壁上设有与清洗罐9相连的清洗管路321。在作业结束后，可利用清洗管路321自动冲洗仓体306内的残渣等残留的污物，清洗水最终由排液口314排出。仓体306的内壁上沿圆周装有多个压缩空气喷头305，压缩空气喷头305通过管路与空气压缩机相连，进一步防止了仓体306内垃圾结拱、搭桥、粘结、阻滞，增强了垃圾流动。仓体306的内壁采用摩擦系数小于0.3且具有防腐性能的金属如不锈钢材料或涂层进行表面光滑处理，防腐蚀，且减小了垃圾流动时的摩擦，利于垃圾的流动。仓体306底部设有4个导料口308，仓体306的下部设有通往每个导料口308的分仓体361，相邻分仓体361的连接处为倾斜面，利于垃圾流动和防拱。在本实施例中，左右两个分仓体的连接处和前后两个分仓体的连接处不对称。
每个导料口308下方设有一个输送分离装置309，输送分离装置309与机架316相固定，其采用防腐材料制成，包括输送筒391，输送筒391内通过轴承安装有输送轴392，输送轴392上设有螺旋叶片393，输送筒的外端装有电机394，输送轴392穿过输送筒391的外端与电机394的输出轴相连。输送筒391与导料口308相连通，输送筒391的顶部设有开口，开口处设有输送筒连接板395，导料口308的下端设有导料口连接板381，输送筒连接板395与导料口连接板381通过螺栓固定连接。输送筒391倾斜设置，输送筒391的内端低于外端，输送筒391的内端的底部设有排液口314，将垃圾中的渗滤液分别排出引至外部其它设备进行处理。输送筒391的侧壁设置有密封的检修活门396，方便检维修。输送筒391的外端的底部设有卸料口310，卸料口310处设有与机架316相固定的气动闸门装置311，卸料口310的下方放有容器312，用于出料装载转运，容器312放在计量装置313上。
料位监测装置303、气动闸门装置311、计量装置313、输送分离装置309的电机394都与可编程控制器相连。料位监测装置303用于检测仓体306内的垃圾料位，输出信号给可编程控制器，控制第二输送机自动上料。计量装置313用于计量容器312内的垃圾，将信号传给可编程控制器，从而自动控制输送分离装置309和气动闸门装置311对容器312进行供料。计量装置313可采用重量计量装置，即采用重量计量方式，当垃圾重量达到设定值时，自动输出信号给可编程控制器，从而自动控制输送分离装置309和气动闸门装置311停止送料。也可以是体积计量方式，即采用红外线体积计量装置或超声波体积计量装置，通过超声波或红外线装置检测容器312内垃圾的装载高度，当到达设定值时，自动输出信号给可编程控制器，控制输送分离装置309和气动闸门装置311停止送料。料位监测装置303、气动闸门装置311都可采用市场上现有的装置。
如图1所示，本发明餐厨垃圾预处理工艺包括以下步骤：
(1)结合图2所示，餐厨垃圾运输车17将收集的以餐厨垃圾为主的混合垃圾匀速倒入餐厨垃圾受料机1的输送链板25上，输送链板25开始输送垃圾，其中垃圾中的液体会从输送链板25上的通孔26流至输送链板25下方的滤液槽29内，剩下的固体垃圾被输送至输送链板25的出料端51，固体垃圾在平衡布料破袋一体机2的布料装置作用下均匀布入平衡布料破袋一体机2的破袋进料口50，粘在输送链板25上的垃圾在止回器31的作用下，被刮落至第一输送机3的第一进料口13；
(2)在平衡布料破袋一体机2的刀具18作用下，垃圾外的包装袋或其他包裹物被撕碎，垃圾从破袋出料口52落至第一输送机3的第一进料口13；
(3)第一输送机3将其第一进料口13的垃圾输送至振动式格栅分选机4的投料口207处，振动式格栅分选机4将垃圾中的无机垃圾和较大的固体与有机垃圾按粒径大小分开，结合图4所示，垃圾从投料口207落至振动式格栅分选机4的原料分选仓203内的格栅条209上，在格栅条209的上下震动下，落在格栅条209上的餐厨垃圾被震动松散，使餐厨垃圾中的棒骨、玻璃瓶、塑，料瓶、竹筷和缠绕物等固体杂质充分暴露出来，这些固体杂质在动齿耙208的带动下向格栅条209的自由端方向移动，固体杂质落入筛上物料仓201内，并落入其下方的垃圾挤压设备11中，经挤压打包后运往垃圾处理场进行填埋；而松散分选后的有机垃圾从格栅条209之间的空隙中落入筛下物料仓212中，并落入第二输送机5的第二进料口15内；
(4)第二输送机5将分选后的有机垃圾送至全自动分配仓6的进料口301处，结合图7所示，有机垃圾从进料口301进入全自动分配仓6的仓体306内，通过仓体306底部的导料口308进入输送分离装置309的输送筒391中，在输送分离装置309内进行固液分离，液体从排液口314排出，固体垃圾被送至卸料口310，再进入下方的容器312内，处理过程完成。
在整个处理工艺中，餐厨垃圾受料机1、第一输送机3、平衡布料破袋一体机2、振动式格栅分选机4、第二输送机5、全自动分配仓6内的异味空气分别通过异味空气收集罩7收集至异味空气处理器8内进行处理后再排入大气中，减小了对空气的污染。
本发明中餐厨垃圾预处理工艺的全过程均在一个可编程控制器(PLC)的控制下完成，PLC对设备的控制过程为：
启动顺序为：系统自检-全自动分配仓料位检测-除臭抽气引风机启动-全自动分配仓加电-第二输送机启动-垃圾挤压设备加电-格栅机启动-第一输送机启动-破袋机启动-餐厨垃圾受料机启动。上述设备之间的启动间隔为10秒。工作结束后，设备关闭顺序与启动顺序相反。
工作过程中当仓体306内的垃圾达到设定位置时，料位监测装置303输出信号给可编程控制器，可编程控制器关闭餐厨垃圾受料机1并报警，当全自动分配仓料位达到安全位置后，警报解除，可编程控制器输出信号按顺序启动系统。
当容器312内垃圾达到设定值时，计量装置313输出信号给可编程控制器，可编程控制器关闭输送分离装置309的电机394和气动闸门装置311。当容器312内垃圾倒出回位后，再开启输送分离装置309的电机394和气动闸门装置311进行供料。
本发明餐厨垃圾预处理工艺具有以下优点：
(1)采用餐厨垃圾受料机、破袋机、格栅机和全自动分配仓一系列设备对餐厨垃圾进行处理，将餐厨垃圾中的有机垃圾与餐厨垃圾收集中因分类不彻底的生活垃圾、无机垃圾和处于离散状态的水分实现了有效分离，将有机垃圾最大限度地分选出来，垃圾粒径均匀，满足了餐厨垃圾的后续资源化处理，处理后的有机垃圾可作为微生物扩培技术的培养基，提高了餐厨垃圾的资源转化率；
(2)格栅机采用振动式格栅分选机，提高了剔除率和分选效率；
(3)破袋机采用平衡布料破袋一体机，具有平衡布料功能，使固体垃圾能均匀进入破袋机进行破碎；
(4)采用密闭输送机输送垃圾，使输送过程在密闭空间中进行，减小了污染；
(5)固体杂质落入其下方的垃圾挤压设备，垃圾经挤压后运至垃圾处理场，减小了垃圾体积，运输方便快捷，效率高，成本低；
(6)在整个处理工艺中，设备内的异味空气通过异味空气收集罩被收集至异味空气处理器内进行处理后再排入大气，减小了空气污染。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)将以餐厨垃圾为主的混合垃圾倒入餐厨垃圾受料机内进行输送，在输送过程中进行固液分离，分离后的固体垃圾进入破袋机内；
(2)破袋机将袋装垃圾外的包装袋或其他包裹物撕碎，然后垃圾被输送至格栅机内；
(3)格栅机对垃圾进行分选，将垃圾中的固体杂质与有机垃圾分离，有机垃圾被送至全自动分配仓内；
(4)垃圾在全自动分配仓内继续进行固液分离，固体垃圾进入下方的容器内，处理过程完成。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：所述格栅机为振动式格栅分选机，步骤(3)中，在格栅条的上下震动下，落在格栅条上的餐厨垃圾被震动松散，使餐厨垃圾中的固体杂质充分暴露出来。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：所述破袋机为平衡布料破袋一体机，步骤(1)中，平衡布料破袋一体机的布料装置将固体垃圾均匀布入破袋装置内。
4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：步骤(2)、(3)中，分别采用第一输送机和第二输送机对垃圾进行输送，输送过程在密闭空间中进行。
5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，粘在餐厨垃圾受料机的输送链板上的垃圾在止回器的作用下，被刮落至第一输送机内。
6.根据权利要求5所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，固体杂质落入其下方的垃圾挤压设备中，经挤压后运至垃圾处理场。
7.根据权利要求6所述的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于：在整个处理工艺中，餐厨垃圾受料机、第一输送机、第二输送机、破袋机、格栅机、全自动分配仓内的异味空气分别通过异味空气收集罩收集至异味空气处理器内进行处理。
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