CN101822956B - 一种垃圾均浆装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生活垃圾均浆装置及方法。该装置包括电机、搅拌轴、进水口、进料口、均浆罐、均浆刀片、残渣存储区、残渣水出口、刮板、细料出口板、重物料存储凹槽、四个气动阀、两个可调节的抓斗以及PLC控制器等。本发明中生活垃圾通过搅拌转速的变化、气动阀门的开闭以及抓斗的使用，不仅使生活垃圾中的有机质破碎均浆，而且可同步分离无机残渣。均浆后的物料粒度均匀，与水形成分散性良好的浆液。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种均浆装置及方法，具体涉及到一种用于生活垃圾预处理的均浆装置及方法。
背景技术
现目前，中国约有2/3的城市已经陷入生活垃圾围城的困境，我国城市生活垃圾的年产量接近1.5亿吨，大部分都露天堆放，不仅影响城市景观，而且严重影响城镇居民的健康，生活垃圾已经成为城市发展的棘手问题。
为保护人类的生存环境和生态环境，生活垃圾的处理越来越重要。通过生活垃圾发酵产生沼气，再通过沼气燃烧发电，是目前使城市生活垃圾资源化的主要处理工艺。但生活垃圾发酵前须经过预处理，发酵前的预处理工艺一般包含破袋、筛分、均浆等环节。其中均浆工艺是将经破碎破袋、筛分工艺后的生活垃圾在高速旋转的刀片下进行切屑，使块状较大的生活垃圾的粒径被切细至一定程度，并与水形成分散性良好的浆液，满足下段工序的处理需求。
目前用于生活垃圾处理的均浆装置沿用传统制浆设备，即将水和生活垃圾加入均浆罐后，开启电机，提高搅拌速度，利用搅拌轴上刀片切屑物料，完毕后关闭电机，排出均浆物料。但这种设备用于生活垃圾制浆时，鉴于生活垃圾中存在石头、细砂和不容易被切碎的塑料袋等复杂成分，制浆效果不理想。传统的均浆设备不能将石头、细砂和不容易被切碎的塑料袋等成分与需浆化的有机质等分开，浆化后的浆料不能满足后续工段的要求，且石头等坚硬物容易磨损设备中的刀片，造成设备维护费用和成本高等问题。
发明内容
本发明提供了一种能将石头、细砂、不容易被切碎的塑料袋和有机质分离，维护方便，浆化效果好的装置及方法。
本发明所涉及的生活垃圾均浆装置，该装置主要由电机(1)、搅拌轴(2)、两个可调节的抓斗(3)、进水口(4)、进料口(5)、均浆刀片(6)、残渣存储区(7)、残渣水出口(8)、刮板(9)、细料出口板(10)、重物料存储凹槽(11)、第一气动阀(12)、第二气动阀(13)、第三气动阀(14)、第四气动阀(15)以及PLC控制器(16)组成；其中电机(1)安装在均浆罐的正上方，且带控制器可调节其转速；搅拌轴(2)固定在电机的轴承上，下段连接至与细料出口板接触处；可调节的抓斗(3)安装在均浆罐上方；进水口(4)为圆孔开在均浆罐顶的一端；进料口(5)也为圆孔，开在进水口的另一端；均浆刀片(6)共4枚，均匀安装在搅拌轴上，刀片长度为均浆罐半径的1/3；残渣存储区(7)为柱型容器，布置在均浆罐的一侧，内装过滤装置；残渣水出口(8)布置在残渣存储区的底端，连接管道至回用水处；刮板(9)安装在搅拌轴底部，长度与细料出口板的半径一致，刮板与细料出口板贴合，并能在搅拌轴带动下，在细料出口板上做贴合旋转运动；细料出口板(10)的半径为均浆罐半径的一半，为圆锥型，上面均匀设有直径为8mm的圆孔，开孔率70％；重物料存储凹槽(11)开在细料出口板与均浆罐连接处，直径为细料出口板直径的1/4；均浆罐底部出口管道上和重物料存储凹槽底部共装有4个通过PLC控制器控制的气动阀，其中第一气动阀安装在均浆罐的底部排出管道上，第二、第三气动阀分别位于第一气动阀下游的两分支管道上，第四气动阀安装在重物料存储凹槽下。
本发明涉及生活垃圾的均浆方法主要通过以下步骤来实现：
清水通过进水口打入均浆罐内，注入水位至均浆罐高度一半时，通过进料口加入需要均浆处理的生活垃圾，液固比控制为7∶1-15∶1，待水和生活垃圾加入完毕后，调节电机搅拌转速为50-100r/min，搅拌5-10min后，生活垃圾中的重物料落入重物料存储凹槽中；生活垃圾中的细物料则通过细料出口板进入底部出口区，通过PLC控制器控制开启位于均浆罐底部排出管道上的第一气动阀和用于排出细物料的第二气动阀，排除生活垃圾中的细物料，而后关闭第一气动阀和第二气动阀；再调高电机的搅拌转速至1000～1500r/min，搅拌5～15min后，调低转速至50～100r/min，利用抓斗捞起液面上的残渣，放至残渣存储区后，通过PLC控制器开启均浆罐底部排出管道上的第一气动阀和用于排出浆液的第三气动阀，使浆液通过细料出口板和第三气动阀门，进入下道处理工序，待浆料排尽后，关闭电机，用抓斗抓捞起刮板上的残渣存放至残渣存储区，开启残渣存储区的过滤装置，排除的过滤水回用，压干的残渣料填埋处理；打开重物料存储区下端的第四气动阀，取出重物料。
本发明提供的生活垃圾均浆装置及方法具有如下明显的优越性：
(1)本发明装置的在均浆罐底部装有倒圆锥形的细料出口板，只有生活垃圾被均化到粒度低于8mm后才能通过该板，保证均浆效果。
(2)本发明装置在搅拌轴底部安装有长度为细料出口板半径一致的刮板，刮板与细料出口板贴合，并能在搅拌轴带动下，在细料出口板上做贴合旋转运动，可以刮掉粘附在细料出口板上的生活垃圾，可有效地避免堵住筛孔。
(3)本发明装置提供在细料出口板与均浆罐连接处开有一个直径为细料出口板直径1/4的重物料存储凹槽，凹槽底部装有气动阀。该凹槽可将生活垃圾等的重物料如石头等存储于其中，避免在调高转速后，石头等坚硬物造成刀片磨损，增加维护费用。
(4)本发明装置提供在均浆罐顶装有两个可自由调节的抓斗，能够抓捞起浆料液面上的浮渣和刮板上刮起的残渣，使整套均浆装置清理和维护方便。
(5)本发明装置提供在均浆罐底部出口管道上装有可通过PLC控制器控制的气动阀，在均浆处理前，生活垃圾中的细砂可穿过细料出口板，此时开启第一气动阀门和第二气动阀门能够将细物料如细砂等物料排出系统，均浆后再开启均浆罐底部排出管道上第一气动阀和用于排出浆液的第三气动阀，排出均浆后的物料到下一道处理工序。通过PLC控制器的协调配合达到了细砂与后期所需的均浆料分离的目的。
(6)本发明提供的生活垃圾均浆方法，通过上述处理步骤的有机衔接，对生活垃圾中的有机质等均浆效果明显，有效地将有机质与生活垃圾中重物料(如石头、大骨头、电池等)、细物料(如砂子等)、以及不容易被刀片切碎的残渣(如塑料袋、木头、绳子等)分离。
附图说明
图1为生活垃圾均浆装置示意图。
图中，由电机(1)、搅拌轴(2)、两个可调节的抓斗(3)、进水口(4)、进料口(5)、均浆刀片(6)、残渣存储区(7)、残渣水出口(8)、刮板(9)、细料出口板(10)、重物料存储凹槽(11)、第一气动阀(12)、第二气动阀(13)、第三气动阀(14)、第四气动阀(15)以及PLC控制器(16)组成。
具体实施方式
参照图1所示阐述本装置及方法的应用实例。
首先将将水通过进水口打入均浆罐内，注入水位至均浆罐高度一半时，通过进料口缓慢加入需要均浆处理的生活垃圾，液固比为10∶1，待水和生活垃圾加入完毕后，调节电机搅拌转速为70r/min，搅拌6min后，生活垃圾中的重物料如石头等逐渐进入重物料存储凹槽中，生活垃圾中的细物料如细砂等则通过细料出口板进入底部出口区，此时，通过PLC控制器控制开启均浆罐底部排出管道上的第一气动阀和用于排出细物料的第二气动阀，通过管道排除生活垃圾中的细物料，30秒后关闭阀门。然后调高电机的搅拌转速至1200r/min，高速旋转的刀片开始切削生活垃圾至细小的颗粒，并达到均浆的效果，搅拌15min后，调低转速至80r/min，用抓斗捞起液面上的浮渣，放至残渣存储区。此时，通过PLC控制器开启均浆罐底部排出管道上第一气动阀和用于排出浆液的第三气动阀，使浆化合格的悬浮物料通过细料出口板、均浆罐下的排出管道和第三气动阀门，进入下道处理工序。待浆料排尽后，关闭搅拌电机，用抓斗抓捞起刮板上的残渣存放至残渣存储区，再开启残渣存储区的过滤装置，排出的水回用，压干的残渣料可作填埋处理。打开重物料存储区下端的气动阀，取出重物料。经浆化后的物料粒度低于8mm，与水形成分散性良好的悬浮液，满足下段发酵工序的处理需求。
Claims (2)
1.一种用于生活垃圾均浆的装置，该装置主要由电机(1)、搅拌轴(2)、两个可调节的抓斗(3)、进水口(4)、进料口(5)、均浆刀片(6)、残渣存储区(7)、残渣水出口(8)、刮板(9)、细料出口板(10)、重物料存储凹槽(11)、第一气动阀(12)、第二气动阀(13)、第三气动阀(14)、第四气动阀(15)以及PLC控制器(16)组成；其中电机(1)安装在均浆罐的正上方，且带控制器可调节其转速；搅拌轴(2)固定在电机的轴承上，下段连接至与细料出口板接触处；可调节的抓斗(3)安装在均浆罐上方；进水口(4)为圆孔开在均浆罐顶的一端；进料口(5)也为圆孔，开在进水口的另一端；均浆刀片(6)共4枚，均匀安装在搅拌轴上，刀片长度为均浆罐半径的1/3；残渣存储区(7)为柱型容器，布置在均浆罐的一侧，内装过滤装置；残渣水出口(8)布置在残渣存储区的底端，连接管道至回用水处；刮板(9)安装在搅拌轴底部，长度与细料出口板的半径一致，刮板与细料出口板贴合，并能在搅拌轴带动下，在细料出口板上做贴合旋转运动；细料出口板(10)的半径为均浆罐半径的一半，为圆锥型，上面均匀设有直径为8mm的圆孔，开孔率70％；重物料存储凹槽(11)开在细料出口板与均浆罐连接处，直径为细料出口板直径的1/4；均浆罐底部出口管道上和重物料存储凹槽底部共装有4个通过PLC控制器控制的气动阀，其中第一气动阀安装在均浆罐的底部排出管道上，第二、第三气动阀分别位于第一气动阀下游的两分支管道上，第四气动阀安装在重物料存储凹槽下。
2.根据权利要求1所述的装置用于生活垃圾均浆的方法，其特征在于：清水通过进水口打入均浆罐内，注入水位至均浆罐高度一半时，通过进料口加入需要均浆处理的生活垃圾，液固比控制为7∶1-15∶1，待水和生活垃圾加入完毕后，调节电机搅拌转速为50-100r/min，搅拌5-10min后，生活垃圾中的重物料落入重物料存储凹槽中；生活垃圾中的细物料则通过细料出口板进入底部出口区，通过PLC控制器控制开启位于均浆罐底部排出管道上的第一气动阀和用于排出细物料的第二气动阀，排除生活垃圾中的细物料，而后关闭第一气动阀和第二气动阀；再调高电机的搅拌转速至1000～1500r/min，搅拌5～15min后，调低转速至50～100r/min，利用抓斗捞起液面上的残渣，放至残渣存储区后，通过PLC控制器开启均浆罐底部排出管道上的第一气动阀和用于排出浆液的第三气动阀，使浆液通过细料出口板和第三气动阀门，进入下道处理工序，待浆料排尽后，关闭电机，用抓斗抓捞起刮板上的残渣存放至残渣存储区，开启残渣存储区的过滤装置，排除的过滤水回用，压干的残渣料填埋处理；打开重物料存储区下端的第四气动阀，取出重物料。
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