CN101966527B - 船用厨房垃圾处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用厨房垃圾处理装置及其处理方法，处理装置包括电动机、蜗轮减速机、机体和自动控制箱，在密闭机体内采用搅拌配合菌种充分消解厨房垃圾，配合控制机体内中温消解环境以及尾气三元催化器的脱臭实现船上厨房垃圾的有效减容和无害化处理，装置结构设计合理，处理方法简单、操作安全，厨房垃圾无害化处理和减容率高，尾气排放无污染，适合船只厨房垃圾处理。

Description

船用厨房垃圾处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种厨房垃圾处理装置，具体说是一种用于船舶厨房垃圾减容、无害化、生物消解的处理装置及其处理方法，主要对船舶垃圾中厨房产生的洗菜、杀鱼、烹煮、刷锅的残渣、剩菜、剩饭等组成的泔脚进行生物消解处理。

背景技术

随着世界海洋事业的迅猛发展，不仅有大量商船，更有载客邮轮，渡轮和生活海洋平台，众多的人们居住在船上产生了许多固体废物垃圾。如直接扔在海里会极大污染海洋环境；如贮存堆放在船上会散发臭气，传播病菌，影响船员和乘客的卫生健康。为此，联合国下属国际海事组织(IMO)于1973年就提出，1978年修订的海洋环境保护公约，统称为《MARPOL73/78》国际防污染73//78公约，其中的附则V，即为“防止生活垃圾造成污染”准则。

生活垃圾大部分为固体垃圾，如：纸、包装箱，可用粉碎机、打包机减容，送至岸上再处理；啤酒瓶等玻璃制品可粉碎后排至外海；金属罐等垃圾可用压实机减容后送岸处理；而厨房垃圾又称为泔脚，属半干半湿的垃圾，因其会腐败的特性而很难处理。泔脚由洗菜、杀鱼、烹煮、刷锅后的残渣，剩菜，剩饭等组成，其中含有较多油份和油脂，如直接投入海中，在海面会形成肮脏的浮油层，遮盖海水的表面，隔绝水和氧的交换，以及有机物在消解时会夺走水中的氧份，水生物因缺氧而死亡，特别是在港口船只密集处，影响渔业资源。同时，船舶主机冷却水吸入口会吸入生活垃圾而影响热交换，甚至堵塞。如将泔脚贮存在船上，在高温环境下会很快发酵、发臭，产生有害气体，招来蚊虫，传染疾病，是令人头痛的事情。

在陆上现有的垃圾处理机，以及像环保先进国家日本居民家内自备的垃圾消化器已发展得比较成熟，但要将其用在船上适应船舶条件还有许多急待解决的问题，现有船上的GDU(垃圾消化器)结构简单，运行也不尽人意。船用厨房垃圾处理装置的特别要求是：

1、减容最大化问题：陆上垃圾处理主要是无害化，然后填埋处理。而船上空间有限，对垃圾处理的最大要求是减容，当然也要无害化，因为要打包贮存一段日子，然后靠岸后送岸处理；

2、避免高温安全问题：有些陆上垃圾处理机采用微波烘干或电热高温干燥方法处理。而在船上因空间有限，油、气、电和危险品集中，高温会带来潜在的安全性问题；

3、电气安全问题：陆上的设备大多不符合船用条件。船用设备必需符合如摇摆振动，高低温，湿度严酷的船用条件，电气控制元件应是船用化的；

4、尾气处理问题：在陆上尾气也是一个问题，但毕竟空间大，可以用强力通风等措施来解决，而在船上必须对厨房垃圾处理装置的尾气进行处理；

5、可操作性问题：在陆上有专业人员定时操作垃圾处理设备，在船上不设专职人员看管该设备，所以必须是操作方便和自动化的，包括加料、出料和安全措施；

6、菌种的可连续使用问题：在陆上有专业实验室培菌供垃圾处理器使用。而在船舶长期在海上航行，很难随时添购到新的菌种，因此必须能采用连续更新重复使用的菌种。

发明内容

为了解决现有技术中船用厨房垃圾处理装置操作不方便、电气使用以及高温作业安全性能低、垃圾减容率低、尾气排放污染船只环境，以及传统处理方法烦琐、安全性能低等不足，本发明的目的是提供一种船用厨房垃圾处理装置及其处理方法，该装置结构设计合理，能有效将厨房垃圾减容和无害化处理，尾气排放无污染，其处理方法操作方便、安全。

本发明采用的技术方案是：一种船用厨房垃圾处理装置，包括电动机、蜗轮减速机、机体和自动控制箱，自动控制箱控制电动机连接蜗轮减速机经机体一端的皮带传动装置传动机体内的搅拌机，搅拌机上方的机体上设有加料盖，其技术特点是所述机体外包覆有电伴热带，机体侧壁上设有于搅拌机位置对应的出料盖；所述机体另一端设有连通机体内腔的尾气诱导通风系统，尾气诱导通风系统包括过过滤网、诱导器和风机，过滤网设置于机体内，机体内腔依次经过滤网、三元催化器连通诱导器，诱导器连接在风机吸入口上；所述电伴热带和风机均连接自动控制箱。在工作之前由加料盖向机体内加入厨房垃圾和消解用菌种，启动自动控制箱控制电动机经皮带传动装置带动搅拌机工作，使厨房垃圾与菌种充分混合，同时自动控制箱控制电伴热带通过温控系统使机体内温度控制在75-80℃，使菌种中温消解厨房垃圾，定时消解完成后由出料盖排出减容、消解后的厨房垃圾；消解后的厨房垃圾不完全排出机体，剩留部分作后续消解菌种来源；消解过程中产生的废气由过滤网过滤后经三元催化器、诱导器排出。

进一步地，所述加料盖与机体的接触面上设有连接自动控制箱的第一接近开关；所述出料盖与机体的接触面上设有连接自动控制箱的第二接近开关。加料盖和出料盖上分别设有第一、二接近开关，进行加料、出料控制和安全保护。

再进一步地，所述皮带传动装置上设有连接自动控制箱的凸轮测速器。凸轮测速器对测试搅拌机的转速，进行工作定时和过载保护。

一种所述的船用垃圾处理装置的船用垃圾处理方法，其技术特点是包括以下步骤：

(1)首次运行：打开机体上方的加料盖进行初次投料，向机体内投放适当量的厨房垃圾和占厨房垃圾总量5％的发酵菌种，关闭加料盖，此时加料盖的第一接近开关以及出料盖的第二接近开关12接合保护，将接合信号反馈至自动控制箱才可进行启动工作；

(2)启动工作：根据不同厨房垃圾以及减容干燥要求，在自动控制箱上设定不同消解处理时间；自动控制箱启动电动机工作，电动机经蜗轮减速机、皮带传动装置带动机体内的搅拌机搅拌厨房垃圾；自动控制箱控制电伴热带加热使机体内温度保持中温75-80℃发酵，发酵菌种将厨房垃圾消解；搅拌机工作时，皮带传动装置上的凸轮测速器实时探测搅拌机受力矩情况并将过载信号反馈至自动控制箱控制保护搅拌机的安全使用；

(3)尾气排放：自动控制箱启动风机工作，风机经诱导器抽吸外部空气和机体内腔尾气，尾气经过滤网过滤尾气中的垃圾颗粒，尾气在三元催化器中由贵金属铂电热丝催化尾气燃烧，进一步氧化为无臭无色气体进入诱导器，诱导器抽吸外界冷空气与由三元催化器吸入的尾气混合稀释降温后被排出；

(4)拨料排放：在厨房垃圾处理完成后，打开出料盖使第二接近开关断开保护，自动控制箱控制搅拌机停止搅拌工作并改为拨料工作，由机体的出料盖处将减容处理后的厨房垃圾拨出，同时利用收集装置进行收集；自动控制箱控制搅拌机拨料延时5-10分钟后自动停止，在出料盖关紧接合第二接近开关接后才允许搅拌机再次启动搅拌；

(5)重复使用：在拨料排出时，在机体内适当留有5％的减容处理后的厨房垃圾，以作后续处理的菌种使用；打开加料盖5直接投放厨房垃圾，重复上述步骤2-4的过程即可重复使用。

采用以上技术方案后，本发明达到的有益效果是：

1、厨房垃圾主要的污染源为有机污染，由碳水化合物组成，利用消解菌种使其消解为二氧化碳和水，剩下的是灰份主要为钙，消解无害化，减容率可高达7∶1；采用电伴热带使机体内厨房垃圾进行中温75-80℃发酵，避免高温干燥带来的安全问题；消解后的厨房垃圾不全部排出，剩留部分作后续厨房垃圾处理的菌种来源，无须每次处理填加菌种，适合船只环境使用；

2、厨房垃圾发酵产生的气体除二氧化碳外还可能含有臭味，为了不污染船只空气环境，本体采取了密闭措施，尾气经过过滤网，由抽风机通过诱导器与空气混合稀释，在进入诱导前前的管道中设计有三元催化器，使尾气过滤、脱臭，脱臭原理为贵金属铂等电热丝将尾气催化“燃烧”，进一步氧化为无臭无色气体，氧化后的无臭无色气体由三元催化器进入诱导器，风机吸入口使诱导器吸入外界空气与氧化后的无臭无色气体混合稀释，尾气无害化处理后排出温度低，较为安全；

3、加料盖和出料盖上分别设有第一、二接近开关，当打开加料盖时，第一接近开关将开启信号发送至自动控制箱使绞拌机自动停止，以防意外伤手，在加料后由自动控制箱进行时间和物料二种选择，发酵时间定为5-8小时，如需完全干燥时间可定为12小时，物料分为多量和少量二档，便于控制发酵时间；当打开出料盖时，由第二接近开关将开启信号发送至自动控制箱使使绞拌机向外拨料5-10分钟后自动停止，在出料盖关紧后才允许搅拌机再次启动搅拌；

4、在皮带传动装置正常带动搅拌机工作时，机体内垃圾与菌种充分混合，绞拌有利于加快生化消解反应速度，使温度场均匀和处理效率稳定；搅拌机采用的轴由不锈钢制成，桨叶根部亦为不锈钢材质，叶部为增强塑料，具有有一定的柔度，因厨房垃圾的多样、混杂性，对叶部的阻滞不均匀，当叶部力矩过大时，皮带传动会打滑，速度减慢，凸轮测速器将过载信号发送至自动控制箱使电动机停止运转，并发出声光信号，操作人员排除故障后方可再启动，避免过载时叶部折断损坏。

本发明在密闭机体内采用搅拌配合菌种充分消解厨房垃圾，配合控制机体内中温消解环境以及尾气三元催化器的脱臭实现船上厨房垃圾的有效减容和无害化处理，装置结构设计合理，处理方法简单、操作安全，厨房垃圾无害化处理和减容率高，尾气排放无污染，适合船只厨房垃圾处理。

附图说明

图1为本发明船用垃圾处理装置的结构示意图。

图中：电动机1，蜗轮减速机2，皮带传动装置3，搅拌机4，加料盖5，出料盖6，机体7，三元催化器8，诱导器9，风机10，过滤网11，第二接近开关12，电伴热带13，第一接近开关14，凸轮测速器15，自动控制箱16。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1所示，船用厨房垃圾处理装置主要包括电动机1、蜗轮减速机2、皮带传动装置3、搅拌机4、机体7、过滤网11、电伴热带13、三元催化器8、诱导器9、风机10和自动控制箱16。机体7内设有搅拌机4，搅拌机4的动力源由电动机1经蜗轮减速机、机体1一端的皮带传动装置3提供，皮带传动装置3上设有凸轮测速器15；搅拌机4上方的机体7上设有加料盖5，加料盖5接近机体1的下端面上设有第一接近开关14，机体7侧壁上设有出料盖6，出料盖6接近机体1的端面上设有第二接近开关12；机体7另一端内腔上部设有过滤网11，机体7内腔经过滤网11连通机体外部的三元催化器8，三元催化器8经诱导器9连接风机10，诱导器9上分别设有进气口、进风口、吸风口和出风口，进气口连接三元催化器9，吸风口连接风机10的吸入口；电动机1、凸轮测速器15、第一接近开关14、第二接近开关12、电伴热带13和风机10均连接外接的自动控制箱16。

本装置处理船用垃圾的处理步骤为：

1、首次运行的初始加料：打开加料盖5进行初次投放，投放适当量的厨房垃圾和5％的消解菌种，关闭加料盖5，第一接近开关14接合保护以及出料盖6的第二接近开关12接合保护才可进行启动工作；

2、启动工作：自动控制箱16启动电动机1工作，电动机1经蜗轮减速机2、皮带传动装置3带动机体7内的搅拌机4搅拌厨房垃圾；自动控制箱控制电伴热带13确保机体1内温度保持中温75-80℃发酵，消解菌种将厨房垃圾消解为二氧化碳和水，剩下的是灰份主要为钙；工作过程中，由于不同厨房垃圾的差异性，导致搅拌机受到力矩不均匀，皮带传动装置3凸轮测速器15将过载信号发送至自动控制箱使电动机1停止运转，并发出声光报警信号；

3、尾气排放：自动控制箱16启动风机10，厨房垃圾发酵产生的尾气除二氧化碳外还可能含有臭味，尾气经过滤网11过滤尾气中的垃圾颗粒；过滤后的尾气在经过三元催化器8时，三元催化器可强力脱臭，三元催化器的贵金属铂电热丝催化尾气燃烧，进一步氧化为无臭无色气体；风机不是直接抽热的尾气，而是经诱导器9抽外界冷的空气，在空气吸入时，因速度形成负压，由三元催化器吸入的尾气与空气混合稀释降温，然后被排出；

4、拨料排放：根据不同厨房垃圾以及减容干燥要求，在达到设定的不同消解处理时间后，打开出料盖6，第二接近开关12断开保护，自动控制箱16控制搅拌机4停止搅拌工作并改为拨料工作，由机体7的出料盖6处将减容处理后的厨房垃圾拨出，同时利用收集装置进行收集；自动控制箱控制搅拌机4拨料5-10分钟后自动停止，在出料盖6关紧接合第二接近开关12后才允许搅拌机再次启动搅拌；

5、重复使用：拨料排出时，在机体内适当留有5％的减容处理后的厨房垃圾，以代替后续处理的菌种使用；打开加料盖5直接投放厨房垃圾，重复上述步骤2-4的过程即可重复使用。

Claims (1)

1.一种船用垃圾处理装置的船用垃圾处理方法，其特征在于：船用厨房垃圾处理装置包括电动机、蜗轮减速机、机体和自动控制箱，自动控制箱控制电动机连接蜗轮减速机经机体一端的皮带传动装置传动机体内的搅拌机，搅拌机上方的机体上设有加料盖，所述机体外包覆有电伴热带，机体侧壁上设有于搅拌机位置对应的出料盖；所述机体另一端设有连通机体内腔的尾气诱导通风系统，尾气诱导通风系统包括过滤网、诱导器和风机，过滤网设置于机体内，机体内腔依次经过滤网、三元催化器连通诱导器，诱导器连接在风机吸入口上；所述电伴热带和风机均连接自动控制箱，所述加料盖与机体的接触面上设有连接自动控制箱的第一接近开关，所述出料盖与机体的接触面上设有连接自动控制箱的第二接近开关，所述皮带传动装置上设有连接自动控制箱的凸轮测速器，处理方法包括以下步骤：

(1)首次运行：打开机体上方的加料盖进行初次投料，向机体内投放适当量的厨房垃圾和占厨房垃圾总量5％的发酵菌种，关闭加料盖，此时加料盖的第一接近开关以及出料盖的第二接近开关接合保护，将接合信号反馈至自动控制箱才可进行启动工作；

(2)启动工作：根据不同厨房垃圾以及减容干燥要求，在自动控制箱上设定不同消解处理时间；自动控制箱启动电动机工作，电动机经蜗轮减速机、皮带传动装置带动机体内的搅拌机搅拌厨房垃圾；自动控制箱控制电伴热带加热使机体内温度保持中温75-80℃发酵，发酵菌种将厨房垃圾消解；搅拌机工作时，皮带传动装置上的凸轮测速器实时探测搅拌机受力矩情况并将过载信号反馈至自动控制箱控制保护搅拌机的安全使用；

(3)尾气排放：自动控制箱启动风机工作，风机经诱导器抽吸外部空气和机体内腔尾气，尾气经过滤网过滤尾气中的垃圾颗粒，尾气在三元催化器中由贵金属铂电热丝催化尾气燃烧，进一步氧化为无臭无色气体进入诱导器，诱导器抽吸外界冷空气与由三元催化器吸入的尾气混合稀释降温后被排出；

(4)拨料排放：在厨房垃圾处理完成后，打开出料盖使第二接近开关断开保护，自动控制箱控制搅拌机停止搅拌工作并改为拨料工作，由机体的出料盖处将减容处理后的厨房垃圾拨出，同时利用收集装置进行收集；自动控制箱控制搅拌机拨料延时5-10分钟后自动停止，在出料盖关紧接合第二接近开关后才允许搅拌机再次启动搅拌；

(5)重复使用：在拨料排出时，在机体内适当留有5％的减容处理后的厨房垃圾，以作后续处理的菌种使用；打开加料盖直接投放厨房垃圾，重复上述步骤(2)-(4)的过程即可重复使用。

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