CN102211107B - 餐厨废弃物无害化资源化处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备，包括固液分离装置、液体收集罐、缓冲罐、真空泵、尾气净化装置、破乳化装置、沉降分离装置、多级分离装置、废水处理装置、破碎装置、成分调节装置和饲料成型装置。本发明针对餐厨废弃物进行无害化及资源化处理，充分回收利用，将其中的固体成分转化成动物饲料，液体成分转化成制备润滑油或肥皂等产品的化工原料，变废为宝。

Description

餐厨废弃物无害化资源化处理设备

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理设备，特别涉及一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备。

背景技术

餐厨废弃物即产自饭店和食堂的剩余食物，是一种饮食垃圾，对其管理和处理不好，不但会造成环境污染，也会影响人们的健康，尤其是从餐厨废弃物中提取“地沟油” 并回流餐桌问题已经成为一个严重的社会问题，为此，国务院于2010年7月出台了《国务院办公厅关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》，要求加强餐厨废弃物管理，规范餐厨废弃物处置。并探索适宜的餐厨废弃物资源化利用和无害化处理技术及管理模式，提高餐厨废弃物资源化利用和无害化处理水平。

目前，除了大多餐厨废弃物随同生活垃圾进行填埋处理外，对其进行单独处理的技术方法有：好氧堆肥，厌氧发酵等。通过采用上述方法将其转化为肥料，实现废物资源化。好氧堆肥是对有机固体废弃物常用的处理方法之一，是利用微生物对有机成分进行降解形成有机肥的过程。但是，由于餐厨废弃物中盐分和油脂的影响，对餐厨废物进行堆肥处理的效果远远低于对一般生活垃圾的处理效果；厌氧发酵的基本原理等同于固体垃圾产生沼气的原理，是在缺氧状态下对其进行发酵处理，但由于餐厨废弃物中含有大量的有机可溶物，发酵初期会产生酸性物质，抑制了甲烷化的过程，从而，影响了其处理效果。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备，采用该设备处理餐厨废弃物，废物利用率高、资源化程度高。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备，其特征在于，包括固液分离装置、液体收集罐、缓冲罐、真空泵、尾气净化装置、破乳化装置、沉降分离装置、多级分离装置、废水处理装置、破碎装置、成分调节装置和饲料成型装置；所述固液分离装置设有带锥底的筒体，所述筒体上面有盖，所述筒体的外围设有夹套，所述夹套与所述筒体的外周面形成封闭空间，所述夹套上设有加热介质进口，所述锥底设有液体物料出口，所述筒体上设有进料口、固体物料出口和清洗、去毒液进口，所述筒体内上部设有与所述清洗、去毒液进口相通的喷淋部件，所述筒体内下部设有过滤层，所述筒体内设有搅拌机构；所述固液分离装置的液体物料出口与所述液体收集罐的进料口连通，所述液体收集罐与所述缓冲罐连通，所述缓冲罐与所述真空泵的吸气口连通，所述真空泵的排气口与所述尾气净化装置的进气口连通；所述液体收集罐的出料口与所述破乳化装置的进料口连通，所述破乳化装置的出料口与所述沉降分离装置的进料口连通，所述沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通，所述沉降分离装置的富油相液体出口与所述多级分离装置的进料口连通，所述多级分离装置设有与所述废水处理装置连通的废水出口和富油相液体产品出口；所述固液分离装置的固体物料出口与所述破碎装置的进料口连通，所述破碎装置的出料口与所述成分调节装置的进料口连通，所述成分调节装置的出料口与所述饲料成型装置的进料口连通。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述沉降分离装置包括第一沉降分离装置和第二沉降分离装置，所述第一沉降分离装置的进料口与所述破乳化装置的出料口连通，所述第一沉降分离装置的富油相液体出口与所述第二沉降分离装置的进料口连通，所述第一沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通；所述第二沉降分离装置的富油相液体出口与所述多级分离装置的进料口连通，所述第二沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通。

所述过滤层包括过滤砖层和滤布层。

本发明具有的优点和积极效果是：

1）餐厨废弃物经过处理后，富油相液体产品中的油脂含量能够超过85%，可以作为生产润滑油或肥皂的化工原料；固体废物的灭菌率到达99.9999%，且黄曲霉素等含量低，可以直接生产饲料。

2）属于物理处理方法，与肥料化等生物处理方法相比，处理时间短，操作条件容易控制。

3）可以实现机械化处理，劳动效率高。

4）处理过程中，不产生恶臭、废水等污染。

5）废物利用率为90%，资源化程度高。

6）其中的关键设备固液分离装置，能够完成过滤、去毒、洗涤、灭菌和干燥多种操作，结构紧凑。

总之，本发明针对餐厨废弃物进行无害化及资源化处理，充分回收利用，将其中的固体成分转化成动物饲料，液体成分转化成制备润滑油或肥皂等产品的化工原料，变废为宝。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的基本工艺过程图；

图3是本发明固液分离装置的结构示意图。

    图中：1、固液分离装置，2、液体收集罐，3、缓冲罐，4、真空泵，5、尾气净化装置，6、破乳化装置，7、第一沉降分离装置，8、第二沉降分离装置，9、多级分离装置，10、废水处理装置，11、破碎装置，12、成分调节装置，13、饲料成型装置，1-1、进料口，1-2、夹套，1-3、搅拌机构，1-4、过滤层，1-5、液体物料出口，1-6、筒体，1-7、固体物料出口，1-8、加热介质进口，1-9、清洗、去毒液进口，1-10、喷淋部件，1-11、电机，1-12、搅拌轴密封。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图3，一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备，包括固液分离装置1、液体收集罐2、缓冲罐3、真空泵4、尾气净化装置5、破乳化装置6、沉降分离装置、多级分离装置9、废水处理装置10、破碎装置11、成分调节装置12和饲料成型装置13。

上述固液分离装置1集餐厨废弃物的洗涤、过滤、去毒、灭菌、干燥功能于一体，是本发明的关键设备，该装置设有带锥底及平盖的筒体1-6，上述筒体的外围设有夹套1-2，上述夹套1-2与上述筒体1-6的外周面形成封闭空间，上述夹套1-2上设有加热介质进口1-8，上述锥底设有液体物料出口1-5，上述筒体1-6上设有进料口1-1、固体物料出口1-7和清洗、去毒液进口1-9，上述筒体1-6内上部设有与上述清洗、去毒液进口相通的喷淋部件1-10，上述筒体1-6内下部设有过滤层1-4，上述筒体1-6内设有搅拌机构1-3。上述固液分离装置的液体物料出口1-5与上述液体收集罐2的进料口连通，上述液体收集罐2与上述缓冲罐3连通，上述缓冲罐3与上述真空泵4的吸气口连通，上述真空泵4的排气口与上述尾气净化装置5的进气口连通。

上述进料口1-1，为餐厨废弃物的物料进口，设有密封盖，可以实现快速开启和密封。上述夹套1-2，位于筒体1-6的外围，形成封闭空间，向其中通入加热介质如水蒸气或加热油，起到对处理物料加热的作用。上述搅拌机构1-3，由电机1-11带动可以旋转，将固体物料经固体物料出料口推出至设备外部。上述过滤层1-4，包括过滤砖层和滤布层，通过两侧压差的作用，使固体和液体得以分离。上述液体物料出口1-5，在真空的作用下，过滤出的液体成分的出口。上述筒体1-6为锥底和平盖的圆筒形。是物料储存及操作的空间，通过过滤层1-4将其分为上下两层。上述固体物料出口1-7，为餐厨废弃物分离后，固体物料的出口，固体物料出口1-7上设有密封盖，可以实现固体物料出口1-7的快速开启和密封。上述加热介质进口1-8，设置在夹套1-2上，是加热介质（如水蒸气或加热油）进入夹套1-2的进口。上述清洗、去毒剂进口1-9，位于筒体1-6上，是清洗液和去毒剂的进口，与去毒剂管线、清洗用水管线和喷淋部件1-10相连。喷淋部件1-10，可以将去毒剂和清水均匀地喷洒在物料上。电机1-11，用于驱动搅拌机构。搅拌轴密封1-12，为机械密封，用于实现搅拌轴与筒体1-6的密封。

上述液体收集罐2的进料口与上述固液分离装置的液体物料出口1-5通过管线相连，在真空过滤过程中，收集过滤后产生的液体废物，属常规化工分离设备。上述缓冲罐3，位于真空泵4和液体收集罐2之间，起到真空缓冲和防止液体进入真空泵的作用，属常规化工分离设备。上述真空泵4，可以为水环式真空泵或喷射式真空泵，属常规化工机械。上述尾气净化装置5，通过物料吸附，化学吸收及生物脱臭的组合方式对处理过程中产生的真空尾气进行脱臭处理，达标后排放，是专用设备，其结构与2007年9月26日公开的专利号为200620027230.8的实用新型专利相同，该专利的名称为：医疗废物处理系统中的尾气净化装置。

上述固液分离装置1，将收集后的餐厨废弃物，分离成固体废物和液体废物。具体步骤为：

a）打开进料口1-1，将餐厨废弃物装进上述固液分离装置，盖上密封盖，完成密封后，先开启与液体物料出口1-5连通的真空泵4对其进行真空过滤，将固体废物和液体废物分离，固体废物在过滤层1-4上，液体废物经液体物料出口1-5排出后被收集于液体收集罐2内。

b）在真空泵4继续抽真空进行真空过滤的状态下，接通去毒剂管线，喷进去毒剂。去毒剂为可食用的碱性溶剂，能够消除废弃物中诸如黄曲霉素等有害物质。为了消除各类主要的毒素，也可以根据各自毒素的特点，分别采用不同的去毒剂进行去毒操作。去毒操作完成后，接通清洗用水管线，喷进清洗用水进行清洗。

c）完成真空过滤之后，真空泵4停止运行。并在真空状态下向夹套1-2和筒体1-6内同时充入高温蒸汽，在预设压力和预设温度下持续预设时间，进行高温杀菌。

d）高温杀菌完毕后，停止向筒体1-6内通入蒸汽，但仍然向夹套1-2内通入蒸汽，再次启动真空泵4进行抽真空，对固体废物进行真空干燥。 

e）在真空泵4抽真空的过程中，真空泵排出的尾气经尾气净化装置5，进行除臭处理，达标排放。

上述液体收集罐2的出料口与上述破乳化装置6的进料口连通，上述破乳化装置6的出料口与上述沉降分离装置的进料口连通，上述沉降分离装置的富水相液体出口与上述废水处理装置10的进水口连通，上述沉降分离装置的富油相液体出口与上述多级分离装置9的进料口连通，上述多级分离装置9设有与上述废水处理装置10连通的废水出口和富油相液体产品出口9-1；在本实施例中，上述沉降分离装置包括第一沉降分离装置7和第二沉降分离装置8，上述第一沉降分离装置7的进料口与上述破乳化装置6的出料口连通，上述第一沉降分离装置7的富油相液体出口与上述第二沉降分离装置8的进料口连通，上述第一沉降分离装置7的富水相液体出口与上述废水处理装置10的进水口连通；上述第二沉降分离装置8的富油相液体出口与上述多级分离装置9的进料口连通，上述第二沉降分离装置8的富水相液体出口与上述废水处理装置10的进水口连通。

上述破乳化装置6的作用是将破乳剂与液体废物充分混合以达到破乳的作用，属常规化工分离设备。上述第一沉降分离装置7，锥底容器，静止时，采用密度的差异将破乳后的液体废物进行分层，上层为富油相液体，下层为富水相液体，它属常规化工分离设备。上述第二沉降分离装置8用于对第一沉降分离装置7分离出的上层富油相液体进行进一步的沉降分离，属常规化工分离设备。上述多级分离装置，采用斜板分离或精馏或萃取中任意一种设备或它们中至少两种设备的组合式设备对富油相液体进行提纯，使油水进一步分开。上述多级分离装置属常规化工分离设备。上述废水处理装置10，可采用深度氧化的方法对处理中产生的废水进行处理，属常规污水处理设备。

上述部分设备的工作原理：a）液体废物先经过破乳化，使其中已经处于乳化状态的油水乳化液进而分成为两相状态。b）对含有油水两相的液体混合物进行沉降分离，由于比重差别，下层将集中富水相液体，上层为富油相液体。c）对富油相液体进行多级分离，使油水进一步分开，废水汇集后进入废水处理装置进行处理。富油相液体集中收集后作为产品抽出，可作为生产润滑油的材料，回收利用。

上述固液分离装置的固体物料出口1-7与上述破碎装置11的进料口连通，上述破碎装置11的出料口与上述成分调节装置12的进料口连通，上述成分调节装置12的出料口与上述饲料成型装置13的进料口连通。破碎装置11用于对固体废物进行分散，以便进行造粒，属常规饲料制作设备。成分调节装置12用于向破碎后的固体废物中加入饲料辅料，并进行混合，调节饲料的成分。属常规饲料制作设备。饲料成型装置13用于对饲料进行造粒。属常规饲料制作设备。

上述部分设备的工作原理：固体废物经过去毒、清洗、灭菌、干燥完毕后，打开出料口1-7，解除出料口密封，由搅拌机构1-3将固体废物推出筒体1-6，进入破碎粉化装置11进行破碎粉化。对其进行取样化验，根据化验结果和饲料的配比要求，添加饲料辅助材料，并进行混合，使其到达饲料的成分标准要求，造粒成型。

本发明的运作原理：

本发明涉及的运作原理包括两相混合物分离原理、湿热灭菌原理和真空干燥原理等。

两相混合物的分离首先是餐厨废弃物固液两相的分离，采用过滤的方法，是完成固液两相分离的基本操作方式，真空使过滤介质（如过滤砖，滤布等）两侧形成压力差，液体分子因其尺寸较小可以在压差的作用下通过过滤介质，而固体成分由于粒径较大而被截留，从而完成了分离。

对油水混合液体的分离是采用两者的密度和互溶性差异来完成的。常态下，油水互溶性较差，便于分离。但在餐厨废弃物中部分的油水混合物已成乳化状态，为了使其分离，先进行破乳化，即利用破乳剂增加油水的不互溶性，再根据两者密度的差别进行初步的分层，是完成油水混合物分离的第一步。初步分离后，再利用多级分离的方法（如斜板分离、精馏、萃取等或组合式工艺）进行进一步提纯，从而得到较为纯净的富油相液体产品，作为润滑油或肥皂的生产原料。

餐厨废弃物中可能由于发霉变质而形成诸如黄曲霉素等毒素，为了消除它们对饲料的影响，采用碱性去毒溶液先对其进行去除，再对固体废物进行清洗。也可以根据各自毒素的特点，分别采用不同的去毒剂进行去毒操作。后续的高温杀菌过程也可以通过高温使毒素分解成无毒物质。通过去毒剂的溶解和清水的洗涤以及高温分解等各种作用，共同完成餐厨废弃物中毒素的去除。从而保证饲料的成分达标。

为了防止餐厨废弃物中的有害细菌对饲料产生影响，固体废物处理中首先要进行灭菌过程，本发明中的灭菌原理为湿热灭菌原理，即在高温蒸汽提供的热量的作用下，杀死废物中可能存在的病原微生物。本发明中的湿热灭菌过程是在预真空前提下开始进行的，预真空状态下，固液分离装置内部出于负压状态，喷进蒸汽后，水蒸汽很容易渗透到容器内的每一个角落，从而保证热量的均匀分布和灭菌效果的一致性，另外，负压状态下，减少了空气对水蒸气热量的传递和穿透的影响，使得固体废物不但加热均匀而且加速了热量的传递，提高的灭菌效率。

灭菌完成后，为了进一步减少废物中的水分，便于饲料化和饲料的储存，本发明中采用了对固体废物进行干燥的过程。在一体化装置外在夹套中处于加热状态的情况下，采用抽真空的方式，使固体废物中的液体成分快速气化，从而高效地完成了固体废物的干燥过程。

餐厨废弃物处理的真空尾气可能有恶臭，为了防止恶臭污染，对其进行脱臭处理，方式可以是生物脱臭，物理吸附或者化学吸收等。

处理过程中的废水主要为含废油量很低的废水，可采用深度氧化为主的复合手段对废水进行处理。

具体实施效果：

基于上述设备建立的试验系统，将餐厨废弃物50公斤进行处理后，对处理后的固体废物成分进行化验，其中蛋白质含量为30%；得到的富油相液体产品中植物油含量为87%。

将生物指示剂嗜热脂肪杆菌芽孢（ATCC7953）随同餐厨废弃物一同经过处理后，对其进行培养无活性生物生成，灭菌率达99.9999%。

Claims (3)

1.一种餐厨废弃物无害化资源化处理设备，其特征在于，包括固液分离装置、液体收集罐、缓冲罐、真空泵、尾气净化装置、破乳化装置、沉降分离装置、多级分离装置、废水处理装置、破碎装置、成分调节装置和饲料成型装置；

所述固液分离装置设有带锥底的筒体，所述筒体上面有盖，所述筒体的外围设有夹套，所述夹套与所述筒体的外周面形成封闭空间，所述夹套上设有加热介质进口，所述锥底设有液体物料出口，所述筒体上设有进料口、固体物料出口和清洗、去毒液进口，所述筒体内上部设有与所述清洗、去毒液进口相通的喷淋部件，所述筒体内下部设有过滤层，所述筒体内设有搅拌机构；

所述固液分离装置的液体物料出口与所述液体收集罐的进料口连通，所述液体收集罐与所述缓冲罐连通，所述缓冲罐与所述真空泵的吸气口连通，所述真空泵的排气口与所述尾气净化装置的进气口连通；所述液体收集罐的出料口与所述破乳化装置的进料口连通，所述破乳化装置的出料口与所述沉降分离装置的进料口连通，所述沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通，所述沉降分离装置的富油相液体出口与所述多级分离装置的进料口连通，所述多级分离装置设有与所述废水处理装置连通的废水出口和富油相液体产品出口；

所述固液分离装置的固体物料出口与所述破碎装置的进料口连通，所述破碎装置的出料口与所述成分调节装置的进料口连通，所述成分调节装置的出料口与所述饲料成型装置的进料口连通。

2.根据权利要求1所述的餐厨废弃物无害化资源化处理设备，其特征在于，所述沉降分离装置包括第一沉降分离装置和第二沉降分离装置，所述第一沉降分离装置的进料口与所述破乳化装置的出料口连通，所述第一沉降分离装置的富油相液体出口与所述第二沉降分离装置的进料口连通，所述第一沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通；所述第二沉降分离装置的富油相液体出口与所述多级分离装置的进料口连通，所述第二沉降分离装置的富水相液体出口与所述废水处理装置的进水口连通。

3.根据权利要求1或2所述的餐厨废弃物无害化资源化处理设备，其特征在于，所述过滤层包括过滤砖层和滤布层。

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