CN106140799B - 一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统，该系统包括固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元和控制单元，所述固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元的动力部分和活动构件均由控制单元实现自动控制；本发明结构紧凑高效，通过螺旋挤压与板压抽滤两级预处理，可实现餐厨垃圾固体废料和废液的快速有效分离，利用离心分离装置，可进一步实现废水废油高效分离，同时，通过利用黏度计监测液体黏度实现了废水废油的自动分流，提高连续作业能力，生产效率高，操作简单，安全可靠，可将餐厨垃圾分为固体废料、废油脂及废水，并将固体废料直接转化为有机肥，从而使餐厨垃圾作为一种资源而得到充分利用，可获得很高的环境和社会效益。

Description

一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统

技术领域：

本发明涉及餐厨垃圾分类处理领域，具体涉及一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统。

背景技术：

我国餐饮业发展迅速，2015年我国的餐饮业的收入已经突破了3万亿元，餐饮业发展的同时也让餐饮垃圾的产生量增长迅速。目前全国餐厨垃圾产生量约为6600万吨/年，餐厨垃圾处理已成燃眉之急。随着人口的增加、餐饮业的持续快速发展，餐厨垃圾产生量也将逐年增长，增速预计将在10％以上。餐厨垃圾较之其它垃圾，具有水分、有机物、油脂及盐分含量高等特点，若不处置或处置不当，易腐烂变质，成为污染源，而若将其有效利用，则可生产燃油、燃气或有机肥，变废为宝。目前，处理餐厨垃圾以焚烧和填埋为主，也有一些发酵制肥、制气和发电的方法，但前者浪费了大量有机资源，降低了资源化利用率；而后者在餐厨垃圾运输过程中易产生二次污染，增加运输成本。为此，急需开发餐厨垃圾源头分类及预处理技术，以提高资源利用率和附加值，降低运输成本，减少二次污染。

发明内容：

本发明的目的是提供一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统，从源头解决餐厨垃圾收集麻烦、运输困难、二次污染、资源化率低等问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统，该系统包括固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元和控制单元，所述固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元的动力部分和活动构件均由控制单元实现自动控制；所述固液分离单元包括螺旋挤压装置与板压抽滤装置；所述快速发酵单元包括固体贮存罐和快速发酵装置；所述水油分离单元包括分别跟螺旋挤压装置和板压抽滤装置连通的废液贮存罐、跟废液贮存罐的废液出口连通的离心分离装置，此外还包括黏度响应分流装置；所述黏度响应分流装置至少包括一个跟离心分离装置的出料控制阀门连通的设有黏度计的三通阀，所述三通阀出口分别经出料控制阀门跟油脂收集罐和污水处理系统连通；所述黏度计、出料控制阀门和离心分离装置的动力部分均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述的黏度响应分流装置的黏度响应值范围分别位于“0.7-2Pa·s”和“≥2Pa·s”；所述螺旋挤压装置包括螺旋挤压装置壳体、螺旋挤压装置壳体内设有一根螺杆、螺旋挤压装置壳体左侧上方至少设有一个进料口、螺旋挤压装置壳体中部下方设有跟废液贮存罐连通的废液收集口、螺旋挤压装置壳体右端至少设有一个固体废料出口，所述固体废料出口与板压抽滤装置连通；所述螺旋挤压装置壳体左侧部分在螺杆轴向方向呈圆柱形，右侧部分在螺杆轴向方向呈漏斗形，两部分沿轴向截面夹角α优选角度在150°-165°，所述螺杆与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；

所述板压抽滤装置包括板压抽滤装置壳体、板压抽滤装置壳体左上方设有跟所述螺旋挤压装置的固体废料出口连通的进料口、板压抽滤装置壳体左侧至少设有一个液压刮板、板压抽滤装置壳体上方至少设有一个液压下压板、板压抽滤装置壳体中间设有滤板、滤板下方设有真空泵、板压抽滤装置壳体下部设有跟废液贮存罐连通的出液口；液压刮板向右方推进直至液压下压板左端，所述液压刮板、液压下压板、板压抽滤装置壳体和滤板形成一个封闭的压滤仓，所述压滤仓右侧至少设有一个控制阀门；所述压滤仓经控制阀门与固体贮存罐连通；所述液压刮板、液压下压板、真空泵和控制阀门均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述固体贮存罐内设有旋转推料设备和固废破碎设备；所述快速发酵装置设有电加热油浴设备、旋转推料设备、加有高温发酵菌协助发酵，所述固体贮存罐与快速发酵装置间设有控制阀门；快速发酵装置的出口经控制阀门与有机肥收集装置连通；所述固体贮存罐和快速发酵装置的动力部分、控制阀门都与控制单元连接，由控制单元实现自动控制。

所述废液贮存罐设有液位计、废液出口和废渣出口，所述液位计、废液出口和废渣出口分别与控制单元连接，由控制单元实现自动控制。

废液贮存罐右侧废液出口与其罐体底面高度位于5-10cm范围内，所述废液出口经进料控制阀门与离心分离装置连通。

特别地，所述螺旋挤压装置压缩比在1:3-1:5之间；所述废液收集口设在螺旋挤压装置壳体左侧和右侧两部分的连接处；所述板压抽滤装置滤板上均匀分布有梯形柱体孔道，梯形柱体孔道上下半径分别位于2-5mm和5-8mm之间。

离心分离装置沿转轴方向成梯形柱体形状。

本发明还保护所述餐厨垃圾源头分类及预处理系统的使用方法，包括以下步骤：

1)待处理的餐厨垃圾从进料口进入螺旋挤压装置进行螺旋挤压，产生的一次废液经螺旋挤压装置的废液收集出口进入废液贮存罐进行废液暂存，得到的初级固体废料经由螺旋挤压装置壳体右端的固体废料出口落入板压抽滤装置中的滤板上；

2)滤板上固体废料积累到一定量后，液压刮板向右方推进至液压下压板左端，将经螺旋挤压装置一次分离后的初级固体废料封闭于压滤仓内，随后，液压下压板向下推进，同时真空泵开始抽真空进行板压抽滤，产生的二次废液在液压压滤和真空抽滤的作用下经滤板上的孔道流入废液贮存罐进行废液暂存；液压下压板上行，控制阀门打开，液压刮板向右推进，经过板压抽滤处理后的固体废料在液压刮板的推力作用下落入固体贮存罐，然后液压刮板向左移动返回初始位置，螺旋挤压装置开始新一轮工作；

3)在固体贮存罐内旋转推料设备和固废破碎设备联动作用下得到的破碎后固相垃圾进入快速发酵装置进行发酵堆肥，发酵温度80-90℃，发酵时间24-36h，得到的成品有机肥从快速发酵装置的出口进入有机肥收集装置；

4)废液进入废液贮存罐后，通过液位计控制进料控制阀门间歇式地使废液从废液贮存罐进入离心分离装置进行离心分离，静置，废水与废油实现分层，依次进入设有黏度计的三通阀入口，当黏度计所测液体黏度值位于0.7-2Pa·s范围内时，与污水处理系统相连出口的控制阀门自动开启，污水排出进入污水处理系统，当黏度计所测液体黏度值大于2Pa·s时，与油脂收集罐相连的控制阀门开启，油脂排出进入油脂收集罐；液体贮存罐内固体废渣经废渣出口排出。

本发明的有益效果如下：本发明结构紧凑高效，通过螺旋挤压与板压抽滤两级预处理，可实现餐厨垃圾固体废料和废液的快速有效分离，有效降低了固体废料的含水率和含油率，利用离心分离装置，可进一步实现废水废油高效分离，便于实现各组分的资源化利用与净化处理，同时，通过利用黏度计监测液体黏度实现了废水废油的自动分流，有利于实现系统的自动化控制，提高连续作业能力，生产效率高，操作简单，安全可靠，可将餐厨垃圾分为固体废料、废油脂及废水，并将固体废料直接转化为有机肥，从而使餐厨垃圾作为一种资源而得到充分利用，可获得很高的环境和社会效益。

附图说明：

图1是本发明的餐厨垃圾源头分类及预处理系统的结构示意图；

其中，1、螺旋挤压装置，11、螺旋挤压装置壳体，12、进料口，13、废液收集口，14、固体废料出口，2、板压抽滤装置，21、板压抽滤装置壳体，22、液压刮板，23、液压下压板，24、滤板，25、控制阀门，26、真空泵，3、废液贮存罐，31、液位计，32、废液出口、33、废渣出口，4、离心分离装置，41、进料控制阀门，42、出料控制阀门，51、出料控制阀门，52、出料控制阀门53、黏度计，6、油脂收集罐，7、固体贮存罐，8、控制阀门，9、快速发酵装置，10、控制阀门。

图2是本发明的餐厨垃圾源头分类及预处理系统的工艺流程图。

具体实施方式：

以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示的一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统，该系统包括固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元和控制单元，所述固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元的动力部分和活动构件均由控制单元实现自动控制；所述固液分离单元包括螺旋挤压装置1与板压抽滤装置2；所述快速发酵单元包括固体贮存罐7和快速发酵装置9；所述水油分离单元包括分别跟螺旋挤压装置1和跟板压抽滤装置2连通的废液贮存罐3、跟废液贮存罐3的废液出口32连通的离心分离装置4和跟离心分离装置4的出料控制阀门42连通的黏度响应分流装置；所述黏度响应分流装置至少包括一个跟离心分离装置4的出料控制阀门42连通的设有黏度计53的三通阀，所述三通阀出口分别经出料控制阀门51、52跟油脂收集罐6和污水处理系统连通；所述黏度计53、出料控制阀门51、52和离心分离装置4的动力部分均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述的黏度响应分流装置的黏度响应值范围分别位于“0.7-2Pa·s”和“≥2Pa·s”。

所述螺旋挤压装置1包括螺旋挤压装置壳体11、螺旋挤压装置壳体11内设有一根螺杆、螺旋挤压装置壳体11左侧上方设有一个进料口12、螺旋挤压装置壳体11中部下方设有跟废液贮存罐3连通的废液收集口13、螺旋挤压装置壳体11右端设有一个固体废料出口14，所述固体废料出口14与板压抽滤装置2连通；所述螺旋挤压装置壳体11左侧部分在螺杆轴向方向呈圆柱形，右侧部分在螺杆轴向方向呈漏斗形，两部分沿轴向截面夹角α优选角度在150°-165°，螺旋挤压装置1压缩比在1:3-1:5之间；所述废液收集口13设在螺旋挤压装置壳体11左侧和右侧两部分的连接处；所述螺杆与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；

所述板压抽滤装置2包括板压抽滤装置壳体21、板压抽滤装置壳体21左上方设有的跟所述螺旋挤压装置1的固体废料出口14连通的进料口、板压抽滤装置壳体21左侧至少设有一个液压刮板22、板压抽滤装置壳体21上方至少设有一个液压下压板23、板压抽滤装置壳体21中间设有滤板24、滤板24下方设有真空泵26、板压抽滤装置壳体21下部设有跟废液贮存罐3连通的出液口；液压刮板22向右方推进直至液压下压板23左端，所述液压刮板22、液压下压板23、板压抽滤装置壳体21和滤板24形成一个封闭的压滤仓，所述压滤仓右侧至少设有一个控制阀门25；所述压滤仓经控制阀门25与固体贮存罐7连通；所述液压刮板22、液压下压板23、真空泵26和控制阀门25均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述固体贮存罐7内设有旋转推料设备和固废破碎设备；所述快速发酵装置9设有电加热油浴设备、旋转推料设备、加有高温发酵菌协助发酵，所述固体贮存罐7与快速发酵装置9间设有控制阀门8；快速发酵装置9的出口经控制阀门10与有机肥收集装置连通；所述固体贮存罐7和快速发酵装置9的动力部分、控制阀门8，10都与控制单元连接，由控制单元实现自动控制。

所述废液贮存罐3设有液位计31、废液出口32和废渣出口33，所述液位计31、废液出口32和废渣出口33分别与控制单元连接，由控制单元实现自动控制。

废液贮存罐3右侧废液出口32与其罐体底面高度位于5-10cm范围内，所述废液出口32经进料控制阀门41与离心分离装置4连通。

特别地，所述板压抽滤装置2滤板24上均匀分布有梯形柱体孔道，梯形柱体孔道上下半径分别位于2-5mm和5-8mm之间。

离心分离装置4沿转轴方向成梯形柱体形状。本实施例的工艺流程图如图2所示，工作时，待处理的餐厨垃圾从进料口12进入螺旋挤压装置1，螺旋挤压装置壳体11包括两段：左侧部分在螺杆轴向方向呈圆柱形，右侧部分在螺杆轴向方向呈漏斗形，两部分沿轴向截面夹角α优选角度在150°-165°，螺旋挤压装置1压缩比在1:3-1:5之间，螺旋挤压装置1内螺杆转动将餐厨垃圾向右方输送，同时完成初级螺旋挤压过程，初级螺旋挤压过程产生的一次废液经螺旋挤压装置壳体11两部分连接处的废液收集口13进入废液贮存罐3进行废液暂存，经过螺旋挤压装置1初级螺旋挤压处理后得到的初级固体废料经由螺旋挤压装置壳体11右端的固体废料出口14落入板压抽滤装置2中的滤板24上。螺旋挤压装置1工作70s停止，初级螺旋挤压处理得到的初级固体废料在滤板24上积累到一定量后，液压刮板22向右方推进2s至液压下压板23左端将经螺旋挤压装置一次分离后的初级固体废料封闭于压滤仓内，随后，液压下压板23向下推进5s，同时真空泵26开始抽真空40s进行板压抽滤。液压下压板23挤压初级固体废料产生的二次废液在液压压滤和真空抽滤的作用下经滤板24上的孔道流入废液贮存罐3进行废液暂存。液压下压板23上行5s，控制阀门25打开，液压刮板22向右推进8s，经过板压抽滤装置2板压抽滤处理后的固体废料在液压刮板22的推力作用下经固体压滤仓右方的控制阀门25落入固体贮存罐7，然后液压刮板22向左移动10s返回初始位置，螺旋挤压装置1开始新一轮工作70s。在固体贮存罐7内旋转推料设备和固废破碎设备联动作用下得到的破碎后固相垃圾经控制阀门8进入快速发酵装置9进行发酵堆肥，发酵温度80-90℃，发酵时间24-36h，得到的成品有机肥从快速发酵装置9的出口的控制阀门10进入有机肥收集装置。废液进入废液贮存罐3后，通过液位计31控制进料控制阀门41间歇式地使废液从废液贮存罐3进入离心分离装置4进行离心分离，离心分离装置4沿转轴方向成梯形柱体形状，离心分离装置4工作40s后，静置10s，废水与废油经离心处理后实现分层，离心处理后，位于离心机下方的出料控制阀门42打开，废水与废油依次进入设有黏度计53的三通阀入口，当黏度计所测液体黏度值位于0.7-2Pa·s范围内时，与污水处理系统相连出口的控制阀门51自动开启，污水排出进入污水处理系统，当黏度计所测液体黏度值大于2Pa·s时，与油脂收集罐6相连的控制阀门52开启，油脂排出进入油脂收集罐6。液体贮存罐3内固体废渣经废渣出口33排出。

Claims (6)

1.一种餐厨垃圾源头分类及预处理系统，其特征在于，该系统包括固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元和控制单元，所述固液分离单元、快速发酵单元、水油分离单元的动力部分和活动构件均由控制单元实现自动控制；所述固液分离单元包括螺旋挤压装置(1)与板压抽滤装置(2)；所述快速发酵单元包括固体贮存罐(7)和快速发酵装置(9)；所述水油分离单元包括分别跟螺旋挤压装置(1)和板压抽滤装置(2)连通的废液贮存罐(3)、跟废液贮存罐(3)的废液出口(32)连通的离心分离装置(4)，此外还包括黏度响应分流装置；所述黏度响应分流装置至少包括一个跟离心分离装置(4)的出料控制阀门(42)连通的设有黏度计(53)的三通阀，所述三通阀出口分别经出料控制阀门(51、52)跟油脂收集罐(6)和污水处理系统连通；所述黏度计(53)、出料控制阀门(51、52)和离心分离装置(4)的动力部分均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述的黏度响应分流装置的黏度响应值范围分别位于“0.7-2Pa·s”和“≥2Pa·s”；所述螺旋挤压装置(1)包括螺旋挤压装置壳体(11)、螺旋挤压装置壳体(11)内设有一根螺杆、螺旋挤压装置壳体(11)左侧上方至少设有一个进料口(12)、螺旋挤压装置壳体(11)中部下方设有跟废液贮存罐(3)连通的废液收集口(13)、螺旋挤压装置壳体(11)右端至少设有一个固体废料出口(14)，所述固体废料出口(14)与板压抽滤装置(2)连通；所述螺旋挤压装置壳体(11)左侧部分在螺杆轴向方向呈圆柱形，右侧部分在螺杆轴向方向呈漏斗形，两部分沿轴向截面夹角α在150°-165°，所述螺杆与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述板压抽滤装置(2)包括板压抽滤装置壳体(21)、板压抽滤装置壳体(21)左上方设有的跟所述螺旋挤压装置(1)的固体废料出口(14)连通的进料口、板压抽滤装置壳体(21)左侧至少设有一个液压刮板(22)、板压抽滤装置壳体(21)上方至少设有一个液压下压板(23)、板压抽滤装置壳体(21)中间设有滤板(24)、滤板(24)下方设有真空泵(26)、板压抽滤装置壳体(21)下部设有跟废液贮存罐(3)连通的出液口；液压刮板(22)向右方推进直至液压下压板(23)左端，所述液压刮板(22)、液压下压板(23)、板压抽滤装置壳体(21)和滤板(24)形成一个封闭的压滤仓，所述压滤仓右侧至少设有一个控制阀门(25)；所述压滤仓经控制阀门(25)与固体贮存罐(7)连通；所述液压刮板(22)、液压下压板(23)、真空泵(26)和控制阀门(25)均与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述固体贮存罐(7)内设有旋转推料设备和固废破碎设备；所述快速发酵装置(9)设有电加热油浴设备、旋转推料设备、加有高温发酵菌协助发酵，所述固体贮存罐(7)与快速发酵装置(9)间设有控制阀门(8)；快速发酵装置(9)的出口经控制阀门(10)与有机肥收集装置连通；所述固体贮存罐(7)和快速发酵装置(9)的动力部分、控制阀门(8，10)都与控制单元连接，由控制单元实现自动控制。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾源头分类及预处理系统，其特征在于，所述废液贮存罐(3)设有液位计(31)、废液出口(32)和废渣出口(33)，所述液位计(31)、废液出口(32)和废渣出口(33)分别与控制单元连接，由控制单元实现自动控制；所述废液出口(32)经进料控制阀门(41)与离心分离装置(4)连通。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾源头分类及预处理系统，其特征在于，所述螺旋挤压装置(1)压缩比在1:3-1:5之间；所述废液收集口(13)设在螺旋挤压装置壳体(11)左侧和右侧两部分的连接处。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾源头分类及预处理系统，其特征在于，所述板压抽滤装置(2)滤板(24)上均匀分布有梯形柱体孔道，梯形柱体孔道上下半径分别位于2-5mm和5-8mm之间。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾源头分类及预处理系统，其特征在于，离心分离装置(4)沿转轴方向成梯形柱体形状。

6.一种权利要求1-5中任一项权利要求所述的餐厨垃圾源头分类及预处理系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)待处理的餐厨垃圾从进料口进入螺旋挤压装置进行螺旋挤压，产生的一次废液经螺旋挤压装置的废液收集出口进入废液贮存罐进行废液暂存，得到的初级固体废料经由螺旋挤压装置壳体右端的固体废料出口落入板压抽滤装置中的滤板上；

2)滤板上固体废料积累到一定量后，液压刮板向右方推进至液压下压板左端，将经螺旋挤压装置一次分离后的初级固体废料封闭于压滤仓内，随后，液压下压板向下推进，同时真空泵开始抽真空进行板压抽滤，产生的二次废液在液压压滤和真空抽滤的作用下经滤板上的孔道流入废液贮存罐进行废液暂存；液压下压板上行，控制阀门打开，液压刮板向右推进，经过板压抽滤处理后的固体废料在液压刮板的推力作用下落入固体贮存罐，然后液压刮板向左移动返回初始位置，螺旋挤压装置开始新一轮工作；

3)在固体贮存罐内旋转推料设备和固废破碎设备联动作用下得到的破碎后固相垃圾进入快速发酵装置进行发酵堆肥，发酵温度80-90℃，发酵时间24-36h，得到的成品有机肥从快速发酵装置的出口进入有机肥收集装置；

4)废液进入废液贮存罐后，通过液位计控制进料控制阀门间歇式地使废液从废液贮存罐进入离心分离装置进行离心分离，静置，废水与废油实现分层，依次进入设有黏度计的三通阀入口，当黏度计所测液体黏度值位于0.7-2Pa·s范围内时，与污水处理系统相连出口的控制阀门自动开启，污水排出进入污水处理系统，当黏度计所测液体黏度值大于2Pa·s时，与油脂收集罐相连的控制阀门开启，油脂排出进入油脂收集罐；液体贮存罐内固体废渣经废渣出口排出。