CN107243495A - 自动处理固体有机废弃物的一体化设备及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动处理固体有机废弃物的一体化设备，包括：自动控制装置，自动进料装置，移动式转化装置，内设布料、测温及翻料机构的箱体，自动卸料筛分装置，自动清洗装置，清洗后的污水的处理与回收装置。所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备的自动化程度高、操作便捷，因此适用于各种不同物料，适用于利用黑水虻卵或蝇蛆卵有效处理固体有机废弃物的各种工艺方案；同时，所述固体有机废弃物的处理方法步骤简单，适于大规模养殖的固体有机废弃物处理系统，因此具有广泛的应用前景与市场潜力。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种自动处理固体有机废弃物的一体化设备及其处理方法。
背景技术
固体有机废弃物包括污水处理厂的污泥、沼渣、畜禽粪便、食品加工过程中产生的腐臭垃圾、餐厨垃圾、动物尸体等。目前一般将这些有机废弃物进行沼气发电或通过堆肥制备成有机肥。但是这些处理方式存在附加值低、处理环境差等问题；同时这些处理方式浪费了大量有机质，而这些有机废弃物是养殖黑水虻或蝇蛆的良好养料，经过黑水虻或蝇蛆的繁殖，其中的有机质被转化为黑水虻预蛹或蛆虫及其粪便，既提高了附加值又彻底解决了污染问题，一举两得。但是目前黑水虻和蝇蛆的养殖都是采用人工饲养方式，在养殖过程中需要大量的人工和占地面积，处理效率低下、养殖成本高，无法适用于大量固体有机废弃物的处理。因此，如何利用黑水虻和蝇蛆大规模工业化处理有机废弃物是目前亟待解决的技术难题。
现有的装置化养殖黑水虻和蝇蛆的技术主要包括，申请号为CN97118970.6的中国发明专利申请，公布了一种在育卵盒中孵化蛆卵和幼蛆的方法，但是该方法只适合于小规模培养无菌蝇蛆，不适合大规模处理有机废弃物。例如，申请号为CN201110062583.7的中国发明专利申请，披露了一种双层箱混合养殖成蝇和幼虫的装置，然而，该装置同样需要大量的人工，不适合大规模培养蝇蛆。例如，申请号为CN201210084662.2的中国发明专利申请，公布一种利用蝇蛆处理剩余污泥的方法，然而，该专利所提供的技术方案本身仅为处理污泥的方法，并不涉及具体的工艺装备。又如，申请号为CN201310090335.2的中国专利申请，披露了一种生产蛆蝇的方法和装置：边坡角度为30°-45°的养蛆池，利用蝇蛆的爬坡特性进行自动分离；然而，该工艺也存在明显的技术缺陷，即处理速度过慢，且并未涉及养殖全过程的工艺。另外，申请号为CN95117852.0的中国专利申请，披露了工业化养蛆的工艺，但是该工艺只是利用培养基养殖蝇蛆，不是利用蝇蛆处理有机废弃物，而且其中不涉及工业化养殖的技术装备。又如，申请号为CN00126514.8的中国专利申请，披露了一种自动化的养殖设备，但是这种设备需要人工进入养殖区操作，自动化程度低，清洗困难，不利于大规模连续化生产的需要。
通过对现有技术中的上述各种方法的技术原理、适用范围和优缺点等问题的研究，发明人发现上述现有技术的操作步骤繁琐，操作难度大，适用价值低，在实际生产应用中推广和普及有一定的难度。
综上所述，本技术领域迫切需要一种自动化程度高、操作便捷、适合各种不同物料、适合大规模养殖的固体有机废弃物处理系统与工艺方案。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，发明人提供了一种高度自动化的、适于大规模生产的、利用黑水虻卵或蝇蛆卵有效地处理有机固体废弃物的自动化设备。
因此，本发明具体提供了以下技术方案：
第一方面，提供了一种自动处理固体有机废弃物的一体化设备，包括：
自动控制装置，被设置用于对所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备进行自动控制；其中，自动控制装置通过PLC及上位机实现对该一体化设备的自动控制；
自动进料装置，被设置用于固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液的投加；
移动式转化装置，被设置用于存储物料并使得黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；
箱体，其为控温的密闭箱体，其中设置有所述移动式转化装置，布料、测温及翻料机构；并且所述箱体与自动进料装置连接；
自动卸料筛分装置，设置于所述移动式转化装置的下方，用于自动卸料筛分；
自动清洗装置，设置于所述移动式转化装置的下方，用于清洗所述移动式转化装置。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述自动进料装置包括：
料斗、螺旋加料机，用于投加并输送固体有机废弃物到所述移动式转化装置中；
加料活塞、加料溜管，用于投加黑水虻卵或蝇蛆卵；
蠕动泵，用于投加益生菌营养液。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述移动式转化装置为料槽形式或传送带形式，且在一个处理周期内从进料至卸料的向前移动时间为9～11天。以上周期指的是，相对于所述移动式转化装置的一个固体有机废弃物的处理周期，此外，在该周期内，即所述移动式转化装置的输送、转化过程中，黑水虻幼虫或蝇蛆以物料(包含固体有机废弃物、益生菌营养液等)为食。
进一步优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述料槽形式包含：链条、链轮、链轮轴、支撑框架、料槽本体及动力设备。
进一步优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述传送带形式包含：传送带本体、滚轴和支架。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述布料、测温及翻料机构包含：
导轨，平行设置于所述移动式转化装置的上方；
自动布料机，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的X轴和Y轴方向移动，用于抹平料层；
温度探测仪和翻料器，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的Y轴和Z轴方向移动，从而在料层温度高于设定温度时翻动料层以充分散热。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述箱体的底部设置有加热盘管，所述箱体的顶部设置有轴流风机，所述箱体的侧面设置有检修门。所述轴流风机用于更快地排出箱体内水分等气体。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述自动卸料筛分装置包括卸料点部分和振动筛部分，所述卸料点部分位于所述移动式转化装置的下方，所述振动筛部分位于所述卸料点部分的下方。固体有机废弃物经所述移动式转化装置处理后，即进入该卸料点，并于该卸料点处倾倒至振动筛上，从而进行筛分分离，实现黑水虻幼虫或蝇蛆与其虫粪的分离。
优选地，在上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中，所述自动清洗装置包括高压水枪和吹风机。卸料之后的所述移动式转化装置先经高压水枪冲洗，再经吹风机吹干，然后可被循环利用，实施多次装料转化。
优选地，上述自动处理固体有机废弃物的一体化设备还包括：清洗后的污水的处理与回收装置。其中，所述清洗后的污水的处理与回收装置主要包括：积水槽、水泵、污水箱、MBR生物膜反应器和排水泵；其中，积水槽、水泵和污水箱用于对清洗后的污水进行回收，而MBR生物膜反应器和排水泵则用于对污水进行生化处理及过滤。
第二方面，提供了一种固体有机废弃物的处理方法，所述处理方法使用本发明第一方面所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，并包括以下步骤：
S1：向所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中分别投加固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液；
S2：在所述移动式转化装置中进行混合处理，黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；处理后的固体有机废弃物进行自动卸料筛分，达标排放；
S3：清洗所述移动式转化装置，重复步骤S1～S2。
总之，本发明所提供的自动处理固体有机废弃物的一体化设备和固体有机废弃物的处理方法包含以下有益效果：所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备的自动化程度高、操作便捷，因此适用于各种不同物料，适用于利用黑水虻卵或蝇蛆卵有效处理固体有机废弃物的各种工艺方案；同时，所述固体有机废弃物的处理方法步骤简单，适于大规模养殖的固体有机废弃物处理系统，因此具有广泛的应用前景与市场潜力。
附图说明
图1为实施例1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备的主视图；其中，1-料斗、螺旋加料机，2-箱体，3-蠕动泵，4-加料活塞，5-布料、测温及翻料机构，6-传送带，7-自动卸料筛分装置；
图2为实施例1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备的俯视图；其中，8-轴流风机，9-高压水枪和吹风机，10-清洗后的污水的处理与回收装置，11-自动控制装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细说明。
根据本发明第一方面的一种自动处理固体有机废弃物的一体化设备，包括：
自动控制装置11，主要由PLC控制系统、上位机、现场仪表及传感器组成，被设置用于对所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备进行自动控制；
自动进料装置，被设置用于固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液的投加；
移动式转化装置，被设置用于存储物料并使得黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；
箱体2，其为控温的密闭箱体，其中设置有所述移动式转化装置，布料、测温及翻料机构5；并且所述箱体2与自动进料装置连接；
自动卸料筛分装置7，设置于所述移动式转化装置的下方，用于自动卸料筛分；
自动清洗装置，设置于所述移动式转化装置的下方，用于清洗所述移动式转化装置。
在一个优选实施例中，所述自动进料装置包括：料斗、螺旋加料机1，用于投加并输送固体有机废弃物到所述移动式转化装置中，其中，螺旋加料机可通过变频调速，以控制加料量及加料时间；加料活塞4、加料溜管，用于投加黑水虻卵或蝇蛆卵，其中的加料活塞4可供定量投加；蠕动泵3，用于可定量地投加益生菌营养液。
在一个优选实施例中，所述移动式转化装置为料槽形式或传送带6形式，且在一个处理周期内从进料至卸料的向前移动时间为9～11天。
在一个进一步优选的实施例中，所述料槽形式包含：链条、链轮、链轮轴、支撑框架、料槽本体及动力设备。
在一个进一步优选的实施例中，所述传送带6形式包含：传送带本体、滚轴和支架。
在一个优选实施例中，所述布料、测温及翻料机构5主要用于对物料的刮平、测温及翻料功能，其包含：
导轨，平行设置于所述移动式转化装置的上方，并且导轨与物料移动方向平行；
自动布料机，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的X轴和Y轴方向移动；
温度探测仪和翻料器，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的Y轴和Z轴方向移动。
此外，所述布料、测温及翻料机构5采用滑线供电方式，以保证电源不间断，其主要工况如下：
X方向(水平横向)，主要控制整个机构在各个位置移动，主要为各个料斗的位置或者输送带X方向，由电机驱动设备沿导轨移动，电机内置编码器，用于精确控制位置；
Y方向(水平纵向)，主要用于沿移动式转化装置纵向移动，保证在设定长度范围内可以检测到位；主要电机驱动走行设备，设置编码器用于精确控制位置；
Z方向(竖直方向)，主要设置螺旋装置、温度传感器；电机驱动，设置编码器用于精确控制位置上下升降；配合X、Y方向移动实现物料刮平，根据温度检测结果确定是否实施翻料，作为整个检测装置的核心部件。
在一个优选实施例中，所述箱2体采用钢结构焊接框架，箱壁设有保温层，所述箱体2的底部设置有加热盘管，热水供暖，所述箱体2的顶部设置有轴流风机8，所述箱体2的侧面设置有检修门；可定期打开检修门并启动轴流风机8，排出密闭箱体内水蒸气(含氨气)，换气频率一般采用12次/h。另外，密闭箱体底部设置活动支腿，运输过程中可将支腿收缩，以便于运输。
在一个优选实施例中，所述自动卸料筛分装置7包括卸料点部分和振动筛部分，所述卸料点部分位于所述移动式转化装置的下方，所述振动筛部分位于所述卸料点部分的下方。
在一个优选实施例中，所述自动清洗装置包括高压水枪和吹风机9，从而实现对料槽或传送带6的清洗。
在一个优选实施例中，所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备还包括：清洗后的污水的处理与回收装置10。
根据本发明第二方面的一种固体有机废弃物的处理方法，其使用第一方面所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，并包括以下步骤：
S1：向所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中分别投加固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液；
S2：在所述移动式转化装置中进行混合处理，黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；处理后的固体有机废弃物进行自动卸料筛分，达标排放；
S3：清洗所述移动式转化装置，重复步骤S1～S2。
实施例1
如图1和2所示，该自动处理固体有机废弃物的一体化设备包括：自动控制装置11，自动进料装置，移动式转化装置，内设布料、测温及翻料机构5的箱体2，自动卸料筛分装置7，自动清洗装置，清洗后的污水的处理与回收装置10；所述自动进料装置包括：料斗、螺旋加料机1，加料活塞4、加料溜管，蠕动泵3；所述移动式转化装置为传送带6形式，且在一个处理周期内从进料至卸料的向前移动时间为9～11天；所述传送带6形式包含：传送带本体、滚轴和支架；所述布料、测温及翻料机构5包含：导轨，自动布料机，温度探测仪和翻料器；所述箱体2的底部设置有加热盘管，所述箱体2的顶部设置有轴流风机8，所述箱体2的侧面设置有检修门；所述自动卸料筛分装置7包括卸料点部分和振动筛部分；所述自动清洗装置包括高压水枪和吹风机9。
将含水量约75％的猪粪添加到料斗，料斗中的粪料通过螺旋加料机输送到密封的箱体2中，同时通过蠕动泵3定量地将益生菌营养液加到料中混合均匀，混合有益生菌营养液的物料，平铺于传送带6上，布料、测温及翻料机构5将物料铺平，黑水虻卵通过加料活塞4添加到传动带6上。添加好黑水虻卵的物料随移动式转化装置缓慢向前，待加料完毕后停止运行；箱体2内温度保持在30度左右，反应进行10天，在反应过程中，布料、测温及翻料机构5将自动测温、翻料。反应完毕后，传动带6继续开启，反应完成的物料倾倒在自动卸料筛分装置7上，筛分黑水虻幼虫与虫粪。卸料后的所述移动式转化装置经高压水枪和吹风机9冲洗、吹干后，循环进入下一个处理周期；冲洗废水通过倾斜板进入清洗后的污水的处理与回收装置10，经过MBR工艺处理，达标排放。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (11)
1.一种自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，包括：
自动控制装置，被设置用于对所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备进行自动控制；
自动进料装置，被设置用于固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液的投加；
移动式转化装置，被设置用于存储物料并使得黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；
箱体，其为控温的密闭箱体，其中设置有所述移动式转化装置，布料、测温及翻料机构；并且所述箱体与自动进料装置连接；
自动卸料筛分装置，设置于所述移动式转化装置的下方，用于自动卸料筛分；
自动清洗装置，设置于所述移动式转化装置的下方，用于清洗所述移动式转化装置。
2.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述自动进料装置包括：
料斗、螺旋加料机，用于投加并输送固体有机废弃物到所述移动式转化装置中；
加料活塞、加料溜管，用于投加黑水虻卵或蝇蛆卵；
蠕动泵，用于投加益生菌营养液。
3.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述移动式转化装置为料槽形式或传送带形式，且在一个处理周期内从进料至卸料的向前移动时间为9～11天。
4.根据权利要求3所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述料槽形式包含：链条、链轮、链轮轴、支撑框架、料槽本体及动力设备。
5.根据权利要求3所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述传送带形式包含：传送带本体、滚轴和支架。
6.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述布料、测温及翻料机构包含：
导轨，平行设置于所述移动式转化装置的上方；
自动布料机，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的X轴和Y轴方向移动；
温度探测仪和翻料器，启动后在所述移动式转化装置中的物料内的Y轴和Z轴方向移动。
7.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述箱体的底部设置有加热盘管，所述箱体的顶部设置有轴流风机，所述箱体的侧面设置有检修门。
8.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述自动卸料筛分装置包括卸料点部分和振动筛部分，所述卸料点部分位于所述移动式转化装置的下方，所述振动筛部分位于所述卸料点部分的下方。
9.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，所述自动清洗装置包括高压水枪和吹风机。
10.根据权利要求1所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，其特征在于，还包括：清洗后的污水的处理与回收装置。
11.一种固体有机废弃物的处理方法，其特征在于，所述处理方法使用上述权利要求1～10中任一项所述的自动处理固体有机废弃物的一体化设备，并包括以下步骤：
S1：向所述自动处理固体有机废弃物的一体化设备中分别投加固体有机废弃物、黑水虻卵或蝇蛆卵、益生菌营养液；
S2：在所述移动式转化装置中进行混合处理，黑水虻卵或蝇蛆卵转化为黑水虻幼虫或蝇蛆；处理后的固体有机废弃物进行自动卸料筛分，达标排放；
S3：清洗所述移动式转化装置，重复步骤S1～S2。
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