CN107983751A - 一种餐厨（厨余）垃圾干湿分离制浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨(厨余)垃圾干湿分离制浆方法，用于对餐厨(厨余)垃圾进行细分处理，该方法主要可以分为低温固化和固液分离，各步骤间通过皮带输送或螺旋输送连接。本发明的创新点在于对餐厨(厨余)垃圾进行低温处理，后通过高压挤压工序可依次实现物料的水脂分离、干湿物料分离。该方法运行效率高，固液分离彻底，充分降低干物料中有机胶状物质的含水率，固液分离效果好，可广泛应用于餐厨(厨余)垃圾处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，尤其是涉及一种餐厨(厨余)垃圾干湿分离制浆方法。
背景技术
餐厨(厨余)垃圾，俗称泔脚，又称泔水、潲水，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨(厨余)垃圾中含有大量的有机物，其主要成分为蛋白质、油脂、糖类等，同时餐厨(厨余)垃圾中也含有大量盐类和金属等，在采用传统的垃圾焚烧技术和简单填埋处理餐厨(厨余)垃圾时，不仅会产生硫化物、二噁英等有毒有害气体，而且因填埋产生的垃圾渗滤液会使得土壤变质导致盐碱化、污染地下水等。目前，餐厨固废处理技术主要从餐厨(厨余)垃圾的资源化利用及无害化处理方面着手。然而，单一的资源化利用或者无害化处理工艺并不能实现餐厨(厨余)垃圾的高效处理，其处理过程中的产物常造成二次污染，因此，结合国家对固废污染物的处理要求，有必要采用更加高效的处理工艺或者是多种工艺组合的形式对餐厨固废垃圾进行深度处理。
现有的餐厨(厨余)垃圾处理多采用生物降解与固渣燃烧的相结合方法，在生物降解之前，需要对垃圾进行细分，去除不能降解的瓷片、塑料、碎骨等杂物。即对垃圾进行固液分离，现有的固液分离方式主要采用挤压的方式进行处理，此类的挤压设备也很多，如中国专利申请号为201620106063公开了一种餐厨、生活垃圾干湿分离挤压分离装置包括主挤压导向总成、进料箱总成、挤压及排料总成、反挤压导向总成位于同一水平轴线上依次连接；进料推头总成与进料箱总成连接并与所述的水平轴线垂直设置，且进料推头总成与进料箱总成两者配合形成圆筒形的预压腔；进料推头总成包括预压室、连接在预压室上端的进料斗、连接在预压室一端的油缸和位于预压室内的推头；油缸的活塞杆前端与推头连接；推头前端为小于半圆的圆弧形，当推头前进至进料箱总成时，可与进料箱总成内侧的大于半圆的侧壁形成所述圆筒形的预压腔。再如中国专利申请号201610225319.3公开了一种厨余垃圾的固液分离装置，包括驱动轴、加强板、漏筒、螺旋叶片、滤水腔。漏筒安装在滤水腔内部，通过四块加强板固定在驱动轴上；螺旋叶片安装在漏筒上；驱动轴将动力传入，通过加强板，带动螺旋叶片、漏筒转动。厨余垃圾固液分离装置作为垃圾处理机重要的前处理装置，它主要作用是先将厨余垃圾进行固液分离，再将固体垃圾输送进协同处置厨余垃圾的垃圾焚烧装置中，其固液分离的效率严重影响着垃圾焚烧装置工作效率。对于餐厨余垃圾来说，经挤压后会易形成含水率较高的有机胶状物质，使得干物料中的含水率较高，影响后期干物料的焚烧，如何降低干物料中有机胶状物质的含水率，仍旧是目前厨余垃圾处理中难以攻克的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种餐厨(厨余)垃圾干湿分离制浆方法，解决现有餐厨(厨余)垃圾处理方法干物料中有机胶状物质含水率较高的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种餐厨(厨余)垃圾干湿分离制浆方法，包括以下步骤：
1)将餐厨(厨余)垃圾通过破袋机完成破袋处理；
2)而后，破袋后的餐厨(厨余)垃圾经过破碎机完成破碎工序，以获得较小尺寸的物料；
3)将破碎后的餐厨(厨余)垃圾于-3～-1℃的低温冷藏室冷藏4～6小时；4)将冷藏后的餐厨(厨余)垃圾输送至干湿分离挤压机中进行挤压分离；所述干湿分离挤压机包括进料推头总成、进料箱总成、挤压及排料总成、主挤压导向总成、反挤压导向总成，所述餐厨(厨余)垃圾经进料推头总成送至进料箱总成完成对餐厨(厨余)垃圾的预压，然后由主挤压导向总成推至挤压及排料总成内并在主挤压导向总成和反挤压导向总成的共同挤压下完成干湿分离；所述餐厨(厨余)垃圾在进料箱总成内预压5～50s，压力为5～15MPa；所述餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，加压至15～25MPa，稳压5～50s得干物料和有机浆料，完成餐厨(厨余)垃圾的干湿分离；
进一步的，所述步骤5)中主挤压导向总成、进料箱总成、挤压及排料总成、反挤压导向总成位于同一水平轴线上，依次连接；所述进料推头总成与进料箱总成连接并与上述的水平轴线垂直设置，且进料推头总成与进料箱总成两者配合行程圆筒形的预压腔，预压腔侧壁设置有筛孔，所述挤压及排料总成包括筛筒。
进一步的。所述步骤4)中餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，稳压30-35s，压力为15-25MPa，
进一步的，所述步骤4)中餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，压力的范围为17～20Mpa，稳压时间维持在30-35s。
优选的，所述步骤4)中餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，压力为18.5Mpa，稳压时间为35s。
为便于后期挤压进行固液分离，所述步骤2)中破碎后的垃圾粒径不大于100mm。
优选的，所述步骤1)输送至步骤2)的输送通道上方配备磁选装置，用于分选利用餐厨(厨余)垃圾中的金属物质。
本发明的有益效果：本发明通过上述技术方案，至少有以下优点：
1、餐厨(厨余)垃圾进行冷冻处理，能够使垃圾中的水分凝固，挤压过程中随着环境温度的升高冷凝的冰首先融化为水，而油脂仍固化状态，可实现水从物料中首先分离出来。
2、磁选工序便于回收利用垃圾中的金属杂质，降低了物料的含杂率，提高了整体工艺的经济效益。
3、餐厨(厨余)垃圾破碎后能够获得更小的尺寸，使得后续物料挤压过程中孔隙率降低，实现干湿物料的彻底分离；
4、挤压过程采用两端向中间的挤压方式，提升了本处理方法的耐冲击负荷水平；挤压压力可调、稳压时间可控的工作环境中能够实现干湿物料的彻底分离，保证餐厨(厨余)垃圾中的有机质的最大提取率；该方法可用性强，运行效率高，设备不容易堵塞，维护率低。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中破碎机的俯视图。
图3为本发明中干湿分离挤压机的立体结构示意图。
图4为本发明中干湿分离挤压机的剖视图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种餐厨(厨余)垃圾处理方法，用于对餐厨(厨余)垃圾进行细分处理，以便获得更好的经济效益和更好的环境保护。该方法主要可以分为低温固化和固液分离，各步骤间通过皮带输送或螺旋输送连接。下面对本发明的步骤及所使用的设备进行具体的阐述。
所述餐厨(厨余)垃圾含有大量的有机物，其中主要还夹杂着一些瓷片、塑料等。这些垃圾通过专用运输车运送到厂内，倒入卸料斗内，通过输送带送至破袋机上进行初步破袋处理；后续为获得较小的物料尺寸及降低后续物料挤压过程中的孔隙率，将物料进一步进行破碎。经过破袋后的物料输送至破碎机的通道上方设置磁选装置，用于分选回收利用餐厨(厨余)垃圾中的金属。所述破碎机为双轴低转速破碎机，如图2所示，包括双转动轴101，转动轴101上设置有多组刀片102，低转速对垃圾进行破碎。转述一般不超过30转/分钟，破碎后物料尺寸不大于100mm。
破碎后的餐厨(厨余)垃圾送入-3～-1℃的低温冷藏室冷冻4～6小时。将冷冻后餐厨(厨余)垃圾输送至干湿分离挤压机中进行挤压分离，依次可实现水同物料的分离、有机质浆料同干物料的分离。如图3、图4所示，所述干湿分离挤压机的结构包括进料推头总成1、进料箱总成2、挤压及排料总成3、主挤压导向总成4、反挤压导向总成5；主挤压导向总成4、进料箱总成2、挤压及排料总成3、反挤压导向总成5位于同一水平轴线上，依次连接；所述进料推头总成1与进料箱总成2连接并与上述的水平轴线垂直设置，且进料推头总成1与进料箱总成2两者配合行程圆筒形的预压腔，预压腔侧壁设置有筛孔，所述挤压及排料总成包括筛筒31及排料机构32，所述主挤压导向总成4包括主油缸41、主导向套42、主导向柱43，所述反挤压导向总成5包括反向油缸51、反导向套52和反导向柱53。
所述餐厨(厨余)垃圾经进料推头总成送至进料箱总成完成对餐厨(厨余)垃圾的预压，然后由主挤压导向总成推至挤压及排料总成内并在主挤压导向总成和反挤压导向总成的共同挤压下料液从筛孔内排出，完成干湿分离。为确保干湿分离更加的彻底，经试验验证分析，所述餐厨(厨余)垃圾在进料箱总成内预压5～15s，压力为5～15MPa；所述餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，加压至15～20MPa，稳压30-35s得干物料和有机浆料，进一步提高干湿分离量，所述步骤4)中餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，加压至15～20MPa，稳压30s。经干湿分离后的干物料外运焚烧；有机湿浆料呈浆状，可经水力洗浆机等配套设备进一步的深度处理。
为了进一步降低干物料中有机胶状物质的含水率，餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，稳压30s，压力从5Mpa加压至25MPa，当压力从5Mpa升至15Mpa时，其有机胶状物质含水率基本无变化；当从压力从15Mpa升至20Mpa时含水率由79％下降至28％，继续增加压力至25MPa时，其含水率变化不大。
为确保干湿分离更加的彻底，所述干湿分离的具体试验方法及相关原始数据如下：
湖州市厨余垃圾的关键成分性质如下：
| 项目 | 含水率％ | 有机质含量(占干物质质量)％ | 含固率％ |
| 主要指标 | 65-75 | 95 | 25-35 |
针对湖州市厨余垃圾的成分性质，结合相关试验数据分析，对工艺段运行过程中的冷冻时间、冷冻温度、稳压时间、系统运行压力进行了实际运行验证和调整，主要实验结果如下：
(1)冷冻时间和冷冻温度采用正交试验法并结合能耗因素，确定为(-2℃±1℃)冷冻4小时，在该工艺制度下即可将餐厨垃圾固化，其能耗经济。
(2)稳压时间在实际生产运营过程中，在15～40s稳压时间段(时间间隔为5s)、10Mpa～24Mpa压力下(压力间隔2Mpa)的物料中VS有机质的利用率进行了实际运营结果采样分析。
系统不同工作压力下，稳压时间对VS利用率的影响实验数据表
系统工作压力15Mpa～20Mpa时，厨余垃圾中有机质的利用率随稳压时间的延长由0.21达到0.72，且在系统压力15Mpa下，稳压30s时获得较高的有机质的利用率0.63，后续随着稳压时间延长及系统压力的增加有机质的利用率达到最大值0.72。
综合以上数据分析，同时考虑系统能耗及设备折旧等，为获得较高的有机质的利用率，系统最佳工作压力范围为15Mpa～20Mpa，最优稳压时间为30S。
(3)系统工作压力对VS％、湿浆料TS及干物料含水率％的影响
同时，稳压时间在30s条件下，对系统不同工作压力下，物料有机质的利用率VS％、湿浆料的含固率(TS)及干物料的含水率进行了测定，具体实验数据见下表。
系统工作压力对VS％、湿浆料TS及干物料含水率％的影响数据
| 序号 | 工作压力Mpa | 干物料含水率 | 浆料VS/总物料VS | 浆料TS |
| 1 | 17.0 | 0.490 | 0.57 | 0.161 |
| 2 | 17.5 | 0.470 | 0.57 | 0.174 |
| 3 | 18.0 | 0.440 | 0.58 | 0.184 |
| 4 | 18.5 | 0.400 | 0.66 | 0.193 |
| 5 | 19.0 | 0.390 | 0.66 | 0.199 |
| 6 | 19.5 | 0.380 | 0.67 | 0.201 |
| 7 | 20.0 | 0.375 | 0.67 | 0.202 |
综合以上，结合实验数据及项目实际运营数据分析，可以得出以下结论：
1)随着系统工作压力的增大，物料有机质的利用率VS％不断提高，于18.5Mpa左右可获得较高的有机质的利用率，后续随着系统压力的增加，有机质利用率幅度增加不明显；
2)随着系统工作压力的增大，挤压制浆机出口干物料含水率持续降低，于18.5Mpa时可达到40％左右，能够满足后续垃圾焚烧的要求。随着系统工作压力的增加干物料的含水率降低幅度不明显；
3)随着系统工作压力由17Mpa增加至20Mpa时，挤压制浆机出口湿浆料含固率逐步增加，19Mpa以后浆料的含固率TS基本稳定；
综合实验室数据及湖州项目的实际取样分析，可以确定适合湖州市厨余垃圾的最佳工艺参数，即为系统压力最佳范围为17-20Mpa(最佳压力值为18.5Mpa)、稳压时间为35s时，能够获得满意的工艺段运行结果。
Claims (6)
1.一种餐厨(厨余)垃圾干湿分离制浆方法，包括以下步骤：
1)将餐厨(厨余)垃圾通过破袋机完成破袋处理；
2)破袋后的餐厨(厨余)垃圾经过破碎机完成破碎，以获得较小尺寸的物料；
3)将破碎后的餐厨(厨余)垃圾于-3～-1℃的低温冷藏室冷藏4～6小时；
4)将冷藏后的餐厨(厨余)垃圾输送至干湿分离挤压机中进行挤压分离；所述干湿分离挤压机包括进料推头总成、进料箱总成、挤压及排料总成、主挤压导向总成、反挤压导向总成，所述餐厨(厨余)垃圾经进料推头总成送至进料箱总成完成对餐厨(厨余)垃圾的预压，然后由主挤压导向总成推至挤压及排料总成内并在主挤压导向总成和反挤压导向总成的共同挤压下完成干湿分离；所述餐厨(厨余)垃圾在进料箱总成内预压5～50s，压力为5～15MPa；所述餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，加压至15～25MPa，稳压5～50s得干物料和湿浆料，完成餐厨(厨余)垃圾的干湿分离。
2.如权利要求1所述的餐厨(厨余)垃圾处理方法，其特征在于：所述步骤4)中主挤压导向总成、进料箱总成、挤压及排料总成、反挤压导向总成位于同一水平轴线上，依次连接；所述进料推头总成与进料箱总成连接并与上述的水平轴线垂直设置，且进料推头总成与进料箱总成两者配合行程圆筒形的预压腔，预压腔侧壁设置有筛孔，所述挤压及排料总成包括筛筒。
3.如权利要求1所述的餐厨(厨余)垃圾处理方法，其特征在于：所述步骤4)中餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，压力范围为15-25MPa，稳压时间为30-35s。
4.如权利要求5所述的餐厨(厨余)垃圾处理方法，其特征在于：所述的压力范围为17～20Mpa，稳压时间为30-35s。
5.如权利要求1中所述的餐厨(厨余)垃圾处理方法，其特征在于餐厨(厨余)垃圾经预压后进入挤压及排料总成内，压力为18.5Mpa，稳压时间为35s。
6.如权利要求1所述的餐厨(厨余)垃圾处理方法，其特征在于：所述步骤1)输送至步骤2)的输送通道上方设置有磁选装置，用于分选输送物料中的金属物质。
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|---|---|---|---|---|
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2017
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