CN109530399B - 一种餐厨垃圾处理方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾处理方法及设备，包括相互连接的上料模块、发酵模块、加热模块、油水分离模块、筛选模块、造粒模块、废弃物处理模块，上料模块的输出端与发酵模块的输入端相连接，加热模块布置在发酵模块四周，控制发酵模块内的温度，发酵模块的其中一个输出端与油水分离模块的输入端相连接，发酵模块的另外一个输出端与筛选模块相连接，由筛选模块对发酵模块处理完的固体物料进行筛选，筛选模块的输出端与造粒模块的输入端相连接，发酵模块、自动筛选模块和油水分离模块的废弃物输出端与废弃物处理模块的输入端相连接。本发明实现了对餐厨垃圾的集成化处理和精准发酵，避免了分离油液的污染及转运，降低了餐厨垃圾处理的运营成本。

Description

一种餐厨垃圾处理方法及设备

技术领域

本发明属于环保领域，涉及餐厨垃圾的处理，具体是一种餐厨垃圾处理方法及设备。

背景技术

餐厨垃圾包括餐饮垃圾和厨余垃圾两大类。随着全球人口基数的不断增长和人们生活水平的提高，餐厨垃圾的排放量日益增大。厨余垃圾来自于居民家庭日常生活，特点是总量较大。餐厨垃圾与普通垃圾最主要的区别在于餐厨垃圾含水率高、有机质含量高。

目前，现有常用的技术有好氧微生物降解处理、高温堆肥和厌氧消化处理等资源化利用技术，但上述方法需先将垃圾进行人工筛选、初级破碎、水洗、除油等前置程序，过程较复杂，自动化程度较低，且资源化处理仅对发酵箱体的物料进行处理，前置程序中残留的垃圾不能及时处理，极易滋生细菌、腐烂变质，从而对环境造成二次污染；另升温所需热能是采用电能转换或燃烧燃油或燃烧天然气，处理过程中产生的生物柴油有效利用渠道不畅，实际资源化利用较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种餐厨垃圾处理方法及设备，用以解决现有餐厨垃圾处理方法中前置程序多，过程较复杂，自动化程度较低，且筛选、初级破碎、水洗、除油等前置程序易造成二次污染，且处理过程中产生的生物柴油有效利用渠道不畅，实际资源化利用较低的问题。

本发明采用如下技术方案实现：

一种餐厨垃圾处理方法，包括如下步骤：

1)将餐厨垃圾输入发酵仓，并在输入过程中对垃圾进行自动计量和智能识别，通过计量称重和智能识别得到进入发酵仓中餐厨垃圾中的有机质含量；

2)在发酵仓内进行高温好氧发酵；

3)油水蒸汽通过过滤和冷凝进行分离，并将分离的油液进行精炼，用于发酵仓加热的燃料；

4)发酵仓内发酵后的固体物料进行自动筛选，并将筛选后的物料进行造粒；

对以上步骤中产生的废气、废水和固体废弃物进行达标处理并排放。

进一步的，所述步骤1)中，所述智能识别采用光谱遥感技术识别输入发酵仓中餐厨垃圾有机质的含量，结合自动计量进入发酵仓中餐厨垃圾的总重量，得到用于高温好氧发酵的有机质的具体数值，并根据有机质的数值调整后续步骤中的运行参数。

进一步的，所述步骤2)中，先对发酵仓内部的餐厨垃圾进行破碎。

进一步的，所述步骤2)中，所述发酵仓采用新能源加热+步骤3)中所述精炼后的油液作为辅助燃料的组合加热方式。

进一步的，所述步骤4)中，所述固体物料的筛选包括振动筛选、风选、磁选中的一种或多种。

在本发明的一种餐厨垃圾处理方法中，所述步骤1至步骤5为前后连接的自动工作流程。

本发明还公开了一种采用上述餐厨垃圾处理方法的设备，包括上料模块1、发酵模块2、加热模块、油水分离模块5、自动筛选模块6以及废弃物处理模块9；

所述上料模块1包括用于向发酵模块2输送餐厨垃圾的输送装置1A以及设置在输送装置1A上的计量单元1B和对输送装置1A上的餐厨垃圾进行智能识别的遥感单元1C；

所述发酵模块2包括与输送装置1A对接的发酵仓2A；

所述加热模块布置在发酵仓2A上，用于对发酵仓内部的餐厨垃圾进行加热发酵；

所述油水分离模块5和自动筛选模块6分别与发酵仓2A连通，分别用于对加热产生的油水蒸汽和发酵后的固体物料进行处理；

所述油水分离模块5和自动筛选模块6分别与废弃物处理模块9连接，分别对高温厌氧发酵产生的废气、油水分离的废水和筛选后的固体废弃物进行达标排放处理。

进一步的，所述发酵仓2A具有U型横截面，内部设有单轴或多轴式破碎辊子，所述辊子上均匀布置凸出的破碎刀头。

进一步的，所述加热模块包括新能源加热模块3和精炼油加热模块4，所述油水分离模块5的油分离端通过精炼模块8连接至精炼油加热模块4，将分离后的油液精炼成生物燃油作为发酵仓2A的加热燃料。

进一步的，所述自动筛选模块6包括振动输送装置6A以及设置在振动输送装置6A上的风选装置6B或磁选装置6C中的至少一个，所述自动筛选模块6的出口与造粒模块7连接，将筛选后的固体有机物料进行造粒打包。

本发明提供的餐厨垃圾处理方法中，垃圾输入、破碎、发酵、油水分离、油液精炼、固体筛选、造粒和废弃物处理这些步骤均为前后连接的自动工作流程，这些步骤可在餐厨垃圾区域就地作业，也可以通过筛选、破碎预处理后从分散点运输到处置中心进行集中处理。

本发明提供的餐厨垃圾处理设备中，包括相互连接的上料模块、发酵模块、加热模块、油水分离模块、筛选模块、造粒模块、废弃物处理模块，上料模块的输出端与发酵模块的输入端相连接，加热模块布置在发酵模块四周，控制发酵模块内的温度，发酵模块的其中一个输出端与油水分离模块的输入端相连接，发酵模块的另外一个输出端与筛选模块相连接，由筛选模块对发酵模块处理完的固体物料进行筛选，筛选模块的输出端与造粒模块的输入端相连接，发酵模块、自动筛选模块和油水分离模块的废弃物输出端与废弃物处理模块的输入端相连接。以上整个设备为自动化运行的一体化设备。

综上所述，本发明具有如下有益效果：本发明的餐厨垃圾处理方法步骤简便，通过自动计量和智能识别垃圾，从而自动选择破碎粒径大小、发酵温度、发酵时间等运行参数，实现了对餐厨垃圾的精准发酵处理；破碎、去油、脱水在发酵仓中集成处置，减少中间环节和中间破碎、脱水的二次污染，同时全过程密闭处理；发酵开始采用新能源进行发酵仓加热，发酵过程中可切换成使用精炼后的油液进行燃烧加热，从而降低了餐厨垃圾处理的运营成本，避免了分离油液的污染以及运输成本。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的一种餐厨垃圾处理设备的结构示意图。

图中标号：1、上料模块，1A、输送装置，1B、计量单元，1C、遥感单元，2、发酵模块，2A、发酵仓，2B、破碎辊子，2C、破碎刀头，3、新能源加热模块，4、精炼油加热模块，5、油水分离模块，5A、一级过滤装置，5B、二级过滤装置，5C、冷凝装置，6、自动筛选模块，6A、振动输送装置，6B、风选装置，6C、磁选装置，7、造粒模块，8、精炼模块，9、废弃物处理模块，10、排放设备，11、打包设备。

具体实施方式

实施例

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其实实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

参见图1，图示中的一种餐厨垃圾处理设备为本发明的优选方案，具体包括上料模块1、发酵模块2、新能源加热模块3、精炼油加热模块4、油水分离模块5、自动筛选模块6、造粒模块7、精炼模块8、废弃物处理模块9。

其中上料模块1输送装置1A、计量单元1B和遥感单元1C，输送装置1A的输出端与发酵模块2的输入端相连接，可采用皮带输送或其他常规餐厨垃圾输送装置，用于向发酵模块2输送餐厨垃圾，计量单元1B设置在输送装置1A上，对经过输送装置1A送入到发酵模块2的餐厨垃圾进行称重计量，遥感单元1C固定设置在输送装置1A上方，通过光谱遥感技术对输送装置1A上的餐厨垃圾进行智能识别，送入发酵模块2内的餐厨垃圾的有机质含量。本实施例中的上料模块1中输送装置1A为带式输送设备，电机频率采用变频控制，用于控制上料速度和上料量，与后续的计量单元1B和遥感单元1C相配合，对垃圾自动称重计量和有机质智能识别的结果，用于后续智能选择发酵模块2中破碎粒径大小、发酵温度、发酵时间等运行参数。

发酵模块2的主体为发酵仓2A，发酵仓2A的输入端与输送装置1A对接，发酵仓2A具有U型横截面，内部设有单轴或多轴式破碎辊子，辊子上均匀布置凸出的破碎刀头。

发酵模块2包括与输送装置1A对接的发酵仓2A，本实施例中发酵仓2A的横截面为U型结构，内部设置双轴式破碎辊子2B，破碎辊子2B上均匀布置了破碎刀头2C，在运转过程中通过对辊运动的破碎刀头2C对餐厨垃圾进行破碎，破碎后颗粒度控制在20mm以内。

新能源加热模块3和精炼油加热模块4布置在发酵模块2四周，控制发酵模块2内部温度，提供发酵过程的高温环境，破碎后的物料在发酵仓2A进行24小时的恒温发酵，发酵温度控制在60℃-65℃之间，整个设备启动时，由新能源加热模块3对发酵仓2A进行加热。在连续发酵一段时间后，可利用分离出来的精炼油液作为精炼油加热模块4的燃料，辅助加热。本实施例中中实现高温好氧发酵所需新能源加热模块3采用清洁的太阳能，利用太阳能转化热能实现发酵仓2A内部环境恒温加热，同时也设计了精炼油加热模块4，用于使用精炼后的生物油液进行辅助燃烧加热，直接利用餐厨垃圾处理后产生的精炼油，以来减少了产物油液的运输处理成本，同时也不会造成环境的污染。

发酵模块2的发酵仓2A其中一个输出端与油水分离模块5的输入端通过管道连接，加热产生的油水混合蒸汽通过该管道进入到油水分离模块5，进行油水分离处理，油水分离模块5的输出端与精炼模块8的输入端相连接，精炼模块8的输出端与加热模块4的输入端相连接；发酵仓2B另外一个输出端与自动筛选模块6相连接，发酵完成的固态物料进入自动筛选模块6，由自动筛选模块6对发酵模块2处理完的固体物料进行筛选，自动筛选模块6的输出端与造粒模块7的输入端相连接，自动筛选模块6和油水分离模块5的废弃物输出端与废弃物处理模块9的输入端相连接，将产生的废水、废气和固体废弃物通过废弃物处理模块9中相应的处理设备进行达标处理排放。

具体的，本实施例中的油水分离模块5包括一级过滤装置5A、二级过滤装置5B和冷凝装置5C，发酵仓2A排出的油水混合蒸汽通过串联设置的一级过滤装置5A和二级过滤装置5B实现两级过滤，去除蒸汽中的杂质，然后利用油和水的冷凝点不同，通过冷凝装置5C实现油水分离，分离的油液进入到精炼模块8，将油脂精炼成生物柴油等易燃燃料，为精炼油加热模块4提供燃料，分离的水则进入到废弃物处理模块9，利用其中的废水处理设备完成废水的治理，并通过排放设备10进行排放。废弃物处理模块9还设有废气治理设备，对发酵过程中产生的不能冷凝的废气进行抽吸治理并排放。餐饮废油精炼生物柴油为现有的潲水油转化利用技术，本实施例在此不对其实现的精炼模块具体工作原理进行赘述。

本实施例中的自动筛选模块6包括振动输送装置6A、风选装置6B和磁选装置6C，采用振动+风选+磁选的组合筛选方式，将发酵后的固化物料中的包装废料和金属物料等异物筛选出来，筛选后的有机物料进入到造粒模块7中进行造粒，形成有机肥成品，并通过打包设备11装袋。分离出来的包装废料和金属物料等固体废弃物则进入到废弃物处理模块9中的固体废弃物治理设备进行收集处理。

本实施例中的废气、废水和固体废弃物的治理均采用现有设备实现，本实施例在此不对其具体治理方案进行赘述。

本发明实施例包括：

参见图1，本发明的餐厨垃圾处理方法包括以下步骤：

1)使用上料模块1中的输送装置1A将餐厨垃圾输入发酵模块2中发酵仓2A，并在输入过程中利用计量单元1B和遥感单元1C对垃圾进行自动计量和智能识别，具体的，遥感单元1C采用光谱遥感技术智能识别输入发酵仓中餐厨垃圾有机质的含量，结合计量单元1B自动计量进入发酵仓中餐厨垃圾的总重量，得到用于高温好氧发酵的有机质的具体数值，并根据有机质的数值调整后续步骤中的运行参数。

2)利用破碎装置2C在发酵仓2A内对垃圾进行破碎，然后在发酵仓2A内进行高温好氧发酵；

3)利用油水分离模块5对油水进行两级过滤和冷凝分离，然后利用精炼模块8对分离的油液进行再次精炼成生物柴油，用于发酵仓的精炼油加热模块4的备用加热燃料；

4)仓内发酵后的固体物料进入自动筛选模块6进行筛选，并利用造粒模块7将筛选后物料进行造粒；

5)利用废弃处理模块9对过程中产生的废气、废水和固体废弃物进行达标处理。

步骤1)至5)的垃圾输入、破碎、发酵、油水分离、油液精炼、固体筛选、造粒和废弃物处理这些步骤为前后连接的自动工作流程。

步骤1)至5)的垃圾输入、破碎、发酵、油水分离、油液精炼、固体筛选、造粒和废弃物处理这些步骤可在餐厨垃圾区域就地作业，也可以通过筛选、破碎预处理后从分散点运输到处置中心进行集中处理。

以上仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡是利用本发明说明书内容所的等效结构或等效步骤变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾处理方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将餐厨垃圾输入发酵仓，并在输入过程中对垃圾进行自动计量和智能识别，通过计量称重和智能识别得到进入发酵仓中餐厨垃圾中的有机质含量；

2)在发酵仓内进行高温好氧发酵；

3)油水蒸汽通过过滤和冷凝进行分离，并将分离的油液进行精炼，用于发酵仓加热的燃料；

4)发酵仓内发酵后的固体物料进行自动筛选，并将筛选后的物料进行造粒；

5)对以上步骤中产生的废气、废水和固体废弃物进行达标处理并排放。

2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾处理方法，所述步骤1)中，所述智能识别采用光谱遥感技术识别输入发酵仓中餐厨垃圾有机质的含量，结合自动计量进入发酵仓中餐厨垃圾的总重量，得到用于高温好氧发酵的有机质的具体数值，并根据有机质的数值调整后续步骤中的运行参数。

3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾处理方法，所述步骤2)中，先对发酵仓内部的餐厨垃圾进行破碎。

4.根据权利要求3所述的一种餐厨垃圾处理方法，所述步骤2)中，所述发酵仓采用新能源加热+步骤3)中所述精炼后的油液作为辅助燃料的组合加热方式。

5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾处理方法，所述步骤4)中，所述固体物料的筛选包括振动筛选、风选、磁选中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种餐厨垃圾处理方法，所述步骤1)至步骤5)为前后连接的自动工作流程。

7.一种采用权利要求1-6中任一项餐厨垃圾处理方法的设备，其特征在于：包括上料模块(1)、发酵模块(2)、加热模块、油水分离模块(5)、自动筛选模块(6)以及废弃物处理模块(9)；

所述上料模块(1)包括用于向发酵模块(2)输送餐厨垃圾的输送装置(1A)以及设置在输送装置(1A)上的计量单元(1B)和对输送装置(1A)上的餐厨垃圾进行智能识别的遥感单元(1C)；

所述发酵模块(2)包括与输送装置(1A)对接的发酵仓(2A)；

所述加热模块布置在发酵仓(2A)上，用于对发酵仓内部的餐厨垃圾进行加热发酵；

所述油水分离模块(5)和自动筛选模块(6)分别与发酵仓(2A)连通，分别用于对加热产生的油水蒸汽和发酵后的固体物料进行处理；

所述油水分离模块(5)和自动筛选模块(6)分别与废弃物处理模块(9)连接，分别对高温厌氧发酵产生的废气、油水分离的废水和筛选后的固体废弃物进行达标排放处理。

8.根据权利要求7所述的设备，所述发酵仓(2A)具有U型横截面，内部设有单轴或多轴式破碎辊子，所述辊子上均匀布置凸出的破碎刀头。

9.根据权利要求8所述的设备，所述加热模块包括新能源加热模块(3)和精炼油加热模块(4)，所述油水分离模块(5)的油分离端通过精炼模块(8)连接至精炼油加热模块(4)，将分离后的油液精炼成生物燃油作为发酵仓(2A)的加热燃料。

10.根据权利要求7所述的设备，所述自动筛选模块(6)包括振动输送装置(6A)以及设置在振动输送装置(6A)上的风选装置(6B)或磁选装置(6C)中的至少一个，所述自动筛选模块(6)的出口与造粒模块(7)连接，将筛选后的固体有机物料进行造粒打包。

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