CN109819944A - 餐厨垃圾系统化处理模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是包括五大组成部分，即前处理系统、发酵系统、孵化养殖系统、分选系统以及辅助系统；所述前处理系统设有初选装置，初选装置通过斜送机和油水脱离机构连接，油水脱离机构和发酵罐连接；所述发酵罐出料口通过其物料分配系统进入孵化养殖系统，所述孵化养殖系统包括养殖箱，养殖箱内设有若干层养殖槽，每层养殖槽配设有翻耙加料机；所述分选系统设有虫、粪分选装置。集成处理、集成养殖，占地面积小，空间利用高，养殖量大；固定设施较少，移动式模块式化集成，运输方便，和固定场地养殖相比更具灵活性、互配性和重复利用。

Description

餐厨垃圾系统化处理模块

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾处理技术，尤其是一种由昆虫为养殖主体自然分解餐厨垃圾及各类粪便的模块化处理系统。

背景技术

黑水虻、蝇蛆、黄粉虫等昆虫类具有较高的经济价值，目前人们在这方面养殖采用的方法基本处于微小型、单一品种、低生产率养殖阶段，如专利公开号为CN107873651A，提供的一种黑水虻养殖盆及黑水虻养殖装置，其中黑水虻养殖盆包括顶部开口的盆体，盆体包括底面和多个侧面，底面和侧面之间、侧面和相邻侧面之间均采用能够防止黑水虻从盆体内部向盆体外爬行的光滑的弧形结构进行连接；底面底部设有向下凹陷的多个凹陷部，凹陷部与底面之间、凹陷部与相邻凹陷部之间采用能够防止黑水虻从凹陷部向底面爬行的光滑的弧形结构进行连接；多个侧面的外壁上设置有多个用于增加所述盆体整体强度的加强筋。又如专利公开号为CN109221017A设计的一种黑水虻养殖室，包括室体，其内部设置有温度传感器、湿度传感器、光敏传感器和氧传感器；第一导气管一端与室体连接；第一导气管的另一端与鼓风机的进风口连接；第二导气管一端与鼓风机的出风口连接，且另一端与室体连接；光源设置于室体内；排气管一端与第二导气管连接；加热器进气口通过进气管与第二导气管连接，出气口通过出气管与第二导气管连接；加湿器通过加湿管与第二导气管连接；氧气罐通过氧气管与第二导气管连接。经实践证明，餐厨垃圾是养殖这些昆虫的重要原料，而在我国餐厨垃圾不仅量大而且现有的垃圾处理厂基本都处于饱和状态，餐厨垃圾的有效再利用也是当前人们急解决的社会环保问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决餐厨垃圾有效地转换为黑水虻等昆虫饲料、并对经济昆虫进行规模化自动化的养殖等问题，提供一种餐厨垃圾系统化处理模块，处理量大、自动化程度高、无需特别厂房设施、经济效益明显。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是包括五大组成部分，即前处理系统、发酵系统、孵化养殖系统、分选系统以及辅助系统；所述前处理系统设有初选装置，初选装置通过斜送机和油水脱离机构连接，油水脱离机构和发酵罐连接；所述发酵罐出料口通过其物料分配系统进入孵化养殖系统，所述孵化养殖系统包括养殖箱，养殖箱内设有若干层养殖槽，每层养殖槽配设有翻耙加料机；所述分选系统设有虫、粪分选装置。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述初选装置包括初选槽，初选槽内设有物料翻转机构，初选槽下方为油水收集池；与物料翻转机构配合设有集料槽，斜送机的接料头位于集料槽中，集料槽底部通过过滤底栅与油水收集池相通。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述物料翻转机构上方设有磁性分爬机构。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述养殖槽中设有导轨，翻耙加料机设有与导轨配合的行走轮，翻耙加料机的底部设有旋耕刀。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述翻耙加料机在行走方向的两端分别设有具有两个位置状态的前推板、后刮板，两个位置状态包括“推”、“刮”工作状态和“收起”非作业状态。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述翻耙加料机设有均料斗，养殖箱一端上部设有与物料分配系统衔接的放料装置，放料装置包括与均料斗长度相适配的螺旋分配机，螺旋分配机一端连接伸缩导料筒，伸缩导料筒的最大伸出长度和养殖箱最低层的翻耙加料机配合。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述孵化养殖系统包括孵化房，与孵化房配套设有热能供给装置以及水帘冷却系统。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述翻耙加料机中设有均料斗，在均料斗底部出料口部位设有控量调节板。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述辅助系统包括虫粪发酵间、污水处理装置以及废气处理装置。

前述的餐厨垃圾系统化处理模块中，作为优选，所述磁性分爬机构设有加磁性吸盘，并设有间距大于等于50mm的爬齿。

本技术方案从餐厨垃圾处理开始，以黑水虻等昆虫饲料为发酵成品对象，在同一系统中配置孵化养殖系统，并通过分选系统对两种主要产品(成虫、虫粪)进行分类，最终获得蛋白、有机肥等成品，在该系统中还布置辅助系统，如废水废气的及时处理，使得整个方案形成一个完整的独立工厂“车间”。

前处理系统是对餐厨垃圾的初步分类，在初选装置中的初选槽中，通过物料翻转机构对油水液体类物质进行首次过滤，由磁性分爬机构对易拉罐等金属件以及玻璃瓶等杂质进行分选。与物料翻转机构并列作业区是集料槽，集料槽对从物料翻转机构送来的物料再次进行过滤，并由斜送机输出至发酵系统，过滤的液体全部回收在油水收集池。

在发酵系统中，由油水脱离机构对送入的物料进行含水量控制，以保证物料发酵所需的最佳湿度。发酵罐内设有温度、湿度、光度、含氧量等各项生物指标的自动监测及远程(监控室)控制配置，设有自动加注生物菌种配置，并具有对内部物料进行翻转、搅拌、计量，保证物料发酵的均匀性。

本技术方案的孵化养殖系统根据处理量设计，在充分利用空间的前提下，可并列布置多台养殖箱，物料通过物料分配系统分配到各养殖箱。除了孵化房，每台养殖箱均具有独立的工作能力，且上、下隔分的若干层养殖槽也各自具备单独的生产养殖能力，在每层养殖槽中配设有翻耙加料机和恒温、恒湿装置及空气净化、降氟装置。本装置中的养殖槽中铺设导轨，翻耙加料机由电机驱动行走轮，可以沿导轨匀速行走。由于发酵后的餐厨垃圾仍具有结块、粘附、发热等现象，所以在翻耙加料机的底部设置了一种旋耕刀，旋耕刀不仅对结块物料进行打散并进行降温，而且对养殖槽整个平面进行物料均衡，使养殖槽获得最大利用面积。不仅如此，本方案在翻耙加料机行走方向的两端分别设置了前推板和后刮板，前推板和后刮板都具有作业和非作业两个工位，两个工位即“推”、“刮”和“收起”。当成虫养成，通过“推”工位，把成虫、虫粪一起推向出料端，通过“刮”工位，把养殖槽内的残留物清理干净，以待下次饲养；而在翻耙加料机正常加料工作状态时，前推板和后刮板均处于收起状态。

进一步，翻耙加料机的均料斗底部出料口部位设有控量调节板，以便对养殖槽内不同位置物料厚度的选择性控制。在养殖箱一端上部设有的放料装置，具有两个功能性装置，一是螺旋分配机对送入均料斗的物料进行宽度(指养殖槽)方向的均衡；二是通过伸缩导料筒以及螺旋分配机的共同上下移动，对养殖箱上、下各层翻耙加料机进行分别加料。

本方案分选系统除了对虫、粪进行分类，还对成虫进行烘干处理，烘干虫为高蛋白产品，虫粪经发酵成为最佳的有机肥。

本装置的孵化养殖系统中的孵化房，配置锅炉、储能室等热能供给装置以及水帘冷却系统，以保证一年四季都能进行养殖作业，并实现全自动控制的模块内恒温、恒湿、空气净化等作业。

另外，本方案通过辅助系统的布置，使总系统形成一个完整独立的工厂。这些辅助系统包括虫粪发酵间、污水处理装置、废气处理装置等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

集成处理、集成养殖，占地面积小，空间利用高，养殖量大；固定设施较少，移动式模块式化集成，运输方便，和固定场地养殖相比更具灵活性、互配性和多次利用的特点；易实现温度、湿度检测及控制，置换新鲜空气、自动精准喂料、自动投放幼虫、异常状态报警等功能；适用范围广，可用于养殖黑水虻、蝇蛆、黄粉虫等多类经济昆虫。

附图说明

图1是本发明的一种系统布置示意图。

图2是本发明的一种平面布置示意图。

图3是图2的仰视图。

图4是本发明的一种前处理系统结构示意图。

图5是本发明的一种孵化养殖系统养殖箱部位结构示意图。

图6是养殖箱一种端部结构示图。

图7、图8是本发明的一种翻耙加料机结构示意图。

图9是本发明养殖箱部位部分主电路电气原理图。

图中：

1.前处理系统，101.油水收集池，102.过滤底栅，103.活动式滤板，104.物料翻转机构，105.斜送机，106.集料槽，107.防护盖，108.磁性分爬机构，109.砂泵，110.初选槽；

2.发酵系统，201.发酵罐，202.物料分配系统；

3.孵化养殖系统，301.养殖箱，302.翻耙加料机，3021.均料斗，3022.前推板，3023.后刮板，3024.行走轮，3025.旋耕刀，303.伸缩导料筒，304.螺旋分配机，305.升降机，306.接料转换器，307.养殖槽；

4.分选系统，401.烘干装置；

5.虫粪发酵间，6.污水处理装置，7.废气处理装置，8.热能供给装置，9.孵化房。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1至图3，本实施例一种餐厨垃圾系统化处理模块，具有五大单系统组成部分，即前处理系统1、发酵系统2、孵化养殖系统3、分选系统4以及辅助系统。以20吨/天处理量设计，占地面积约24米×20米(长*宽)即可，各功能区均以模块化布置，其中箱体以标准集装箱尺寸制作，在此范围内，各系统构成合围工厂，以充分利用空间和便于管理。随着处理量的增加，各组成模块可以随时补增。

下面对各系统进行具体说明。

前处理系统1主要是对餐厨垃圾进厂的初步分拣，处理物包括一拉罐等金属物品、玻璃等大块非金属硬物、油水等液体，这些分拣工作由初选装置完成。如图4所示，前处理系统1初选装置包括初选槽110，初选槽110内设有物料翻转机构104，物料翻转机构104是具有敞开容纳空间的盘状承接体，承接体底部设有格栅，作为液体过滤之用。与物料翻转机构104配合并位于其上方设有活动式磁性分爬机构108，磁性分爬机构108设有加磁性吸盘，即通过通电操作获得磁性对金属物品进行吸附并移走，磁性分爬机构108的底面上还设有间距等于50mm的爬齿，在磁性分爬机构108水平往复移动过程中，通过爬齿对玻璃瓶等非金大块物体进行分拣。当餐厨垃圾初步分拣之后，物料翻转机构104把处理后的垃圾倾倒至集料槽106。初选槽110下方为油水收集池101，集料槽106的下方也同样连通到油水收集池101。初选槽110的底部设有活动式滤板103，油水等液体通过活动式滤板103进入油水收集池101。活动式滤板103可以吊出定期进行清洗。油水收集池101配置砂泵109，把油水抽至污水处理装置6，可进行油水分离。集料槽106上方设有与物料翻转机构104联动的防护盖107，即当物料翻转机构104需要倾倒物料时，防护盖107自动打开，而平常为封盖状态。斜送机105的接料头位于集料槽106中，集料槽106底部通过活动式过滤底栅102与油水收集池101相通，斜送机105输送带下方设有承水槽，对尚未过滤掉的少量液体进行输送过程回流。

前处理系统1初选装置通过斜送机105进入发酵系统2，发酵系统2中承接斜送机105物料的是油水脱离机构，油水脱离机构具有挤压装置，或离心脱水机，也配置有撕碎绞刀，对餐厨垃圾进一步进行含水量控制、“粒度”处理，以获得最佳发酵原料和昆虫食料。油水脱离机构通过输送机把物料送进发酵罐201。发酵罐201出料口通过其物料分配系统202进入孵化养殖系统，物料分配系统202包括螺旋绞刀输送机。

孵化养殖系统主要包括两单位，即孵化房9和养殖箱301。其中养殖箱301内设有4层养殖槽307，如图5、图6所示，每层养殖槽307均配设有翻耙加料机302，加料配虫时轮流对各层翻耙加料机302进行放料。养殖箱301设有基本骨架，尺寸与标准集装箱相同，具有起吊环以及地面可拆卸式移动滚轮。养殖槽307中两边设有导轨，翻耙加料机302设有与导轨配合的行走轮3024，如图7、图8所示，翻耙加料机302的底部设有旋耕刀3025。翻耙加料机302在行走方向的前后两端分别设有具有两个位置状态的前推板3022、后刮板3023，两个位置状态即“推”、“刮”工作状态和“收起”非作业状态。翻耙加料机302设有锥形均料斗3021，均料斗3021底部出料口部位设有控量调节板，控量调节板由连杆伸缩机构控制。养殖箱301一端(通常称为头部)上部设有与物料分配系统202衔接的放料装置，放料装置包括与均料斗长度相适配的螺旋分配机304，螺旋分配机304上端连接伸缩导料筒303，伸缩导料筒303的最大伸出长度和养殖箱301最低层的翻耙加料机302配合，伸缩导料筒303的上端与接料转换器306连接，螺旋分配机304长度方向两端分别设有同步升降机305。与孵化房9配套设有锅炉房热能供给装置8以及水帘冷却系统11。

养殖箱301工作时部分主电路电气原理如图9所示，如M6为螺旋分配机；M7为升降机305，可以实现正反转；M8至M11分别为上下四层震动器等。由于本系统电气控制系统比较简单，这里不多作说明。

分选系统4设有虫、粪分选筛装置，并设有烘干装置401。

辅助系统包括虫粪发酵间5，污水处理装置6，以及废气处理装置7等。其中发酵间5同样以标准集装箱尺寸为大小，污水处理装置6设计符合本系统的小型处理机，如一体机、气浮装置、油水分离器等。

工作过程：餐厨垃圾先在前处理系统1进行初拣，把金属、玻璃等杂质选出，然后由斜送机105送入发酵系统2，先由油水脱离机构对物料进行挤压，除去大部分水分，保留20％左右的湿度，随后在发酵罐201内进行发酵，发酵物料通过物料分配系统202输送至孵化养殖系统3的养殖箱301，在加料、成虫虫粪收集之后，送入分选系统4，把虫、粪筛分，且把成虫烘干包装。在本实施例中，由辅助系统对生产过程中的废水、废气、不能作为饮料的杂质进行分类处理。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺、方法等均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是包括五大组成部分，即前处理系统(1)、发酵系统(2)、孵化养殖系统(3)、分选系统(4)以及辅助系统；所述前处理系统设有初选装置，初选装置通过斜送机(105)和油水脱离机构连接，油水脱离机构和发酵罐(201)连接；所述发酵罐出料口通过其物料分配系统(202)进入孵化养殖系统，所述孵化养殖系统包括养殖箱(301)，养殖箱内设有若干层养殖槽(307)，每层养殖槽配设有翻耙加料机(302)；所述分选系统设有虫、粪分选装置。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征在于，所述初选装置包括初选槽(110)，初选槽内设有物料翻转机构(104)，初选槽下方为油水收集池(101)；与物料翻转机构配合设有集料槽(106)，斜送机(105)的接料头位于集料槽中，集料槽底部通过过滤底栅(102)与油水收集池相通。

3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是，所述物料翻转机构(104)上方设有磁性分爬机构(108)。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是，所述养殖槽(307)中设有导轨，翻耙加料机(302)设有与导轨配合的行走轮(3024)，翻耙加料机的底部设有旋耕刀(3025)。

5.根据权利要求1或4所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是，所述翻耙加料机(302)在行走方向的两端分别设有具有两个位置状态的前推板(3022)、后刮板(3023)，两个位置状态包括“推”、“刮”工作状态和“收起”非作业状态。

6.根据权利要求1或4所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是，所述翻耙加料机(302)设有均料斗(3021)，养殖箱一端上部设有与物料分配系统(202)衔接的放料装置，放料装置包括与均料斗长度相适配的螺旋分配机(304)，螺旋分配机一端连接伸缩导料筒(303)，伸缩导料筒的最大伸出长度和养殖箱最低层的翻耙加料机配合。

7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征是，所述孵化养殖系统(3)包括孵化房(9)，与孵化房配套设有热能供给装置(8)以及水帘冷却系统(11)。

8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征在于，所述翻耙加料机(302)中设有均料斗(3021)，在均料斗底部出料口部位设有控量调节板。

9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征在于，所述辅助系统包括虫粪发酵间(5)、污水处理装置(6)以及废气处理装置(7)。

10.根据权利要求3所述的餐厨垃圾系统化处理模块，其特征在于，所述磁性分爬机构(108)设有加磁性吸盘，并设有间距大于等于50mm的爬齿。