CN110142124B - 一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置，该工艺包括以下流程：储料池对物料进行存储、过滤液体；抓斗起重机将物料运输到破碎机中；破碎机对物料进行破碎；破碎后的物料被输送到滚筒筛内；滚筒筛将物料中的废纸片、编织物、塑料等筛上物分选出来进行外运焚烧或者填埋，分筛后的筛下物被送到磁选机下方，磁选机对物料中的磁性金属进行分选回收；磁选后的物料为有机质，被送到有机质储料池，以便后期进入后续干式厌氧系统发酵。本发明提供的工艺流程具有物料分选率高、系统简单等，能够满足后续厨余垃圾干式厌氧发酵的要求。

Description

一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置
技术领域
本发明属于厨余垃圾处理技术领域，具体涉及一种城镇厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置，具有分选效果好、进料范围广、系统简单、能耗低、运行安全可靠、维护操作简单方便等特点。
背景技术
随着经济社会发展和物质消费水平大幅提高，我国生活垃圾产生量迅速增长，环境隐患日益突出，已经成为新型城镇化发展的制约因素。遵循减量化、资源化、无害化的原则，实施生活垃圾分类，可以有效改善城乡环境，促进资源回收利用，加快“两型社会”建设，提高新型城镇化质量和生态文明建设水平。
厨余垃圾(有机固废)主要包括：相关单位食堂、宾馆、饭店、生活小区等产生的有机质垃圾，农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、蛋壳、畜禽产品内脏等。
厨余垃圾因其易腐发臭、易生物降解等特点,不宜直接填埋和焚烧。目前,厨余垃圾(有机固废)的处理以厌氧发酵为主，但是由于垃圾中含有一定量的杂质，不能直接进入厌氧系统，所以要进行预处理将厨余垃圾中的有机质分选出来。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置，采用粗破碎、分筛、磁选的方法将物料分为编织物、废纸塑料等杂质，磁性金属和有机质，其中编织物、废纸、塑料等杂质进行外运处理焚烧或者填埋，磁性金属进行回收，有机质进入后续干式厌氧系统发酵。
本发明提供一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺，包括以下过程：
步骤一：通过抓斗起重机将承载于物料储料池中的垃圾抓取并投放至破碎机中；
步骤二：物料在破碎机中破碎；
步骤三：破碎后的物料经破碎机中出料后经带式输送机输送至滚筒筛；
步骤四：物料在滚筒筛中分筛，其中分筛后的筛上物经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中；筛下物经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机下进行处理；
步骤五：磁选机对筛下物进磁选，将铁质金属分选出来并回收，并将磁选后的有机质输送至有机质储料池。
优选地，所述步骤一中垃圾在物料储料池中通过底部设置的滤水格栅滤除垃圾中的液体，其中滤水格栅设置在物料储料池一侧侧壁的底部，且物料储料池的底部朝向滤水格栅方向倾斜设置。
优选地，所述物料储料池的底部具有2°斜坡率，所述滤水格栅孔尺寸为4mm×38mm，且滤水格栅采用梯形扁钢焊接而成，焊接后的厚度为20mm，每个滤水格栅的大小为400mm×400mm，沿着物料储料池侧壁底部设置多个滤水格栅，相邻两个滤水格栅之间的中心间距为1m。
优选地，所述破碎机顶部具有接料斗，抓斗起重机的液压抓斗将抓取的物料投放于接料斗中，接料斗的壁板与竖直方向夹角小于45°，破碎机底部具有出料口，破碎机采用双轴式对剪破碎机，采用双扇形刀具，每把刀具带四个齿，分别处于两侧，每个轴上设置多把刀具，刀具表面与轴向垂直，两个轴上的刀具彼此相互交叠。
优选地，所述滚筒筛具有沿着横向倾斜设置的圆筒形筛网，其进料口的高度高于物料出口的高度，筛网上具有多个筛孔，筛网内部设置有刀具，刀具与筛网的内壁垂直，对应设置刀具时，于设置刀具的某一内壁圆周上均匀设置多个刀具，并沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，且越向筛网的物料出口方向，相邻两组刀具的间距越大；滚筒筛在滚动过程中使筛上物塑料、纤维杂质不断向物料出口方向滚动出而落入的筛上物带式输送机上方，经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中，而滚筒筛下方设置的筛下物带式输送机能够承接经滚筒筛所筛落的筛下物，并经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机中进行后续处理。
本发明提供一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理装置，包括物料储料池、抓斗起重机、破碎机、带式输送机、滚筒筛、筒筛筛上物带式输送机、滚筒筛筛下物带式输送机、磁选机、储料池进料带式输送机和有机质储料池；
所述物料储料池用于承载垃圾并滤除垃圾中的液体，所述抓斗起重机架设在物料储料池的上方，包括起重机和液压抓斗，液压抓斗移动设置于起重机横梁上的滑轨上方，通过液压抓斗从物料储料池中抓取物料并投入破碎机中，破碎机下方设置有带式输送机，通过带式输送机将物料传输至滚筒筛，所述滚筒筛的物料出口侧连接筛上物带式输送机，滚筒筛的下方设置筛下物带式输送机，所述筛下物带式输送机将筛下物传输至磁选机，磁选后的有机质通过储料池进料带式输送机输送至有机质储料池储存。
优选地，所述步骤一中垃圾在物料储料池中通过底部设置的滤水格栅滤除垃圾中的液体，其中滤水格栅设置在物料储料池一侧侧壁的底部，且物料储料池的底部朝向滤水格栅方向倾斜设置。
优选地，所述物料储料池的底部具有2°斜坡率，所述滤水格栅孔尺寸为4mm×38mm，且滤水格栅采用梯形扁钢焊接而成，焊接后的厚度为20mm，每个滤水格栅的大小为400mm×400mm，沿着物料储料池侧壁底部设置多个滤水格栅，相邻两个滤水格栅之间的中心间距为1m。
优选地，所述破碎机顶部具有接料斗，抓斗起重机的液压抓斗将抓取的物料投放于接料斗中，接料斗的壁板与竖直方向夹角小于45°，破碎机底部具有出料口，破碎机采用双轴式对剪破碎机，采用双扇形刀具，每把刀具带四个齿，分别处于两侧，每个轴上设置多把刀具，刀具表面与轴向垂直，两个轴上的刀具彼此相互交叠。
优选地，所述滚筒筛具有沿着横向倾斜设置的圆筒形筛网，其进料口的高度高于物料出口的高度，筛网上具有多个筛孔，筛网内部设置有刀具，刀具与筛网的内壁垂直，对应设置刀具时，于设置刀具的某一内壁圆周上均匀设置多个刀具，并沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，且越向筛网的物料出口方向，相邻两组刀具的间距越大；滚筒筛在滚动过程中使筛上物塑料、纤维杂质不断向物料出口方向滚动出而落入的筛上物带式输送机上方，经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中，而滚筒筛下方设置的筛下物带式输送机能够承接经滚筒筛所筛落的筛下物，并经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机中进行后续处理。
本发明具有以下优点：
本发明工艺分选效果好，能耗低对原料要求。
本发明工艺优先选用抓斗起重机进行上料，上料效率高，在通过人工操作抓斗的过程中还能将大件垃圾和干扰物(床垫、柜子、椅子等)挑选出来。
本发明工艺优先选用液压驱动双轴式破碎机，破碎机扭矩大、性能稳定、处理量高。
本发明工艺优先选用滚筒筛对物料进行分选，分选效率高，分选效果好。
本发明工艺优先选用悬浮式磁选机对物料进行分选，磁选机磁场强度高，吸附力强，针对铁质金属分选效果好。
附图说明
图1为本发明提供的预处理装置的结构示意图；
图2为本发明中储料池的结构示意图；
图3为本发明中滤水格栅的结构示意图；
图4为本发明中破碎机的结构示意图；
图5为本发明中破碎机刀具的结构示意图；
图6为本发明中滚筒筛的结构示意图；
图7为本发明中滚筒筛刀具安装示意图；
图8为本发明提供的预处理工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺及装置，所述装置的结构如图1所示包括：物料储料池1、抓斗起重机2、破碎机3、带式输送机4、滚筒筛5、筛上物带式输送机6、筛下物带式输送机7、磁选机8、储料池进料带式输送机9、有机质储料池10。
如图2所示，所述物料储料池1为向地面12以下凹设的池体，其采用混凝土制作，用于承载垃圾，其底部具有2°斜坡率，且在相对较低的底部的对应物料储料池1侧壁底部上设置滤水格栅11(间隔设置多个)，如图2和图3所示，具有大量滤水格栅孔，滤水格栅孔尺寸为4mm×38mm，滤水格栅11采用梯形扁钢13焊接而成，焊接后的厚度一般为20mm，每个滤水格栅11的大小一般为400mm×400mm，滤水格栅之间中心间距1m，池内垃圾中所含的液体通过具有斜坡率的底部和滤水格栅11滤除，绿叶可以送到污水处理系统中处理。所述抓斗起重机2架设在物料储料池1的正上方，其包括起重机和液压抓斗，液压抓斗设置于起重机横梁上方，且横梁上方设置有供液压抓斗华东的滑轨，当抓斗移动至合适位置后，利用液压抓斗从物料储料池1中抓取物料。
所述破碎机3的结构如图4所示，设置于所述物料储料池1的一侧，其顶部具有接料斗，接料斗有一定的容积，接料斗壁板与竖直方向夹角小于45°，以防止厨余垃圾粘连在壁板上，底部具有出料口，破碎机采用双轴式对剪破碎机，采用双扇形刀具，如图5所示，每把刀具带四个齿，分别处于两侧，刀具厚为80mm，每个轴上设置8把刀具，刀具的平面与轴垂直，两个轴上的刀具彼此相互交叠，使物料经两个轴上的刀具破碎后的粒径小于250mm。其接料斗距离物料储料池1的距离满足抓斗起重机2所抓取的物料能够投放至其接料斗中，所述接料斗的下方设置有带式输送机4，且所述接料斗的下方的出料口正对带式输送机4的一端上方，使出料口所出粉碎后的物料正好落至带式输送机4的一端，通过传输带滚动不断向另一端传输。
所述带式输送机4的另一端下方设置有滚筒筛5，该滚筒筛5架设于支架上方，所述滚筒筛5的结构如图6所示，具有沿着横向方向倾斜(倾斜角度2°)设置的圆筒形筛网15，其上具有大量的筛孔，筛孔直径一般为80mm，开孔率＞60％，这样既可以提高筛分效率又可以防止筛孔堵塞。滚筒筛的筛网15内部设置刀具14，刀具14与筛网15内壁垂直，刀具14结构如图7所示，结构上包括相互形成为一体结构的矩形部分和三角形部分，其中矩形部分的端部与筛网15内壁固定，三角形部分朝向筛网15的空腔内部，刀具14均匀分布在筛网15内，一般地，在对应设置刀具时，于设置刀具14的某一内壁圆周上均匀设置多个刀具，将该一圆周上所设置的刀具称为一组刀具，沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，如一周上设置3个刀具，相互之间间隔为120°，一般沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，越向筛网的物料出口方向，相邻两组刀具的间距越大，如设置5组刀具，相邻两组之间的间距顺次分别为500mm、870mm、1800mm和3250mm(筛网的整体长度为8000mm)，通过以上的刀具设置可以进一步将物料中的塑料袋进行撕裂，筛上物主要是编织物、废纸塑料等杂质。筛网15一侧与所述带式输送机4对接的进料口(可以将带式传送机4的端部探入筛网15中一定长度来实现自动将物料落在筛网内，或通过人工手段进料)，能够使物料进入筛网内进行分筛，另一侧为物料出口，其中，如图6所示，所述筛网5沿着一定倾斜角度设置，一般倾斜角度为5-10°，其中进料口的高度高于物料出口的高度，以便于所述筛上物带式输送机6在滚动过程中使筛上物塑料、纤维等杂质不断向物料出口方向滚动出而落入处于该物料出口下方的筛上物带式输送机6上方，然后经筛上物带式输送机6输送到后续运输车辆中，而所述筛网下方间隔一定间距设置筛下物带式输送机7，使经滚筒筛5所筛落的筛下物落在筛下物带式输送机7的一端，并经筛下物带式输送机7传送至悬浮式磁选机8中进行后续处理；所述杂质经筛上物带式输送机6和经筛下物带式输送机7为两个不同方向的传输机，如相互呈90度。所述磁选机8能够将铁质金属分选出来并回收，并将除此之外的磁选后的物料(有机质)送到有机质储料池10中进行临时储存，然后被输送到干式厌氧反应器进行厌氧发酵。所述有机质储料池10为混凝土制作，其设置在地面以下，用于对有机质进行存储。
本发明提供一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺，如图8所示，具体包括以下流程步骤：
步骤一：厨余垃圾收运车将厨余垃圾卸入物料储料池1中，垃圾于物料储料池1中渗滤掉液体，所述物料储料池1采用混凝土制作并设置于地面以下，某一侧的侧壁底部设置有滤水格栅用于滤除物料中的液体，抓斗起重机2安装于物料储料池1正上方，抓斗起重机2包含起重机和液压抓斗，抓斗起重机2两侧安装有轨道，抓斗可沿轨道进行移动，移动至合适位置后，利用液压抓斗从物料储料池1中抓取物料，并投放至破碎机3的接料斗中；
步骤二：破碎机3顶部具有一个带一定容积的接料斗，抓斗起重机1将抓取上来的物料送入接料斗后，物料在破碎机3内部进行破碎，经过破碎机3破碎后物料粒径小于250mm；
步骤三：破碎机3的底部具有出料口，出料口下方正对带式输送机4的一端，带式传输机4能够将接住的破碎后的物料经滚动传输送入带式输送机4另一端的滚筒筛5中；
步骤四，所述滚筒筛5的筛孔为80mm，滚筒筛5将带式输送机4送来的物料进行分筛，其中分筛后的筛上物塑料、纤维等杂质经筛上物带式输送机6输送到后续运输车辆中；筛下物经筛下物带式输送机7传送至悬浮式磁选机8下方进行处理；
步骤五：磁选机8对筛下物带式输送机7传送来的筛下物进磁选，将铁质金属分选出来并回收，并将除此之外的磁选后的物料(有机质)送到有机质储料池10中，所述有机质储料池10为混凝土制作，其设置在地面以下，用于对有机质进行存储。
所述物料储料池1中的原料(垃圾)组分：
Figure GDA0002761415980000071
本发明在工艺方法过程中设计的控制参数：
Figure GDA0002761415980000072
Figure GDA0002761415980000081
经本发明工艺处理后有机质储料池10中的物料组分：
序号 指标名称 单位 数值
1 有机物含量 ％ 60-80
2 大于2毫米的易沉积物含量 ％ 0-10
3 物料的平均尺寸(直径) mm 0-80
4 不超过10％的长条型成分 mm 0-250
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺，其特征在于，包括以下过程：
步骤一：通过抓斗起重机将承载于物料储料池中的垃圾抓取并投放至破碎机中；
步骤二：物料在破碎机中破碎；
步骤三：破碎后的物料经破碎机中出料后经带式输送机输送至滚筒筛；
步骤四：物料在滚筒筛中分筛，其中分筛后的筛上物经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中；筛下物经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机下进行处理；
步骤五：磁选机对筛下物进磁选，将铁质金属分选出来并回收，并将磁选后的有机质输送至有机质储料池；
其中，所述滚筒筛具有沿着横向倾斜设置的圆筒形筛网，其进料口的高度高于物料出口的高度，筛网上具有多个筛孔，开孔率>60％，筛网内部设置有刀具，刀具结构包括相互形成为一体结构的矩形部分和三角形部分，其中矩形部分的端部与筛网内壁固定，三角形部分朝向筛网的空腔内部；
刀具与筛网的内壁垂直，对应设置刀具时，于设置刀具的某一内壁圆周上均匀设置多个刀具，并沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，且越向筛网的物料出口方向，相邻两组刀具的间距越大；
滚筒筛在滚动过程中使筛上物塑料、纤维杂质不断向物料出口方向滚动出而落入的筛上物带式输送机上方，经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中，而滚筒筛下方设置的筛下物带式输送机能够承接经滚筒筛所筛落的筛下物，并经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机中进行后续处理；
所述步骤一中垃圾在物料储料池中通过底部设置的滤水格栅滤除垃圾中的液体，其中滤水格栅设置在物料储料池一侧侧壁的底部，且物料储料池的底部朝向滤水格栅方向倾斜设置；
所述物料储料池的底部具有2°斜坡率，所述滤水格栅孔尺寸为4mm×38mm，且滤水格栅采用梯形扁钢焊接而成，焊接后的厚度为20mm，每个滤水格栅的大小为400mm×400mm，沿着物料储料池侧壁底部设置多个滤水格栅，相邻两个滤水格栅之间的中心间距为1m。
2.根据权利要求1所述的用于厨余垃圾有机质分选的预处理工艺，其特征在于，所述破碎机顶部具有接料斗，抓斗起重机的液压抓斗将抓取的物料投放于接料斗中，接料斗的壁板与竖直方向夹角小于45°，破碎机底部具有出料口，破碎机采用双轴式对剪破碎机，采用双扇形刀具，每把刀具带四个齿，分别处于两侧，每个轴上设置多把刀具，刀具表面与轴向垂直，两个轴上的刀具彼此相互交叠。
3.一种用于厨余垃圾有机质分选的预处理装置，其特征在于，包括物料储料池、抓斗起重机、破碎机、带式输送机、滚筒筛、筒筛筛上物带式输送机、滚筒筛筛下物带式输送机、磁选机、储料池进料带式输送机和有机质储料池；
所述物料储料池用于承载垃圾并滤除垃圾中的液体，所述抓斗起重机架设在物料储料池的上方，包括起重机和液压抓斗，液压抓斗移动设置于起重机横梁上的滑轨上方，通过液压抓斗从物料储料池中抓取物料并投入破碎机中，破碎机下方设置有带式输送机，通过带式输送机将物料传输至滚筒筛，所述滚筒筛的物料出口侧连接筛上物带式输送机，滚筒筛的下方设置筛下物带式输送机，所述筛下物带式输送机将筛下物传输至磁选机，磁选后的有机质通过储料池进料带式输送机输送至有机质储料池储存；
其中，所述滚筒筛具有沿着横向倾斜设置的圆筒形筛网，其进料口的高度高于物料出口的高度，筛网上具有多个筛孔，开孔率>60％，筛网内部设置有刀具，刀具结构包括相互形成为一体结构的矩形部分和三角形部分，其中矩形部分的端部与筛网内壁固定，三角形部分朝向筛网的空腔内部；
刀具与筛网的内壁垂直，对应设置刀具时，于设置刀具的某一内壁圆周上均匀设置多个刀具，并沿着筛网的轴向间隔设置多组刀具，且越向筛网的物料出口方向，相邻两组刀具的间距越大；
滚筒筛在滚动过程中使筛上物塑料、纤维杂质不断向物料出口方向滚动出而落入的筛上物带式输送机上方，经筛上物带式输送机输送到后续运输车辆中，而滚筒筛下方设置的筛下物带式输送机能够承接经滚筒筛所筛落的筛下物，并经筛下物带式输送机传送至悬浮式磁选机中进行后续处理；
所述垃圾在物料储料池中通过底部设置的滤水格栅滤除垃圾中的液体，其中滤水格栅设置在物料储料池一侧侧壁的底部，且物料储料池的底部朝向滤水格栅方向倾斜设置；
所述物料储料池的底部具有2°斜坡率，所述滤水格栅孔尺寸为4mm×38mm，且滤水格栅采用梯形扁钢焊接而成，焊接后的厚度为20mm，每个滤水格栅的大小为400mm×400mm，沿着物料储料池侧壁底部设置多个滤水格栅，相邻两个滤水格栅之间的中心间距为1m。
4.根据权利要求3所述的用于厨余垃圾有机质分选的预处理装置，其特征在于，所述破碎机顶部具有接料斗，抓斗起重机的液压抓斗将抓取的物料投放于接料斗中，接料斗的壁板与竖直方向夹角小于45°，破碎机底部具有出料口，破碎机采用双轴式对剪破碎机，采用双扇形刀具，每把刀具带四个齿，分别处于两侧，每个轴上设置多把刀具，刀具表面与轴向垂直，两个轴上的刀具彼此相互交叠。
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