CN110723845A - 一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺及该脱水工艺系统 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺,其过程为:果蔬垃圾从进料斗经过传送带到分选机分选过后,再经过细碎机处理后,再在调理池内,采用硫酸铝,阳离子聚丙烯酰胺以及双氧水分别先后与果蔬浆液中所含成分发生化学反应,使得破坏果蔬浆液内部颗粒细胞与颗粒细胞之间的内部结构和颗粒细胞壁表面吸附结构,形成果蔬溶液,再通过板框隔膜压滤机对果蔬溶液进行挤压深度脱水工序,大幅度降低脱水后果蔬残渣的含水率,有利于提高果蔬垃圾处理减量化程度。又由于所述果蔬残渣可以使用制作有机肥料或生物质燃料或养殖黑水虻等生物的饲料进行循环利用,有利于保护自然生态环境平衡的目的。本发明的脱水工艺具有降低处理成本的目的。

Description

一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺及该脱水工艺系统
【技术领域】
本发明涉及一种用于环境环保领域的果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺及该脱水工艺系统。
【背景技术】
随着社会人口日益剧增,伴随着消费者每天产生生活垃圾越来越来多,使得生活垃圾处理已经成为最严峻社会首要问题。为了解决处理生活垃圾的技术问题,随后出现各种各样的垃圾处理工艺,其大部分垃圾处理工艺都是采用常规破碎、压榨、焚烧或填埋处理等方法。在此处理工艺中,由于果蔬垃圾本身含水量比较高,使得在破碎、压碎处理后的残渣物质中含水率基本上达到80%以上,若将携带80%以上的残渣物质进行焚烧或填埋处理,减量化程度不高,容易破坏原有环境生态平衡,以及处理成本比较高。
【发明内容】
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题是提供一种提高果蔬垃圾处理减量化程度,有利于保护自然生态环境平衡,降低果蔬垃圾处理成本的果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种操作简单方便的全自动化的果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺系统。
为此解决上述技术问题,本发明中的技术方案所提供一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺,其工艺过程为:
首先,所述果蔬垃圾是指瓜果蔬菜在生产,加工,运输以及储存过程中产生的大量茎、杆、叶和果的废弃物,该废弃物包含日常生活中所使用的蔬菜和水果的汁液、果肉纤维以及包装物;
接着,果蔬垃圾从进料斗进入,经过传送带进入到分选机内部分选工序,将果蔬垃圾中的塑料胶袋,石块颗粒,金属颗粒的无机物质分选出来,并将无机物质置于分拣桶内部,剩下分选后的果蔬垃圾进入到垃圾细碎机内部;
接着,所述垃圾细碎机将分选后的果蔬垃圾进行破碎工序,使果蔬垃圾中果蔬有机物破碎变成果蔬浆液;
接着,果蔬浆液流入到调理池内部,再向调理池内部添加调理催化剂,利用搅拌机充分均匀搅拌,将果蔬浆液与调理催化剂充分混合均匀,使得调理催化剂与果蔬浆液进行充分反应,使得调理池内部形成絮凝状的果蔬混合溶液;在此添加调理催化剂时,先添加硫酸铝(AL2(SO4)3),再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM),充分混合反应后,再添加双氧水(H2O2),使得破坏果蔬溶液中颗粒细胞壁,助于脱掉颗粒细胞与颗粒细胞之间间隙内部的自由水,以及颗粒细胞壁表面吸附水,并杀灭大部分病菌,使果蔬混合溶液内部的形成粗大絮凝体颗粒物,以及带色沉淀物;
接着,所述果蔬混合溶液被螺杆泵抽入到板框隔膜压滤机内部,该板框隔膜压滤机将果蔬混合溶液中固态物质和液态物质在高压作用下分离出来,使固态物质脱水及过滤后变成果蔬垃圾残渣,该果蔬垃圾残渣可以作为有机肥料或生物燃料;而液态的果蔬混合溶液流入到压滤水处理池内部;
接着,在压滤水处理池内部,通过设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件对果蔬混合溶液进行消毒及杀灭细菌,与此同时,通过设置于压滤水处理池内部的离子膜过滤器吸附或过滤液态物质中一些金属重离子,使得压滤水处理池内部的排放的果蔬液体符合环保要求。
进一步限定,硫酸铝(AL2(SO4)3)与阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与双氧水(H2O2)之间容积比例为50∶2∶1;最佳值是硫酸铝添加量为50mg/L,阳离子聚丙烯酰胺投加量为2mg/L双氧水(H2O2)添加量为1mg/L时,经过与果蔬垃圾浆液反应后用板框压滤机脱水,脱水后残渣含水率最低值为58.7%。
一种果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺系统,其包括传送带送料装置,置于传送带送料装置一侧的分选机,安装在分选机后方位置处的垃圾细碎机,与垃圾细碎机连接的调理池,与调理池连接螺杆泵,与螺杆泵连接的板框隔膜压滤机,设置于板框隔膜压滤机后方位置的压滤水处理池,以及设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件和离子膜过滤器。
进一步限定,所述传送带送料装置包括送料带,设置于传送带入口处的进料斗,设置于送料带内部的传动机构,设置于传动机构底部两侧的复数根支撑脚。
进一步限定,所述板框隔膜压滤机包括置于外围的滤框外壳,设置于滤框外壳内部的相互交错设置的滤板,所述滤板与滤板相互交错形成过滤室,设于过滤室内部过滤布。
进一步限定,所述调理池包括设有一个容腔的调理池主体,设置于调理池主体底部的螺杆泵,设置于调理池主体顶部的药剂进料口,设置于调理池主体顶部的泥浆进料口,设置于调理池主体顶部的搅拌机电机。
本发明的有益技术效果:因本技术方案采用硫酸铝,阳离子聚丙烯酰胺以及双氧水分别先后与果蔬浆液中所含成分发生化学反应,使得破坏果蔬浆液内部颗粒细胞与颗粒细胞之间的内部结构和颗粒细胞壁表面吸附结构,分解颗粒细胞与颗粒细胞之间或颗粒细胞表面的内部结合水,形成果蔬溶液,再通过板框隔膜压滤机对果蔬溶液进行挤压深度脱水工序,使得脱水后的果蔬残渣含水率低于60%,大幅度降低脱水后果蔬残渣的含水率,有利于提高果蔬垃圾处理减量化程度。又由于所述果蔬残渣可以使用制作有机肥料或生物质燃料或养殖黑水虻等生物的饲料进行循环利用,有利于保护自然生态环境平衡的目的。与现有技术同类工艺相互比较,本发明的脱水工艺具有降低处理成本的目的。另外,本发明的脱水工艺系统采用全自动化控制方式实现完成整个脱水工序,使得具有操作简单方便的目的。
下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本发明中果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺系统的示意图;
图2为本发明中调理池的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参考图1及图2所示,下面结合实施例说明一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺,其工艺过程为:
首先,所述果蔬垃圾是指瓜果蔬菜在生产,加工,运输以及储存过程中产生的大量茎、杆、叶和果的废弃物,该废弃物包含日常生活中所使用的蔬菜和水果的汁液、果肉纤维以及包装物;
接着,果蔬垃圾从进料斗进入,经过传送带进入到分选机内部分选工序,将果蔬垃圾中的塑料胶袋,石块颗粒,金属颗粒的无机物质分选出来,并将无机物质置于分拣桶内部,剩下分选后的果蔬垃圾进入到垃圾细碎机内部;
接着,所述垃圾细碎机将分选后的果蔬垃圾进行破碎工序,使果蔬垃圾中果蔬有机物破碎变成果蔬浆液;
接着,果蔬浆液流入到调理池内部,再向调理池内部添加调理催化剂,利用搅拌机充分均匀搅拌,将果蔬浆液与调理催化剂充分混合均匀,使得调理催化剂与果蔬浆液进行充分反应,使得调理池内部形成絮凝状的果蔬混合溶液;在此添加调理催化剂时,先添加硫酸铝(AL2(SO4)3),再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM),充分混合反应后,再添加双氧水(H2O2),使得破坏果蔬溶液中颗粒细胞壁,助于脱掉颗粒细胞与颗粒细胞之间间隙内部的自由水,以及颗粒细胞壁表面吸附水,并杀灭大部分病菌,使果蔬混合溶液内部的形成粗大絮凝体颗粒物,以及带色沉淀物;
接着,所述果蔬混合溶液被螺杆泵抽入到板框隔膜压滤机内部,该板框隔膜压滤机将果蔬混合溶液中固态物质和液态物质在高压作用下分离出来,使固态物质脱水及过滤后变成果蔬垃圾残渣,该果蔬垃圾残渣可以作为有机肥料或生物燃料;而液态的果蔬混合溶液流入到压滤水处理池内部;
接着,在压滤水处理池内部,通过设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件对果蔬混合溶液进行消毒及杀灭细菌,与此同时,通过设置于压滤水处理池内部的离子膜过滤器吸附或过滤液态物质中一些金属重离子,使得压滤水处理池内部的排放的果蔬液体符合环保要求。
在调理池中,当添加硫酸铝时,对果蔬浆液的污染物去除率明显较单一时,再添加阳离子聚丙烯酰胺时有所提高。随着阳离子聚丙烯酰胺和硫酸铝添加量的增加,所述污染物的去除呈现先增加后降低的现象。随着硫酸铝添加量的增加,果蔬浆液中污染物去除率是有变化的。随着添加量的增加,硫酸铝会使果蔬浆液浊度呈现先升高再降低的趋势。在添加量较低时,由于难以形成絮体或絮体很小、比重和水接近而难以沉淀,故果蔬浆液浊度去除率较低。随着添加量的增加,絮体的体积增加的同时也变得越来越密实,其沉降速度明显加快,故出水浊度明显下降但当投加量达到一定程度后,多余的混凝剂离子会吸附于脱稳颗粒表面,产生“胶体保护”作用,引起颗粒的重新稳定,从而导致了出水浊度的升高。当硫酸铝添加量为50mg/L时,浊度的去除率最高,能达到83.82%。当硫酸铝添加量为50mg/L时,絮凝剂硫酸铝对果蔬浆液深度处理效果最好。即浊度去除率为83.82%随着阳离子聚丙烯酰胺添加量的增加,会使污染物的去除率呈现先升高再降低的趋势。阳离子聚丙烯酰胺的絮凝作用主要对胶体表面具有强烈的吸附作用,在胶粒之间形成桥联,它在碱性条件下才会离解成阴离子型单体起到电性中和与吸附架桥的作用,当阳离子聚丙烯酰胺2mg/L量为时,浊度的去除率最高,能达到82.06%。
在本实施例中,硫酸铝(AL2(SO4)3)与阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与双氧水(H2O2)之间比例为50∶2∶1;最佳值是硫酸铝添加量为50mg/L,阳离子聚丙烯酰胺投加量为2mg/L双氧水(H2O2)添加量为1mg/L时,经过与果蔬垃圾浆液反应后用板框压滤机脱水,脱水后残渣含水率最低值为58.7%。阳离子聚丙烯酰胺水解形成长链的高分子物质,对果蔬浆液主要起吸附架桥的作用,同时,也因能阳离子聚丙烯酰胺解离出较多的阳离子基团,兼有电性中和的作用。与此同时,阳离子聚丙烯酰胺还可以通过与带负电的溶解物进行物理化学反应,生成不溶性盐,对水中溶解物起到絮凝沉淀的作用,提高了果蔬浆液最佳脱水处理效果。
在本实施例中,所述果蔬浆液中还包含白菜、黄瓜、苹果、梨等一些蔬菜和水果的汁液及果肉纤维等。果蔬浆液的残渣成份主要是纤维,因纤维是优良的有机质,并且含有丰富的C、N等元素及少量P、K等元素,所以可以用来制作有机肥料;另外残渣纤维的燃烧热值也较高,适合做为生物质燃料的原料。所述的剂硫酸铝(A12(SO4)3)及阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与果蔬浆液发生反应,起絮凝作用,有助于脱掉果蔬浆液中颗粒细胞的间隙水和表面吸附水。而双氧水发挥氧化性破坏浆液中颗粒细胞结构的内部结合水,灭杀大部分病菌,提高脱水性能。
与现有传统果蔬垃圾处理技术工艺相互比较,本实施例中,所述果蔬垃圾脱水处理后的含水量降至60%以下并杀灭大部分病菌,有利于果蔬垃圾减量化程度提高,后续利用的价值也提高了,脱水后的残渣还可以用于制作有机肥或生物质燃料或养殖黑水虻等生物的饲料进行循环利用,减少了脱水后残渣的处理难度和成本,有利于果蔬垃圾进行了充分的再循环利用,减少了其填埋或焚烧对自然生态环境产生的压力。
一种果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺系统,其包括传送带送料装置,置于传送带送料装置一侧的分选机,安装在分选机后方位置处的垃圾细碎机,与垃圾细碎机连接的调理池,与调理池连接螺杆泵,与螺杆泵连接的板框隔膜压滤机,设置于板框隔膜压滤机后方位置的压滤水处理池,以及设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件和离子膜过滤器。
所述传送带送料装置包括送料带,设置于传送带入口处的进料斗,设置于送料带内部的传动机构,设置于传动机构底部两侧的复数根支撑脚。
所述板框隔膜压滤机包括置于外围的滤框外壳,设置于滤框外壳内部的相互交错设置的滤板,所述滤板与滤板相互交错形成过滤室,设于过滤室内部过滤布。
所述调理池包括设有一个容腔的调理池主体1,设置于调理池主体1底部的螺杆泵2,设置于调理池主体1顶部的药剂进料口3,设置于调理池主体1顶部的泥浆进料口4,设置于调理池主体1顶部的搅拌机电机5。
所述调理池主体1为直径2.5m高度为4m的圆柱体,有效容积为18m3,污泥先从药剂进料口3进入调理池内,利用搅拌机电机5充分搅拌均匀后,再从药剂进料口3按一定速度先加入硫酸铝(AL2(SO4)3)溶液,再加入阳离子聚丙烯酰胺(PAM)溶液,加入上述两种溶液充分搅拌,使之与污泥发生反应;然后再从药剂进料口3以一定速度加入双氧水(H2O2),加入过程中需要充分、均匀搅拌,使之与污泥充分接触反应。添加完调理药剂充分反应后的污泥利用调理罐底部螺杆泵以一定压力输入板框隔膜压滤机进行挤压深度脱水。
综上所述,因本技术方案采用硫酸铝,阳离子聚丙烯酰胺以及双氧水分别先后与果蔬浆液中所含成分发生化学反应,使得破坏果蔬浆液内部颗粒细胞与颗粒细胞之间的内部结构和颗粒细胞壁表面吸附结构,分解颗粒细胞与颗粒细胞之间或颗粒细胞表面的内部结合水,形成果蔬溶液,再通过板框隔膜压滤机对果蔬溶液进行挤压深度脱水工序,使得脱水后的果蔬残渣含水率低于60%,大幅度降低脱水后果蔬残渣的含水率,有利于提高果蔬垃圾处理减量化程度。又由于所述果蔬残渣可以使用制作有机肥料或生物质燃料或养殖黑水虻等生物的饲料进行循环利用,有利于保护自然生态环境平衡的目的。与现有技术同类工艺相互比较,本发明的脱水工艺具有降低处理成本的目的。另外,本发明的脱水工艺系统采用全自动化控制方式实现完成整个脱水工序使得具有操作简单方便的目的。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例,并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本发明的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种果蔬垃圾化学调理深度的脱水工艺,其工艺过程为:
首先,所述果蔬垃圾是指瓜果蔬菜在生产,加工,运输以及储存过程中产生的大量茎、杆、叶和果的废弃物,该废弃物包含日常生活中所使用的蔬菜和水果的汁液、果肉纤维以及包装物;
接着,果蔬垃圾从进料斗进入,经过传送带进入到分选机内部分选工序,将果蔬垃圾中的塑料胶袋,石块颗粒,金属颗粒的无机物质分选出来,并将无机物质置于分拣桶内部,剩下分选后的果蔬垃圾进入到垃圾细碎机内部;
接着,所述垃圾细碎机将分选后的果蔬垃圾进行破碎工序,使果蔬垃圾中果蔬有机物破碎变成果蔬浆液;
接着,果蔬浆液流入到调理池内部,再向调理池内部添加调理催化剂,利用搅拌机充分均匀搅拌,将果蔬浆液与调理催化剂充分混合均匀,使得调理催化剂与果蔬浆液进行充分反应,使得调理池内部形成絮凝状的果蔬混合溶液;在此添加调理催化剂时,先添加硫酸铝(AL2(SO4)3),再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM),充分混合反应后,再添加双氧水(H2O2),使得破坏果蔬溶液中颗粒细胞壁,助于脱掉颗粒细胞与颗粒细胞之间间隙内部的自由水,以及颗粒细胞壁表面吸附水,并杀灭大部分病菌,使果蔬混合溶液内部的形成粗大絮凝体颗粒物,以及带色沉淀物;
接着,所述果蔬混合溶液被螺杆泵抽入到板框隔膜压滤机内部,该板框隔膜压滤机将果蔬混合溶液中固态物质和液态物质在高压作用下分离出来,使固态物质脱水及过滤后变成果蔬垃圾残渣,该果蔬垃圾残渣可以作为有机肥料或生物燃料;而液态的果蔬混合溶液流入到压滤水处理池内部;
接着,在压滤水处理池内部,通过设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件对果蔬混合溶液进行消毒及杀灭细菌,与此同时,通过设置于压滤水处理池内部的离子膜过滤器吸附或过滤液态物质中一些金属重离子,使得压滤水处理池内部的排放的果蔬液体符合环保要求。
2.根据权利要求1所述一种果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺,其特征在于:硫酸铝(AL2(SO4)3)与阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与双氧水(H2O2)之间容积比例为50∶2∶1;最佳值是硫酸铝添加量为50mg/L,阳离子聚丙烯酰胺投加量为2mg/L双氧水(H2O2)添加量为1mg/L时,经过与果蔬垃圾浆液反应后用板框压滤机脱水,脱水后残渣含水率最低值为58.7%。
3.一种用于如权利要求1所述果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺而采用的脱水工艺系统,其包括传送带送料装置,置于传送带送料装置一侧的分选机,安装在分选机后方位置处的垃圾细碎机,与垃圾细碎机连接的调理池,与调理池连接螺杆泵,与螺杆泵连接的板框隔膜压滤机,设置于板框隔膜压滤机后方位置的压滤水处理池,以及设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件和离子膜过滤器。
4.根据权利要求3所述一种果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺系统,其特征在于:所述传送带送料装置包括送料带,设置于传送带入口处的进料斗,设置于送料带内部的传动机构,设置于传动机构底部两侧的复数根支撑脚。
5.根据权利要求3所述一种果蔬垃圾化学调理深度脱水工艺系统,其特征在于:所述板框隔膜压滤机包括置于外围的滤框外壳,设置于滤框外壳内部的相互交错设置的滤板,所述滤板与滤板相互交错形成过滤室,设于过滤室内部过滤布。
6.根据权利要求3所述一种餐厨垃圾化学调理深度脱水方法系统,其特征在于:所述调理池包括设有一个容腔的调理池主体,设置于调理池主体底部的螺杆泵,设置于调理池主体顶部的药剂进料口,设置于调理池主体顶部的泥浆进料口,设置于调理池主体顶部的搅拌机电机。
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