CN111036338B - 一种泔水无害化三相分离方法及其三相分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泔水无害化三相分离方法及其三相分离装置。该泔水无害化三相分离方法包括以下步骤：分拣出餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得湿垃圾和油水混合物；将湿垃圾进行破碎，获得破碎产物；使破碎产物在筛管中定向移动，以使破碎产物挤压脱水；将油水混合物和筛管挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将油水混合液在隔油箱中分层，最后将油层中的浮油渣刮出，分离出废水和油脂。本发明能够控制挤压出料的出料量，进而调节出料的含水率，在需要加快出料时也可以增大出料量，从而实现对含水率的控制，使得挤压出的物料达到所需的标准。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域的一种分离方法，尤其涉及一种泔水无害化三相分离方法，还涉及该方法的泔水无害化三相分离装置。
背景技术
泔水是居民在生活消费过程中形成的一种生活废物，所含的各种有机物质在夏天极易腐蚀；其剩菜汤、馊水等含量很大，容易在垃圾的收集、运输过程中造成污染；同时餐厨泔水又是垃圾填埋场所渗沥液的主要来源，也是大气污染和苍蝇滋生的重要原因；由泔水喂养的泔水猪和提炼的泔水油流向市场严重危害了人类的健康。大量的餐厨泔水已经成为城市污染以及危害人类健康的主要来源。
目前国内外餐厨泔水收集方式一般有两种，一是直接回收，亦即集中处理；二是源头脱水减量化处理后再回收，亦即源头处理。而处理的方法主要有化学法、生物法。化学法利用化学反应，通过添加化学物质将泔水的有机物质分解，然后掩埋处理。这种方法的优点是简单，高效，缺点是泔水中大量有用物质被浪费掉了，而且很容易造成二次污染。生物法把餐厨泔水通过一系列处理工序转变为可供农业生产使用的有机复合肥。这种方法符合减量化、无害化、资源化的方针，缺点是处理成本高，生产周期长，经济效益不明显。因此，现有的餐厨泔水处理方法存在出料含水率难以控制，泔水大颗粒物极易造成堵塞的问题。
发明内容
为解决现有的餐厨泔水处理方法存在出料含水率难以控制，泔水大颗粒物极易造成堵塞的技术问题，本发明提供一种泔水无害化三相分离方法及其三相分离装置。
本发明采用以下技术方案实现：一种泔水无害化三相分离方法，其包括以下步骤：
一、分拣出餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物；
二、将所述湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物；其中，所述破碎系统包括破碎电机和至少两个破碎辊；破碎电机用于驱动破碎辊转动；两个破碎辊的轴向平行设置，且两端对齐，并间隔出一个预设碾压空间；其中，所述湿垃圾从两个破碎辊的同一侧进入，经过所述预设碾压空间碾压后形成所述破碎产物并从两个破碎辊的同另一侧离开；
三、通过螺旋杆使所述破碎产物在筛管中定向移动，以使所述破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料；其中，所述锁紧机构包括锁紧壳、放料组件、弹簧以及至少一块压力块；锁紧壳安装在筛管的出料端上，且开设与筛管的内部连通的圆形通槽；所述放料组件包括压杆和放料块；放料块为圆台结构，并与螺旋杆同轴连接；放料块位于圆形通槽中，且较细的一端位于筛管中，较粗的一端位于锁紧壳中；压杆与放料块同轴连接，并转动安装在锁紧壳中；弹簧套在压杆上，且一端抵在放料块上；压力块套在压杆上，并用于向弹簧的另一端提供轴向压力，使弹簧将放料块限位在圆形通槽中，且放料块与锁紧壳之间的间隙与所述轴向压力负相关；
四、将所述油水混合物和筛管挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱中分层，最后通过刮油机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
本发明通过两个破碎辊的辊面对从餐厨泔水中分离出湿垃圾进行碾压，使较大的垃圾能够碾碎为细小垃圾，可以避免泔水大颗粒物对后续挤压等工艺造成堵塞，利用螺旋杆在多个挤压腔中旋转，从而使得餐厨泔水沿着同一方向运动，这样餐厨泔水就会被挤压，而挤压出水会从出水口流出，同时锁紧机构的锁紧壳与挤压壳连接，而圆形通槽能够供挤压出料脱出，而放料块能够在弹簧和压杆的作用下而抵在圆形通槽中，这样形成的间隙能够供挤压出料挤出，同时由于放料块为圆台形结构，其插在圆形通槽中的深度决定间隙的大小，这样就能够控制挤压出料的出料量，进而调节出料的含水率，在需要加快出料时也可以增大出料量，解决了现有的餐厨泔水处理方法存在出料含水率难以控制，泔水大颗粒物极易造成堵塞的技术问题，得到了含水率可控，不易堵塞的技术效果。
作为上述方案的进一步改进，在步骤二中，对所述湿垃圾破碎的方法包括以下步骤：
(1)检测一个预设时段内进入所述预设碾压空间的湿垃圾的累积量一；其中，所述累积量一的检测方法包括以下步骤：使所述湿垃圾通过滑板一滑入所述预设碾压空间中；检测位于滑板一上的湿垃圾的重量；计算所述累积量一，且计算公式为：
式中，V1为所述累积量一，t为所述预设时段的时长，v1为所述湿垃圾在滑板一上的下滑速度，L1为所述湿垃圾在滑板一上的滑行长度，a1为位于滑板一上的湿垃圾的重量；
(2)检测所述预设时段内离开所述预设碾压空间的湿垃圾的累积量二；其中，所述累积量二的检测方法包括以下步骤：使从所述预设碾压空间离开的湿垃圾通过滑板二滑落；检测位于滑板二上的湿垃圾的重量；计算所述累积量二，且计算公式为：
式中，V2为所述累积量二，v2为所述湿垃圾在滑板二上的下滑速度，L2为所述湿垃圾在滑板二上的滑行长度，a2为位于滑板二上的湿垃圾的重量；
(3)计算所述累积量一与所述累积量二的累积差；其中，所述累积差的计算公式为：
式中，Δ为所述累积差；
(4)判断所述累积差是否大于一个预设破碎量一且不大于一个预设破碎量二；
(5)在所述累积差大于所述预设破碎量一且不大于所述预设破碎量二时，清洗破碎辊的辊面；
(6)判断所述累积差是否大于所述预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三；
(7)在所述累积差大于所述预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三时，清洗破碎辊的辊面，并根据所述累积差与所述预设破碎量三的差值，增加破碎电机的转速；其中，所述转速的增加值与所述差值正相关；
(8)判断所述累积差是否大于所述预设破碎量三；
(9)在所述累积差大于所述预设破碎量三时，驱使破碎电机停止转动。
作为上述方案的进一步改进，在挤压所述破碎产物前，还在漏斗中通过至少一组搅拌组件对所述破碎产物进行搅拌；漏斗用于容纳所述破碎产物，且出料端用于向筛管供料；所述搅拌组件安装在漏斗中，并用于对位于漏斗中的破碎产物进行搅拌。
进一步地，在步骤三中，还进行以下步骤：先检测从漏斗流至挤压腔的餐厨泔水的流量，再根据所述流量，调节螺旋杆的转速，使所述转速与所述流量按照一个预设的调节表中的对应关系变化；其中，所述转速与所述流量在所述调节表中存在一一对应的对应关系。
作为上述方案的进一步改进，螺旋杆与压杆一体成型，放料块套在压杆上；压力块与压杆螺接，并通过转动而推动弹簧沿着压杆的轴向移动，使放料块沿着压杆的轴向移动而改变所述间隙。
作为上述方案的进一步改进，在步骤三中，所述挤压出料的含水率的调节方法包括以下步骤：
(ⅰ)检测位于筛管的出料口的挤压出料的含水率；
(ⅱ)判断所述含水率是否位于一个预设干湿度范围，并将所述含水率与所述预设干湿度范围的上下限进行比较；
(ⅲ)在所述含水率小于所述预设干湿度范围的下限时，通过弹簧减小所述轴向压力，使所述间隙增大；
(ⅳ)在所述含水率大于所述预设干湿度范围的上限时，通过弹簧增大所述轴向压力，使所述间隙减小；
(ⅴ)在所述含水率位于所述预设干湿度范围内时，执行步骤(ⅰ)。
作为上述方案的进一步改进，隔油箱包括箱体一和多块分隔板；箱体一的顶端开设开口；多块分隔板设置在在箱体一中，并分隔出依次连通的多个隔油空间；相邻的两个隔油空间通过一个分隔板的上部空间和下部空间连通；位于隔油箱其中一端内的一个隔油空间用于接收所述油水混合液，并定义为接料空间，位于隔油箱其中另一端内的一个隔油空间定义为出液空间；从所述接料空间至所述出液空间，分隔板顶部和底部相对箱体一底壁的高度均依次增加；所述刮油机构用于刮出位于所述出液空间中油层的浮油渣。
进一步地，所述刮油机构包括刮油箱、刮油电机和刮油组件；刮油箱的底端为开口结构，并盖在所述开口上；刮油箱开设出油口，所述出油口的高度大于所述开口的高度；刮油电机安装在刮油箱上；所述刮油组件包括至少两对链轮、两条链条以及多块刮油板；每对链轮分别转动安装在刮油箱的相对两内壁上，刮油电机用于驱动其中一对链轮同步转动；每条链条套在位于同一内壁上的至少两个链轮上，且两条链条能通过链轮转动而同步转动；每块刮油板的两端分别固定在两条链条，且与两条链条的连接点所连成线段与每对链轮的中心轴平行；在刮油电机转动时，链条带动刮油板从所述开口的上方运动至所述出油口的上方；
所述出液空间中的油层液体通过一个出液机构输送至刮油箱中；其中，所述出液机构包括至少一根出液管；出液管的一端设置在所述出液空间中，另一端设置在刮油箱中；出液管另一端位于所述开口的上方；其中，所述油水混合物在多个隔油空间分离为固态层和液态层，所述液态层的液体从出液管的一端流至另一端并分散至刮油箱中，刮油板从所述液体中将油液刮出至所述出油口。
作为上述方案的进一步改进，所述浮油渣的刮出方法包括以下步骤：
(Ⅰ)检测位于所述刮油机构中的液体的液面高度；
(Ⅱ)判断所述液面高度是否大于一个预设高度一；
(Ⅲ)在所述液面高度大于所述预设高度一时，驱使所述刮油机构对所述液体进行刮油；
(Ⅳ)判断所述液面高度是否大于一个预设高度二；
(Ⅴ)在所述液面高度大于所述液面高度二时，停止向所述接料空间输送油水混合物；
(Ⅵ)计算一个预设时间内所述液面高度的高度变化值；
(Ⅶ)根据所述液面高度变化值，按照一个预设的变化值-功率对照表的对照关系调节所述刮油机构的功率；其中，所述高度变化值与所述功率在所述变化值-功率对照表中存在负相关的一一对照关系。
本发明还提供一种泔水无害化三相分离装置，其应用上述任意所述的泔水无害化三相分离方法，其包括：
入料模块，其用于通过提升机对垃圾桶中待三相分离的餐厨垃圾提升入料；
分拣模块，其用于接收垃圾桶中的餐厨垃圾，分拣出所述餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物；
破碎模块，其用于将所述湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物；
挤压模块，其用于通过螺旋杆使所述破碎产物在筛管中定向移动，以使所述破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料；以及
油水分离模块，其用于将所述油水混合物和筛管挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱中分层，最后通过刮油机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
相较于现有的餐厨泔水处理方法，本发明的泔水无害化三相分离方法及其三相分离装置具有以下有益效果：
1、该泔水无害化三相分离方法，其依次对餐厨泔水/餐厨垃圾进行分拣、破碎、挤压以及油水分离，这样就实现了泔水的三相分离，而且通过两个破碎辊的辊面对从餐厨泔水中分离出湿垃圾进行碾压，使较大的垃圾能够碾碎为细小垃圾，可以避免泔水大颗粒物对后续挤压等工艺造成堵塞，利用螺旋杆在多个挤压腔中旋转，从而使得餐厨泔水沿着同一方向运动，这样餐厨泔水就会被挤压，而挤压出水会从出水口流出，同时锁紧机构的锁紧壳与挤压壳连接，而圆形通槽能够供挤压出料脱出，而放料块能够在弹簧和压杆的作用下而抵在圆形通槽中，这样形成的间隙能够供挤压出料挤出，同时由于放料块为圆台形结构，其插在圆形通槽中的深度决定间隙的大小，这样就能够控制挤压出料的出料量，进而调节出料的含水率，在需要加快出料时也可以增大出料量，从而实现对含水率的控制，使得挤压出的物料达到所需的标准。
2、该泔水无害化三相分离方法，其能够先检测一段时间段内湿垃圾的进料量，同步检测该时间段内湿垃圾的出料量，最后计算模块计算出进料量和出料量的差值以便于破碎控制器进行判断。而且，将累计差与预设的各个范围进行比较，并分别进行处理：(1)当累计差不大于预设破碎量一时，说明此时破碎辊上没有附着过多的垃圾，可以不进行清洁，并且不需要增加破碎电机的转速，避免清洗水和破碎能量的浪费；(2)当累计差大于预设破碎量一且不大于预设破碎量二时，此时辊面已经附着一定量的垃圾，说明辊面需要冲洗，破碎控制器则控制冲洗机构进行冲洗；(3)当累计差大于预设破碎量二且小于预设破碎量三时，此时辊面的附着垃圾进一步增多，因此破碎控制器不仅需要冲洗辊面，还需要增加破碎电机的转速，以加快对湿垃圾的处理速度；(4)当累计差大于预设破碎量三时，此时预设碾压空间中存在过多的湿垃圾，会对破碎电机造成严重的损伤，因此破碎控制器则使破碎电机停止工作。如此，该三相分离方法不仅能够提高对湿垃圾的处理效率，提高垃圾的破碎速度，还能够提高对清洗资源和能量的利用率，同时还可以保护破碎电机，提高破碎电机的使用寿命。
该泔水无害化三相分离装置的有益效果与上述泔水无害化三相分离方法的有益效果相同，在此不再做赘述。
附图说明
图1为本发明实施例1的泔水无害化三相分离方法的流程图；
图2为图1中的泔水无害化三相分离方法所对应的泔水三相分离装置的立体图；
图3为图2中的泔水三相分离装置的破碎系统的结构示意图；
图4为图2中的泔水三相分离装置的挤压系统的立体图；
图5为图4中的挤压系统去除部分结构后的立体图；
图6为图2中的泔水三相分离装置的油水分离系统的隔油箱的结构示意图；
图7为图2中的泔水三相分离装置的油水分离系统的立体图；
图8为图7中的油水分离系统的部分立体图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
实施例1
请参阅图1以及图2，本实施例提供了一种泔水无害化三相分离方法，其可以采用一种泔水三相分离装置进行使用。其中，该泔水三相分离装置包括架体1、分拣系统、破碎系统、挤压系统以及油水分离系统，还包括入料系统。在本实施例中，该泔水无害化三相分离方法包括以下这些步骤。
步骤一、分拣出餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物。在本实施例中，采用分拣系统进行分拣。其中，分拣系统用于将餐厨垃圾分拣分离，以去除硬性异物，并获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物。其中，分拣系统包括分拣平台2以及网板3。分拣平台2安装在架体1上，并用于容纳餐厨泔水。分拣平台2可以呈漏斗状，其能够容纳从垃圾桶5倾倒的餐厨泔水/餐厨垃圾。网板3安装在分拣平台2上，并且用于固液分离餐厨泔水。在本实施例中，网板3设置在该分拣平台2的最低点处，能够使餐厨泔水/餐厨垃圾中的液体流出，而固体和部分粘附在固体上的液体则会遗留在分拣平台2上。
步骤二、将湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物。请参阅图3，该破碎系统包括破碎辊32、破碎电机。破碎辊32的数量至少为两个，并且破碎辊32转动安装在架体1上。两个破碎辊32的轴向平行设置，且两端对齐，并间隔出一个预设碾压空间。其中，湿垃圾从两个破碎辊32的同一侧进入，经过预设碾压空间碾压后从两个破碎辊32的同另一侧离开。在本实施例中，破碎辊32转动安装在破碎壳体48中，而且，破碎辊32的辊面可以设置耐磨涂料，这样能够保证辊面长时间使用。在其他一些实施例中，破碎辊32的辊面可以设置凸起结构，该凸起结构能够对餐厨泔水中的餐团或其他固态组合物进行切割，使得餐厨泔水可以充分地被辊压和分解。
破碎电机安装在架体1上，并用于驱动破碎辊32转动。破碎电机可以通过齿轮箱与破碎辊32连接，能够为破碎辊32提供大扭矩，使得两个破碎辊32能够充分对餐厨泔水进行辊压。当然，破碎电机也可以直接设置在破碎壳体48的外侧，其输出轴插入到破碎壳体48中，并且与其中一个破碎辊32同轴连接。破碎电机的工作功率可以根据实际的破碎需求进行选择，即当破碎系统为小型破碎装置时，破碎电机可以采用小功率电机，而当破碎系统为大型破碎装置时，破碎电机就需要更换为大功率电机了。
在本实施例中，在步骤二中，对湿垃圾破碎的方法包括以下步骤：
(1)检测一个预设时段内进入预设碾压空间的湿垃圾的累积量一；其中，累积量一的检测方法包括以下步骤：使湿垃圾通过滑板一43滑入预设碾压空间中；检测位于滑板一43上的湿垃圾的重量(可通过称重传感器一44实现)；计算累积量一，且计算公式为：
式中，V1为累积量一，t为预设时段的时长，v1为湿垃圾在滑板一43上的下滑速度，L1为湿垃圾在滑板一43上的滑行长度，a1为位于滑板一43上的湿垃圾的重量；
(2)检测预设时段内离开预设碾压空间的湿垃圾的累积量二；其中，累积量二的检测方法包括以下步骤：使从预设碾压空间离开的湿垃圾通过滑板二45滑落；检测位于滑板二45上的湿垃圾的重量(可通过称重传感器二46实现)；计算累积量二，且计算公式为：
式中，V2为累积量二，v2为湿垃圾在滑板二45上的下滑速度，L2为湿垃圾在滑板二45上的滑行长度，a2为位于滑板二45上的湿垃圾的重量；
(3)计算累积量一与累积量二的累积差；其中，累积差的计算公式为：
式中，Δ为累积差；
(4)判断累积差是否大于一个预设破碎量一且不大于一个预设破碎量二；
(5)在累积差大于预设破碎量一且不大于预设破碎量二时，清洗破碎辊32的辊面；
(6)判断累积差是否大于预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三；
(7)在累积差大于预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三时，清洗破碎辊32的辊面，并根据累积差与预设破碎量三的差值，增加破碎电机的转速；其中，转速的增加值与差值正相关；
(8)判断累积差是否大于预设破碎量三；
(9)在累积差大于预设破碎量三时，驱使破碎电机停止转动。
步骤三、请参阅图4以及图5，通过螺旋杆54使破碎产物在筛管70中定向移动，以使破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料。当然，在本实施例中，在挤压破碎产物前，还在漏斗64中通过至少一组搅拌组件对破碎产物进行搅拌。漏斗64用于容纳破碎产物，且出料端用于向筛管70供料。搅拌组件安装在漏斗64中，并用于对位于漏斗64中的破碎产物进行搅拌。而且，本步骤还进行以下步骤：先检测从漏斗64流至挤压腔53的餐厨泔水的流量，再根据流量，调节螺旋杆54的转速，使转速与流量按照一个预设的调节表中的对应关系变化；其中，转速与流量在调节表中存在一一对应的对应关系。
其中，锁紧机构包括锁紧壳57、放料组件、弹簧58以及至少一块压力块59。锁紧壳57安装在挤压壳52的另一端上，而且开设与挤压腔53连通的圆形通槽60。放料组件包括压杆61和放料块62。放料块62为圆台结构，并与螺旋杆54同轴连接。放料块62位于圆形通槽60中，且较细的一端位于挤压腔53中，较粗的一端位于锁紧壳57中。压杆61与放料块62同轴连接，并转动安装在锁紧壳57中。锁紧壳57可以作为出料机构进行使用，其开设的圆形通槽60能够供挤压出料脱出，实现干料的出料功能，而放料块能够在弹簧58和压杆61的作用下而抵在圆形通槽60中，这样形成的间隙能够供挤压出料挤出，同时由于放料块62为圆台形结构，其插在圆形通槽60中的深度决定间隙的大小，在需要调节出料量时可以通过压力块对弹簧58产生推动力，使弹簧驱使放料块62在螺旋杆54的轴向上移动，调节间隙的尺寸，从而改变出料量，这样锁紧机构就能够控制挤压出料的出料量，进而调节出料的含水率，在需要加快出料时也可以增大出料量，而在含水率过高时则可以减小间隙，减少出料量。
在本实施例中，螺旋杆54与压杆61一体成型，放料块62套在压杆61上。弹簧58套在压杆61上，且一端抵在放料块62上。压力块59的数量至少为一块，而且压力块59套在压杆61上，并用于向弹簧58的另一端提供轴向压力，使弹簧58将放料块62限位在圆形通槽60中，并且放料块62与锁紧壳57之间的间隙与轴向压力负相关。压力块59可以与压杆61螺接，并通过转动而推动弹簧58沿着压杆61的轴向移动，使放料块62沿着压杆61的轴向移动而改变间隙。本实施例可以通过压力块59和弹簧58调节放料块62的位置，调节出料量，调节控制挤出料的含水率，使得挤压出料的含水率达到实际所需要的标准，保证后续生物降解反应菌种的适宜生存环境，提高后续降解的速率和效果。而且，由于出料量可以实时调节，因此出料会更加及时，进而降低故障率，保证正常运转，从而提高挤压系统的出料效率，减少工作时间。并且，弹簧58可以对挤压出料进行缓冲，防止挤压过度而对其他设备造成损伤，同时，当挤压腔中余料较多时，由于挤压壳52与锁紧壳57分开，可以将这两者分开进行清掏，方便结清，避免存料干结腐化而散发臭味。
在本实施例中，对挤压出料的含水率的调节方法包括以下步骤：
(ⅰ)检测位于筛管70的出料口的挤压出料的含水率；
(ⅱ)判断含水率是否位于一个预设干湿度范围，并将含水率与预设干湿度范围的上下限进行比较；
(ⅲ)在含水率小于预设干湿度范围的下限时，通过弹簧58减小轴向压力，使间隙增大；
(ⅳ)在含水率大于预设干湿度范围的上限时，通过弹簧58增大轴向压力，使间隙减小；
(ⅴ)在含水率位于预设干湿度范围内时，执行步骤(ⅰ)。
步骤四、请参阅图6，将油水混合物和筛管70挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱111中分层，最后通过刮油机构和出液机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
其中，隔油箱111包括箱体一112和多块分隔板113，还可包括球阀一127。箱体一112的顶端为倒漏斗形结构，箱体一112的顶端开设开口。多块分隔板113设置在在箱体一112中，并分隔出依次连通的多个隔油空间114。相邻的两个隔油空间114通过一个分隔板113的上部空间和下部空间连通。位于隔油箱111其中一端内的一个隔油空间114用于接收油水混合物，并定义为接料空间，位于隔油箱111其中另一端内的一个隔油空间114定义为出液空间。从接料空间至出液空间，分隔板113顶部和底部相对箱体一112底壁的高度均依次增加。球阀一127安装在箱体一112的外壁上，并用于释放对液态层的液体。这样，在油水混合物进入隔油空间114并静置分层后，上层的油层只能通过分隔板113的上部空间通过，而下层的水层或者沉淀层则只能通过下部空间通过，从而实现对油水混合物的分隔，而且由于上部空间的高度会越来越高，这样就会使得油液在装满前一个隔油空间后才能到达下一个隔油空间，从而使油液中含油率逐步提高，而且整个隔油的过程中无需重复分层，能够大大提高隔油的效率和隔油效果，使得最后到达的隔油空间中的油液含油率达到最大值，从而提高油水分离的分离效果，提高油液的分离效率，大大提高隔油速率。
请参阅图7以及图8，刮油机构包括刮油箱115、刮油电机116和刮油组件。刮油箱115的底端为开口结构，并盖在开口上。刮油箱115包括箱体二128和球阀二129，箱体二128的底端与倒漏斗形结构连通。刮油箱115开设出油口，出油口的高度大于开口的高度。刮油电机116安装在刮油箱115上，球阀二129安装在箱体二128的外壁上，并用于释放位于箱体二128中的液体。刮油组件包括至少两对链轮117、两条链条118以及多块刮油板119。每对链轮117分别转动安装在刮油箱115的相对两内壁上，刮油电机116用于驱动其中一对链轮117同步转动。每条链条118套在位于同一内壁上的至少两个链轮117上，且两条链条118能通过链轮117转动而同步转动。每块刮油板119的两端分别固定在两条链条118，而且与两条链条118的连接点所连成线段与每对链轮117的中心轴平行。在刮油电机116转动时，链条118带动刮油板119从开口的上方运动至出油口的上方。在链条118随着链轮117的转动而运动时，连接在链条118上的刮油板119会不停地将进入刮油箱115中，从而刮取刮油箱115中油液或浮油渣。
定位轴125的数量至少为两根，而且至少两根定位轴125分别与至少两对链轮117对应。每根定位轴125的两端分别固定在刮油箱115的相对两内壁上，每对链轮117分别套在对应的定位轴125的两端上；其中，刮油电机116安装在刮油箱115的外壁上，且输出轴与其中一根定位轴125连接。定位轴125能够使各对链轮117都能同步转动，这样两条链条118就可以通过一个刮油电机116就可以转动，能够提高对电能的利用率，方便使用。
出液空间中的油层液体通过一个出液机构输送至刮油箱115中。出液机构包括出液管120，还可包括出液泵124。出液管120的数量至少为一根。出液管120的一端设置在出液空间中，另一端设置在刮油箱115中。出液管120另一端位于开口的上方。其中，油水混合物在多个隔油空间114分离为固态层和液态层，液态层的液体从出液管120的一端流至另一端并分散至刮油箱115中，刮油板119从液体中将油液刮出至出油口。出液泵124设置在出液空间中，而且出液口与出液管120的一端连接。这样，在需要向刮油箱115出液时，可以驱使出液泵124工作，将油液通过出液管120抽取到开口的上方。而刮油电机116就可以驱使链轮117转动，使得链轮117带动链条118转动，并进一步使刮油板119跟随着链条118而运动，这样在运动的过程中，刮油板119会将位于刮油箱115中的油液和浮油渣刮起并刮出，从而实现刮油功能，整个刮油过程中无需人工操作，而且多个刮油板119不停地对油液进行刮取，能够大大提高刮油效率，进一步提高油水分离的分离效率，同时还使得刮出的油液或者浮油渣的纯度较高，能够提高油水分离的分离效果。
相较于现有的餐厨泔水处理方法，本实施例的泔水无害化三相分离方法具有以下优点：
1、该泔水无害化三相分离方法，其依次对餐厨泔水/餐厨垃圾进行分拣、破碎、挤压以及油水分离，这样就实现了泔水的三相分离，而且通过两个破碎辊的辊面对从餐厨泔水中分离出湿垃圾进行碾压，使较大的垃圾能够碾碎为细小垃圾，可以避免泔水大颗粒物对后续挤压等工艺造成堵塞，利用螺旋杆在多个挤压腔中旋转，从而使得餐厨泔水沿着同一方向运动，这样餐厨泔水就会被挤压，而挤压出水会从出水口流出，同时锁紧机构的锁紧壳57与挤压壳52连接，而锁紧壳57可以作为出料机构进行使用，其开设的圆形通槽60能够供挤压出料脱出，实现干料的出料功能，而放料块能够在弹簧58和压杆61的作用下而抵在圆形通槽60中，这样形成的间隙能够供挤压出料挤出，同时由于放料块62为圆台形结构，其插在圆形通槽60中的深度决定间隙的大小，在需要调节出料量时可以通过压力块对弹簧58产生推动力，使弹簧58驱使放料块62在螺旋杆54的轴向上移动，调节间隙的尺寸，从而改变出料量，这样锁紧机构就能够控制挤压出料的出料量，进而调节出料的含水率，在需要加快出料时也可以增大出料量，而在含水率过高时则可以减小间隙，减少出料量。
2、该泔水无害化三相分离方法，其能够先检测一段时间段内湿垃圾的进料量，同步检测该时间段内湿垃圾的出料量，最后计算模块计算出进料量和出料量的差值以便于破碎控制器进行判断。而且，将累计差与预设的各个范围进行比较，并分别进行处理：(1)当累计差不大于预设破碎量一时，说明此时破碎辊32上没有附着过多的垃圾，可以不进行清洁，并且不需要增加破碎电机的转速，避免清洗水和破碎能量的浪费；(2)当累计差大于预设破碎量一且不大于预设破碎量二时，此时辊面已经附着一定量的垃圾，说明辊面需要冲洗，破碎控制器则控制冲洗机构进行冲洗；(3)当累计差大于预设破碎量二且小于预设破碎量三时，此时辊面的附着垃圾进一步增多，因此破碎控制器不仅需要冲洗辊面，还需要增加破碎电机的转速，以加快对湿垃圾的处理速度；(4)当累计差大于预设破碎量三时，此时预设碾压空间中存在过多的湿垃圾，会对破碎电机造成严重的损伤，因此破碎控制器则使破碎电机停止工作。如此，该破碎系统不仅能够提高对湿垃圾的处理效率，提高垃圾的破碎速度，还能够提高对清洗资源和能量的利用率，同时还可以保护破碎电机，提高破碎电机的使用寿命。
实施例2
本实施例提供了一种泔水无害化三相分离方法，其在实施例1的基础上增加了浮油渣的刮出方法步骤。其中，浮油渣的刮出方法包括以下步骤：
(Ⅰ)检测位于刮油机构中的液体的液面高度；
(Ⅱ)判断液面高度是否大于一个预设高度一；
(Ⅲ)在液面高度大于预设高度一时，驱使刮油机构对液体进行刮油；
(Ⅳ)判断液面高度是否大于一个预设高度二；
(Ⅴ)在液面高度大于液面高度二时，停止向接料空间输送油水混合物；
(Ⅵ)计算一个预设时间内液面高度的高度变化值；
(Ⅶ)根据液面高度变化值，按照一个预设的变化值-功率对照表的对照关系调节刮油机构的功率；其中，高度变化值与功率在变化值-功率对照表中存在负相关的一一对照关系。这样，可以使液面保持在一定的高度，从而保证刮油的正常持续进行。
实施例3
本实施例提供了一种泔水无害化三相分离装置，该装置应用实施例1或实施例2中的泔水无害化三相分离方法，而且包括入料模块、分拣模块、破碎模块、挤压模块以及油水分离模块。入料模块用于通过提升机4对垃圾桶5中待三相分离的餐厨垃圾提升入料。分拣模块用于接收垃圾桶5中的餐厨垃圾，分拣出餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物。破碎模块用于将湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物。挤压模块用于通过螺旋杆54使破碎产物在筛管70中定向移动，以使破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料。油水分离模块用于将油水混合物和筛管70挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱111中分层，最后通过刮油机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种泔水无害化三相分离方法，其特征在于，其包括以下步骤：
一、分拣出餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物；
二、将所述湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物；其中，所述破碎系统包括破碎电机和至少两个破碎辊(32)；破碎电机用于驱动破碎辊(32)转动；两个破碎辊(32)的轴向平行设置，且两端对齐，并间隔出一个预设碾压空间；其中，所述湿垃圾从两个破碎辊(32)的同一侧进入，经过所述预设碾压空间碾压后形成所述破碎产物并从两个破碎辊(32)的同另一侧离开；
三、通过螺旋杆(54)使所述破碎产物在筛管(70)中定向移动，以使所述破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料；其中，所述锁紧机构包括锁紧壳(57)、放料组件、弹簧(58)以及至少一块压力块(59)；锁紧壳(57)安装在筛管(70)的出料端上，且开设与筛管(70)的内部连通的圆形通槽(60)；所述放料组件包括压杆(61)和放料块(62)；放料块(62)为圆台结构，并与螺旋杆(54)同轴连接；放料块(62)位于圆形通槽(60)中，且较细的一端位于筛管(70)中，较粗的一端位于锁紧壳(57)中；压杆(61)与放料块(62)同轴连接，并转动安装在锁紧壳(57)中；弹簧(58)套在压杆(61)上，且一端抵在放料块(62)上；压力块(59)套在压杆(61)上，并用于向弹簧(58)的另一端提供轴向压力，使弹簧(58)将放料块(62)限位在圆形通槽(60)中，且放料块(62)与锁紧壳(57)之间的间隙与所述轴向压力负相关；
四、将所述油水混合物和筛管(70)挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱(111)中分层，最后通过刮油机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
2.如权利要求1所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，在步骤二中，对所述湿垃圾破碎的方法包括以下步骤：
(1)检测一个预设时段内进入所述预设碾压空间的湿垃圾的累积量一；其中，所述累积量一的检测方法包括以下步骤：使所述湿垃圾通过滑板一(43)滑入所述预设碾压空间中；检测位于滑板一(43)上的湿垃圾的重量；计算所述累积量一，且计算公式为：
式中，V1为所述累积量一，t为所述预设时段的时长，v1为所述湿垃圾在滑板一(43)上的下滑速度，L1为所述湿垃圾在滑板一(43)上的滑行长度，a1为位于滑板一(43)上的湿垃圾的重量；
(2)检测所述预设时段内离开所述预设碾压空间的湿垃圾的累积量二；其中，所述累积量二的检测方法包括以下步骤：使从所述预设碾压空间离开的湿垃圾通过滑板二(45)滑落；检测位于滑板二(45)上的湿垃圾的重量；计算所述累积量二，且计算公式为：
式中，V2为所述累积量二，v2为所述湿垃圾在滑板二(45)上的下滑速度，L2为所述湿垃圾在滑板二(45)上的滑行长度，a2为位于滑板二(45)上的湿垃圾的重量；
(3)计算所述累积量一与所述累积量二的累积差；其中，所述累积差的计算公式为：
式中，Δ为所述累积差；
(4)判断所述累积差是否大于一个预设破碎量一且不大于一个预设破碎量二；
(5)在所述累积差大于所述预设破碎量一且不大于所述预设破碎量二时，清洗破碎辊(32)的辊面；
(6)判断所述累积差是否大于所述预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三；
(7)在所述累积差大于所述预设破碎量二且不大于一个预设破碎量三时，清洗破碎辊(32)的辊面，并根据所述累积差与所述预设破碎量三的差值，增加破碎电机的转速；其中，所述转速的增加值与所述差值正相关；
(8)判断所述累积差是否大于所述预设破碎量三；
(9)在所述累积差大于所述预设破碎量三时，驱使破碎电机停止转动。
3.如权利要求1所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，在挤压所述破碎产物前，还在漏斗(64)中通过至少一组搅拌组件对所述破碎产物进行搅拌；漏斗(64)用于容纳所述破碎产物，且出料端用于向筛管(70)供料；所述搅拌组件安装在漏斗(64)中，并用于对位于漏斗(64)中的破碎产物进行搅拌。
4.如权利要求3所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，在步骤三中，还进行以下步骤：先检测从漏斗(64)流至挤压腔(53)的餐厨泔水的流量，再根据所述流量，调节螺旋杆(54)的转速，使所述转速与所述流量按照一个预设的调节表中的对应关系变化；其中，所述转速与所述流量在所述调节表中存在一一对应的对应关系。
5.如权利要求1所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，螺旋杆(54)与压杆(61)一体成型，放料块(62)套在压杆(61)上；压力块(59)与压杆(61)螺接，并通过转动而推动弹簧(58)沿着压杆(61)的轴向移动，使放料块(62)沿着压杆(61)的轴向移动而改变所述间隙。
6.如权利要求1所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，在步骤三中，所述挤压出料的含水率的调节方法包括以下步骤：
(ⅰ)检测位于筛管(70)的出料口的挤压出料的含水率；
(ⅱ)判断所述含水率是否位于一个预设干湿度范围，并将所述含水率与所述预设干湿度范围的上下限进行比较；
(ⅲ)在所述含水率小于所述预设干湿度范围的下限时，通过弹簧(58)减小所述轴向压力，使所述间隙增大；
(ⅳ)在所述含水率大于所述预设干湿度范围的上限时，通过弹簧(58)增大所述轴向压力，使所述间隙减小；
(ⅴ)在所述含水率位于所述预设干湿度范围内时，执行步骤(ⅰ)。
7.如权利要求1所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，隔油箱(111)包括箱体一(112)和多块分隔板(113)；箱体一(112)的顶端开设开口；多块分隔板(113)设置在在箱体一(112)中，并分隔出依次连通的多个隔油空间(114)；相邻的两个隔油空间(114)通过一个分隔板(113)的上部空间和下部空间连通；位于隔油箱(111)其中一端内的一个隔油空间(114)用于接收所述油水混合液，并定义为接料空间，位于隔油箱(111)其中另一端内的一个隔油空间(114)定义为出液空间；从所述接料空间至所述出液空间，分隔板(113)顶部和底部相对箱体一(112)底壁的高度均依次增加；所述刮油机构用于刮出位于所述出液空间中油层的浮油渣。
8.如权利要求7所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，所述刮油机构包括刮油箱(115)、刮油电机(116)和刮油组件；刮油箱(115)的底端为开口结构，并盖在所述开口上；刮油箱(115)开设出油口，所述出油口的高度大于所述开口的高度；刮油电机(116)安装在刮油箱(115)上；所述刮油组件包括至少两对链轮(117)、两条链条(118)以及多块刮油板(119)；每对链轮(117)分别转动安装在刮油箱(115)的相对两内壁上，刮油电机(116)用于驱动其中一对链轮(117)同步转动；每条链条(118)套在位于同一内壁上的至少两个链轮(117)上，且两条链条(118)能通过链轮(117)转动而同步转动；每块刮油板(119)的两端分别固定在两条链条(118)，且与两条链条(118)的连接点所连成线段与每对链轮(117)的中心轴平行；在刮油电机(116)转动时，链条(118)带动刮油板(119)从所述开口的上方运动至所述出油口的上方；
所述出液空间中的油层液体通过一个出液机构输送至刮油箱(115)中；其中，所述出液机构包括至少一根出液管(120)；出液管(120)的一端设置在所述出液空间中，另一端设置在刮油箱(115)中；出液管(120)另一端位于所述开口的上方；其中，所述油水混合物在多个隔油空间(114)分离为固态层和液态层，所述液态层的液体从出液管(120)的一端流至另一端并分散至刮油箱(115)中，刮油板(119)从所述液体中将油液刮出至所述出油口。
9.如权利要求7所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，所述浮油渣的刮出方法包括以下步骤：
(Ⅰ)检测位于所述刮油机构中的液体的液面高度；
(Ⅱ)判断所述液面高度是否大于一个预设高度一；
(Ⅲ)在所述液面高度大于所述预设高度一时，驱使所述刮油机构对所述液体进行刮油；
(Ⅳ)判断所述液面高度是否大于一个预设高度二；
(Ⅴ)在所述液面高度大于所述液面高度二时，停止向所述接料空间输送油水混合物；
(Ⅵ)计算一个预设时间内所述液面高度的高度变化值；
(Ⅶ)根据所述液面高度变化值，按照一个预设的变化值-功率对照表的对照关系调节所述刮油机构的功率；其中，所述高度变化值与所述功率在所述变化值-功率对照表中存在负相关的一一对照关系。
10.一种泔水无害化三相分离装置，其应用如权利要求1-9中任意一项所述的泔水无害化三相分离方法，其特征在于，其包括：
入料模块，其用于通过提升机(4)对垃圾桶(5)中待三相分离的餐厨垃圾提升入料；
分拣模块，其用于接收垃圾桶(5)中的餐厨垃圾，分拣出所述餐厨垃圾中的硬性异物，并对剩下的餐厨泔水进行固液分离，以获得呈固态的湿垃圾和呈液态的油水混合物；
破碎模块，其用于将所述湿垃圾输送至一个破碎系统中进行破碎，获得破碎产物；
挤压模块，其用于通过螺旋杆(54)使所述破碎产物在筛管(70)中定向移动，以使所述破碎产物挤压脱水，并通过一个锁紧机构调节挤压出料的干湿度，获得含水率达到一个预设干湿度的挤压出料；以及
油水分离模块，其用于将所述油水混合物和筛管(70)挤压出的液态产物混合为油水混合液，再将所述油水混合液在隔油箱(111)中分层，最后通过刮油机构将油层中的浮油渣刮出，同时分离出废水和油脂。
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