CN111099926B - 一种餐厨垃圾生物处理备料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨垃圾生物处理备料系统，包括滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统；滤液分离与滤液油水分离系统包括原料仓、过滤层、渗滤液排出管和气浮式油水分离器；进料破碎系统包括输送带、破碎机、进料斗、进料斗出口、电动阀门、水分传感器、压力传感器、螺旋推进器、物料入口和物料出口；自动给料系统包括辅料仓，辅料仓下面设有定量给料机，定量给料机出口设于物料入口上面。本发明通过滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统将餐厨垃圾处理，可以将餐厨垃圾加工成黑水虻的食料，最后经过黑水虻的生物转化成高质量昆虫蛋白和虫粪有机肥，从而是餐厨垃圾能够得到很好的处理。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾生物处理备料系统。
背景技术
餐厨垃圾一般指生活饮食中所需要的生料及成品或残留物，比如剩菜剩饭、果皮、蛋壳等易腐性垃圾。近年来，随着人们生活水平的日益提高以及全国人口的增加，餐厨垃圾的产量呈现明显的增长趋势。其主要由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类等有机物以及无机盐组成，具有含水率高(高达80％～95％)、高含盐量、易腐烂产生臭味、营养物质多等特点。2018年，中国生产的厨余垃圾量达到1.022亿吨，日均废物产量为28万吨，人均日产量约为0.20千克。
由于餐厨垃圾中含有较多的有机成分和水，因此很容易与微生物反应而导致腐烂和变质，存放的时间越长，腐臭就越严重。特别是在夏季，温度过高会加速其衰变和恶化，更易滋生大量的渗沥液以及恶臭气味，对环境和卫生带来危害。其次，厨余垃圾中含有的肉类蛋白质和动物脂肪物质主要来自提供肉类食品的牲畜和家禽，直接食用未经有效处理的食物垃圾后,牲畜容易发生“相似阶段”，带来同源性蛋白污染的潜在风险；以及人与动物之间疾病的交叉传染，危害人类健康，并可能促进某些致命疾病的传播，从而引起疾病的大规模传染。因此，如何资源化、无害化和减量化处理厨余垃圾成为当前急需解决的问题。
目前还没有建立健全的餐厨垃圾处理管理体制，缺乏相应的管理政策和适宜的处理技术。餐厨垃圾传统的处理方式主要包括焚烧和填埋，采用焚化处理，易产生有害气体，而填埋方式容易造成土壤和地下水污染。最普遍的处理方式就是混在生活垃圾中，直接混合填埋或者直接运到农场喂猪，不但增加了生活垃圾处理的难度，同时也浪费了大量的可利用资源。现在随着人们对厨余垃圾认识的提高，渐渐地实现了餐厨垃圾的分类和单独处理，填埋的处理方法正在被淘汰，资源化处理正在取代传统的处理方法，其中堆肥化、饲料化以及能源化处理正在受到更多的关注。
一般有氧堆肥要求优化初始含水率介于40％-60％之间，空隙率>40％；有机物含量>30％；碳氮比(C/N)20-35∶1，过低会导致过量氨散失，也不宜升温(N能量代谢的低效性)；C/N过高，细胞合成滞后，降解不完全，成品进入土壤后出现“氮饥饿”争夺土壤养分。所以堆肥物料起始组成对于堆肥过程及堆肥产品的质量至关重要。餐厨垃圾中初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值，通常应加入氮肥水溶液、粪便、污泥等调节剂，使之调到30以下。所以将餐厨垃圾与畜禽养殖废弃物进行联合处理，生产有机肥或土壤调理剂，是实现废弃物资源化利用的创新思路，具有明显的优势与潜力。
与传统的垃圾填埋处理相比，养殖黑水虻、黄粉虫等处理餐厨垃圾成本低，经济效益高。黑水虻是一种腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，其具有繁殖迅速、生物量大，食性广泛，吸收转化率高、容易管理、饲养成本低，动物适口性好的特点，对人畜、动植物均无害。黑水虻的生命史周期为40-45天，需经过卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。黑水虻刚从卵孵化为幼虫后的10天时间是处理餐厨垃圾能力最强的时期，等幼虫成长化成蛹，破蛹成虫后进行交配产卵，之后大约存活几天就死亡。餐厨垃圾通过破碎再配以麸皮、木糠、秸秆粉等，调节含水率70～86％左右。黑水虻在“吃垃圾”的过程中，除去动能消耗外，经过它们的生物转化，可以让餐厨垃圾的80％变成自身的高质量昆虫蛋白，20％则成为富含养分的虫粪有机肥。
如何通过分析监测餐厨垃圾与其他农林废弃物的主要组分及含水率，研究开发堆肥备料系统，实现进料有氧快速堆肥或昆虫饲料要求的初始含水率、空隙率、有机物含量、碳氮比(C/N)等的条件优化与智能调节控制；将富含碳水化合物、脂类的餐厨垃圾与富含氮磷的畜禽粪污等农林废弃物按代谢协同理论构建共基质协同发酵或昆虫处理体系，生产具有土壤调理功能与施肥功能的腐殖类土肥；采用生物滤床结合生态土壤净化技术，低成本实现发酵全过程的恶臭污染控制等方面，都是目前我国餐厨垃圾及农林废弃物处理的技术路线与工艺中急需研究开发并完善的方面。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种餐厨垃圾生物处理备料系统，解决了餐厨垃圾处理不好的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种餐厨垃圾生物处理备料系统，包括滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统；
所述滤液分离与滤液油水分离系统包括原料仓，所述原料仓内设有过滤层，所述原料仓下端设有渗滤液排出管，所述渗滤液排出管连接有气浮式油水分离器；
所述进料破碎系统包括输送带和破碎机，所述输送带一端设于所述过滤层上面的所述原料仓内，所述输送带另一端设于所述破碎机的上方，所述破碎机下端连接有进料斗，所述进料斗下面设有进料斗出口，所述进料斗出口上设有电动阀门，所述进料斗下端设有水分传感器和压力传感器，所述进料斗出口下面连接有螺旋推进器，所述螺旋推进器一端设有与所述进料斗出口相配合的物料入口，所述螺旋推进器另一端设有物料出口；
所述自动给料系统包括辅料仓，所述辅料仓下面设有定量给料机，所述定量给料机出口设于所述物料入口上面。
进一步地，还包括PLC控制系统、上位机和变频器，所述PLC控制系统分别与所述水分传感器、所述压力传感器、所述上位机和所述变频器连接，所述变频器与所述定量给料机连接。
进一步地，所述PLC控制系统还连接有声光报警器。
进一步地，所述物料入口一侧设有物料传感器。
进一步地，所述输送带包括设于所述原料仓内的水平部分和设于所述水平部分右端的倾斜部分。
进一步地，所述进料斗下端为倾斜面，所述电动阀门设于所述倾斜面的下端。
采用上述技术方案，由于通过滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统将餐厨垃圾处理，可以将餐厨垃圾加工成黑水虻的食料，最后经过黑水虻的生物转化成高质量昆虫蛋白和虫粪有机肥，从而是餐厨垃圾能够得到很好的处理。
附图说明
图1为本发明一种餐厨垃圾生物处理备料系统的平面结构示意图；
图2为本发明一种餐厨垃圾生物处理备料系统中气浮式油水分离器的平面结构示意图。
附图序号及其说明：
1、气浮式油水分离器；2、渗滤液排出管；3、过滤层；4、原料仓；5、输送带；6、上位机；7、破碎机；8、声光报警器；9、PLC控制系统；10、变频器；11、辅料仓；12、定量给料机；13、物料传感器；14、物料出口；15、螺旋推进器；16、物料入口；17、压力传感器；18、电动阀门；19、水分传感器；20、进料斗；21、装置壳体；22、水力筛；23、水泵；24、溶气罐进水管道；25、回流水管；26、进气管；27、空压机；28、压力溶气罐；29、气浮池；30、溶气释放器；31、装置进水管道；32、气浮池进水管道；33、热电阻；34、加热管；35、电容液位器；36、刮油器；37、排油槽；38、排水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1-2，本发明提供的一种餐厨垃圾生物处理备料系统，包括滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统；
所述滤液分离与滤液油水分离系统包括原料仓4，所述原料仓4内设有过滤层3，所述原料仓4下端设有渗滤液排出管2，所述渗滤液排出管2连接有气浮式油水分离器1；
所述进料破碎系统包括输送带5和破碎机7，所述输送带5一端设于所述过滤层3上面的所述原料仓4内，所述输送带5另一端设于所述破碎机7的上方，所述破碎机7下端连接有进料斗20，所述进料斗20下面设有进料斗出口，所述进料斗出口上设有电动阀门18，所述进料斗20下端设有水分传感器19和压力传感器17，所述进料斗出口下面连接有螺旋推进器15，所述螺旋推进器15一端设有与所述进料斗出口相配合的物料入口16，所述螺旋推进器15另一端设有物料出口14；
所述自动给料系统包括辅料仓11，所述辅料仓11下面设有定量给料机12，所述定量给料机12出口设于所述物料入口16上面。
本技术方案的气浮式油水分离器1包括装置壳体21，所述装置壳体21内设有水力筛22、水泵23、溶气罐进水管道24、回流水管25、进气管26、空压机27、压力溶气罐28、气浮池29、溶气释放器30、装置进水管道31、气浮池29进水管道、热电阻33、加热管34、电容液位器35、刮油器36、排油槽37和排水管38。所述水力筛22通过所述装置进水管道31与所述渗滤液排出管2连接，所述气浮池29依次通过所述回流水管25、所述水泵23和所述溶气罐进水管道24与所述压力溶气罐28连接，所述空压机27通过所述进气管26与所述压力溶气罐28连接，所述溶气释放器30与所述压力溶气罐28连接，所述溶气释放器30设于所述气浮池29内，所述水力筛22通过所述气浮池29进水管道与所述气浮池29连接，所述气浮池29内设有所述热电阻33、所述加热管34和所述电容液位器35，所述气浮池29上端设有所述刮油器36，所述气浮池29上端的一侧设有所述排油槽37，所述气浮池29下端的一侧设有所述排水管38。
气浮式油水分离器1通过水泵23把滤液从储水箱抽到压力溶气罐28内，通过空压机27使压力溶气罐28内的压滤液和空气充分接触，促进空气的溶解；而在溶气释放器30的作用下，溶解空气的水减压，在水中溶解的空气则以微气泡的形式析出。在气浮池29内，电容液位器35自动检测液面高度是否满足有效分离高度，热电阻33和加热管34将温度维持在一定的范围内。压滤液中的油粒附着在气泡上，并且聚结在液面。刮油器36自动定时控制刮油，当进水稳定之后一段时间，刮油器36启动运行，将表面的油污自动刮掉，油污进入废油收集槽，等待收集；水则分成两部分排出，一部分从排水管38排出，一部分则通过回流水管25和水泵23进入压力溶气罐28。
为解决幼虫取食及堆肥要求的粒度控制，选用合适的破碎机7接入系统，承接输送带5传送过来的经分选好的餐厨垃圾，实施破碎；破碎好的物料进入进料斗20，进料斗20中设置水分感应器及压力传感器17，在线监测物料含水率及物料总重量，将探测数据接入PLC控制系统9，并依据物料种类、物料总量及后期生物处理含水率、C/N值的要求，计算辅料添加量。
辅料仓11的辅料含谷壳、木糠、秸秆碎料等，先按一定比例混匀，预定含水率及C/N值，装入辅料仓11，通过PLC控制系统9控制定量给料机12实现自动计量添加。选用合适的定量给料机12接入系统，是一种为固体散状物料(块状、颗粒、粉状等)连续称重计量兼定量输送的机械设备，它广泛应用于水泥、矿山、建材、粮食、化工等行业，且技术先进、稳定可靠、性价比高、经久耐用，是集输送、称重计量和定量控制为一体化系统。定量给料机12配置可靠性的变频调速技术，宽皮带、厚料层、低速运行，因而具有运转平稳、接近静态的计量精度。动态计量精度优于1.0％；静态计量精度优于0.5％。定量给料机12自动定量调节精度高、调节范围宽(调速比≥20:1，皮带速度5cm/min～15m/min)。低速时仍具有良好的线性调速性能，可大大减少皮带的磨损，避免大块物料卡料损伤。
主料破碎与所添加的辅料自动混合后，经螺旋推进器15送到物料出口14，完成备料。将以上滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统集成为餐厨垃圾生物处理备料一体化系统。
本技术方案还包括PLC控制系统9、上位机6和变频器10，所述PLC控制系统9分别与所述水分传感器19、所述压力传感器17、所述上位机6和所述变频器10连接，所述变频器10与所述定量给料机12连接。所述PLC控制系统9还连接有声光报警器8。所述物料入口16一侧设有物料传感器13。这样可以实现自动感应控制和报警等。
所述输送带5包括设于所述原料仓4内的水平部分和设于所述水平部分右端的倾斜部分。这样方便滤渣输送到破碎机7内进行破碎。
所述进料斗20下端为倾斜面，所述电动阀门18设于所述倾斜面的下端。这样方便破碎后的滤渣排出。
综上所述，本发明通过滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统将餐厨垃圾处理，可以将餐厨垃圾加工成黑水虻的食料，最后经过黑水虻的生物转化成高质量昆虫蛋白和虫粪有机肥，从而是餐厨垃圾能够得到很好的处理。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种餐厨垃圾生物处理备料系统，其特征在于，包括滤液分离与滤液油水分离系统、进料破碎系统和自动给料系统；
所述滤液分离与滤液油水分离系统包括原料仓，所述原料仓内设有过滤层，所述原料仓下端设有渗滤液排出管，所述渗滤液排出管连接有气浮式油水分离器；气浮式油水分离器包括装置壳体，所述装置壳体内设有水力筛、水泵、溶气罐进水管道、回流水管、进气管、空压机、压力溶气罐、气浮池、溶气释放器、装置进水管道、气浮池进水管道、热电阻、加热管、电容液位器、刮油器、排油槽和排水管。所述水力筛通过所述装置进水管道与所述渗滤液排出管连接，所述气浮池依次通过所述回流水管、所述水泵和所述溶气罐进水管道与所述压力溶气罐连接，所述空压机通过所述进气管与所述压力溶气罐连接，所述溶气释放器与所述压力溶气罐连接，所述溶气释放器设于所述气浮池内，所述水力筛通过所述气浮池进水管道与所述气浮池连接，所述气浮池内设有所述热电阻、所述加热管和所述电容液位器，所述气浮池上端设有所述刮油器，所述气浮池上端的一侧设有所述排油槽，所述气浮池下端的一侧设有所述排水管；
所述进料破碎系统包括输送带和破碎机，所述输送带一端设于所述过滤层上面的所述原料仓内，所述输送带另一端设于所述破碎机的上方，所述破碎机下端连接有进料斗，所述进料斗下面设有进料斗出口，所述进料斗出口上设有电动阀门，所述进料斗下端设有水分传感器和压力传感器，所述进料斗出口下面连接有螺旋推进器，所述螺旋推进器一端设有与所述进料斗出口相配合的物料入口，所述螺旋推进器另一端设有物料出口；
所述自动给料系统包括辅料仓，所述辅料仓下面设有定量给料机，所述定量给料机出口设于所述物料入口上面；
还包括PLC控制系统、上位机和变频器，所述PLC控制系统分别与所述水分传感器、所述压力传感器、所述上位机和所述变频器连接，所述变频器与所述定量给料机连接，所述PLC控制系统还连接有声光报警器。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物处理备料系统，其特征在于，所述物料入口一侧设有物料传感器。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物处理备料系统，其特征在于，所述输送带包括设于所述原料仓内的水平部分和设于所述水平部分右端的倾斜部分。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物处理备料系统，其特征在于，所述进料斗下端为倾斜面，所述电动阀门设于所述倾斜面的下端。
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