CN111233529A - 卧式消灭型餐厨垃圾处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及餐厨垃圾处理领域，提供了一种卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其包括控制器、搅拌室、进水管、射流器、抽气管、磁化装置、电磁阀和多个喷淋管；搅拌室可用于装载餐厨垃圾和微生物填料，搅拌室的底部设有筛网；多个喷淋管设置在搅拌室中，喷淋管与进水管与连通，进水管用于为喷淋管输送水；射流器安装至进水管，流经射流器的水可进入到喷淋管中，射流器的吸气管与抽气管连通，并且抽气管用于抽吸搅拌室中的气体；磁化装置设置在射流器的收缩段，以使磁化装置向流经射流器的收缩段的水流施加磁场；电磁阀与进水管连接，控制器控制电磁阀的开启和关闭。本发明的目的在于提升餐厨垃圾分解效率和减少异味气体外逸。

Description

卧式消灭型餐厨垃圾处理设备

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾处理领域，具体涉及一种卧式消灭型餐厨垃圾处理设备。

背景技术

餐厨垃圾通常具有水分含量高、有机物含量高和易腐烂等特点，所以餐厨垃圾极易滋生有害微生物。中国的城市每年都会产生大量的餐厨垃圾，这些餐厨垃圾如果不及时处理，不仅污染环境，还对人体健康产生威胁。

目前餐厨垃圾处理主要采用堆肥工艺，占地大、耗电高，政府全口径支出成本(含水电、占地等)较高；臭味大，经常会有人民群众举报，污水没有处理直接排放，环保压力大；农业部不同意餐厨垃圾堆肥产品进入食物链，处于无证经营的境地，因油、盐和金属含量的问题，堆肥产品具有巨大的潜在食品安全和土壤污染问题；堆肥产品去向不明，难以追溯，可能存在随地抛洒、填埋等违法违规操作，带来潜在的公共安全问题。

现有的其他传统处理处置方式，如填埋、占地大，落地难，建设周期长，渗滤液污染严重，已经被公认为不可持续不被推荐的易腐垃圾处置方式；焚烧则必须与干垃圾混合焚烧，除了系统复杂，造价高，影响热值和发电量之外，炉温升高困难，容易产生二恶英，分类后再混合焚烧一旦被民众得知，则对垃圾分类工作带来致命伤害，挫伤公众的分类积极性；厌氧产沼造价高，发电或供热系统复杂，沼液沼渣也很难妥善处理；其他养蟑螂、黑水牤等小众技术，也有公共安全，下游产业链受限，占地大，气味大等问题，很难推广应用。

发明内容

本发明提供了一种卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，本发明的目的在于提升餐厨垃圾分解效率和减少异味气体外溢。

上述卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其包括控制器、搅拌室、进水管、射流器、抽气管、磁化装置、电磁阀和多个喷淋管；搅拌室可用于装载餐厨垃圾和附着有微生物的微生物填料，搅拌室的底部设有筛网；多个喷淋管设置在搅拌室中，多个喷淋管与进水管与连通，进水管用于为多个喷淋管输送水；射流器安装至进水管，以使流经射流器的水进入到多个喷淋管中，射流器的吸气管与抽气管连通，并且抽气管用于抽吸搅拌室中的气体；磁化装置设置在射流器的收缩段，以使磁化装置向流经射流器的收缩段的水流施加磁场，且磁场方向与水流方向相交；电磁阀与进水管连接，控制器控制电磁阀的开启和关闭。

根据本发明的一个实施例，还包括搅拌装置，搅拌装置用于搅拌搅拌室中的餐厨垃圾和微生物填料，控制器控制搅拌装置的开启和关闭；搅拌装置进一步包括位于搅拌室中的旋转轴、第一螺带和第二螺带，第一螺带和第二螺带分别连接至旋转轴，第一螺带和第二螺带的旋转方向相反，并且第一螺带的半径小于第二螺带的半径。

根据本发明的一个实施例，还包括排污槽，排污槽位于搅拌室的下方，排污槽用于收集从筛网流出的液体和落下的固体。

根据本发明的一个实施例，排污槽倾斜设置，以使落到排污槽的液体和固体可以自然排出。

根据本发明的一个实施例，还包括冲洗管，冲洗管位于筛网和排污槽之间，冲洗管用于冲洗排污槽。

根据本发明的一个实施例，冲洗管设有出水孔；沿着水流在冲洗管中流动的方向，出水孔的宽度逐渐增大。

根据本发明的一个实施例，还包括加热装置、第一热传感器和第二热传感器，加热装置和第一热传感器设置在搅拌室外侧，第二热传感器设置在搅拌室内；第一热传感器和第二热传感器分别与控制器连接，控制器控制加热装置的开启和关闭。

根据本发明的一个实施例，还包括水压传感器和增压泵，水压传感器和增压泵分别安装至进水管，水压传感器与控制器连接，控制器控制增压泵的开启和关闭。

根据本发明的一个实施例，搅拌室的下部设置为弧面形。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

当进水管的电磁阀打开时，流经射流器的水流会使射流器的吸气管产生负压，吸气管配合抽气管将搅拌室中的空气和异味气体抽吸到射流器中；而且磁化装置会将流经射流器的收缩段的水磁化，使得流经收缩段的水可以溶解更多的氧气和异味气体。一方面，水中的溶解氧增加，提高了了微生物分解餐厨垃圾的效率；另一方面，水中溶解了大量的异味气体，减少了异味气体的外逸。此外，磁化过后的水可以直接刺激微生物的生长，增强其降解活性，而且磁化后大分子水容易细化为小分子水，降低水的表面张力，提高传质效率，从而在整体上耦合优化了生物降解系统的处理效率。

附图说明

图1是本发明一实施方式中卧式消灭型餐厨垃圾处理设备的立体图示意图；

图2是本发明一实施方式中卧式消灭型餐厨垃圾处理设备的内部示意图；

图3是本发明一实施方式中搅拌装置的示意图；

图4是本发明一实施方式中进水管、射流器和磁化装置的连接示意图；

图5是本发明一实施方式中排污槽的示意图。

附图标记：

1、箱体；2、进料口；3、观察口；4、搅拌室；5、筛网；6、旋转轴；7、第一螺带；8、第二螺带；9、进水管；10、喷淋管；11、抽气管；12、射流器；13、吸气管；14、磁化装置；15、排污槽；16、冲洗管；17、排污管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，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。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，卧式消灭型餐厨垃圾处理设备(在以下实施例中，卧式消灭型餐厨垃圾处理设备会简称为处理设备)包括箱体1。箱体1可以通过耐腐蚀的材料制成，例如不锈钢材料。箱体1的顶部设有竖向的进料口2和观察口3。可以通过进料口2将微生物填料和餐厨垃圾投放到处理设备中；还可以通过观察口3了解餐厨垃圾在处理设备中的分解情况。当然，进料口2还设有盖板，盖板可以封堵进料口2，防止餐厨垃圾在分解过程中产生的异味气体逸出。箱体1的底部还可以设置多个脚轮，从而方便将处理设备随时移动到合适的位置。

在本发明的一个实施例中，处理设备还包括控制器。控制器可以控制处理设备的多个器件的开启和关闭，控制过程在以下实施例中会详细说明。为方便操作人员向控制器输入指令，可以在箱体1上设置一个控制面板。当然，控制器所执行的控制方法是本领域常见的控制方法，本发明不再赘述。

在本发明的一个实施例中，处理设备包括液压升降装置，液压升降装置设置在箱体1的外侧。液压升降装置可以用于将垃圾桶中的餐厨垃圾从进料口2倾倒到搅拌室4中。控制器可以控制液压升降装置的启动和停止。当然，还可在进料口2处设置垃圾桶冲洗装置。垃圾桶冲洗装置可以对倾倒完餐厨垃圾的垃圾桶进行冲水清洗。垃圾桶清洗装置和用于倾倒垃圾桶的液压升降装置是本领域常见的装置，本发明在此不再赘述。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，处理设备包括搅拌室4。进料口2与搅拌室4连通，使得餐厨垃圾和附着有微生物的微生物填料可以通过进料口2投放到搅拌室4中。当然，搅拌室4可以装载餐厨垃圾和附着有微生物的微生物填料，并且餐厨垃圾和微生物填料可以在搅拌室4中被搅拌均匀。搅拌室4的下部设置为弧面形，所以当餐厨垃圾投放到搅拌室4中时，餐厨垃圾会自然的向底部移动，并且向最底部集中。搅拌室4的底部还设有筛网5，餐厨垃圾中的液体、餐厨垃圾被分解后产生的液体和小颗粒垃圾(即餐厨垃圾的分解产物)可以从筛网5落下，而没有被充分分解的餐厨垃圾则被阻留在搅拌室4中。在一个优选的实施例中，筛网5是沿着搅拌室4的长度方向设置的，筛网5的长度与搅拌室4的长度可以相同，并且筛网5的宽度可以为搅拌室4的宽度的四分之一到三分之一。筛网5的面积足够大，可以保证被微生物充分分解的餐厨垃圾可以从筛网5落下。另外，筛网5可以设有圆孔和方形孔。圆孔的直径可以为1－10mm。而方形孔具有较长的长度，有助于使一些不易分解的餐厨垃圾(例如蛋壳渣和骨头渣等)落下。当然，筛网5的孔的尺寸需要小于微生物填料的尺寸，以防止微生物填料从筛网5落下。

如图3所示，搅拌装置进一步包括电机、旋转轴6、第一螺带7和第二螺带8。控制器与电机连接，从而可以控制电机的开启和关闭。电机与旋转轴6连接，所以电机可以驱动旋转轴6周向旋转。第一螺带7和第二螺带8分别连接至旋转轴6，第一螺带7和第二螺带8的旋转方向相反，并且第一螺带7的半径小于第二螺带8的半径(或者说，第一螺带7的尺寸小于第二螺带8的尺寸)。旋转轴6、第一螺带7和第二螺带8设置在搅拌室4中，电机设置在搅拌室4片旁边。在本实施例中，当旋转轴6旋转，第一螺带7和第二螺带8可以将餐厨垃圾分别向相反的方向推送、搅拌，所以这两个螺带使餐厨垃圾的混合搅拌形成了循环路径，使得餐厨垃圾的搅拌可以十分均匀。另外，旋转轴6与搅拌室4的连接方式，以及旋转轴6与电机的连接方式，均属于本领域常规的技术手段，本发明在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，处理设备还包括进水管9和多个喷淋管10，喷淋管10设置在搅拌室4中。进水管9与多个喷淋管10连通，从而可以将水输送给喷淋管10，而喷淋管10可以向搅拌室4加水。一方面，水中包含微生物分解餐厨垃圾所需要的溶解氧，所以加水可以促进微生物分解；另一方面，水可以冲洗搅拌室4，并且可以使餐厨垃圾的分解产物尽快落入到排污槽15中。进水管9还安装有电磁阀。该电磁阀与控制器连接，所以控制器可以通过控制电磁阀的开启来实现向搅拌室4加水。另外，喷淋管10上可以设置多个通孔，这些通孔朝向筛网5。所以从通孔中喷洒出来的水可以冲洗筛网5，防止筛网5堵塞。当然，为防止因电磁阀突然失灵而造成无法加水的情况出现，可以在进水管9上再安装一个手动阀门。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，处理设备还包括抽气管11、射流器12。抽气管11可以用来抽吸搅拌室4中的气体(气体包括空气和异味气体；在搅拌室4中会发生好氧分解反应和厌氧分解反应，所以搅拌室4中会产生异味气体，并且异味气体主要是氨气和硫化氢)。抽气管11可以设置在进料口2附近，也可以设置在搅拌室4中，例如抽气管11可以设置在喷淋管10的上方；抽气管11可以设置一根或者多根，本发明在此不做限制，只要有利于防止异味气体外溢即可。射流器12安装至进水管9，使得在进水管9中流动的水可以先流过射流器12再进入到多个喷淋管10中，并且射流器12的吸气管13与抽气管11连通。射流器12包括收缩段，收缩段的通道可以设置成扁平状。当水流流过射流器12时，吸气管13可以产生负压，使得抽气管11中也是负压状态，所以抽气管11和吸气管13可以共同将搅拌室4中的气体抽吸到射流器12中，并且使气体混合到收缩段的水流中。一方面，由于搅拌室4中含有微生物分解过程中产生的异味气体，经过吸气管13和抽气管11的抽吸，异味气体可以混合到水中，从而可以防止搅拌室4中的异味气体外溢。另一方面，搅拌室4中也包含有氧气，经过吸气管13和抽气管11的抽吸，氧气可以混合到水中，提升了水中溶解氧的含量，从而可以促进微生物分解餐厨垃圾。在本发明中，抽气管11上可以设有多个通孔，搅拌室4中的气体可以通过这些通孔进入到抽气管11中。需要说明的是，射流器12的结构和原理是本领域技术人员的常识，本发明不在进行赘述。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，处理设备还包括磁化装置14，磁化装置14设置在射流器12的收缩段。磁化装置14可以产生与水流方向相交的磁场。当进水管9有水流时，流过射流器12的收缩段的水流可以被磁化。由于收缩段的通道设置成扁平状，水流会更宽，所以更多的水会在收缩段被磁化。而且射流器12将气体混合到收缩段的水流中，有一部分的气体还没有溶解到水流中；但是在收缩段的水流被磁化后，收缩段的水流的溶解能力增强，进而将混合到水中但未溶解的气体溶解到水中，既吸收了异味气体，还增加了水中的溶解氧(溶解氧的含量升高，进一步提升了微生物分解的效率)。另外，氨气和硫化氢溶解到水中后会相互反应并消耗，原本溶解到水中的氨气和硫化氢减少，促进了新的氨气和硫化氢继续溶解到水中，也避免了异味气体从水中再次逸出。进一步的，在氨气和硫化氢相互反应之后，收缩段的水中形成了大量的铵根离子(NH₄ ⁺)和硫氢根离子(HS^－)；这两种离子在穿过磁场时会因磁场的作用而偏离原移动方向；并且在偏移的过程中，这两种离子会与其他的离子或者颗粒进行缔合，从而进一步打破原有的化学平衡，使得更多的氨气和硫化氢又溶解到水中。所以将磁化装置14设置在射流器12的收缩段，极大的提升了水对异味气体的溶解度。此外，磁化过后的水可以直接刺激微生物的生长，增强其降解活性，而且磁化后大分子水容易细化为小分子水，降低水的表面张力，提高传质效率，从而在整体上耦合优化了生物降解系统的处理效率。需要说明的是，磁化装置14可以是采用钕铁硼等永磁材料制成的永磁体磁化装置，也可以是电磁装置(控制器可以控制电磁装置的开启、关闭和强度调节)。并且磁化装置14是本领域常见的装置，本发明对其结构和原理不再赘述；而关于水流在磁化之后产生的物理和化学变化，已经有大量的研究成果，本发明也不再赘述。

在本发明的其他实施例中，磁化装置14可以设置在射流器12的上游。当进水管9有水流时，磁化装置14可以产生与水流方向相交的磁场，磁场可以将水磁化。而被磁化的水在流过射流器12时，可以将更多的氧气和异味气体溶解到水中。

在本发明的一个实施例中，处理设备还包括水压传感器和增压泵。水压传感器安装至进水管9，用于检测进水管9的水压。增压泵与进水管9连接，可以为进水管9中的水流增加压力。控制器可以控制增压泵的开启和关闭，例如：当进水管9中水压不足时，水压传感器向控制器传递信号，控制器可以控制增压泵开启。水磁化的效果与流速是相关的，外接的水源通常压力不稳定，增设压力泵可以保证进水管9中有足够的压力。当然，水压传感器可以将压力数据传输到控制面板，操作人员可以实时看到进水管9的水压。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，处理设备还包括加热装置、第一热传感器和第二热传感器。第一热传感器设置在搅拌室4外侧，用于检测搅拌室4侧壁的温度。第二热传感器设置在搅拌室4内，用于检测搅拌室4内的温度(或者说，检测餐厨垃圾在分解过程中的温度)。加热装置设置在搅拌室4的外侧，并且加热装置可以为搅拌室4加热升温。在本实施例中，当第二热传感器检测到搅拌室4内的温度(或者说，餐厨垃圾的温度)较低时，向控制器发送信号，控制器控制加热装置进行加热，并且第一热传感器实时检测搅拌室4侧壁的温度，防止搅拌室4的侧壁局部过热；第二热传感器检测到搅拌室4内的温度(或者说，餐厨垃圾的温度)已经达到最佳温度，控制器可以控制加热装置停止加热。第一热传感器和第二热传感器可以将温度数据传输到控制面板，操作人员可以实时了解温度情况。当然，加热装置是本领域常见的装置，本领域技术人员有能力了解和实现，本发明不再赘述。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，处理设备还包括排污槽15。排污槽15设置在搅拌室4的下方，可以用于收集从筛网5流出的液体和落下的固体。并且排污槽15可以倾斜设置，以使流到排污槽15的液体和落到排污槽15的固体可以自然排出。具体来说，排污槽15首端的高度高于排污槽15末端的高度，而排污槽15的末端可以与外界(例如下水道)连通，所以微生物分解的固体和液体产物可以在重力作用下离开排污槽15。另外，进料口2可以位于排污槽15末端的正上方。当向搅拌室4中倾倒餐厨垃圾时，餐厨垃圾中的液体可以经过筛网5后直接到达排污槽15末端，并从排污槽15末端排出。

如图5所示，冲洗管16可以向排污槽15施加水，从而将排污槽15冲洗干净。冲洗管16与外部水源连接，并且冲洗管16还可以设置电磁阀。控制器同样可以控制该电磁阀的开启和关闭。当然，为防止电磁阀失灵，也可以再设置一个手动阀门。另外，冲洗管16上设有出水孔，水可以从出水孔流出，对排污槽15进行冲洗。并且沿着水流在冲洗管16中流动的方向，出水孔的宽度逐渐增大。这种结构可以保证从出水孔各处流出的水的流量和水压都是相同的，有助于提升冲洗效果。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，处理设备还包括排污管17，排污管17与排污槽15末端连接。排污管17可以引导固体和液体的分解产物排出到下水道中。

结合上述实施例，本发明的处理设备实际上还可以解决现有处理技术中固体残留多、需要二次处理和下游产业链的辅助支持，以及环保问题、安全隐患突出等瓶颈性问题。

下面结合图1至图5对处理设备的工作过程进行说明。

(1)当液压升降装置将垃圾桶中的餐厨垃圾完全倾倒入搅拌室4中，控制器控制搅拌装置进行工作，旋转轴6旋转5分钟，对餐厨垃圾进行搅拌。

(2)在旋转轴6旋转的最后一分钟，控制器控制进水管9的电磁阀打开，并且控制器开启磁化装置14，喷淋管10向搅拌室4中施加水。

(3)时间到5分钟时，控制器控制搅拌装置停止工作，同时关闭磁化装置14和进水管9的电磁阀。然后餐厨垃圾在搅拌室4中静置15分钟。

(4)上述步骤(1)至步骤(3)构成一个搅拌周期，控制器、搅拌装置、磁化装置14和进水管9的电磁阀共同配合完成6个搅拌周期(6个执行周期为120分钟)。

(5)时间到120分钟时，控制器先开启冲洗管16的电磁阀，冲洗管16对排污槽15冲洗20秒；然后控制器控制冲洗管16关闭20秒(减少水量消耗)；然后控制器开次启冲洗管16的电磁阀，冲洗管16再次对排污槽15进行20秒的冲洗。这60秒为一个冲洗周期，并且每完成6次搅拌周期(即120分钟)就执行一次冲洗周期。另外，时间到120分钟时，控制器控制搅拌装置进行工作，开始进行又一个搅拌周期。

在上述工作过程中，通过搅拌周期和冲洗周期的不断循环，微生物对餐厨垃圾持续分解，直到餐厨垃圾分解完毕并从排污槽15排出。采用本发明的处理设备，餐厨垃圾中至少有90％可以被分解掉，基本达到了消灭餐厨垃圾的效果。当然，上述关于搅拌周期和冲洗周期时间的内容仅仅为了方便本领域技术人员理解，本发明不限于此。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，包括控制器、搅拌室、进水管、射流器、抽气管、磁化装置、电磁阀和多个喷淋管；

所述搅拌室可用于装载餐厨垃圾和附着有微生物的微生物填料，所述搅拌室的底部设有筛网；

多个所述喷淋管设置在所述搅拌室中，多个所述喷淋管与所述进水管与连通，所述进水管用于为多个所述喷淋管输送水；

所述射流器安装至所述进水管，以使流经所述射流器的水进入到多个所述喷淋管中，所述射流器的吸气管与所述抽气管连通，并且所述抽气管用于抽吸所述搅拌室中的气体；

所述磁化装置设置在所述射流器的收缩段，以使所述磁化装置向流经所述射流器的收缩段的水流施加磁场，且磁场方向与水流方向相交；

所述电磁阀与所述进水管连接，所述控制器控制所述电磁阀的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，还包括搅拌装置，所述搅拌装置用于搅拌所述搅拌室中的餐厨垃圾和微生物填料，所述控制器控制所述搅拌装置的开启和关闭；

所述搅拌装置进一步包括位于所述搅拌室中的旋转轴、第一螺带和第二螺带，所述第一螺带和所述第二螺带分别连接至所述旋转轴，所述第一螺带和所述第二螺带的旋转方向相反，并且所述第一螺带的半径小于所述第二螺带的半径。

3.根据权利要求1所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，还包括排污槽，所述排污槽位于所述搅拌室的下方，所述排污槽用于收集从所述筛网流出的液体和落下的固体。

4.根据权利要求3所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，所述排污槽倾斜设置，以使落到所述排污槽的液体和固体可以自然排出。

5.根据权利要求3所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，还包括冲洗管，所述冲洗管位于所述筛网和所述排污槽之间，所述冲洗管用于冲洗所述排污槽。

6.根据权利要求5所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，所述冲洗管设有出水孔；沿着水流在所述冲洗管中流动的方向，所述出水孔的宽度逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，还包括加热装置、第一热传感器和第二热传感器，所述加热装置和所述第一热传感器设置在所述搅拌室外侧，所述第二热传感器设置在所述搅拌室内；

所述第一热传感器和所述第二热传感器分别与所述控制器连接，所述控制器控制所述加热装置的开启和关闭。

8.根据权利要求1所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，还包括水压传感器和增压泵，所述水压传感器和所述增压泵分别安装至所述进水管，所述水压传感器与所述控制器连接，所述控制器控制所述增压泵的开启和关闭。

9.根据权利要求1所述的卧式消灭型餐厨垃圾处理设备，其特征在于，所述搅拌室的下部设置为弧面形。

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