CN111299308A - 餐厨垃圾处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨垃圾处理装置，包括机架，设在机架上方的料仓，设在料仓下方的破碎装置，所述的破碎装置下方的设有破碎仓，所述的破碎仓设置有与旋转轴连接的旋转电机，设置在破碎仓下方还设置有储料斗，所述的储料斗下面通过连接管连接着送料泵，所述的送料泵下方连接着物料改性装置，所述的在改性装置下方设置有厌氧发酵装置。破碎装置将物料破碎后送入到磨料仓室中，经过磨料仓室的机械碾磨和电磁涡流的加热处理后的将物料进入发酵仓室内，厌氧发酵仓室对餐厨物料进行进一步的生化处理，极大提高了餐厨物料的减量化和无害化处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理领域，特别涉及一种餐厨垃圾处理装置。
背景技术
餐厨垃圾主要是指居民在餐饮和厨房过程中产生的垃圾，主要包括食用后残余的米、面粉、菜果、食用油等，从组分上看，餐厨垃圾主要含有淀粉、蛋白质、纤维素、无机盐和脂类等，餐厨垃圾极易变质腐烂，发出恶臭，并传播细菌、病毒等。随着经济的增长，人们的物质生活日益提高，外出就餐也大幅度增加，城市人口也越来越多，这就导致城市餐厨垃圾产出大。由于餐厨垃圾极易腐烂变质，易传播疾病，如果处理不及时，餐厨垃圾发出的恶臭会严重影响居民的生活环境，同时有些餐厨垃圾会变质，滋生细菌等极易对人的身心健康造成影响。如果餐厨垃圾处置不当，会对大气、水等造成污染，严重影响人们的生活。随着我国人口的增长和餐饮业的快速发展，餐饮垃圾的产量也在日益增长。根据我国固废网公布数据显示我国每年产生4000万吨的餐饮垃圾，我国目前每天要产生8200万吨的处置量，对应处置率仅为10％，处置压力巨大。
常见的机械处理方式有，机械破碎，螺旋挤压，后进行生物厌氧发酵处理，然而餐厨有机物的发酵的速度很大部分取决于其物料颗粒的大小，有机颗粒需要与微生物表面直接接触从而有效分解。常见的促进有效分解的方式有加热，机械破碎，化学方法等主要的作用是提高底物颗粒与底物之间的生物利用度和传质效率来分解有机物，而化学和微生物处理已经进行来多年的研究，但是主要还是停留在实验室研究阶段，所提出的方法未能大规模应用在体量巨大的餐厨垃圾处理领域，且处理效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种处理率高的餐厨垃圾处理装置，进一步实现资源化利用。
本发明的技术解决方案，提供一种以下结构的餐厨垃圾处理装置，包括机架、设在机架上方的料仓、设在料仓下方的破碎装置、旋转电机、储料斗、连接管、送料泵、厌氧发酵装置和电气控制器，所述储料斗位于所述破碎装置的下方，所述餐厨垃圾处理装置还包括物料改性装置、热量循环利用装置，所述储料斗经连接管和送料泵与所述的物料改性装置连通，所述的厌氧发酵装置位于所述物料改性装置的后端，所述的热量循环装置将物料改性装置与厌氧发酵装置连通。餐厨垃圾从料仓落入破碎装置里面，经过破碎装置处理后，暂时储存在储料箱里面，并得到破碎物料的固液混合物，储料箱下方连接有送料泵，物料可以在重力和送料泵的压力下将物料从储料箱中抽出，送入物料改性装置中，物料改性装置中的电磁线圈产生电磁涡流，电磁加热采用磁场感应涡流加热原理，可以将腔室内的物料温度加热到100℃以上，可以促进有机物的快速水解。
可选的，所述的物料改性装置包括物料精细研磨装置、铁粉投加装置以及电磁涡流发生装置。物料在改性装置中通过机械研磨，电磁涡流加热，铁粉的作用下物料颗料变小，加热充分，加快了有机物的分解。
可选的，所述的物料精细研磨装置包括磨料仓室、减速器和第一电机，所述的磨料仓室上端设有进料口，所述的进料口通过箱体上入口与连接管连接，所述的磨料仓室的下端设有出料口，所述的出料口通过料仓室的下出口与出料管相连接，所述磨料仓室的一侧连接有减速器和第一电机，另一侧固定有与转轴相连接的轴承，所述的减速器的输出端连接有水平设置在磨料仓室中的转轴，所述的转轴上面均匀分布着钢钉,在第一电机和减速器作用下进行物料的碾磨。可以降低物料颗粒的大小，同时不断的搅拌可以使物料内部的受热更加均匀，提高后续的发酵水解的效率。
可选的，所述的电磁涡流发生装置包括电磁线圈、交流电源以及磨料仓室，所述的电磁线圈紧密缠绕在磨料仓室上面，所述的电磁线圈两端接有交流电源，外部涂有绝缘材料，电磁涡流发生装置产生电磁涡流，破坏细胞分子结构，并且提高腔室里面物料的温度，促进餐厨垃圾的水解。所述的电源为交流电源，可以向磨料仓室中发出来不断变换的电磁场，产生电磁涡流，从而提高腔室里面物料的温度，进而促进有机物的水解，同时物料受到不同方向机械力的剪切作用，同时也极大降低了物料颗粒的大小，从而使有机物分解加快。
可选的，所述的铁粉投加装置设置在磨料仓室的上方，铁粉通过铁粉投加装置可自动加入到磨料仓室，铁粉在磨料仓室内的装置搅拌下，均匀进入到物料中，增进磁场磁性，同时利于物料内部热量扩散，利于对物料更好的改性，提高后续厌氧发酵阶段效率，铁粉投加量按照以下确定，铁粉质量与餐厨垃圾体积比为：每升餐厨垃圾投入5-8g铁粉。通过加入适量的铁粉，通过转轴的搅拌使铁粉均匀进入物料内部，可以提高物料在仓室内部的导热性，使物料受热均匀更好的高温水解，同时铁粉可以提高厌氧发酵过程中有机物的分解速度，促进有机物转化为甲烷，还可以缓解酸抑制现象，提高后续的处理效率。
可选的，所述的厌氧发酵装置的进料入口通过连接管与磨料仓室的出料口相连接，所述的厌氧发酵装置内部设搅拌装置，所述的搅拌装置包括第二电机和搅拌器，上部还设有用于通入氮气的通气导管，所述厌氧发酵装置的侧面上部设有排气口，侧面下部设有排液口。从磨料仓室里面的加热物料可以依靠送料泵的压力直接进入厌氧发酵室里面进行进一步的厌氧消化反应，所述的通气管道在反应开始时可以通入一定的氮气，确保仓室内部的厌氧条件，物料在发酵仓室内进行充分的厌氧发酵分解后，产生的气体从排气口排出，分解后的有机物残渣可以从排液口排出，使物料彻底反应充分。
可选的，所述的热量循环利用装置包括抽气风机、环形管和导通管，所述的抽气风机设置在物料改性装置的一端，通过导通管与环形管相连接，所述的环形管嵌在厌氧发酵装置的内部，将抽气风机抽出的热风通过环形管进行冷却，同时对厌氧发酵装置内部的物料进行加热,使得厌氧发酵装置内的物料维持在一定温度，发酵温度设置在40-50℃。由于改性装置内部的电磁加热产生的大量热蒸汽外溢，需要通过抽气风机将热蒸汽抽出将抽气风机抽出的热风通过环形管进行冷却，同时可以对厌氧发酵装置内部的物料进行加热,使得厌氧发酵装置内的物料维持在一定温度，发酵温度一般设置在40-50℃。
可选的，所述的送料泵通过连接管将储料斗中的物料抽出，进入磨料仓室进行改性后，再将物料从磨料仓室的出料口压出进入厌氧发酵装置里面进行发酵处理。所述的磨料仓室采用圆筒形密闭结构，可以有利于物料的自由流动，同时减少大量热量外溢，提高加热效率。
可选的，本发明所采用的方法为，餐厨垃圾先进入破碎装置被初步破碎，大颗粒变成小颗粒，然后进入储料斗暂存，以平衡破碎装置的处理速度及后续流程的速度，然后通过送料泵进入到物料改性装置，在物料改性装置内对餐厨垃圾进行磁场及研磨处理，铁粉通过铁粉投加装置进入物料改性装置促进餐厨垃圾的改性，改性后的餐厨垃圾进入厌氧发酵装置进行厌氧发酵，形成有机肥料，同时，物料改性装置内的高温气体通过管道引入到厌氧发酵装置，保证厌氧发酵所需的温度。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明的餐厨垃圾处理设备的餐厨垃圾经电磁场预处理后，餐厨垃圾中的有害微生物被杀死，从而改善了接种后微生物的生存环境，减少了接种后微生物的种间竞争，提高了产气量，提高了有机物的发酵效率；
本发明的餐厨垃圾处理设备通过机械碾磨，电磁高温水解的预处理和后续的厌氧发酵处理可以极大的提高餐厨垃圾的减量化和无害化处理。
采用机械破碎碾磨与电磁涡流协同作用的方式，可以极大提高餐厨物料的发酵分解的速率，加热过程由电流通过电磁感应线圈而产生的磁力场，而磁力场内磁力线作用在磨料仓室上，使蛋白质，脂肪，水分等极性分子产生剧烈有序的共振和高速运动，生成数以万计的磁滞涡流，涡流产生巨大循环能量转换成有效热能直接加热作用于磨料仓室内。由于极性分子受到电磁涡流的加热作用，形成密集且随机移动的电磁体，在电磁涡流中，撞击，碾磨，会使物料颗粒发生水解，从而可以极大的提高后续发酵过程中有机物的发酵效率，加热速度快，热效率高。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明的厌氧发酵装置内部机构示意图；
图3是本发明的厌氧发酵装置内部环形管道内部示意图；
图4是本发明的物料改性装置箱体内部示意图；
图5是本发明的磨料仓室内部示意图；
图6是本发明的转轴截面钢钉分布的示意图。
如图所示:1、机架，2、料仓，3、破碎装置，4、旋转电机，5、储料斗，6、连接管，7、送料泵，8、加药投加装置，9、抽气风机，11、电气控制器，10、厌氧发酵装置，12、改性装置，13、环形管，10-1、第二电机，10-2、通气导管，10-3、搅拌器，10-4、排气口，10-5、排液口，12-1、减速器，12-2、第一电机，12-3、磨料仓室，12-4、电磁线圈，12-5、进料口，12-6、转轴，12-7、钢钉，12-8、出料口，12-9、轴承。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1-6所示，本实施例的一种餐厨垃圾处理设备，包括机架1，设在机架1上面的料仓2，设在料仓2下方的破碎装置，设置破碎装置下面的设有破碎仓3和与旋转轴12-6连接的旋转电机4，设置破碎装置下面的储料料斗5，设在储料斗5下面通过连接管6连接着送料泵7，设在送料泵7下方的箱体12，设在箱体12下方的厌氧发酵装置10。餐厨物料进入料仓2中落入破碎装置，经过破碎装置的破碎处理后的物料暂时储存在储料仓2里面，达到一定量后，储料仓2下方的送料泵7，将破碎后的物料抽进改性装置12内部的磨料仓室12-3里面，破碎物料在在磨料仓室12-3里面进行再次碾磨，磨料仓室12-3里面的物料在钢钉12-7进行充分碾磨和搅拌，同时子磨料仓12-3室内部的电磁加热的作用下进行高温水解反应，充分反应完过后，在送料泵7的输料压力作用下将物料送入出料口12-8，后进入改性装置12下方的厌氧发酵装置10里面，进行后续的充分厌氧发酵处理。
本实施例中，所述的物料改性装置12包括物料精细研磨装置、铁粉投加装置8以及电磁涡流发生装置。物料经过经过磨料仓室12-3精细研磨，电磁涡流加热和铁粉投加均匀受热改性处理后进入厌氧发酵装置内进行后续的发酵处理。
本实施例中，所述的物料精细研磨装置包括磨料仓室12-3、减速器12-1和第一电机12-2，所述的磨料仓室12-3上端设有进料口12-5，物料在送料泵7的作用下通过连接管6进入进料口12-5，物料经过进料口12-5通过改性装置12上入口进入磨料仓室12-3内部，第一电机和减速器带动转轴进行转动，转轴上面的钢钉对仓室内部的物料进行研磨和搅拌，极大的降低物料颗粒的大小，提高后续的发酵水解的效率。
本实例中，所述的电磁涡流发生装置包括电磁线圈12-4、交流电源以及磨料仓室12-3，所述的电磁线圈紧密缠绕在磨料仓室12-3上面，所述的电磁线圈12-4两端接有交流电源，外部涂有绝缘材料，电磁涡流发生装置产生电磁涡流，破坏细胞分子结构，并且提高腔室里面物料的温度，促进餐厨垃圾的水解。
本实施例中，所述的铁粉投加装置8设置在磨料仓室12-3的上方，铁粉通过铁粉投加装置8可自动加入到磨料仓室12-3，铁粉在磨料仓室12-3内的装置搅拌下，均匀进入到物料中，增强磁场磁性，同时利于物料内部热量扩散，利于对物料更好的改性，提高后续厌氧发酵阶段效率，铁粉投加量按照以下确定，铁粉质量与餐厨垃圾体积比为：每升餐厨垃圾投入5-8g铁粉。
本实施例中，所述的厌氧发酵装置10的进料入口通过连接管6与磨料仓室12-3的出料口12-8相连接，所述的厌氧发酵装置10内部设搅拌装置，所述的搅拌装置包括第二电机10-1和搅拌器10-3，在厌氧发酵装置10内部存储一定量的物料后，第二电机10-1带动搅拌器10-3对仓室内部的物料进行均匀搅拌，同时仓室上部通入氮气的通气导管10-2，确保仓室内的厌氧发酵厌氧条件，侧面上设置上的排气口10-4可以将反应中的气体排出，在物料经过充分的厌氧发酵分解后，打开侧面下方的排液口10-5，将反应物料排出。
本实施例中，所述的热量循环利用装置包括抽气风机9、环形管13、导通管，所述的抽气风机9设置在物料改性装置12的一端，通过导通管与环形管13相连接，所述的环形管13嵌在厌氧发酵装置10的内部，将抽气风机9将改性装置12中的热风抽出进入环形管13进行冷却，同时热风通过环形管13可以对厌氧发酵装置10内部的物料进行加热,使得厌氧发酵装置10内的物料维持在一定温度，发酵温度一般设置在40-50℃。
本实例中，所述的进料口12-5物料改性装置12通过连接管6与送料泵7相连接，所述的送料泵7通过连接管6将储料料斗5中的物料抽出，进入磨料仓室12-3进行改性碾磨后，再将物料从磨料仓室12-3的出料口12-8压出进入厌氧发酵装置10里面进行发酵处理。
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，凡是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 (9)
1.一种餐厨垃圾处理装置，包括机架(1)、设在机架(1)上方的料仓(2)、设在料仓(2)下方的破碎装置(3)、旋转电机(4)、储料斗(5)、连接管(6)、送料泵(7)、厌氧发酵装置(10)和电气控制器(11)，所述储料斗(5)位于所述破碎装置(3)的下方，其特征在于：所述餐厨垃圾处理装置还包括物料改性装置(12)、热量循环利用装置，所述储料斗(5)经连接管(6)和送料泵(7)与所述的物料改性装置(12)连通，所述的厌氧发酵装置(10)位于所述物料改性装置(12)的后端，所述的热量循环装置将物料改性装置(12)与厌氧发酵装置(10)连通。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的物料改性装置(12)包括物料精细研磨装置、铁粉投加装置(8)以及电磁涡流发生装置。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的物料精细研磨装置包括磨料仓室(12-3)、减速器(12-1)和第一电机(12-2)，所述的磨料仓室(12-3)上端设有进料口(12-5)，所述的进料口(12-5)通过箱体(12)上入口与连接管(6)连接，所述的磨料仓室(12-3)的下端设有出料口(12-8)，所述的出料口(12-8)通过磨料仓室(12-3)的下出口与出料管相连接，所述磨料仓室(12-3)的一侧连接有减速器(12-1)和第一电机(12-2)，另一侧固定有与转轴相连接的轴承(12-9)，所述的减速器(12-1)的输出端连接有水平设置在磨料仓室(12-3)中的转轴(12-6)，所述的转轴上面均匀分布着钢钉(12-7),在第一电机(12-2)和减速器(12-1)作用下进行物料的碾磨。
4.根据权利要求2或3所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的电磁涡流发生装置包括电磁线圈(12-4)、交流电源以及磨料仓室(12-3)，所述的电磁线圈紧密缠绕在磨料仓室(12-3)上面，所述的电磁线圈(12-4)两端接有交流电源，外部涂有绝缘材料，电磁涡流发生装置产生电磁涡流，破坏细胞分子结构，并且提高腔室里面物料的温度，促进餐厨垃圾的水解。
5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的铁粉投加装置(8)设置在磨料仓室(12-3)的上方，铁粉通过铁粉投加装置(8)可自动加入到磨料仓室(12-3)，铁粉在磨料仓室(12-3)内的装置搅拌下，均匀进入到物料中，增进磁场磁性，同时利于物料内部热量扩散，利于对物料更好的改性，提高后续厌氧发酵阶段效率，铁粉投加量按照以下确定，铁粉质量与餐厨垃圾体积比为：每升餐厨垃圾投入5-8g铁粉。
6.根据权利要求3所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的厌氧发酵装置(10)的进料入口通过连接管(6)与磨料仓室(12-3)的出料口(12-8)相连接，所述的厌氧发酵装置(10)内部设搅拌装置，所述的搅拌装置包括第二电机(10-1)和搅拌器(10-3)，上部还设有用于通入氮气的通气导管(10-2)，所述厌氧发酵装置(10)的侧面上部设有排气口(10-4)，侧面下部设有排液口(10-5)。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的热量循环利用装置包括抽气风机(9)、环形管(13)和导通管，所述的抽气风机(9)设置在物料改性装置(12)的一端，通过导通管与环形管(13)相连接，所述的环形管(13)嵌在厌氧发酵装置(10)的内部，将抽气风机(9)抽出的热风通过环形管(13)进行冷却，同时对厌氧发酵装置(10)内部的物料进行加热,使得厌氧发酵装置(10)内的物料维持在一定温度，发酵温度设置在40-50℃。
8.根据权利要求7所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的送料泵(7)通过连接管(6)将储料斗(5)中的物料抽出，进入磨料仓室(12-3)进行改性后，再将物料从磨料仓室(12-3)的出料口(12-8)压出进入厌氧发酵装置(10)里面进行发酵处理。
9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理装置，其特征在于：所述的餐厨垃圾处理及资源化利用方法为，餐厨垃圾先进入破碎装置(3)被初步破碎，大颗粒变成小颗粒，然后进入储料斗(5)暂存，以平衡破碎装置的处理速度及后续流程的速度，然后通过送料泵(7)进入到物料改性装置(12)，在物料改性装置(12)内对餐厨垃圾进行磁场及研磨处理，铁粉通过铁粉投加装置(8)进入物料改性装置(12)促进餐厨垃圾的改性，改性后的餐厨垃圾进入厌氧发酵装置(10)进行厌氧发酵，形成有机肥料，同时，物料改性装置内的高温气体通过管道引入到厌氧发酵装置(10)，保证厌氧发酵所需的温度。
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