CN111515223A - 一种连续式湿垃圾生化减量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续式湿垃圾生化减量装置，包括从上到下依次连通设置的进料机构、撕碎机构、分料机构和好氧分解机构，其中，所述的好氧分解机构由至少两个好氧分解仓组成，所述的分料机构分别连接所述好氧分解仓，并用于将经撕碎机构处理后的湿垃圾独立定向的投入任一好氧分解仓。与现有技术相比，本发明可连续处理湿垃圾，响应速度快，湿垃圾减量率高，对环境友好。
Description
技术领域
本发明属于湿垃圾处理设备技术领域，涉及一种连续式湿垃圾生化减量装置。
背景技术
按上海市生活垃圾管理条列，湿垃圾即易腐垃圾，是指食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生活废弃物。湿垃圾含水量高，易腐烂产生臭味。湿垃圾从各个小区、餐饮点至垃圾集中处理站的运输过程还会产生更多的水分，形成更难处理的渗滤液。
湿垃圾一般为固液混合状态，包括水、淀粉、纤维素、蛋白质以及脂类等有机化合物。合理处理湿垃圾，并实现湿垃圾的减量化、资源化以及无害化，是近来非常迫切的问题。相比于其他处理方法，湿垃圾生化减量重在强调垃圾的减量，通过加入具有降解功能的生物菌种降解有机物质，湿垃圾资源化就地处理，可减少湿垃圾收运和填埋过程中的二次污染，有效保护环境，减少由于湿垃圾不合理处置而引起的环境污染及疫情传播，湿垃圾在源头上得到了有效控制，改善生活环境质量和城市市容。
湿垃圾生化减量主要采用好氧分解法，使用生化减量设备对湿垃圾进行分解，投入降解能力强的微生物菌种对湿垃圾进行分解，95％以上的有机质转化为水和二氧化碳气体等，达到减量的目的。微生物菌种对湿垃圾进行分解后，处理较为彻底，剩余的固态残渣可以制作有机肥料，实现资源的回收利用。
中国台湾专利TW 088212466公布了一种全自动连续式快速发酵机。本发明公布了多个半圆形槽并排连接，槽中置轴，轴上以螺旋辐射式放置搅拌翼，以搅拌旋转压力推挤，将发酵完的有机肥料一槽一槽继续输送至输出管道。该专利的搅拌翼具有向前推动的能力，如果保证发酵时间的话，搅拌轴会无限长，占用面积大。
中国专利201911045843.2公布了一种湿垃圾处理系统，包括：上料机、撕碎机、挤压脱水机、生化仓和污水处理系统。但是该专利没有解决连续投料的问题，处理湿垃圾采用的是间歇型投料。
由于现有技术存在的上述问题，故至今为止尚未连续式湿垃圾生化减量的处理问题，远不能满足现在垃圾分类的需要。因此，本领域迫切需要开发成本低且效果好的连续式湿垃圾生化减量的处理装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种连续式湿垃圾生化减量装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种连续式湿垃圾生化减量装置，包括从上到下依次连通设置的进料机构、撕碎机构、分料机构和好氧分解机构，其中，所述的好氧分解机构由至少两个好氧分解仓组成，所述的分料机构分别连接所述好氧分解仓，并用于将经撕碎机构处理后的湿垃圾独立定向的投入任一好氧分解仓。
进一步的，所述的进料机构包括进料仓、以及布置在进料仓内并可绕水平轴翻转的翻板，所述的进料仓的底部出口连接所述撕碎机构的入口。由于不同湿垃圾水分含量有差别，同时，湿垃圾中含有淀粉、纤维素等物质，流动性差，增加一个翻板可破坏湿垃圾的架桥，快速使其进行料位移动压入撕碎装置内。
进一步的，所述的撕碎机构包括上下两端分别连接所述进料机构与分料机构的撕碎通道，以及布置在撕碎通道内的两个主动滚轮，所述两个主动滚轮平行间隔布置，并留有供湿垃圾通过的挤压撕碎间隙。更进一步的，在主动滚轮的表面还设置有锯齿状结构。更进一步优选的，锯齿状结构在主动滚轮上沿其圆周向间隔布置有多圈，且两个主动滚轮上的锯齿状结构交错布置，即其中一个主动滚轮的锯齿状结构会伸入另一个主动滚轮的相邻两圈锯齿状结构之间的间隙。通过上述设置，可以保证撕碎机构可以高效的完成对由上方送入的湿垃圾的挤压撕碎处理，此外，通过设置两主动滚轮的间距、以及两圈锯齿状结构的间隙宽度等即可以满足所处理的湿垃圾被粉碎至粒径5-15mm的要求。
进一步的，所述的分料机构包括呈倒锥形的多面体状的分料仓，该分料仓的侧面还设有可独立开闭的分料口，每个分料口分别通过独立的分料通道连接所述好氧分解仓。优选的，分料机构为二分分料机构，此时，好氧分解仓对应设置两个。
进一步的，所述的好氧分解仓内预装有带有生物菌种的载床，在好氧分解仓外还设有用于控制仓内温度的加热组件。加热组件可以采用本领域常用的加热设备，如电加热带等，同时，在好氧分解仓外还可以布置保温层。在好氧分解仓内还布置有温度传感器，通过设置控制器用于接收温度传感器反馈的温度信号，并进而控制加热组件的运行，使得好氧分解仓内的温度处于生物菌种的最佳工作状态温度。
进一步的，所述的好氧分解仓内部还设有搅拌轴，该搅拌轴的端部径向设有搅拌桨叶。破碎后的湿垃圾粘性高、流动性很差，使得分解过程中物料不能与生物菌种的载床充分混合，影响减量率，因此，好氧分解仓内通过设置搅拌轴，使得湿垃圾可以与氧气充分接触，强化好氧分解过程。更优选的，控制好氧分解仓内的填充系数为0.2～0.5，同时，设置搅拌轴横置，这样，在对好氧分解仓内的物料进行搅拌的过程中，搅拌轴上的搅拌桨叶会带着粘性的湿垃圾抛向空中，实现与氧气的接触，此外，净化风道上对好氧分解仓进行负压抽风的风机，则进一步加速了好氧分解仓内的空气流动，从而满足了仓内湿垃圾的好氧条件。
进一步的，所述的好氧分解仓还连接尾气净化机构。
更进一步的，所述的尾气净化机构包括通过净化风道连接好氧分解仓的净化单元，在净化风道内设有用于对好氧分解仓强制抽风并送往净化单元的风机，所述净化单元为撞击式泡沫洗涤器或装填有吸附材料的吸附罐。
进一步的，所述的撕碎机构的底部还通过脱水输送管连接污水处理机构。更进一步的，在撕碎机构底部与脱水输送管之间还设有带筛孔的筛网，湿垃圾被撕碎后在筛网处实现固液分离，即大于筛网孔径的固相被截留，液相从筛孔漏出并经脱水输送管送入污水处理机构，被截留的固相则经出口排出至分料机构。撕碎机构的固相出口可以采用可开闭式的结构，其与分料机构入口之间通过送料通道连接。固相料主要通过重力以及后方新产生的固相料的挤压力等实现在送料通道内的输送。另外，污水处理机构内可以添加本领域常用的生物菌与药剂实现对污水的处理。
与现有技术相比，本发明解决了连续投料，同时对生物分解中产生的气相和液相也提供相应的净化方式，满足上海城市污水排放标准以及大气污染物排放标准。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为撕碎机构的示意图；
图中标记说明：
1-尾气净化机构，2-进料机构，3-第一好氧分解仓，4-搅拌轴，5-翻板，6-撕碎机构，61-锯齿状结构，62-主动滚轮，7-分料机构，8-脱水输送管，9-第二好氧分解仓，10-污水处理机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施例中，撞击式泡沫洗涤器采用如专利201110056520.0中的结构，其余如无具体说明的原料或功能部件结构，则表明均为本领域的常规市售原料或常规功能部件结构。
本发明提供了一种连续式湿垃圾生化减量装置，其结构参见图1所示，包括从上到下依次连通设置的进料机构2、撕碎机构6、分料机构7和好氧分解机构，其中，所述的好氧分解机构由至少两个好氧分解仓组成，所述的分料机构7分别连接所述好氧分解仓，并用于将经撕碎机构6处理后的湿垃圾独立定向的投入任一好氧分解仓。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的进料机构2包括进料仓、以及布置在进料仓内并可绕水平轴翻转的翻板5，所述的进料仓的底部出口连接所述撕碎机构6的入口。由于不同湿垃圾水分含量有差别，某些湿垃圾中含有菜皮、淀粉等物质，这些湿垃圾几乎没有流动性，增加一个翻板5可以将湿垃圾快速压入撕碎机构6内。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1和图2所示，所述的撕碎机构6包括上下两端分别连接所述进料机构2与分料机构7的撕碎通道，以及布置在撕碎通道内的两个主动滚轮62，所述两个主动滚轮62平行间隔布置，并留有供湿垃圾通过的挤压撕碎间隙。更进一步的，在主动滚轮62的表面还设置有锯齿状结构61。锯齿状结构61在主动滚轮62上沿其圆周向间隔布置有多圈，且两个主动滚轮62上的锯齿状结构61交错布置，即其中一个主动滚轮62的锯齿状结构61会伸入另一个主动滚轮62的相邻两圈锯齿状结构61之间的间隙。通过上述设置，可以保证撕碎机构可以高效的完成对由上方送入的湿垃圾的挤压撕碎处理，此外，通过设置两主动滚轮62的间距、以及两圈锯齿状结构61的间隙宽度等即可以满足所处理的湿垃圾被粉碎至粒径5-15mm的要求。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的分料机构7包括呈倒锥形的多面体状的分料仓，该分料仓的侧面还设有可独立开闭的分料口，每个分料口分别通过独立的分料通道连接所述好氧分解仓。优选的，分料机构7为二分分料机构7，此时，好氧分解仓对应设置两个。另外，倒锥形的多面体结构相比于常规的形状而言，更加利于收集撕碎的湿垃圾并进行分料。此外，在分料机构7的分料口处还可以布置控制点，控制点通过设置控制器收集好氧分解仓内的湿垃圾处理量的信息(具体可为设置在好氧分解仓顶部的接触传感器或压力传感器，进而由接触信号或压力信号判定好氧分解仓内的处理量是否已达上限)，然后，反馈控制分料口的开闭。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的好氧分解仓内预装有带有生物菌种的载床，在好氧分解仓外还设有用于控制仓内温度的加热组件。加热组件可以采用本领域常用的加热设备，如电加热带等，同时，在好氧分解仓外还可以布置保温层。在好氧分解仓内还布置有温度传感器，通过设置控制器用于接收温度传感器反馈的温度信号，并进而控制加热组件的运行，使得好氧分解仓内的温度处于生物菌种的最佳工作状态温度。好氧分解仓是湿垃圾生物减量的主体设备。湿垃圾固相颗粒可在生物菌种以及好氧条件下，可溶性有机小分子物质通过微生物细胞分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，然后再渗入细胞被其所利用。微生物菌种通过氧化还原和生物合成等自身生命活动，一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并能释放出大量能量用于自身生长繁殖，另一部分有机物转化为生物体必须的营养成分，合成新的细胞物质。微生物不断生长繁殖，产生更多的生物体，继续进行一系列的生化作用。可参与生物降解的生物菌为芽孢杆菌、根霉、曲霉等。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的好氧分解仓内部还设有搅拌轴4，该搅拌轴4的端部径向设有搅拌桨叶。破碎后的湿垃圾粘性高、流动性很差，使得分解过程中物料不能与生物菌种的载床充分混合，影响减量率，因此，好氧分解仓内通过设置搅拌轴4，使得湿垃圾可以与氧气充分接触，强化好氧分解过程。控制好氧分解仓内的填充系数为0.2-0.5(优选为0.3)，同时，设置搅拌轴4横置，这样，在对好氧分解仓内的物料进行搅拌的过程中，搅拌轴4上的搅拌桨叶会带着粘性的湿垃圾抛向空中，实现与氧气的接触，此外，净化风道上对好氧分解仓进行负压抽风的风机，则进一步加速了好氧分解仓内的空气流动，从而满足了仓内湿垃圾的好氧条件。
在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的好氧分解仓还连接尾气净化机构1。
更具体的实施方式中，所述的尾气净化机构1包括通过净化风道连接好氧分解仓的净化单元，在净化风道内设有用于对好氧分解仓强制抽风并送往净化单元的风机，所述净化单元为撞击式泡沫洗涤器或装填有吸附材料的吸附罐。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的撕碎机构6的底部还通过脱水输送管8连接污水处理机构10。更进一步的，在撕碎机构6底部与脱水输送管8之间还设有带筛孔的筛网，湿垃圾被撕碎后在筛网处实现固液分离，即大于筛网孔径的固相被截留，液相从筛孔漏出并经脱水输送管送入污水处理机构，被截留的固相则经出口排出至分料机构。撕碎机构的固相出口可以采用可开闭式的结构，其与分料机构入口之间通过送料通道连接。固相料主要通过重力以及后方新产生的固相料的挤压力等实现在送料通道内的输送。另外，污水处理机构内可以添加本领域常用的生物菌与药剂实现对污水的处理。
以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更具体的说明。
实施例1：
湿垃圾含水率高，一般可到80％～90％，流动性大，运输不便。在运输过程中容易渗漏，处理不当还容易造成二次污染；湿垃圾中有机物含量高，营养丰富；湿垃圾中的由、盐含量也很高，在处理时要综合考虑该因素，防止出现油、盐的抑制或资源化产品利用率低的问题。
在上海市垃圾分类条例颁布后，市民们曾经广泛购买家庭用垃圾处理机，也就是把湿垃圾粉碎后直接排放进入下水道。湿垃圾中含有油污，低温凝结后容易成块堵塞下水道。粉碎直排后的湿垃圾固体在进入城市污水管网后进入污水处理厂，使得污水处理厂出水不达标，对环境产生二次污染。
针对上述存在的问题，本实施例采用生物技术分解湿垃圾，处理较为彻底，安全性好，没有二次污染问题。处理后的固态残渣可以制作有机肥料，很好的实现资源回收利用等。
本实施例具体提供了一种连续式湿垃圾生化减量装置，其结构参见图1所示，包括从上到下依次连通设置的进料机构2、撕碎机构6、分料机构7和好氧分解机构，其中，好氧分解机构由两个好氧分解仓(分别为第一好氧分解仓3和第二好氧分解仓9)组成，分料机构7分别连接好氧分解仓，并用于将经撕碎机构6处理后的湿垃圾独立定向的投入任一好氧分解仓。
请再参见图1所示，进料机构2包括进料仓、以及布置在进料仓内并可绕水平轴翻转的翻板5，进料仓的底部出口连接撕碎机构6的入口。由于不同湿垃圾水分含量有差别，某些湿垃圾中含有菜皮、淀粉等物质，这些湿垃圾几乎没有流动性，增加一个翻板5可以将湿垃圾快速压入撕碎机构6内。
请再参见图1和图2所示，撕碎机构6包括上下两端分别连接进料机构2与分料机构7的撕碎通道，以及布置在撕碎通道内的两个主动滚轮62，两个主动滚轮62平行间隔布置，并留有供湿垃圾通过的挤压撕碎间隙。在主动滚轮62的表面还设置有锯齿状结构61。工作时，通过两个主动滚轮62的正向或反应旋转产生的挤压力来撕碎湿垃圾。锯齿状结构61在主动滚轮62上沿其圆周向间隔布置有多圈，且两个主动滚轮62上的锯齿状结构61交错布置，即其中一个主动滚轮62的锯齿状结构61会伸入另一个主动滚轮62的相邻两圈锯齿状结构61之间的间隙。通过上述设置，可以保证撕碎机构可以高效的完成对由上方送入的湿垃圾的挤压撕碎处理，此外，通过设置两主动滚轮62的间距、以及两圈锯齿状结构61的间隙宽度等即可以满足所处理的湿垃圾被粉碎至粒径5-15mm的要求。
请再参见图1所示，分料机构7包括呈倒锥形的多面体状的分料仓，该分料仓的侧面还设有可独立开闭的分料口，每个分料口分别通过独立的分料通道连接好氧分解仓。分料机构7为二分分料机构7，此时，好氧分解仓对应设置两个。另外，倒锥形的多面体结构相比于常规的形状而言，更加利于收集撕碎的湿垃圾并进行分料。
请再参见图1所示，好氧分解仓内预装有带有生物菌种的载床，在好氧分解仓外还设有用于控制仓内温度的加热组件。加热组件可以采用本领域常用的加热设备，如电加热带等，同时，在好氧分解仓外还可以布置保温层。在好氧分解仓内还布置有温度传感器，通过设置控制器用于接收温度传感器反馈的温度信号，并进而控制加热组件的运行，使得好氧分解仓内的温度处于生物菌种的最佳工作状态温度。本实施例中，控制好氧分解仓内的填充系数为0.3，同时，设置搅拌轴4横置，这样，在对好氧分解仓内的物料进行搅拌的过程中，搅拌轴4上的搅拌桨叶会带着粘性的湿垃圾抛向空中，实现与氧气的接触，此外，净化风道上对好氧分解仓进行负压抽风的风机，则进一步加速了好氧分解仓内的空气流动，从而满足了仓内湿垃圾的好氧条件。
请再参见图1所示，好氧分解仓内部还设有搅拌轴4，该搅拌轴4的端部径向设有搅拌桨叶。破碎后的湿垃圾粘性高、流动性很差，使得分解过程中物料不能与生物菌种的载床充分混合，影响减量率，因此，好氧分解仓内通过设置搅拌轴4，使得湿垃圾可以与氧气充分接触，强化好氧分解过程。
请再参见图1所示，好氧分解仓还连接尾气净化机构1。尾气净化机构1包括通过净化风道连接好氧分解仓的净化单元，在净化风道内设有用于对好氧分解仓强制抽风并送往净化单元的风机，净化单元为撞击式泡沫洗涤器或装填有吸附材料的吸附罐。
请再参见图1所示，撕碎机构6的底部还通过脱水输送管8连接污水处理机构10。在撕碎机构6底部与脱水输送管8之间还设有带筛孔的筛网，湿垃圾被撕碎后在筛网处实现固液分离，即大于筛网孔径的固相被截留，液相从筛孔漏出并经脱水输送管送入污水处理机构，被截留的固相则经出口排出至分料机构。撕碎机构的固相出口可以采用可开闭式的结构，其与分料机构入口之间通过送料通道连接。固相料主要通过重力以及后方新产生的固相料的挤压力等实现在送料通道内的输送。另外，污水处理机构内可以添加本领域常用的生物菌与药剂实现对污水的处理。
在某企业的集中式就餐点—食堂设置一套处理量为200kg/d的湿垃圾生化处理机，其具体运作过程及效果描述如下：食堂收集的200kg湿垃圾放置于垃圾桶内。
采用本实施例的装置对其进行处理，首先，湿垃圾通过自动进料设备上料至进料机构2，撕碎机构6在10min完成湿垃圾的撕碎过程。撕碎挤压过程中液相进入污水处理机构10，进行油水分离；水相经精滤器和生物净化后，pH值、悬浮物、化学需氧量、动植物油、氨氮浓度等达到上海市城市污水排放标准，废水可作为植物浇灌用水，也可直接排放。小颗粒固相进入生物分解仓，好氧分解仓中预先投加带有生物菌种的载床(菌种附着在荞麦壳上)5kg；工作温度30℃～55℃，在好氧发酵菌的作用下，固形物不断分解，18h后，湿垃圾的减量率达到95％以上。废气经过尾气净化系统后，气体中的NH3、H2S、臭气浓度远低于国家标准。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，包括从上到下依次连通设置的进料机构、撕碎机构、分料机构和好氧分解机构，其中，所述的好氧分解机构由至少两个好氧分解仓组成，所述的分料机构分别连接所述好氧分解仓，并用于将经撕碎机构处理后的湿垃圾独立定向的投入任一好氧分解仓。
2.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的进料机构包括进料仓、以及布置在进料仓内并可绕水平轴翻转的翻板，所述的进料仓的底部出口连接所述撕碎机构的入口。
3.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的撕碎机构包括上下两端分别连接所述进料机构与分料机构的撕碎通道，以及布置在撕碎通道内的两个主动滚轮，所述两个主动滚轮平行间隔布置，并留有供湿垃圾通过的挤压撕碎间隙。
4.根据权利要求3所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，在主动滚轮的表面还设置有锯齿状结构。
5.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的分料机构包括呈倒锥形的多面体状的分料仓，该分料仓的侧面还设有可独立开闭的分料口，每个分料口分别通过独立的分料通道连接所述好氧分解仓。
6.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的好氧分解仓内预装有带有生物菌种的载床，在好氧分解仓外还设有用于控制仓内温度的加热组件。
7.根据权利要求1或6所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的好氧分解仓内部还设有搅拌轴，该搅拌轴的端部径向设有搅拌桨叶。
8.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的好氧分解仓还连接尾气净化机构。
9.根据权利要求8所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的尾气净化机构包括通过净化风道连接好氧分解仓的净化单元，在净化风道内设有用于对好氧分解仓强制抽风并送往净化单元的风机，所述净化单元为撞击式泡沫洗涤器或装填有吸附材料的吸附罐。
10.根据权利要求1所述的一种连续式湿垃圾生化减量装置，其特征在于，所述的撕碎机构的底部还通过脱水输送管连接污水处理机构。
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