CN111701992A - 一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法，包括：厨余垃圾粉粹机、厨余垃圾料液收集系统、固液分离机、固体包装机、灭菌机和油水分离机、油脂贮罐、废水贮罐。本发明系将厨余垃圾首先使用粉碎机粉碎后，将厨余垃圾料液输入至厨余垃圾料液收集系统，再泵至固液分离机进行固液分离，将厨余垃圾料液分离成固态厨余垃圾和液态厨余垃圾；固态厨余垃圾经过包装和灭菌后经二次加工作为生产饲料或有机肥的原料；液态厨余垃圾经过油水分离机分离成油脂和废水，油脂收集于油脂贮罐回收，废水排入市政污水管网中。本发明不仅可以消除包装袋成本和污染，而且可以减少70～90％厨余垃圾运输量，现时可以实现厨余垃圾资源的全部回收综合利用，还可以根除垃圾转运不及时带来的环境污染和厨余垃圾包装带来的塑料污染。

Description

一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理的技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法。

背景技术

厨余垃圾是抛弃的剩余饭菜的通称，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、果核、蛋壳等，还可以更广义的包括各类肉类的骨头、茶叶等。与其他垃圾相比，厨余垃圾具有含水率、有机物量、油脂及含盐量高，易腐败等特点。由于厨余垃圾易于发酵、变质、腐烂，不仅产生大量毒素，散发恶臭气体，还污染水体和大气，严重影响居住环境，而且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质，对人们的身体健康存在潜在的威胁。目前，厨余垃圾的主要处理方法有：1.物理分选处理：采用一系列方式，实现垃圾中的各成分的分离，之后统一回收。这种方法一方面限度地做到了物尽其用，另一方面和把垃圾所可能造成的污染降到了最低限度。但是，由于其所需成本较高，除了少数发达国家使用外，大多数国家多不用此法；2.粉碎直排法：美国早在上世纪40年代已经成功地研制出食物垃圾处理机，其原理是利用高速运转的刀片将装在内胆中的食物垃圾打碎后，将粉碎物冲至下水道，从而解决丢弃和存放餐厨垃圾的烦恼。此外，日本也很早研究出了餐厨垃圾处理设备，甚至有的还配置有臭氧除臭器，以用来除去餐厨垃圾垃圾所产生的多种气味。如今美国90％以上使用这种机器，一些城市甚至强制使用。美国各个州关于餐厨垃圾的处理政策和方式都略有不同，很多州针对当地的具体情况，建立了自己的餐厨垃圾处理回收体系。3.填埋法：餐厨垃圾的填埋法处理，是一种厌氧消化处理方法，可将其中的有机物分解生成CH4，且可以将垃圾完全的处理掉。这种技术方便，不会留下残余物的处理问题，但这种方法虽可以较好的处理餐厨垃圾，但却是以消除垃圾为目的，并不能实现餐厨垃圾的回收再利用。随着对厨余垃圾可利用性的认识越来越广泛，无论在欧美、日本还是中国，餐厨垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势，甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理了。4.厌氧处理：是目前来说最环保、又能创造效益的方法。厌氧处理可产生大量沼气，沼气是一种清洁的可再生能源，可用于发电和做燃料，且由于系统全封闭而无异味，因此，有认为是餐厨垃圾未来的发展方向。5.微生物处理：即通过微生物的代谢生长活动对餐厨垃圾中的有机物进行分解和利用的过程。发酵方式主要包括固态发酵和液态发酵。由于固态发酵具有能耗低、周期短、产率高等特点，现在多采用固态发酵。目前，国内的厨余垃圾主要以填埋、焚烧处理为主，随着厨余垃圾产量的不断增加，寻找新的填埋场地越来越困难，而采用焚烧法处理厨余垃圾又存在投资大、尾气排放受限等问题，难于广泛应用。厨余垃圾中的营养成分易被动物消化利用，是良好的饲料原料。处理厨余垃圾的传统方法就是不经任何处理直接喂养畜禽。但这种方式很容易将人群中的疫病通过厨余传染给畜禽，而且还可能同过禽畜体内毒素、有害物质积累的食物链再对人体健康带来危害，由此造成人畜之间疫病的交叉感染。特别是近年来，口蹄疫、禽流感、疯牛病等疫病的流行提高了人们对饲料安全的重视。但是，除了粉碎直排法外，如无论是物理分选处理、填埋处理、厌氧处理还是微生物处理，都存在餐厨垃圾的分类包装、投放、转运和分检的问题。首先，餐厨垃圾的分类包装、通常采用塑料包装袋，包装袋的破漏是一件非常让人烦恼的事情。其次，塑料包装袋和餐厨垃圾在投放、转运过程中互相挤压，粘合在一起，给后续的分捡十分困难，不仅工作量极大，而且又累又脏，如果不分检，又会导致白色污染(塑料包装袋)，作为肥料，污染土地。作为生产饲料的原料，更是不能。第三，塑料包装袋消耗大量极大，导致大量资源浪费和白色污染(塑料包装袋)。此外，餐厨垃圾百分之八九十是水，直接采用塑料包装袋包装，运输量十分庞大。因此，急需一种厨余垃圾的处理和综合利用方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法，以解决现有技术中存在厨余垃圾的处理存在工作量大，处理成本高、又容易产生二次污染的问题。

本发明是这样实现的，一种厨余垃圾回收再利用方法，包括：

粉碎机：所述粉碎机为适合家庭厨房使用的小型粉碎机，能够满足粉碎动物骨头、果核等强度要求，用于厨余垃圾在家庭的厨房直接粉碎，根除包装和投送；

液态厨余垃圾料液收集系统，所述液态厨余垃圾料液收集系统包括液态垃圾收集、传送的管道和厨余垃圾料液收集贮罐，用于将粉碎的厨余垃圾料液直接用水从厨房直接冲洗至厨余垃圾料液收集贮罐，并储存于收集贮罐内；所述厨余垃圾料液收集贮罐的进水口用于厨余垃圾粉碎后的料液进入，所述厨余垃圾料液收集贮罐的出水口与所述固液分离机的进水口连通；

固液分离系统：所述固液分离系统包括固液分离机、固体包装机和灭菌机，用于粉碎后的液状厨余垃圾的固液分离，便于回收脱水后的残余固体厨余垃圾；固液分离机的出水口与厨余垃圾液体贮罐的进水口连通，所述固液分离机的固体出口与固体包装机的进料口连通，包装后粉末固态厨余垃圾经过灭菌机灭菌后堆放外运利用；

油水分离与油脂回收装置：所述油水分离与油脂回收装置由厨余垃圾液体贮罐、油水分离机、油脂回收罐和废水贮罐构成，用于将经过固液分离所得的液态厨余垃圾的油脂分离，便于回收油脂；厨余垃圾液体贮罐的进料口连接固液分离机的出水口，厨余垃圾液体贮罐的出料口与油水分离机的进水口连通，油水分离机的出水口与废水贮罐进水口连通，油水分离机的油脂出口与油脂回收的进口连通；废水贮罐出水口与市政污水排污管连通；

所述粉碎机放置在每个家庭的厂房中，且所述粉碎机、所述固液分离系统和所述油水分离与油脂回收装置依次通过管道连通，从而消除厨余垃圾的包装袋的使用和厨余垃圾的投送麻烦。

优选地，粉碎机的下部设有料液排放开关，粉碎机的上部设有投料口、自来水进水冲洗开关和盖子，所述料液排放开关与安装进每户厨房的液状厨余垃圾收集管连通，厨余垃圾收集管与安装在小区地下室的厨余垃圾料液收集贮罐连通，从而消除厨余垃圾的包装袋的使用和厨余垃圾的投送麻烦。

优选地，的固液分离机是离心分离机、板框压滤机、袋式脱水机或真空过滤机的一种。

优选地，固体包装机是真空包装机、压力包装机或袋式包装机的一种。

优选地，灭菌机是巴氏灭菌机、超声波灭菌机的一种。

优选地，油水分离机是离心油水分离机、重力油水分离机或膜过滤油水分离机的一种。

另一方面，本发明提供的一种厨余垃圾处理和综合利用方法，包括以下步骤：

步骤S1：粉碎与收集，每户家庭安装一粉碎机，将需要处理的厨余垃圾无需垃圾袋包装即可直接投入粉碎机中，启动粉碎机将厨余垃圾粉碎至八十目以上，然后排入厨余垃圾料液收集贮罐中备用；

步骤S2：固液分离：启动输料泵将厨余垃圾料液收集贮罐中的厨余垃圾输送至固液分离机中进行固液分离，分离成固态垃圾和液态垃圾，其中，固态垃圾约占总重量的10～15％，液态垃圾约占总重量85～90％；固态垃圾经出口进入固体包装机，经过固体包装机包装后进入灭菌机中灭菌，运出，作为生产饲料或有机肥料的原料；固液分离机分离的液体经出口进入废水贮罐中；

步骤S3：油水分离：步骤S2中经固液分离机分离的液态垃圾通过输料泵运输至油水分离机中进行油水分离，并分离成占液态总重8～20％的油脂和占液态总重80～92％的废水；分离出的油脂收集备用；分离出的废水经出水口收集后排入市政污水管网。

本发明的一实施例，该步骤S1还包括以下步骤：

步骤A1：关闭粉碎机的电源；

步骤A2：打开粉碎机的料液排放开关；

步骤A3：开启粉碎机的自来水冲洗开关，用自来水将粉碎后的厨余垃圾进行冲洗并由料液排放开关排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的一种厨余垃圾处理及资源综合利用系统集厨余垃圾收集、粉碎、包装和分离于一体，在每个家庭的厨房就将厨余垃圾收集和粉碎，不仅解决了垃圾在家庭包装的麻烦和油水滴漏的烦恼，还不用了包装袋，既节省了大量的包装袋又根除了白色污染(塑料包装袋污染)。

2、本发明的厨余垃圾处理及资源综合利用方法，采用在每个家庭的厨房直接将厨余垃圾粉碎后通过专用的管道送入位于每个住房单元地下层的收集罐中，不用在垃圾分类场进行分检，既减少的分检的减少的劳动强度和分检麻烦，还节省了全部的分检成本，大幅度降低厨余垃圾的处理成本。同时，也改善了垃圾处理场的工作环境。

3、本发明的厨余垃圾处理及资源综合利用方法采用在小区对厨余垃圾进行分离，将其分离成10～15％的固体，5～10％油脂和70～80％的水份，大量水分直接进入市政污水管网，运输量减少80～90％，大量节省运输成本。

4、本发明的厨余垃圾处理及资源综合利用方法在小区地下一层对厨余垃圾进行分离，将其分离成10～15％的固体，5～10％油脂和70～80％的水份，10～15％的固体通过包装灭菌，二次转运至深度加工厂，既可以根据需要用于作为生产饲料的原料，也可以作为生产有机肥料的原料。5～10％油脂通过收集，包装、转运后作为生物柴油或油脂化工的原料，资源得到充分利用，分类和分离更加科学完整。

附图说明

图1为本发明实施例的厨余垃圾回收再利用方法的工艺流程图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“固定连接于”另一个元件时，它可以是采用焊接或螺栓连接或胶合连接等常见的固定连接方式。

请参阅图1，为本发明提供的一实施例，而本实施例中的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其用于厨余垃圾的资源进行回收再利用处理，包括粉碎机、液态厨余垃圾收集储存系统、固液分离系统和油水分离与油脂回收装置，下面对本实施例中的一种厨余垃圾处理和综合利用系统作进一步说明：

粉碎机为适合家庭厨房使用的小型粉碎机，能够满足粉碎动物骨头、果核等硬度要求，用于厨余垃圾粉碎；

固液分离系统包括厨余垃圾料液收集贮罐、固液分离机、固体包装机和灭菌机，用于粉碎后的液状厨余垃圾的固液分离，便于回收脱水后的残余固体厨余垃圾；所述厨余垃圾料液收集贮罐的进水口用于厨余垃圾粉碎后的料液进入，所述厨余垃圾料液收集贮罐的出水口与所述固液分离机的进水口连通，固液分离机的出水口与厨余垃圾液体贮罐的进水口连通，所述固液分离机的固体出口与固体包装机的进料口连通，包装后粉末固态厨余垃圾经过灭菌机灭菌后堆放外运利用；

油水分离与油脂回收装置包括厨余垃圾液体贮罐、油水分离机和油脂回收罐和废水贮罐构成，用于经过固液分离所得的液态厨余垃圾的油脂分离，便于回收油脂；厨余垃圾液体贮罐的进料口连接固液分离机的出水口，厨余垃圾液体贮罐的出料口与油水分离机的进水口连通，油水分离机的出水口与废水贮罐进水口连通，油水分离机的油脂出口与油脂回收的进口连通；废水贮罐出水口与市政污水排污管连通；

其中：

粉碎机放置在每个家庭的厂房中，且粉碎机、固液分离系统和油水分离与油脂回收装置依次通过管道连通，用以消除厨余垃圾的包装袋的使用和厨余垃圾的投送麻烦。

具体的，粉碎机的下部设有料液排放开关，上部设有投料口、自来水进水冲洗开关和盖子，所述料液排放开关与安装进每户厨房的厨余垃圾收集管连通，厨余垃圾收集管与安装在小区地下室的厨余垃圾料液收集贮罐连通。

具体的，所述的固液分离机是离心分离机、板框压滤机、袋式脱水机或真空过滤机的一种。

具体的，固体包装机是真空包装机、压力包装机或袋式包装机的一种。通过包装机将固液分离出来的固态厨余垃圾进行真空包装或压缩包装，以减少体积。

具体的，灭菌机是巴氏灭菌机、超声波灭菌机的一种。

具体的，油水分离与油脂回收装置的油水分离机是离心油水分离机、重力油水分离机或膜过滤油水分离机的一种。

具体地，厨余垃圾处理和综合利用系统还包括一个自动控制装置，它由控制器、流量传感器、液位传感器、重力传感器、PLC以及控制阀，所述控制阀包括电动阀或气动阀。

具体地，控制器包括控制单元、故障检测单元、数据接收单元和数据处理单元，所述数据处理单元包括计算模块和判断模块，所述故障检测单元能够接收故障信号并传送至控制单元；所述数据接收单元能够接收流量传感器、液位传感器、重力传感器的工作信号，并传送至数据处理单元，通过计算模块和模块处理后输送至控制单元。所述控制单元能够发出指令，控制系统中液态垃圾输送、固液分离过程、固态垃圾包装过程、液态垃圾的油水分离过程。通过自动控制装置实现厨余垃圾处理和综合利用系统的自动运行。

请参阅图1，本发明还提供另一实施例，该实施例涉及厨余垃圾回收再利用方法，包括如下步骤：

步骤S1：粉碎与收集，每户家庭安装一粉碎机，将需要处理的厨余垃圾无需垃圾袋包装即可直接投入粉碎机中，启动粉碎机将厨余垃圾粉碎至八十目以上，然后排入厨余垃圾料液收集贮罐中备用；

步骤S2：固液分离：启动输料泵将厨余垃圾料液收集贮罐中的厨余垃圾输送至固液分离机中进行固液分离，分离成固态垃圾和液态垃圾，其中，固态垃圾约占总重量的10～15％，液态垃圾约占总重量85～90％；固态垃圾经出口进入固体包装机，经过固体包装机包装后进入灭菌机中灭菌，运出，作为生产饲料或有机肥料的原料；固液分离机分离的液体经出口进入废水贮罐中；

步骤S3：油水分离：步骤S2中经固液分离机分离的液态垃圾通过输料泵运输至油水分离机中进行油水分离，并分离成占液态总重8～20％的油脂和占液态总重80～92％的废水；分离出的油脂收集备用；分离出的废水经出水口收集后排入市政污水管网。

根据本发明的一实施例，该步骤步骤S1还包括以下步骤：

步骤A1：关闭粉碎机的电源；

步骤A2：打开粉碎机的料液排放开关；

步骤A3：开启粉碎机的自来水冲洗开关，用自来水将粉碎后的厨余垃圾进行冲洗至由料液排放开关排出。

以上仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，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 (8)

1.一种厨余垃圾处理和综合利用系统及其方法，其特征在于：包括：

粉碎机：所述粉碎机为适合家庭厨房使用的小型粉碎机，能够满足粉碎动物骨头、果核等强度要求，用于厨余垃圾在家庭的厨房直接粉碎，根除包装和投送；

液态厨余垃圾料液收集系统，所述液态厨余垃圾料液收集系统包括液态垃圾收集、传送的管道和厨余垃圾料液收集贮罐，用于将粉碎的厨余垃圾料液直接用水从厨房直接冲洗至厨余垃圾料液收集贮罐，并储存于收集贮罐内；所述厨余垃圾料液收集贮罐的进水口用于厨余垃圾粉碎后的料液进入，所述厨余垃圾料液收集贮罐的出水口与所述固液分离机的进水口连通；

固液分离系统：所述固液分离系统包括固液分离机、固体包装机和灭菌机，用于粉碎后的液状厨余垃圾的固液分离，便于回收脱水后的残余固体厨余垃圾；固液分离机的出水口与厨余垃圾液体贮罐的进水口连通，所述固液分离机的固体出口与固体包装机的进料口连通，包装后粉末固态厨余垃圾经过灭菌机灭菌后堆放外运利用；

油水分离与油脂回收装置：所述油水分离与油脂回收装置由厨余垃圾液体贮罐、油水分离机、油脂回收罐和废水贮罐构成，用于将经过固液分离所得的液态厨余垃圾的油脂分离，便于回收油脂；厨余垃圾液体贮罐的进料口连接固液分离机的出水口，厨余垃圾液体贮罐的出料口与油水分离机的进水口连通，油水分离机的出水口与废水贮罐进水口连通，油水分离机的油脂出口与油脂回收的进口连通；废水贮罐出水口与市政污水排污管连通；

所述粉碎机放置在每个家庭的厂房中，且所述粉碎机、所述固液分离系统和所述油水分离与油脂回收装置依次通过管道连通，从而消除厨余垃圾的包装袋的使用和厨余垃圾的投送麻烦。

2.根据利要求1所述的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其特征在于：所述粉碎机的下部设有料液排放开关，粉碎机的上部设有投料口、自来水进水冲洗开关和盖子，所述料液排放开关与安装进每户厨房的液状厨余垃圾收集管连通，厨余垃圾收集管与安装在小区地下室的厨余垃圾料液收集贮罐连通。

3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其特征在于：所述的固液分离机是离心分离机、板框压滤机、袋式脱水机或真空过滤机的一种。

4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其特征在于：所述固体包装机是真空包装机、压力包装机或袋式包装机的一种。

5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其特征在于：所述灭菌机是巴氏灭菌机、超声波灭菌机的一种。

6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理和综合利用系统，其特征在于：所述油水分离机是离心油水分离机、重力油水分离机或膜过滤油水分离机的一种。

7.一种厨余垃圾处理和综合利用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：粉碎与收集，每户家庭安装一粉碎机，将需要处理的厨余垃圾无需垃圾袋包装即可直接投入粉碎机中，启动粉碎机将厨余垃圾粉碎至八十目以上，然后排入厨余垃圾料液收集贮罐中备用；

步骤S2：固液分离：启动输料泵将厨余垃圾料液收集贮罐中的厨余垃圾输送至固液分离机中进行固液分离，分离成固态垃圾和液态垃圾，其中，固态垃圾约占总重量的10～15％，液态垃圾约占总重量85～90％；固态垃圾经出口进入固体包装机，经过固体包装机包装后进入灭菌机中灭菌，运出，作为生产饲料或有机肥料的原料；固液分离机分离的液体经出口进入废水贮罐中；

步骤S3：油水分离：步骤S2中经固液分离机分离的液态垃圾通过输料泵运输至油水分离机中进行油水分离，并分离成占液态总重8～20％的油脂和占液态总重80～92％的废水；分离出的油脂收集备用；分离出的废水经出水口收集后排入市政污水管网。

8.根据权利要求7所述的一种厨余垃圾处理和综合利用方法，其特征在于：所述步骤S1中包括：

步骤A1：关闭粉碎机的电源；

步骤A2：打开粉碎机的料液排放开关；

步骤A3：开启粉碎机的自来水冲洗开关，用自来水将粉碎后的厨余垃圾进行冲洗并由料液排放开关排出。

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