CN111715677A - 分仓式生化处理机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分仓式生化处理机，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是，所述进料提升机、分拣斜斗、喂料机和撕碎机安装在入料室内，所述入料室安装在所述第一高温仓旁，所述进料提升机位于所述入料室的顶端，所述进料提升机通过喂料机与压榨脱水装置连通，所述压榨脱水装置与立式提升机的输送管的提升输入口连通，所述立式提升机的输送管的提升输出口与位于所述主体仓的上端中部且与水平输送机的入口连接，所述水平输送机为安装与主体仓上端的正反转双向水平输送机，所述水平输送机的第一输出口与所述第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口与所述第二高温仓连通，所述第二高温仓设置有生化处理出料口。
Description
技术领域
本发明属于一种垃圾处理系统中的一种生化处理设备，涉及一种垃圾处理系统中的分仓式生化处理机及其控制方法。
背景技术
目前我国一些大城市已经进行了垃圾分类的工作，其中主要的分法是将垃圾分为四种厨余垃圾、其他垃圾、有害垃圾可以类似于：中国专利公开号：CN203778471U在2014年所公布的技术内容：一种餐厨垃圾处理系统，它的排污处理包括污水池和发酵池，餐厨垃圾蒸锅产生的废气经管道进入污水池、餐厨垃圾脱水机产生的污水经管道进入污水池、餐厨垃圾烘干机产生的废气经管道进入污水池；污水池里的污水经管道进入发酵池、污水池产生的废气经另一管道进入发酵池、锅炉带有余热的尾气经管道进入发酵池。餐厨垃圾经锅炉蒸汽的蒸煮灭菌后，送到脱水机进行脱水处理，脱水后的餐厨垃圾送到烘干机进行烘干，烘干后的餐厨垃圾成为饲料添加剂。在此过程中产生的污水、废气及锅炉尾气经收集并加入菌种发酵，成为有机肥料，避免了餐厨垃圾处理过程的二次污染。
或者如中国专利公开号CN105689368A 在2016年所公布的技术内容：一种餐厨垃圾处理装置和餐厨垃圾的处理方法。餐厨垃圾处理装置包括进料斗、螺旋输送机、搅拌混合室、EM菌储箱和灌装封口机，所述的进料斗、螺旋输送机、搅拌混合室和灌装封口机依次相连，所述的螺旋输送机的出料口处设有阀门，阀门的进料口侧的下方的螺旋输送机的管壁上设有排污口，排污口与污水排出管道相连，在排污口上安装有筛网，在搅拌混合室上方设有与其连通的EM菌储箱。因此，在垃圾处理中能够根据垃圾数量进行分仓生化处理，在保持入料处理合理的同时保持高温仓内垃圾的发酵程度符合要求，而不是向现有技术多次混合发酵后的垃圾和新垃圾，导致垃圾处理存在发酵不到位等问题。或者是存在需要等待仓内垃圾处理完毕后才进行新垃圾的处理，导致整体效率较低的问题。
发明内容
本发明解决了现有技术存在多次发酵后的垃圾和新垃圾混合，导致垃圾处理存在发酵不到位的问题，提供一种垃圾处理系统中的分仓式生化处理机及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分仓式生化处理机，包括进料提升机、分拣斜斗、喂料机、撕碎机、压榨脱水装置、立式提升机、第一高温仓、第二高温仓和水平输送机，所述第一高温仓和第二高温仓相邻并排建立形成主体仓，所述进料提升机、分拣斜斗、喂料机和撕碎机安装在入料室内，所述入料室安装在所述第一高温仓旁，所述进料提升机位于所述入料室的顶端，所述分拣斜斗位于入料室的上段且位于所述进料提升机的下方，所述进料提升机的输出口与所述分拣斜斗的入口连接，所述分拣斜斗的输出口与喂料机的输入口连接，喂料机的输出口通过撕碎机与压榨脱水装置第一端位置处的撕碎输入口连通，所述压榨脱水装置以水平方式安装并连通第一高温仓和入料室，压榨脱水装置的撕碎输入口位于所述的入料室的下方，所述压榨脱水装置的中部设置有连通第一高温仓的电控门，所述压榨脱水装置的末段的位置处设置有脱水输出口，所述脱水输出口与立式提升机的输送管的提升输入口连通，所述立式提升机的驱动装置位于所述主体仓的上端，所述立式提升机的输送管的提升输出口与位于所述主体仓的上端中部且与水平输送机的入口连接，所述水平输送机为安装与主体仓上端的正反转双向水平输送机，所述水平输送机的第一输出口与所述第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口与所述第二高温仓连通，所述第二高温仓设置有生化处理出料口。本发明工作时，执行以下步骤，首先，由进料提升机将垃圾送入分拣斜斗，经过处理后进入喂料机。喂料机将分拣后的垃圾送入撕碎机进行撕裂撕碎，撕裂撕碎后的垃圾进行压榨脱水装置，压榨脱水装置为现有装置，进行脱水和压榨处理，脱去的水分进行水处理后排出，脱去水分后的物料根据设定循环脱水时间，进行循环脱水。循环脱水包括以下过程，物料由压榨脱水装置送入立式提升机，由立式提升机送入水平输送机，由水平输送机送入第一高温仓，物料根据人工选择在第一高温仓内发酵，人工控制下适时打开电控门供物料重新进入压榨脱水装置并重复上述循环脱水过程，直到符合人工设定的标准，保证了物料的发酵水平，此时，再执行以下步骤：将物料通过打开的电控门进入压榨脱水装置并通过立式提升机输送至水平输送机处，水平输送机反转，将物料送入第二高温仓，由第二高温仓继续存储和发酵，此过程结束后，保证第二高温仓的发酵程度满足设计要求，并可以根据第二高温仓的存储量选择出料，此时，第一高温仓内可以进行新的进料和发酵处理，提高了设备的整体效率。因此，本发明具有较高的工作效率，同时能够保证物料的发酵水平。
作为优选，所述生化处理出料口位于第二高温仓的侧面，所述生化处理出料口通过柔性的输送管输出。本发明通过柔性管输出，输出位置可控，可以方便的进行后续的处理。
作为优选，所述水平输送机的输送管与所述立式提升机的输送管为相互垂直设置，所述立式提升机的输送管的提升输出口与水平输送机的输送管的中部连通。输送方式相互垂直设置，可以保证输送到位。
作为优选，所述第一高温仓和第二高温仓均为带有搅拌装置的高温发酵仓。高温仓的搅拌装置驱动配置在主体仓的另一侧，布置合理。
作为优选，所述第一高温仓和第二高温仓均为内壁附着有隔热材料层的封闭仓体，所述第一高温仓和第二高温仓的相邻内壁上覆有双层隔热材料层。相互之间隔热到位，能够保证高温仓之间的发酵水平均可控可靠。
作为优选，所述喂料机为垂直设置的无轴螺旋喂料机。
作为优选，所述水平输送机的第一输出口位于第一高温仓顶部向下开口与第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口位于第二高温仓顶部向下开口与第二高温仓连通。
作为优选，所述分仓式生化处理机由现场控制单元进行控制，所述第一高温仓和第二高温仓内均配置有温度传感器、气压传感器和重量传感器，所述温度传感器、气压传感器和重量传感器均与所述现场控制单元电连接，所述现场控制单元与所述进料提升机的启动端、喂料机的启动端、撕碎机的启动端、压榨脱水装置的控制端、立式提升机的控制端、第一高温仓搅拌装置的控制端、第二高温仓搅拌装置的控制端以及水平输送机的控制端连接，所述电控门的控制端也与所述的现场控制单元电连接。
一种分仓式生化处理机控制方法，适用于如上所述的分仓式生化处理机，对垃圾处理执行以下步骤，
步骤一，若第二高温仓内存储量符合设定要求则由进料提升机将垃圾送入分拣斜斗进行分拣，否则执行步骤五；
步骤二，喂料机将分拣后的垃圾送入撕碎机进行撕碎；
步骤三，将撕碎后的垃圾执行循环脱水压榨处理步骤直到达到设定时间，然后执行步骤四；
循环脱水压榨处理步骤，物料由压榨脱水装置送入立式提升机，由立式提升机送入水平输送机，由水平输送机送入第一高温仓，物料在第一高温仓内发酵，发酵达到设定时间后打开电控门，物料重新进入压榨脱水装置，并重复上述循环脱水压榨处理步骤，
步骤四，将物料通过打开的电控门进入压榨脱水装置并通过立式提升机输送至水平输送机处，水平输送机反转，将物料送入第二高温仓，由第二高温仓继续存储和发酵；
步骤五，根据第二高温仓的存储量选择出料。
作为优选，在步骤三中，对设定时间满足以下条件：
KQ=Aert；
上式中，Q为输入物料重量所对应的目标理论酵母菌数量，K为在第一高温仓中所需产生菌落的目标系数，A为物料加入时酵母菌的数量，e为自然数，r为酵母菌在当前环境下的增殖率，t为增殖率对应的时间值；
上式中的K由人工设定，其需要满足以下条件：
f' (K)≥1，且1/r·LnQ(1-K)/A＞Ta；
上式中，Ta为第二高温仓中物料的推定最小滞留时间，Ta为平均滞留时间乘以安全系数获得，安全系数的取值范围为50%-70%。上式中，Ln为自然对数。
本发明的实质性效果是：本发明具有较高的工作效率，同时能够保证物料的发酵水平。
附图说明
图1为本发明的一种主要结构示意图；
图2为本发明的一种结构示意图；
图3为本发明的一种侧面结构示意图；
图中：1、进料提升机，2、分拣斜斗，3、喂料机，4、撕碎机，5、压榨脱水装置，6、立式提升机，7、第一高温仓，8、第二高温仓，9、水平输送机，10、柔性的输送管，11、电控门，a1、第一输出口，a2、第二输出口，a3出料口。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本实施例的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种分仓式生化处理机（参见附图1至3），包括进料提升机1、分拣斜斗2、喂料机3、撕碎机4、压榨脱水装置5、立式提升机6、第一高温仓7、第二高温仓8和水平输送机9，所述第一高温仓和第二高温仓相邻并排建立形成主体仓，所述进料提升机、分拣斜斗、喂料机和撕碎机安装在入料室内，所述入料室安装在所述第一高温仓旁，所述进料提升机位于所述入料室的顶端，所述分拣斜斗位于入料室的上段且位于所述进料提升机的下方，所述进料提升机的输出口与所述分拣斜斗的入口连接，所述分拣斜斗的输出口与喂料机的输入口连接，喂料机的输出口通过撕碎机与压榨脱水装置第一端位置处的撕碎输入口连通，所述压榨脱水装置以水平方式安装并连通第一高温仓和入料室，压榨脱水装置的撕碎输入口位于所述的入料室的下方，所述压榨脱水装置的中部设置有连通第一高温仓的电控门11，所述压榨脱水装置的末段的位置处设置有脱水输出口，所述脱水输出口与立式提升机的输送管的提升输入口连通，所述立式提升机的驱动装置位于所述主体仓的上端，这里的上端指顶端、上表面。所述立式提升机的输送管的提升输出口与位于所述主体仓的上端中部且与水平输送机的入口连接，所述水平输送机为安装与主体仓上端的正反转双向水平输送机，所述水平输送机的第一输出口a1与所述第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口a2与所述第二高温仓连通，所述第二高温仓设置有生化处理出料口a3。所述生化处理出料口位于第二高温仓的侧面，所述生化处理出料口通过柔性的输送管10输出。本发明通过柔性管输出，输出位置可控，可以方便的进行后续的处理。所述水平输送机的输送管与所述立式提升机的输送管为相互垂直设置，所述立式提升机的输送管的提升输出口与水平输送机的输送管的中部连通。输送方式相互垂直设置，可以保证输送到位。所述第一高温仓和第二高温仓均为带有搅拌装置的高温发酵仓。高温仓的搅拌装置驱动配置在主体仓的另一侧，布置合理。所述第一高温仓和第二高温仓均为内壁附着有隔热材料层的封闭仓体，所述第一高温仓和第二高温仓的相邻内壁上覆有双层隔热材料层。相互之间隔热到位，能够保证高温仓之间的发酵水平均可控可靠。所述喂料机为垂直设置的无轴螺旋喂料机。所述水平输送机的第一输出口位于第一高温仓顶部向下开口与第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口位于第二高温仓顶部向下开口与第二高温仓连通。所述分仓式生化处理机由现场控制单元进行控制，所述第一高温仓和第二高温仓内均配置有温度传感器、气压传感器和重量传感器，所述温度传感器、气压传感器和重量传感器均与所述现场控制单元电连接，所述现场控制单元与所述进料提升机的启动端、喂料机的启动端、撕碎机的启动端、压榨脱水装置的控制端、立式提升机的控制端、第一高温仓搅拌装置的控制端、第二高温仓搅拌装置的控制端以及水平输送机的控制端连接，所述电控门的控制端也与所述的现场控制单元电连接。本实施例工作时，执行以下步骤，首先，由进料提升机将垃圾送入分拣斜斗，经过处理后进入喂料机。喂料机将分拣后的垃圾送入撕碎机进行撕裂撕碎，撕裂撕碎后的垃圾进行压榨脱水装置，压榨脱水装置为现有装置，进行脱水和压榨处理，脱去的水分进行水处理后排出，脱去水分后的物料根据设定循环脱水时间，进行循环脱水。循环脱水包括以下过程，物料由压榨脱水装置送入立式提升机，由立式提升机送入水平输送机，由水平输送机送入第一高温仓，物料根据人工选择在第一高温仓内发酵，人工控制下适时打开电控门供物料重新进入压榨脱水装置并重复上述循环脱水过程，直到符合人工设定的标准，保证了物料的发酵水平，此时，再执行以下步骤：将物料通过打开的电控门进入压榨脱水装置并通过立式提升机输送至水平输送机处，水平输送机反转，将物料送入第二高温仓，由第二高温仓继续存储和发酵，此过程结束后，保证第二高温仓的发酵程度满足设计要求，并可以根据第二高温仓的存储量选择出料，此时，第一高温仓内可以进行新的进料和发酵处理，提高了设备的整体效率。因此，本实施例具有较高的工作效率，同时能够保证物料的发酵水平。
一种分仓式生化处理机控制方法，适用于如上所述的分仓式生化处理机，对垃圾处理执行以下步骤，
步骤一，若第二高温仓内存储量符合设定要求则由进料提升机将垃圾送入分拣斜斗进行分拣，主要检测的是第二高温仓内是否有足够的冗余空间或是否在短时间内就进行出货，若满足上述两项条件则执行步骤二，否则执行步骤五；
步骤二，喂料机将分拣后的垃圾送入撕碎机进行撕碎，分拣的原则在于，选择易腐垃圾等通过微生物容易处理的垃圾，将玻璃金属等垃圾进行剔除，由于本实施例中垃圾数量较多，一般情况下，认定进入喂料机的垃圾供微生物繁殖的能力是保持一致的，进一步的，本实施例中，通过前期的调试，保证整体环境温度、干湿度等环境参数在一个稳定的区域内运行；
步骤三，将撕碎后的垃圾执行循环脱水压榨处理步骤直到达到设定时间，然后执行步骤四；循环脱水压榨处理步骤属于本实施例中主要运行步骤，压榨脱水的动作由压榨脱水装置进行执行，执行的是物料性变化的压榨脱水，故此较少影响微生物的繁殖；
循环脱水压榨处理步骤，物料由压榨脱水装置送入立式提升机，由立式提升机送入水平输送机，由水平输送机送入第一高温仓，物料在第一高温仓内发酵，发酵达到设定时间后打开电控门，物料重新进入压榨脱水装置，并重复上述循环脱水压榨处理步骤，本实施例中，此步骤主要将物料进行压榨脱水的过程中大部分时间都存储于高温仓内由微生物进行繁殖和处理，本实施例中，一个确定的处理方案为将酵母菌和细目的活性碳粉按比例加入易腐垃圾中，其中活性碳粉可以在物料加入时即便加入，活性碳粉则在进行过一次完整的压榨脱水后加入，然后重复进行脱水压榨操作，此过程中，需要高温仓进一步平衡当前的转速、温度等环境数据，因此，高温仓可以认为是存在有较大温度波动的恒温仓，在第一高温仓内，垃圾处理的初始步骤需要完成，标准为物料中酵母菌的含量和此重量下目标酵母菌含量的比达到一定的值，这个比值可以反映当前物料处理的程度，且此比值的确定应当保证酵母菌的活性和发酵已经处于一个较快增殖的阶段，当达到这个阶段后，可以执行步骤四，
步骤四，将物料通过打开的电控门进入压榨脱水装置并通过立式提升机输送至水平输送机处，水平输送机反转，将物料送入第二高温仓，由第二高温仓继续存储和发酵；第二高温仓中发酵的时间和存储的时间是需要记录的，需要保证进入第二发酵仓的物料必须的发酵时间应当被满足，因此，对于物料在第二发酵仓内的平均存储时间需要记录，通过这个时间和根据冗余要求设定的安全系数综合确定，进一步推导得出第一高温仓内物料需要存放的时间，也就是脱水压榨操作时间的多少。进一步的，计算循环脱水步骤中，发酵达到设定时间的设定时间专指物料在第一高温仓内去除压榨脱水后的时间。
步骤五，根据第二高温仓的存储量选择出料，步骤五中的出料条件与步骤一中的入料条件相对应。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中，在步骤三中，发酵达到设定时间中设定时间的确定需满足以下条件：
KQ=Aert；
上式中，Q为输入物料重量所对应的目标理论酵母菌数量，K为在第一高温仓中所需产生菌落的目标系数，A为物料加入时酵母菌的数量，e为自然数，r为酵母菌在当前环境下的增殖率，t为增殖率对应的时间值；
上式中的K由人工设定，其需要满足以下条件：
f' (K)≥1，且1/r·LnQ(1-K)/A＞Ta；
上式中，Ta为第二高温仓中物料的推定最小滞留时间，Ta为平均滞留时间乘以安全系数获得，安全系数的取值范围为50%-70%，本实施例取0.6。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种分仓式生化处理机，其特征在于：包括进料提升机、分拣斜斗、喂料机、撕碎机、压榨脱水装置、立式提升机、第一高温仓、第二高温仓和水平输送机，所述第一高温仓和第二高温仓相邻并排建立形成主体仓，所述进料提升机、分拣斜斗、喂料机和撕碎机安装在入料室内，所述入料室安装在所述第一高温仓旁，所述进料提升机位于所述入料室的顶端，所述分拣斜斗位于入料室的上段且位于所述进料提升机的下方，所述进料提升机的输出口与所述分拣斜斗的入口连接，所述分拣斜斗的输出口与喂料机的输入口连接，喂料机的输出口通过撕碎机与压榨脱水装置第一端位置处的撕碎输入口连通，所述压榨脱水装置以水平方式安装并连通第一高温仓和入料室，压榨脱水装置的撕碎输入口位于所述的入料室的下方，所述压榨脱水装置的中部设置有连通第一高温仓的电控门，所述压榨脱水装置的末段的位置处设置有脱水输出口，所述脱水输出口与立式提升机的输送管的提升输入口连通，所述立式提升机的驱动装置位于主体仓的上端，所述立式提升机的输送管的提升输出口与位于所述主体仓的上端中部且与水平输送机的入口连接，所述水平输送机为安装与主体仓上端的正反转双向水平输送机，所述水平输送机的第一输出口与所述第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口与所述第二高温仓连通，所述第二高温仓设置有生化处理出料口。
2.根据权利要求1所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述生化处理出料口位于第二高温仓的侧面，所述生化处理出料口通过柔性的输送管输出。
3.根据权利要求1所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述水平输送机的输送管与所述立式提升机的输送管为相互垂直设置，所述立式提升机的输送管的提升输出口与水平输送机的输送管的中部连通。
4.根据权利要求1所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述第一高温仓和第二高温仓均为带有搅拌装置的高温发酵仓。
5.根据权利要求4所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述第一高温仓和第二高温仓均为内壁附着有隔热材料层的封闭仓体，所述第一高温仓和第二高温仓的相邻内壁上覆有双层隔热材料层。
6.根据权利要求4所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述喂料机为垂直设置的无轴螺旋喂料机。
7.根据权利要求4所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述水平输送机的第一输出口位于第一高温仓顶部向下开口与第一高温仓连通，所述水平输送机的第二输出口位于第二高温仓顶部向下开口与第二高温仓连通。
8.根据权利要求1所述的一种分仓式生化处理机，其特征在于：所述分仓式生化处理机由现场控制单元进行控制，所述第一高温仓和第二高温仓内均配置有温度传感器、气压传感器和重量传感器，所述温度传感器、气压传感器和重量传感器均与所述现场控制单元电连接，所述现场控制单元与所述进料提升机的启动端、喂料机的启动端、撕碎机的启动端、压榨脱水装置的控制端、立式提升机的控制端、第一高温仓搅拌装置的控制端、第二高温仓搅拌装置的控制端以及水平输送机的控制端连接，所述电控门的控制端也与所述的现场控制单元电连接。
9.一种分仓式生化处理机控制方法，适用于如权利要求1所述的分仓式生化处理机，其特征在于：对垃圾处理执行以下步骤，
步骤一，若第二高温仓内存储量符合设定要求则由进料提升机将垃圾送入分拣斜斗进行分拣，否则执行步骤五；
步骤二，喂料机将分拣后的垃圾送入撕碎机进行撕碎；
步骤三，将撕碎后的垃圾执行循环脱水压榨处理步骤直到达到设定时间，然后执行步骤四；
循环脱水压榨处理步骤，物料由压榨脱水装置送入立式提升机，由立式提升机送入水平输送机，由水平输送机送入第一高温仓，物料在第一高温仓内发酵，发酵达到设定时间后打开电控门，物料重新进入压榨脱水装置，并重复上述循环脱水压榨处理步骤，
步骤四，将物料通过打开的电控门进入压榨脱水装置并通过立式提升机输送至水平输送机处，水平输送机反转，将物料送入第二高温仓，由第二高温仓继续存储和发酵；
步骤五，根据第二高温仓的存储量选择出料。
10.根据权利要求1所述的一种分仓式生化处理机控制方法，其特征在于：在步骤三中，对设定时间满足以下条件：
KQ=Aert；
上式中，Q为输入物料重量所对应的目标理论酵母菌数量，K为在第一高温仓中所需产生菌落的目标系数，A为物料加入时酵母菌的数量，e为自然数，r为酵母菌在当前环境下的增殖率，t为增殖率对应的时间值；
上式中的K由人工设定，其需要满足以下条件：
f' (K)≥1，且1/r·LnQ(1-K)/A＞Ta；
上式中，Ta为第二高温仓中物料的推定最小滞留时间，Ta为平均滞留时间乘以安全系数获得，安全系数的取值范围为50%-70%。
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