CN112077132B - 垃圾干式发酵生化处理一体机及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾干式发酵生化处理一体机及处理工艺，包括：发酵装置，用于对垃圾进行微生物发酵处理，内部设置有搅拌机构；加热煮熟装置，设置于发酵装置内部，用于垃圾加热煮熟；压榨装置，用于对垃圾进行压榨脱水，压榨装置的出料端连通发酵装置，其中压榨装置进料端还与发酵装置相连通用于循环脱水；控制装置，用于控制压榨装置脱水工作、加热煮熟装置工作和发酵装置发酵。具体发酵之前，在发酵仓内进行加热煮熟，再与压榨装置交换进行脱水，脱水后再返回到发酵仓进行具体发酵，发酵处理时的含水量少，处理工艺周期缩短，对菌种的需求简化，整体工艺简化。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾处理设备及处理工艺，尤其是一种垃圾干式发酵生化处理一体机及处理工艺。
背景技术
餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料和食用残余。其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。是居民在生活消费过程中形成的生活废物。与生活垃圾相比具备如下特点：（1）含水率高、可达80% - 95%；（2） 盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高；（3） 有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等；（4） 富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素；（5）存在有病原菌、病原微生物；（6）易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。
因此城市中餐厨垃圾的处理比较重要，处理不当，容易产生多种问题：（1）污染环境、影响市容。（2）危害人体健康。（3）传播疾病。（4）餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统，会造成有机物含量的增加，从而加重污水处理厂的负担，增加运行成本。但是餐厨垃圾内含大量的营养物质，主要成分是油脂和蛋白质，可替代玉米、鱼粉、豆粕等加工成高能蛋白优质饲料，也是制取生物柴油的适合原料。
目前餐厨垃圾饲料化的主要技术有生物法和物理法。生物法采取微生物发酵技术制成发酵饲料，但是现有的餐厨垃圾含有较多的水分，采取微生物发酵的时候，处理工艺一般周期较长、需要对菌种进行选择管理、工艺较复杂。
发明内容
本发明提供一种垃圾干式发酵生化处理一体机及处理工艺，通过二次压榨脱水再发酵，也就是具体发酵之前，在发酵仓内进行加热煮熟，再与压榨装置交换进行脱水，脱水后再返回到发酵仓进行具体发酵，发酵处理时的含水量少，处理工艺周期缩短，对菌种的需求简化，整体工艺简化。
本发明的具体技术方案为：一种垃圾干式发酵生化处理一体机，包括：
发酵装置，用于对垃圾进行微生物发酵处理，内部设置有搅拌机构；
加热煮熟装置，设置于发酵装置内部，用于垃圾加热煮熟；
压榨装置，用于对垃圾进行压榨脱水，压榨装置的出料端连通发酵装置，其中压榨装置进料端还与发酵装置相连通用于循环脱水；
控制装置，用于控制压榨装置脱水工作、加热煮熟装置工作和发酵装置发酵。
压榨装置用于对餐厨垃圾进行脱水，经过脱水后的垃圾送入到发酵装置内，加热煮熟装置对发酵装置内的垃圾进行加热煮熟，煮熟过程中垃圾内的水分会增加，压榨装置的进料端与发酵装置相连通，这样煮熟后的垃圾被送入到压榨装置进行二次脱水，再送入到发酵装置内进行具体发酵，这样实际发酵过程中垃圾中的含水量低，缩短发酵处理周期，垃圾处理效率快速提高，而且投入的微生物的量也少，也能简化对发酵的控制。控制装置除了控制垃圾压榨脱水、微生物发酵外，还要控制加热煮熟和垃圾转移进行二次脱水，比如控制加热温度和加热时间，控制搅拌机构进行搅拌，并将垃圾从发酵装置转移至压榨装置进行二次脱水；加热煮熟装置可以将发酵装置内的水分通过加热的方式蒸发排出，当然，有需要可以在发酵装置上连接抽气装置，用于降低发酵装置内压力，同时也排出多余的水蒸气或者臭气。
进一步优选，发酵装置包括主架体、安装在主架体内的封闭式发酵仓，发酵仓的侧壁开设有三个口，分别为与压榨装置出料端相连的进料口、与压榨装置进料端相连的循环口及用于出料的出料口。发酵仓的进料口是垃圾进入发酵仓的入口，循环口是垃圾从发酵仓转移至压榨装置进行二次脱水的通道，出料口则是垃圾经过发酵处理后的出口，
进一步优选，进料口和循环口处于发酵仓的同一侧，压榨装置设置于主架体内并处于发酵仓的侧边，压榨装置的出料端连接出料管，出料管另一端连接发酵仓的进料口，循环口直接与压榨装置的进料端对接相通。进料口和循环口与压榨装置产生关联，因此进料口和循环口处于发酵仓的同一侧，而出料口一般是处于另一侧，这样出料的时候不受干涉。
进一步优选，发酵仓为双层结构，双层之间为空腔，加热煮熟装置包括设置在发酵仓双层之间空腔内的加热回路，加热回路由控制装置控制工作。
进一步优选，压榨装置采用螺旋压榨装置，包括压榨腔和过滤腔及穿设在压榨腔和过滤腔内的压榨螺杆，过滤腔的尾端为出料端，进料端设置于压榨腔的侧壁，压榨螺杆连接压榨电机。
进一步优选，搅拌机构包括搅拌轴、设置在搅拌轴上的搅拌杆及设置在搅拌杆端部的搅拌叶片，搅拌轴连接搅拌电机并由搅拌电机驱动，搅拌电机由控制装置控制工作。搅拌机构可以控制垃圾在发酵仓内的移动方向，发酵仓的进料口和循环口处于同一侧，出料口处于另一侧，选择合适的搅拌方向，即可将垃圾往循环口方向转移或者向出料口方向转移。
进一步优选，搅拌叶片呈长条状，搅拌叶片的前端边为弧形边，搅拌叶片所在的平面与搅拌轴的轴线呈一个倾斜角度。搅拌叶片相对搅拌轴的轴线呈一个倾斜角度，这样搅拌叶片除了搅拌垃圾外，还可以推动垃圾在发酵仓内移动，比如将垃圾从进料口转移至循环口，或者将垃圾转移至出料口。
进一步优选，一体机还包括垃圾粉碎装置，粉碎装置上连接有垃圾倾倒装置，粉碎装置包括粉碎入口及粉碎机，粉碎机的出口与压榨装置相连通。通过粉碎装置可以将垃圾粉碎，提高压榨脱水效率。
进一步优选，粉碎装置上设置有分拣平台，粉碎机处于分拣平台下方，粉碎入口对接分拣平台，分拣平台对接垃圾倾倒装置。分拣平台可以将非垃圾剔除。
一种垃圾干式发酵生化处理一体机的处理工艺，先将垃圾经压榨装置进行第一次压榨脱水，然后送入到发酵装置，在发酵装置内由加热煮熟装置煮熟，再将煮熟后的垃圾转移至压榨装置进行第二次压榨脱水，第二次压榨脱水后再次转移至发酵装置内，然后投入微生物进行发酵，发酵结束后从发酵装置内排出，第一次压榨脱水、加热煮熟、第二次压榨脱水和发酵均由控制装置控制。第一次压榨脱水后垃圾的含水量可以控制在40以下，经过煮熟二次压榨脱水后，含水量可以降低至10%，这样发酵中的微生物使用就会减少，发酵的周期缩短，垃圾处理周期大大缩短，处理效率提高。
本发明的有益效果是：压榨装置用于对餐厨垃圾进行脱水，经过脱水后的垃圾送入到发酵装置内，加热煮熟装置对发酵装置内的垃圾进行加热煮熟，煮熟过程中垃圾内的水分会增加，压榨装置的进料端与发酵装置相连通，这样煮熟后的垃圾被送入到压榨装置进行二次脱水，再送入到发酵装置内进行具体发酵，这样实际发酵过程中垃圾中的含水量低，缩短发酵处理周期，垃圾处理效率快速提高，而且投入的微生物的量也少，也能简化对发酵的控制。
附图说明
图1是本发明一种立体示意图；
图2是本发明一种端面示意图；
图3是本发明一种俯视图；
图中：1、主架体，2、发酵仓，3、搅拌叶片，4、搅拌杆，5、出料口，6、垃圾倾倒装置，7、上传动齿轮，8、上架杆，9、提升框，10、提升电机，11、提升减速机，12、下传动齿轮，13、提升导向框，14、副架体，15、分拣平台，16、粉碎入口，17、粉碎机，18、出料管，19、螺旋压榨装置，20、压榨电机，21、压榨减速机，22、搅拌轴，23、搅拌电机，24、循环口，25、压榨仓，26、过滤仓，30、控制装置安装腔。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例：
如图1图2图3所示，一种垃圾干式发酵生化处理一体机，包括：发酵装置、加热煮熟装置、压榨装置、粉碎装置和控制装置。
发酵装置包括主架体1、设置在主架体内的发酵仓2，发酵仓的长度小于主架体的长度，发酵仓处于主架体的中间部位并在主架体一端形成控制装置安装腔30用于安装控制装置，另一端用于安装固定搅拌电机23。主架体为封闭式的长方体结构，在棱的部位为金属杆件、面的部位为金属面板。发酵仓的两端为竖向板，两竖向板相互平行，两竖向板之间连接呈U形的仓体，仓体的U形空间即为发酵空腔。发酵仓的一侧面与主架体的一侧面共面，发酵仓的该侧面的中间部位开设有出料口5，出料口呈方形，出料口处铰接有可打开或锁闭的封闭门。出料口的下边缘处于仓体U形的圆弧形的上边缘位置。发酵仓的另一侧面上设置有进料口和循环口24，进料口呈圆形，循环口呈方形，进料口靠近发酵仓连接搅拌电机的一端，循环口靠近控制装置安装腔的一端。
发酵装置内设置有搅拌机构，搅拌机构包括搅拌轴22、设置在搅拌轴上的搅拌杆4及设置在搅拌杆端部的搅拌叶片3，搅拌轴的两端通过轴承连接在竖向板上，搅拌轴的一端连接搅拌电机并由搅拌电机驱动搅拌轴转动，搅拌电机由控制装置控制工作。搅拌叶片呈长条状，搅拌叶片的前端边为弧形边，搅拌叶片的弧形边与仓体的圆弧形底部内表面为间隙配合，这样搅拌机构转动过程中，搅拌叶片不会刮到仓体内壁。搅拌轴上固定多跟搅拌杆，搅拌杆在周向上相互错开，搅拌杆在轴向上等间距错开，搅拌杆在搅拌轴外表形成螺旋的结构。搅拌轴上有一根正对出料口的搅拌杆上的搅拌叶片所在的平面与搅拌轴的轴线相平行，其余搅拌叶片所在的平面与搅拌轴的轴线呈一个倾斜角度，本实施例中该倾斜角度为45°。搅拌叶片的倾斜角度分为两种，一种是正向倾斜，另一种是反向倾斜，两种倾斜相对出料口位置对称，这种布置，使得出料时通过搅拌机构将垃圾往出料口方向移送。
发酵仓为双层结构，双层之间为空腔，加热煮熟装置包括设置在发酵仓双层之间空腔内的加热回路，加热回路由控制装置控制工作。
发酵仓的宽度小于主架体的宽度，因此在主架体的侧边形成了一个空间，该空间用于安装压榨装置。压榨装置采用螺旋压榨装置19，包括压榨腔25和过滤腔26及穿设在压榨腔和过滤腔内的压榨螺杆，过滤腔的尾端为出料端，出料端连接出料管18，进料端设置于压榨腔的侧壁。出料管的另一端连接发酵仓的进料口，压榨装置的出料端低于发酵仓的进料口，因此出料管呈倾斜状，按照料的移动方向呈倾斜向上，压榨装置的出料端与进料口在竖向上是错开的，因此出料管的两端还具有弯折状。压榨腔为封闭结构，过滤腔是由多层过滤网层叠围合而成。压榨装置的进料端有两个，分别设置于压榨腔的两侧壁上，一个进料端与发酵仓的循环口相对接并连通，另一个用于对接粉碎装置。压榨螺杆的端部连接压榨减速机21，压榨减速机连接压榨电机20，压榨电机通过压榨减速机减速后驱动压榨螺杆转动，压榨螺杆的外表设置有螺旋布置的绞片，随着压榨螺杆转动，胶片就将垃圾挤压前推，在过滤腔内完成过滤脱水，脱水后的垃圾顺着出料管从压榨装置转移到发酵仓内。
粉碎装置设置于主架体的侧边，压榨装置处于粉碎装置和发酵仓的中间位置。粉碎装置包括副架体14，副架体前端连接有垃圾倾倒装置6，副架体上部为下沉状的分拣平台15，分拣平台的中间部位设置有粉碎入口16，粉碎入口下方连接粉碎机17，粉碎机的出口连接压榨装置的进料端并相通。垃圾倾倒装置包括竖向布置的两根提升导向框13，提升导向框的上端呈弧形弯曲，朝向分拣平台方向弯曲，两提升导向框的下部设置支撑板，支撑板上通过支座连接下传动杆，下传动杆的两端固定下传动齿轮12，下传动杆的中间部位连接提升减速机11，提升减速机连接提升电机10，两提升导向框的上端之间连接有上架杆8，上架体上连接有上传动齿轮7，上传动齿轮和下传动齿轮一一对应并通过提升链连接。提升链上固定有提升框9，提升框的两端设置导向轮，导向轮卡入到提升导向框内。提升框的上端连接有垃圾桶固定卡。垃圾桶固定于提升框上，提升电机通过提升减速机减速后驱动下传动杆转动，下传动杆带动提升链上下运行，将提升框向上提升，在提升导向框的导向下，垃圾桶翻转并将垃圾倾倒于分拣平台上，经过分拣，剔除不要的其他垃圾，将餐厨垃圾由粉碎入口送入粉碎机进行粉碎。
控制装置具有电机控制电路、温度控制电路、时间控制电路，用于控制提升电机、粉碎机、压榨电机、搅拌电机、加热温度和各个过程的时间。
一种垃圾干式发酵生化处理一体机的处理工艺，包括如下步骤：
第一步，控制装置控制垃圾倾倒装置将垃圾倾倒于分拣平台上；
第二步，经过分拣后，剔除非餐厨垃圾，将餐厨垃圾从粉碎入口送入到粉碎机进行粉碎；
第三步，粉碎机粉碎后转移至压榨装置的压榨腔内，压榨电机启动，压榨螺杆对餐厨垃圾进行压榨并前推经过过滤腔脱水，再经出料管转移至发酵仓；
第四步，控制装置控制加热煮熟装置工作，对发酵仓内的餐厨垃圾进行加热煮熟，煮熟过程中搅拌机构不断搅拌避免焦粘；
第五步，加热时间结束，控制装置控制搅拌机构将餐厨垃圾转移至压榨装置内进行第二次压榨脱水，第二次压榨脱水后再次经出料管转移至发酵仓内；
第六步，往发酵仓内添加微生物进行发酵，控制装置控制发酵时间，根据发酵工艺，确定中间是否添加微生物或其他物质；
第七步，发酵时间结束，打开出料口，控制装置控制搅拌机构将发酵后垃圾排出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，包括：
发酵装置，用于对垃圾进行微生物发酵处理，内部设置有搅拌机构；
加热煮熟装置，设置于发酵装置内部，用于垃圾加热煮熟；
压榨装置，用于对垃圾进行压榨脱水，压榨装置的出料端连通发酵装置，其中压榨装置进料端还与发酵装置相连通用于循环脱水；先将垃圾经压榨装置进行第一次压榨脱水，然后送入到发酵装置，在发酵装置内由加热煮熟装置煮熟，再将煮熟后的垃圾转移至压榨装置进行第二次压榨脱水，第二次压榨脱水后再次转移至发酵装置内，然后投入微生物进行发酵，发酵结束后从发酵装置内排出；
控制装置，用于控制压榨装置第一次压榨脱水工作、加热煮熟装置工作、第二次压榨脱水和发酵装置发酵。
2.根据权利要求1所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，发酵装置包括主架体（1）、安装在主架体内的封闭式发酵仓（2），发酵仓的侧壁开设有三个口，分别为与压榨装置出料端相连的进料口、与压榨装置进料端相连的循环口（24）及用于出料的出料口（5）。
3.根据权利要求2所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，进料口和循环口处于发酵仓的同一侧，压榨装置设置于主架体内并处于发酵仓的侧边，压榨装置的出料端连接出料管（18），出料管另一端连接发酵仓的进料口，循环口直接与压榨装置的进料端对接相通。
4.根据权利要求2所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，发酵仓为双层结构，双层之间为空腔，加热煮熟装置包括设置在发酵仓双层之间空腔内的加热回路，加热回路由控制装置控制工作。
5.根据权利要求1所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，压榨装置采用螺旋压榨装置，包括压榨腔（25）和过滤腔（26）及穿设在压榨腔和过滤腔内的压榨螺杆，过滤腔的尾端为出料端，进料端设置于压榨腔的侧壁，压榨螺杆连接压榨电机（20）。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，搅拌机构包括搅拌轴（22）、设置在搅拌轴上的搅拌杆（4）及设置在搅拌杆端部的搅拌叶片（3），搅拌轴连接搅拌电机（23）并由搅拌电机驱动，搅拌电机由控制装置控制工作。
7.根据权利要求6所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，搅拌叶片呈长条状，搅拌叶片的前端边为弧形边，搅拌叶片所在的平面与搅拌轴的轴线呈一个倾斜角度。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，一体机还包括垃圾粉碎装置，粉碎装置上连接有垃圾倾倒装置（6），粉碎装置包括粉碎入口（16）及粉碎机（17），粉碎机的出口与压榨装置相连通。
9.根据权利要求8所述的垃圾干式发酵生化处理一体机，其特征在于，粉碎装置上设置有分拣平台（15），粉碎机处于分拣平台下方，粉碎入口对接分拣平台，分拣平台对接垃圾倾倒装置。
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