CN112500992A - 一种城乡易腐垃圾的预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种易腐垃圾处理，尤其是涉及一种城乡易腐垃圾的预处理装置。城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，包括：易腐垃圾的接收单元，接收单元包括用于接收易腐垃圾的接收料斗、用于承接接收料斗内液体部分的沥水料箱和与沥水料箱相连的油脂回收单元；用于承接接收料斗内固体部分的自动分选机，自动分选机与接收料斗相连；用于承接自动分选机内固体部分的生物分选单元，生物分选单元与自动分选机相连，生物分选单元上连接有厌氧沼液入口；挤压单元，挤压单元与生物分选机相连；用于承接液体部分的缓冲混合罐，自动分选机、生物分选单元、油脂回收单元和挤压单元均与缓冲混合罐相连接。本发明具有资源回收利用率高、运行高效等有益效果。

Description

一种城乡易腐垃圾的预处理装置

技术领域

本发明涉及一种易腐垃圾处理，尤其是涉及一种城乡易腐垃圾的预处理装置。

背景技术

城乡易腐垃圾是生活垃圾的重要组成部分，随着我国社会经济建设水平和居民消费水平的提高，餐厨、厨余等易腐垃圾的产生量日益增多，年产生量可超过1亿吨。易腐垃圾以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分，具有高有机物、高水分、高油脂、高盐分以及易腐发臭、易生物降解等特点，这些特性决定了易腐垃圾具有严重的环境污染性和生态安全隐患。目前常用的易腐垃圾的处理技术主要有厌氧消化、堆肥、焚烧、填埋等。由于易腐垃圾中的含水率和含盐量高，堆肥处理占地面积大、处理时间长，焚烧处理经济性较低，填埋处理易产生渗滤液，生态安全隐患大。厌氧消化技术处理成本低、适应性强，在实现易腐垃圾无害化处理的同时产生清洁能源，但如何高效的分离易腐垃圾中的无机杂质，回收利用其中的有机质，提高厌氧消化系统的发酵效率仍是迫切需要解决的问题。

公告号为CN206613835U的专利公开了一种易腐垃圾预处理系统，通过利用垃圾桶内的提升翻转装置、固液分离装置、皮带传输装置、喷水清洗装置和剪切破碎装置等将易腐垃圾中的金属、砂砾等硬质物去除，但易腐垃圾的水解预处理效率低，导致后端厌氧处理过程中有机物利用率低、发酵系统运行不稳定等问题。

公告号为CN110560450A的专利公开了一种小规模县域多种易腐垃圾高效协同资源化利用的方法，通过水力分解分离预处理系统实现不同有机易腐垃圾的高效协同均质化制浆和除杂，通过有机浆液的高效协同厌氧发酵和产品深加工实现多种易腐垃圾高效协同资源化利用。该专利方案可以实现易腐垃圾的厌氧资源化处理，但是预处理系统对塑料、砂砾等无机杂质去除率较低，且未实现易腐垃圾中的油脂回收，不仅影响后续厌氧发酵系统的运行稳定性，而且降低了易腐垃圾的资源回收利用率。

发明内容

本发明主要是针对上述问题，提供一种资源回收利用率高、运行高效的城乡易腐垃圾的预处理装置。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种城乡易腐垃圾的预处理装置，易腐垃圾的接收单元，包括用于接收易腐垃圾的接收料斗、输送螺旋、筛网及用于承接接收料斗内液体部分的沥水料箱；油脂回收单元，与沥水料箱相连，包括高温蒸煮罐及离心机；自动分选单元，包括用于承接接收料斗输出的固体部分的自动分选机，自动分选机与接收料斗相连；生物分选单元，包括用于承接自动分选机输出的固体部分的生物分选机，生物分选机与自动分选机相连，生物分选单元上连接有厌氧沼液入口；挤压单元，包括用于生物分选机输出的固渣部分的厢式挤压机，与生物分选装置相连；缓存单元，包括用于承接来自自动分选单元、生物分选单元、油脂回收单元和挤压单元的液体浆料的缓冲混合罐。易腐垃圾进入接收料斗中，由接收料斗分离成固体部分和液体部分，液体部分进入沥水料箱后，由沥水料箱排入油脂回收单元，液体部分先经过增温后再通过离心机进行离心分离，实现油液分离和毛油回收，液体部分进入缓冲混合罐内。接收料斗分离出来的固体部分进入到自动分选机进行分选，分选出的液体部分进入缓冲混合罐，分选出的固体部分进入生物分选单元，利用生物分选单元内部的沼液喷淋系统将厌氧沼液通入生物分选单元内，对固体物料进行水解淋洗，将其中的有机物充分溶出。由生物分选单元分选出的有机液体浆料进入缓冲混合罐，分选出的固体部分进入到挤压单元进行挤压。挤压出的液体部分进入缓冲混合罐，挤压后的固体部分完成最终的向外运输处理。缓冲混合罐收集的液体浆料排入后续的厌氧处理系统进行后处理。整个预处理装置采用多级、不同形式的固液分离方式，利用过滤、自动分选机的物理分选、生物分选机的生物分选以及最后的高压挤压方式，提高易腐垃圾的固液分离比例，使更多液体部分能够进入后续的厌氧处理系统，减少固体部分排放。

作为优选，所述的自动分选单元包括传动电机、轮锤叶片、筛网和底部螺旋。传动电机带动轮锤叶片对大物质进行破碎，轮锤碎片在转到过程中产生的风力将轻物质及未破碎的大物质带出系统进入生物分选单元。

作为优选，所述筛网孔径尺寸20~40mm。经轮锤叶片破碎后的物质，小于筛网尺寸的部分进入透过筛网被底部螺旋输送至缓冲混合罐。

作为优选，所述生物分选机内部设搅拌机及增温系统，底部设有挤压输送螺旋，顶部设有沼液喷淋系统。生物分选料仓为长方体结构，搅拌机布设在生物分选机长边一侧，数量为2—3组。喷淋系统由进液管、主管和若干组喷淋头构成，沼液通过进液管进入喷淋系统内，经喷淋头喷出，与固体物料充分接触，将物料进行淋洗水解。

作为优选，所述缓冲混合罐中设中心顶搅拌。

作为优选，所述轮锤叶片，在高速转动过程产生的风力可将轻物质分选出系统并将实现大物质的破碎。

作为优选，所述排料系统位于生物分选机底部，为双螺旋构造，可实现物料的挤压与输出，降低外排物料的含水率。

作为优选，生物分选机内部的搅拌机采用侧入式，沿机械生物分选器长边一侧布设。

作为优选，所述生物分选机内壁布设加热盘管，外部布设保温层，为生物分选单元提供适宜的反应温度。

作为优选，所述的接收料斗、自动分选机、生物分选单元和挤压单元上均设置有排液口和排渣口。排液口将分离出的液体运送到相应的工序中，同理，排渣口将排出的固体运送到相应的工序中。

作为优选，所述的接收料斗和生物分选单元的底部均设置有螺旋输送机和筛网。螺旋输送机能够对物料起到输送作用，而且通过双螺旋结构，在输送过程中对物料进行挤压，再经过筛网过滤，实现固液物料的高效分离。

作为优选，生物分选机顶部布置喷淋系统，喷淋系统由进液管、主管和若干喷淋头构成。

作为优选，生物分选机内部布设加热盘管，外部布设保温层。

作为优选，所述的接收单元和生物分管单元筛网孔径为5-8mm。

作为优选，缓冲混合罐包括箱体，箱体上设置有进料口、出料口和搅拌单元，搅拌单元包括搅拌电机、驱动轴和由上至下分布的若干个设置在驱动轴上的叶片，轴向方向上相邻两个叶片之间呈空间交错分布；搅拌电机位于箱体的顶端，驱动轴沿竖直方向穿设于箱体内部；叶片包括上层叶片、中层叶片和底层叶片；箱体的内顶面设置有搅拌电机的驱动轴同轴设置的固定轴承，驱动轴包括定轴和活动轴，定轴贯穿固定轴承并与固定轴承转动连接，活动轴通过万向联轴器与定轴相连，上层叶片位于定轴上，中层叶片和底层叶片位于活动轴上，万向联轴器与定轴之间设置有脉冲滑动连接结构，脉冲滑动连接结构包括位于万向联轴器靠近定轴的一端的轴套、设置于定轴的外壁上并沿着定轴母线方向延伸的滑槽和设置于轴套径向方向上的滑销，滑销贯穿轴套的侧壁并位于滑槽内，滑销与滑槽滑动连接，定轴的外壁上围绕定轴的圆周方向设置有至少一条环状的连通槽。分离的液体部分进入箱体内进行缓冲混合和搅拌，搅拌电机旋转带动驱动轴旋转，进而带动驱动轴上的叶片旋转，实现对液体部分的搅拌。轴向方向上相邻两个叶片之间呈空间交错分布，在对箱体内的液体部分实现空间交错的不规律的导向方向，提升了搅拌的效率和均匀性。搅拌电机位于箱体的顶端能够节省搅拌电机所占用的水平方向的面积，节省车间内的面积利用。而由此能够将驱动轴竖直方向穿设在箱体内，使箱体的液体部分形成竖直轴向方向围绕的螺旋搅拌。驱动轴包括定轴和活动轴，定轴能够直接受到搅拌电机的驱动而旋转，在定轴上的上层叶片能够围绕竖直方向的轴线稳定旋转。定轴的轴向转动通过万向联轴器带动活动轴旋转，由于万向联轴器能够使活动轴在转动过程中能够发生轴向扭转，即能够使活动轴上的中层叶片和底层叶片的旋转轴线偏斜，对液体部分实现无规律的搅拌，增强液体部分的均匀性。中层叶片和底层叶片受到液体部分不同方向的挤压后，能够使活动轴受到下压或者上浮的外力。万向联轴器上的脉冲滑动连接结构能够实现轴套在定轴上沿着滑槽方向上下滑动，而滑槽能够对滑销限位，使定轴的轴向转动能够有效地传递到轴套上，利用轴套带动万向联轴器转动。而轴套上贯穿的滑销能够在滑槽内滑动实现轴套的轴向上下滑动，进而带动万向联轴器和活动轴的轴向上下滑动。通过活动轴的转动轴线的偏斜带动活动轴上的中层叶片和底层叶片的旋转轴线偏斜，配合活动轴的轴向上下滑动，实现中层叶片和底层叶片的上下振动，大幅度增大搅拌的不规律性。当滑销滑动到连通槽处时，连通槽能够解除滑槽对滑销的径向限位，实现滑销滑入到连通槽内与滑槽错位，此时，定轴的旋转不会带动活动轴的转动，活动轴停止转动，而受到的搅动的液体部分的搅拌速度下降，改变了液体部分原有的搅动规律。随着定轴的继续旋转，滑销沿着连通槽滑入到相邻的另一个滑槽内，受到压力或者浮力的叶片能够带动活动轴上行或者下行，实现滑销与滑槽的配合，进而实现定轴继续带动活动轴转动，活动轴的瞬间加速转动带动原本降速的液体部分继续高速搅动，改变了液体部分降速后的搅动规律。整个搅拌过程中，能够实现叶片的旋转轴线偏斜、叶片的位置上下滑动、叶片的转动间歇性停止，进一步增大液体部分搅拌的无规律性，无规律性的搅拌能够提升液体部分实际搅拌的均匀程度。

作为优选，所述的万向联轴器和定轴的连接处外侧套设有护套。在万向联轴器和定轴的连接处安装护套，护套可以采用抱箍的形式固定在定轴和万向联轴器上，而护套的结构可以采用带有褶皱的管状结构，用于对脉冲滑动连接结构的密封。

作为优选，所述的活动轴为软轴。活动轴可以采用软轴结构，软轴自身能够弯曲变形，但并不影响轴向的转动，而弯曲变形能够增大叶片的旋转轴线的偏斜量。实现活动轴的自转和小幅度公转。

作为优选，箱体的内底面设置有与固定轴承同轴对应的定位轴承，活动轴的底端通过另一组所述的万向联轴器和脉冲滑动连接结构与定位轴承相连。活动轴的底部通过相同结构的万向联轴器和脉冲滑动连接结构与箱体内底面的定位轴承相连，增强整个搅拌单元的稳定性，进一步增强活动的公转稳定性，避免与相邻的搅拌单元发生旋转干涉。

作为优选，所述的连通槽与所有滑槽均相交且深度相同。滑销可以沿着滑槽滑动到连通槽内，再由连通槽滑入到另外一个滑槽内，连通槽的深度与滑槽的深度相同，能够避免滑销经过连通槽和滑槽的相交处造成卡顿。

因此，本发明的城乡易腐垃圾的预处理装置具备下述优点：整个预处理装置采用多级、不同形式的固液分离方式，对易腐垃圾进行过滤、自动分选机的物理方式分选、生物分选单元的生物分选方式以及最后的高压挤压方式，提高易腐垃圾固液分离比例，使更多液体部分能够进入后续的厌氧处理系统，减少固体部分排放。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明中缓冲混合罐在实施例2中的一种结构示意图；

附图3是实施例2中脉冲滑动连接结构处的局部放大剖视图；

附图4是实施例2中定轴靠近万向联轴器一端的的局部放大图。

图示说明：1-罐体， 6-搅拌电机， 11-固定轴承，12-定位轴承，13-万向联轴器，14-定轴，15-活动轴，16-轴套，17-滑槽，18-滑销，19-连通槽。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，一种城乡易腐垃圾的预处理装置，包括：易腐垃圾的接收单元，接收单元包括用于接收易腐垃圾的接收料斗、输送螺旋、筛网及用于承接接收料斗内液体部分的沥水料箱；油脂回收单元，与沥水料箱相连，包括高温蒸煮罐及离心机；用于承接接收料斗内固体部分的自动分选机，自动分选机与接收料斗相连；用于承接自动分选机内固体部分的生物分选单元，生物分选单元与自动分选机相连，生物分选单元上部有喷淋系统，用于喷淋沼液；挤压单元，挤压单元与生物分选机相连；用于承接液体部分的缓冲混合罐，自动分选机、生物分选单元、油脂回收单元和挤压单元均与缓冲混合罐相连接。自动分选单元包括传动电机、轮锤叶片、筛网和底部螺旋。接收料斗、自动分选机、生物分选单元和挤压单元上均设置有排液口和排渣口。接收料斗和生物分选单元的底部均设置有螺旋输送机和筛网，筛网孔径6mm。

易腐垃圾进入接收料斗中，由接收料斗分离成固体部分和液体部分，液体部分进入沥水料箱后，由沥水料箱排入油脂回收单元，液体部分先经过增温后再通过离心机进行离心分离，实现油液分离和毛油回收，液体部分进入缓冲混合罐内。接收料斗分离出来的固体部分进入到自动分选机进行分选，分选出的液体部分进入缓冲混合罐，分选出的固体部分进入生物分选单元，利用生物分选单元内部的沼液喷淋系统将厌氧沼液通入生物分选单元内，对固体物料进行水解淋洗，将其中的有机物充分溶出。由生物分选单元分选出的有机液体浆料进入缓冲混合罐，分选出的固体部分进入到挤压单元进行挤压。挤压出的液体部分进入缓冲混合罐，挤压后的固体部分完成最终的向外运输处理。缓冲混合罐收集的液体浆料排入后续的厌氧处理系统进行后处理。整个预处理装置采用多级、不同形式的固液分离方式，利用过滤、自动分选机的物理分选、生物分选机的生物分选以及最后的高压挤压方式，提高易腐垃圾的固液分离比例，使更多液体部分能够进入后续的厌氧处理系统，减少固体部分排放。

易腐垃圾收运后，进入接收与沥水单元，利用双螺旋结构的挤压、破碎功能，将垃圾压缩、脱水，沥出的液体经过筛网流入集液槽中，通过集液槽末端的沥水出口排入到沥水料箱中，固渣通过固渣出料口排入自动分选单元。沥水料箱中的液体经过加热后排入油脂回收单元，通过离心作用进行水油分离，实现毛油回收，剩余液体排入缓冲混合罐。易腐垃圾固渣排入自动分选单元后，经过轮锤叶片作用按物料密度分离出轻物质、筛上固渣和筛下有机浆料。轻质物和筛上固渣在风力作用下排出设备进入生物分选单元，筛下有机浆料通过排液口排入缓冲混合罐。进入生物分选单元的固渣物料，经过沼液的淋洗水解作用，将其中的有机质溶出后排入缓冲混合罐中，剩余物料排入挤压单元中进行固液分离。生物分选单元的反应温度为30~35℃，反应停留时间不小于48小时，厌氧沼液回淋比例为（3~5）：1，搅拌转速为20-30r/min。经过液压式挤压箱挤压后的固渣物料外运处置，液体物料经过筛网过滤后排入缓冲混合罐中。缓冲混合罐中的物料经充分混合后排入厌氧单元进行发酵反应生产清洁沼气。一方面能充分实现易腐垃圾的减量化，回收其中的有机质，将有机质损失率降低至10%以下，另一方面回收有机质通过厌氧发酵系统生产清洁能源沼气，最终实现易腐垃圾的资源化与无害化。

实施例2：本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，如图2、3、4所示，缓冲混合罐包括罐体1，箱体上设置有进料口、出料口和搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机6、驱动轴和由上至下分布的设置在驱动轴上的叶片，轴向方向上相邻两个叶片之间呈空间交错分布；搅拌电机位于箱体的顶端，驱动轴沿竖直方向穿设于箱体内部；叶片包括上层叶片、中层叶片和底层叶片；箱体的内顶面设置有与搅拌电机的驱动轴同轴设置的固定轴承11，驱动轴包括定轴14和活动轴15，活动轴为软轴。定轴贯穿固定轴承并与固定轴承转动连接，活动轴通过万向联轴器13与定轴相连，上层叶片位于定轴上，中层叶片和底层叶片位于活动轴上，万向联轴器与定轴之间设置有脉冲滑动连接结构，脉冲滑动连接结构包括位于万向联轴器靠近定轴的一端的轴套16、设置于定轴的外壁上并沿着定轴母线方向延伸的滑槽17和设置于轴套径向方向上的滑销18，滑销贯穿轴套的侧壁并位于滑槽内，滑销与滑槽滑动连接，定轴的外壁上围绕定轴的圆周方向设置有至少一条环状的连通槽19，连通槽与所有滑槽均相交且深度相同。万向联轴器和定轴的连接处外侧套设有护套。箱体的内底面设置有与固定轴承同轴对应的定位轴承12，活动轴的底端通过另一组所述的万向联轴器和脉冲滑动连接结构与定位轴承相连。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于：

易腐垃圾的接收单元，包括用于接收易腐垃圾的接收料斗、输送螺旋、筛网及用于承接接收料斗内液体部分的沥水料箱；

油脂回收单元，与沥水料箱相连，包括高温蒸煮罐及离心机；

自动分选单元，包括用于承接接收料斗输出的固体部分的自动分选机，自动分选机与接收料斗相连；

生物分选单元，包括用于承接自动分选机输出的固体部分的生物分选机，生物分选机与自动分选机相连，生物分选单元上连接有厌氧沼液入口；

挤压单元，包括用于生物分选机输出的固渣部分的厢式挤压机，与生物分选装置相连；

缓存单元，包括用于承接来自自动分选单元、生物分选单元、油脂回收单元和挤压单元的液体浆料的缓冲混合罐。

2.根据权利要求1所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述的自动分选单元包括传动电机、轮锤叶片、筛网和底部螺旋。

3.根据权利要求1所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述生物分选机内部设搅拌机及增温系统，底部设有挤压输送螺旋，顶部设有沼液喷淋系统。

4.根据权利要求1所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述缓冲混合罐中设中心顶搅拌。

5.根据权利要求1或2所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述轮锤叶片，在高速转动过程产生的风力可将轻物质分选出系统并将实现大物质的破碎。

6.根据权利要求1或2所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述筛网孔径在20~40mm。

7.根据权利要求1或3所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，生物分选机内部的搅拌机采用侧入式，沿机械生物分选器长边一侧布设。

8.根据权利要求1或3所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，生物分选机顶部布置喷淋系统，喷淋系统由进液管、主管和若干喷淋头构成。

9.根据权利要求1或3所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，生物分选机内部布设加热盘管，外部布设保温层。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种城乡易腐垃圾的预处理装置，其特征在于，所述的接收料斗、自动分选机、生物分选单元和挤压单元上均设置有排液口和排渣口。

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