CN113583843A - 一种餐厨垃圾生物转化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种餐厨垃圾生物转化系统及方法，餐厨垃圾生物转化系统包括预处理模块、生物转化模块、分离加工模块和除臭模块；所述预处理模块的排料端与所述生物转化模块的进料端连接；所述生物转化模块的排料端与所述分离加工模块的进料端连接；所述预处理模块、所述生物转化模块和所述分离加工模块的排气端，均连接到所述除臭模块的进气端。本发明提供的一种餐厨垃圾生物转化系统及方法具有以下优点：本发明利用昆虫分解消化有机废弃物，实现餐厨垃圾的资源化利用，提高餐厨垃圾的经济效益。

Description

一种餐厨垃圾生物转化系统及方法

技术领域

本发明属于环保与资源再生利用技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾生物转化系统及方法。

背景技术

随着城镇化进程的迅速发展、国民经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高，大型酒店饭店和餐馆不断增多，导致城市餐厨垃圾越来越多，如果不能得到及时而有效的处理，将会严重影响人们的生活环境，进而引发环境污染、危害人类健康等一系列问题。因此，加快餐厨垃圾的资源化、无害化的处理方式成为当务之急。

传统餐厨垃圾常采用厌氧工艺、好氧堆肥工艺、协同焚烧或填埋等工艺，这些工艺一般投资比较高、建设周期长、资源化减量化差、项目盈利水平较差，因此，如果项目规模较小，既使政府补贴，垃圾处理企业也难以生存，无法得到长远的发展。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种餐厨垃圾生物转化系统及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种餐厨垃圾生物转化系统，包括预处理模块、生物转化模块、分离加工模块和除臭模块；

所述预处理模块的排料端与所述生物转化模块的进料端连接；所述生物转化模块的排料端与所述分离加工模块的进料端连接；

所述预处理模块、所述生物转化模块和所述分离加工模块的排气端，均连接到所述除臭模块的进气端。

优选的，所述预处理模块包括大物质分拣机、精细破碎机、浆料脱水机、三相油水分离器和混料箱；

所述大物质分拣机的剩余小物料排料端与所述精细破碎机的进料端连接；所述精细破碎机的浆料排料端与所述浆料脱水机的进料端连接；所述浆料脱水机的固态渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接；所述浆料脱水机的排液端与所述三相油水分离器的进料端连接；所述三相油水分离器的水相和渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接。

优选的，所述生物转化模块包括：壳体，所述壳体内设置自动布料模块、布虫模块、温湿度控制模块和新风循环控制模块；通过所述生物转化模块，将进料转化为虫粪混合物。

优选的，所述分离加工模块包括虫粪混合物筛分模块，所述虫粪混合物筛分模块包括鲜虫供料口和虫粪供料口。

优选的，所述除臭模块包括臭气收集输送子模块、一体化生物滤池、喷淋装置和生物填料；在除臭壳体内，自上向下，依次设置包含喷淋装置的预洗池、生物填料和一体化生物滤池；除臭壳体的顶部为进气口，底部为排气口。

本发明还提供一种餐厨垃圾生物转化系统的方法，包括以下步骤：

步骤1，预处理过程；

步骤1.1，餐厨垃圾沥水处理，餐厨垃圾的沥水进入三相油水分离器，固相进入大物质分拣机；大物质分拣机将餐厨垃圾中的大物质分选，分选出的大物质进行分类回收处理；

步骤1.2，经大物质分拣机分拣后的剩余小物料进入精细破碎机，精细破碎机将分拣后的剩余小物料粉粹制成浆料，浆料输送到浆料脱水机；

步骤1.3，浆料脱水机对浆料进行脱水处理，水相进入到三相油水分离器；渣料进入混料箱；

步骤1.4，三相油水分离器对餐厨垃圾的沥水和浆料脱水机输出的水相进行油水分离处理，分离出的粗油脂直接外售，分离出的水相和渣料进入混料箱；

步骤1.5，混料箱将渣料、水相、辅料及发酵菌剂一起混匀，得到预处理后的餐厨垃圾；

步骤2，生物转化过程；

预处理后的餐厨垃圾进入生物转化模块，生物转化模块对预处理后的餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物；

步骤3，分离加工过程；

将虫粪混合物输送到分离加工模块的壳体内，通过虫粪混合物筛分模块进行筛分，得到鲜虫和虫粪；其中，鲜虫直接外售或者制作成虫干外售，虫粪经过陈化打包后作为有机肥外售。

步骤4，除臭过程：

预处理过程、生物转化过程和分离加工过程产生的臭气，经过离心风机收集输送至除臭壳体内；

在除臭壳体内，臭气首先通过包含喷淋装置的预洗池进行洗涤加湿，然后依次通过生物填料和一体化生物滤池，洗涤加湿后的臭气通过与生物填料和一体化生物滤池充分接触，附着在生物填料表面的微生物将恶臭物质作为营养物进行吸收并分解，从而得到除臭处理后的气体，达标排放。

优选的，步骤2具体为：

通过对生物转化模块壳体内的温湿度和新风循环进行控制，使生物转化模块壳体内的环境参数适宜生物生成；向生物转化模块壳体内的餐厨垃圾布入生物，对餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物。

优选的，布入的生物包括黑水虻和蝇蛆。

本发明提供的一种餐厨垃圾生物转化系统及方法具有以下优点：

本发明利用昆虫分解消化有机废弃物，实现餐厨垃圾的资源化利用，提高餐厨垃圾的经济效益。

附图说明

图1为本发明提供的一种餐厨垃圾生物转化系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种餐厨垃圾生物转化系统及方法，利用昆虫分解消化有机废弃物，实现餐厨垃圾的资源化利用，提高餐厨垃圾的经济效益。本发明特别适用于县级及以下餐厨垃圾集中处理转化。

参考图1，本发明提供的餐厨垃圾生物转化系统，包括预处理模块、生物转化模块、分离加工模块和除臭模块；

所述预处理模块的排料端与所述生物转化模块的进料端连接；所述生物转化模块的排料端与所述分离加工模块的进料端连接；

所述预处理模块、所述生物转化模块和所述分离加工模块的排气端，均连接到所述除臭模块的进气端。

其中，预处理模块包括大物质分拣机、精细破碎机、浆料脱水机、三相油水分离器和混料箱；

所述大物质分拣机的剩余小物料排料端与所述精细破碎机的进料端连接；所述精细破碎机的浆料排料端与所述浆料脱水机的进料端连接；所述浆料脱水机的固态渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接；所述浆料脱水机的排液端与所述三相油水分离器的进料端连接；所述三相油水分离器的水相和渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接。

生物转化模块包括：壳体，所述壳体内设置自动布料模块、布虫模块、温湿度控制模块和新风循环控制模块；通过所述生物转化模块，将进料转化为虫粪混合物。通过本模块的转化得到虫粪混合物。具体的，生物转化模块主要功能是将预处理后的物料进行生物转化，生物转化可以是黑水虻、蝇蛆等。本模块为自动化生物转化模块，自动布料、布虫、温湿度控制、新风循环风及排风等。通过本模块的转化得到虫粪混合物。

分离加工模块包括虫粪混合物筛分模块，所述虫粪混合物筛分模块包括鲜虫供料口和虫粪供料口。具体的，分离加工模块主要是将虫粪混合物进行输送、筛分和精细加工。虫粪混合物经过滚筒筛进行筛分，得到鲜虫和虫粪。鲜虫可以直接外售或者做成虫干外售，例如，鲜虫可以经过微波烘干机，通过控制烘干温度和时间，得到含水率符合要求的虫干。虫粪经过陈化打包后做为有机肥进行外售。

除臭模块包括臭气收集输送子模块、一体化生物滤池、喷淋装置和生物填料；在除臭壳体内，自上向下，依次设置包含喷淋装置的预洗池、生物填料和一体化生物滤池；除臭壳体的顶部为进气口，底部为排气口。其原理为：预处理、生物转化和分离加工模块的臭气经过离心风机收集输送至除臭模块，首先经过预洗池洗涤加湿后，再进入生物滤池与生物填料层接触的过程中，附着在生物填料表面的微生物将恶臭物质作为营养物进行吸收并分解，最后达标排放。

经过本系统无害化、资源化处理后的餐厨垃圾得到高价值的粗油脂、昆虫蛋白和有机肥。昆虫蛋白、粗油脂和有机肥均可直接销售产生经济效益。另外，本系统实行模块化全密闭处理方式和增加了除臭模块，杜绝废气直接外排污染环境。经过本系统处理餐厨垃圾，不仅提高了餐厨垃圾转化效率和经济效益，而且基本无“三废”排放。因此，该系统具有广阔的应用前景。

本发明还提供一种餐厨垃圾生物转化系统的方法，包括以下步骤：

步骤1，预处理过程；

步骤1.1，餐厨垃圾沥水处理，餐厨垃圾的沥水进入三相油水分离器，固相进入大物质分拣机；大物质分拣机将餐厨垃圾中的塑料、筷子、易拉罐等大物质分选，分选出的大物质进行分类回收处理；

步骤1.2，经大物质分拣机分拣后的剩余小物料进入精细破碎机，精细破碎机将分拣后的剩余小物料粉粹制成浆料，浆料输送到浆料脱水机；

步骤1.3，浆料脱水机对浆料进行脱水处理，水相进入到三相油水分离器；渣料进入混料箱；

步骤1.4，三相油水分离器对餐厨垃圾的沥水和浆料脱水机输出的水相进行油水分离处理，分离出的粗油脂直接外售，例如，粗油脂可以直接外售给化工企业做成化工产品；分离出的水相和渣料进入混料箱；

步骤1.5，混料箱将渣料、水相、辅料及发酵菌剂一起混匀，得到预处理后的餐厨垃圾；

步骤2，生物转化过程；

预处理后的餐厨垃圾进入生物转化模块，生物转化模块对预处理后的餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物；

步骤2具体为：

通过对生物转化模块壳体内的温湿度和新风循环进行控制，使生物转化模块壳体内的环境参数适宜生物生成；向生物转化模块壳体内的餐厨垃圾布入生物，对餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物。其中，布入的生物包括黑水虻和蝇蛆。

步骤3，分离加工过程；

将虫粪混合物输送到分离加工模块的壳体内，通过虫粪混合物筛分模块进行筛分，得到鲜虫和虫粪；其中，鲜虫直接外售或者制作成虫干外售，虫粪经过陈化打包后作为有机肥外售。

步骤4，除臭过程：

预处理过程、生物转化过程和分离加工过程产生的臭气，经过离心风机收集输送至除臭壳体内；

在除臭壳体内，臭气首先通过包含喷淋装置的预洗池进行洗涤加湿，然后依次通过生物填料和一体化生物滤池，洗涤加湿后的臭气通过与生物填料和一体化生物滤池充分接触，附着在生物填料表面的微生物将恶臭物质作为营养物进行吸收并分解，从而得到除臭处理后的气体，达标排放。

下面介绍两个实施例：

实施例一：

处理某地的餐厨垃圾，餐厨垃圾主要成分为餐馆、饭店、单位供餐等活动产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、骨头等。

餐厨垃圾生物转化系统，包括预处理模块、生物转化模块、分离加工模块和除臭模块。预处理模块主要包括大物质分拣机、精细破碎机、浆料脱水机、三相油水分离器和混料箱。

餐厨垃圾经过沥水后固相进入大物质分拣机，将塑料、筷子、易拉罐等大物质进行分捡，分选出的大物质进行分类回收处理。

经过大物质分拣机分拣的物料进入精细破碎机，将餐厨垃圾进行粉粹制成浆料，浆料输送到浆料脱水机脱水后，渣料进入混料箱。

餐厨垃圾的沥水和浆料脱水机的水相进入三相油水分离器，得到粗油脂可以直接外售给化工企业做成化工产品，水相和渣料进入混料箱，和浆料、辅料及发酵菌剂一起混匀。

生物转化模块主要功能是：将预处理后的物料进行生物转化，生物转化采用的是黑水虻。混料箱混匀的物料自动定量进入生物转化模块并接种3日龄黑水虻，控制温度25-30℃，相对湿度60-80％，每天定量投料，经过8-10天的转化得到虫粪混合物。

分离加工模块主要将虫粪混合物进行输送、筛分和精细加工。虫粪混合物在生物转化模块输出后，经过筛网孔径为2mm*2mm的滚筒筛进行筛分，得到黑水虻鲜虫和虫粪。鲜虫可以直接外售，虫粪经过陈化打包后及为有机肥进行外售。

除臭模块包括臭气收集输送、一体化生物滤池、喷淋装置和生物填料。预处理、生物转化和分离加工模块的臭气经过离心风机收集输送至除臭模块，首先经过预洗池洗涤加湿后，再进入生物滤池与生物填料层接触的过程中，附着在生物填料表面的微生物将恶臭物质作为营养物进行吸收并分解，最后达标排放。

实施例二

本发明实施例二，可作为实施例一的进一步改进，生物转化模块采用接种1龄蝇蛆幼虫，控制温度35-40℃，相对湿度,50-70％，每天定量投料，经过4-5天的转化得到虫粪混合物。

分离加工模块主要将虫粪混合物进行输送、筛分和精细加工。虫粪混合物在生物转化模块输出后，经过筛网孔径为1mm*1mm的滚筒筛进行筛分，得到蝇蛆鲜虫和虫粪。鲜虫可以直接外售，虫粪经过陈化打包后作为有机肥进行外售。

实施例三

本发明实施例三，可作为实施例一和实施例二的进一步改进，分离加工模块增设隧道式微波烘干机，虫粪分离后的鲜虫直接进入微波烘干机，鲜虫经过6-10min不等的烘干，得到含水率在3％左右的微波虫干，虫干可以直接外售而且相对鲜虫更方便保存，避免因为鲜虫处理不及时而造成损失。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)在转化产出量方面分析，现阶段全国每年几万吨的环境昆虫养殖规模和上亿吨餐厨垃圾产生量相比杯水车薪，本发明提供的餐厨垃圾生物转化系统，是一种工业化，模块化，立体化的产业升级生化转化系统，将昆虫生化转化能力提高几个数量级，随着该系统的推广，餐厨垃圾的资源化无害化将得到突破性进展。

(2)从经济角度分析，充分发挥循环利用的优势，使治污产业逐步摆脱只能依靠补贴才能生存的现状，继续深入昆虫应用研究，深度挖掘昆虫和生物有机肥的应用价值，将纯投入型行业转变成为产出型行业。

(3)在产业分布方面，采取区域集中处理方式。就近收集短运输，建立集中处理厂，逐渐取代低密度、低技术的落后散养模式，建立一套从收集、运输、处理、转化到循环利用的系统解决方案。

(4)整个系统的转化过程采用集约化自动化管理模式，尽量减少人与污染物的直接接触，保障从业人员的身体健康，系统臭气采用集中收集处理达标排放，避免废气直接外排造成“二次”污染。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种餐厨垃圾生物转化系统，其特征在于，包括预处理模块、生物转化模块、分离加工模块和除臭模块；

所述预处理模块的排料端与所述生物转化模块的进料端连接；所述生物转化模块的排料端与所述分离加工模块的进料端连接；

所述预处理模块、所述生物转化模块和所述分离加工模块的排气端，均连接到所述除臭模块的进气端。

2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾生物转化系统，其特征在于，所述预处理模块包括大物质分拣机、精细破碎机、浆料脱水机、三相油水分离器和混料箱；

所述大物质分拣机的剩余小物料排料端与所述精细破碎机的进料端连接；所述精细破碎机的浆料排料端与所述浆料脱水机的进料端连接；所述浆料脱水机的固态渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接；所述浆料脱水机的排液端与所述三相油水分离器的进料端连接；所述三相油水分离器的水相和渣料排料端，与所述混料箱的进料端连接。

3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾生物转化系统，其特征在于，所述生物转化模块包括：壳体，所述壳体内设置自动布料模块、布虫模块、温湿度控制模块和新风循环控制模块；通过所述生物转化模块，将进料转化为虫粪混合物。

4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾生物转化系统，其特征在于，所述分离加工模块包括虫粪混合物筛分模块，所述虫粪混合物筛分模块包括鲜虫供料口和虫粪供料口。

5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾生物转化系统，其特征在于，所述除臭模块包括臭气收集输送子模块、一体化生物滤池、喷淋装置和生物填料；在除臭壳体内，自上向下，依次设置包含喷淋装置的预洗池、生物填料和一体化生物滤池；除臭壳体的顶部为进气口，底部为排气口。

6.一种权利要求1-5任一项所述的餐厨垃圾生物转化系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，预处理过程；

步骤1.1，餐厨垃圾沥水处理，餐厨垃圾的沥水进入三相油水分离器，固相进入大物质分拣机；大物质分拣机将餐厨垃圾中的大物质分选，分选出的大物质进行分类回收处理；

步骤1.2，经大物质分拣机分拣后的剩余小物料进入精细破碎机，精细破碎机将分拣后的剩余小物料粉粹制成浆料，浆料输送到浆料脱水机；

步骤1.3，浆料脱水机对浆料进行脱水处理，水相进入到三相油水分离器；渣料进入混料箱；

步骤1.4，三相油水分离器对餐厨垃圾的沥水和浆料脱水机输出的水相进行油水分离处理，分离出的粗油脂直接外售，分离出的水相和渣料进入混料箱；

步骤1.5，混料箱将渣料、水相、辅料及发酵菌剂一起混匀，得到预处理后的餐厨垃圾；

步骤2，生物转化过程；

预处理后的餐厨垃圾进入生物转化模块，生物转化模块对预处理后的餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物；

步骤3，分离加工过程；

将虫粪混合物输送到分离加工模块的壳体内，通过虫粪混合物筛分模块进行筛分，得到鲜虫和虫粪；其中，鲜虫直接外售或者制作成虫干外售，虫粪经过陈化打包后作为有机肥外售。

步骤4，除臭过程：

预处理过程、生物转化过程和分离加工过程产生的臭气，经过离心风机收集输送至除臭壳体内；

在除臭壳体内，臭气首先通过包含喷淋装置的预洗池进行洗涤加湿，然后依次通过生物填料和一体化生物滤池，洗涤加湿后的臭气通过与生物填料和一体化生物滤池充分接触，附着在生物填料表面的微生物将恶臭物质作为营养物进行吸收并分解，从而得到除臭处理后的气体，达标排放。

7.根据权利要求6所述的餐厨垃圾生物转化系统的方法，其特征在于，步骤2具体为：

通过对生物转化模块壳体内的温湿度和新风循环进行控制，使生物转化模块壳体内的环境参数适宜生物生成；向生物转化模块壳体内的餐厨垃圾布入生物，对餐厨垃圾进行生物转化，得到虫粪混合物。

8.根据权利要求7所述的餐厨垃圾生物转化系统的方法，其特征在于，布入的生物包括黑水虻和蝇蛆。

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