CN114833179A - 一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，包括具有内腔的箱体，箱体的内腔内设置有转化箱和预蛹收集箱，转化箱为上方开口的容器，转化箱内设置有对其内部的物料进行翻搅的搅拌装置，转化箱的左侧内壁为向左侧倾斜的斜面，所述的预蛹收集箱的上表面与斜面的顶端边缘相连接，预蛹收集箱的顶部设置有供预蛹进入的开口。本发明还公开了采用所述处理单元的处理装置。本发不仅节省了劳动力的投入，还实现了幼虫预蛹的自动收集，提高了废弃物的的转化效率，属于经济型装置，节约了成本，提高了经济效益，操作方便，而且土地占用程度低，节约了土地资源，避免了对土地的污染。

Description

一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元及处理装置

技术领域

本发明涉及废弃物处理技术领域，尤其涉及一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元及处理装置。

背景技术

双翅目水虻科是一种新兴的资源昆虫，腐生性的昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，生产高价值的动物蛋白饲料，因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、吸收转化率高，容易管理、饲养成本低，动物适口性好等特点，其预蛹可用作饲料添加剂，蛹壳含有丰富的几丁质，经武汉亮斑水虻和功能微生物处理之后的有机废弃物残渣还可作为生物有机肥料。水虻在转化有机废弃物(畜禽粪便、餐厨废弃物等)具有相当高的转化率和产出率，所以被广泛应用于处理鸡粪、猪粪及餐厨垃圾等废弃物方面。不仅如此，在减少环境污染，维护生态环境，缓解饲料短缺问题，实现畜牧业循环经济都具有十分重要的意义。

统计显示，2020年我国整体的餐厨垃圾产生总量增加，达到12775万吨；畜禽粪污总量达到近40亿吨。餐厨垃圾储存时间稍长即滋生病菌、蚊虫、蟑螂，增加厨房异味，影响居民健康和家居环境；而畜禽粪便的则是造成农业面源污染的重要原因，2020年畜禽养殖业排放物化学需氧量达到1268万吨，占农业源排放总量的96％。目前，城市餐厨垃圾和畜禽粪便的主要处理方式为卫生填埋、焚烧和进行有机发酵利用。卫生填埋的处理量最大，工艺相对简单，易上手，并且投资少，是其它处理方法产生残渣的最终消化方式，但是该方法的处理地址受限，占地多，且无法完全解决环境污染问题，甚至会对土地进行二次污染；焚烧法的减量化程度高，垃圾热值可以利用，地面无害化程度高，占地小，减容量较大，可达70～80％，但焚烧法的投资大，运转费用高，且经济性比较差，尾气处理难，极易造成二次污染；有机发酵利用的减量、减容效果明显，有利于垃圾无害化，但其运营管理水平要求高，设备和工艺先进性对技术效果的影响巨大，资源和热值利用率低，且处理速度相对较慢。

近年来，随着对水虻的不断研究与探索，人们在不断实践与试错中发明了多种水虻转化废弃物的方式，常见的为地窖地下转化装置。在地窖地下进行转化虽然操作简单、方便，但是土地利用率低、人工管理成本大，并且很难实时观测其内部的转化状况，所以很难形成规模化转化的模式。因此，根据水虻在转化废弃物时突出的表现，发明一种专用的、环境稳定的、简易的、便于操作的、低成本的双翅目水虻科转化废弃物的装置是促进水虻转化有机废弃物产业化发展的关键。

发明内容

本发明实施例提供一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元及处理装置，其操作方便，而且土地占用程度低，避免了对土地的污染，工艺简单，节省劳力。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，包括具有内腔的箱体，所述的箱体左右两侧的下部均具有开口，箱体的内腔内设置有从箱体的右侧开口插入的转化箱和从箱体的左侧开口插入的预蛹收集箱，

所述的转化箱为上方开口的容器，转化箱用于盛放有机废弃物及养殖水虻，转化箱内设置有对其内部的物料进行翻搅的搅拌装置，转化箱的左侧内壁为向左侧倾斜的斜面，

所述的预蛹收集箱的上表面与所述斜面的顶端边缘相连接，预蛹收集箱的顶部设置有供预蛹进入的开口，转化箱内进入预蛹期的幼虫经由所述斜面经预蛹收集箱的开口进入预蛹收集箱内，

所述的箱体内设置有温度检测装置、温度调节器、照明光源、空气湿度检测装置和加湿装置，

所述的温度调节器用于对箱体内部环境进行加热或制冷，根据温度检测装置检测的箱体内的温度，控制温度调节器工作，以保持箱体内的温度保持在27-29℃，

所述的照明光源设置于转化箱的正上方，以供应水虻转化有机废弃物时所需要的弱光条件，

根据空气湿度检测装置检测的箱体内的空气湿度，控制加湿装置工作，以使箱体内的空气湿度保持在65％RH-75％RH。

本发明具有转化箱和预蛹收集箱，有机废弃物和水虻幼虫置于转化箱内，水虻幼虫吸收充足的养分后，会进入预蛹期，这一时期幼虫身体变黑，不再蜕皮，不再取食，寻找黑暗环境并迁出食物寻隙化蛹，随后预蛹会爬上斜面，进入预蛹收集箱，蛹收集箱对进入6龄期的幼虫进行收集处理。

优选的，所述的箱体的内壁设置有共便于转化箱和预蛹收集箱插入和抽出的导轨，转化箱和预蛹收集箱滑动安装于对应的导轨上。

优选的，为了避免机废弃物对转化箱造成侵蚀，所述的转化箱内覆盖有塑料薄膜。

优选的，所述的斜面与水平面间的夹角为40～50°。

可选的，所述的加湿装置为加湿喷头。

可选的，所述的搅拌装置为设置于转化箱内的搅拌辊，转化箱设置有驱动所述搅拌辊旋转的驱动电机。搅拌装置可以定时启动，如每隔八小时定时启动一次，对转化箱内的物料进行翻料处理。

可选的，所述的照明光源为碘钨灯，碘钨灯数量根据转化箱的规格而定。

可选的，所述的转化箱采用酚醛泡沫制成。

可选的，所述的有机废弃物为厨余垃圾或畜禽粪便。

可选的，所述的转化箱和预蛹收集箱均具有便于把持操作的把手。

本发明第二方面提供一种采用所述处理单元的处理装置，其包括至少两个所述的处理单元，所述的至少两个所述的处理单元沿垂直方向依次堆叠设置，位于最下方的处理单元的底部的四个边角处均设置有一个滚轮。

依次堆叠设置的各处理单元都为一个独立的个体，通过设置滚轮，方便处理装置的移动，故当采用多个处理装置同时进行处理时，通过对每个处理装置幼虫生长情况的判断，将处理装置放在相应的区域，实现分类的转化，做好良好的信息交互，将产业半自动化。

优选的，地面上设置有与滚轮相配合的轨道，所述的滚轮装配于所述轨道上。从而使得处理装置在轨道上个滑行。

根据装置规格及实际产业规模设置多个处理装置，以15天为转化周期，处理装置由轨道传送系统循环转运使用。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明具有转化箱和预蛹收集箱，有机废弃物和水虻幼虫置于转化箱内，水虻幼虫吸收充足的养分后，会进入预蛹期，这一时期幼虫身体变黑，不再蜕皮，不再取食，寻找黑暗环境并迁出食物寻隙化蛹，随后预蛹会爬上斜面，进入预蛹收集箱，蛹收集箱对进入6龄期的幼虫进行收集处理。分离了水虻的幼虫期和预蛹期，方便监控水虻的整个生长周期，还减少了人工资源的投入，提高了养殖效率。

本发明提高了转化废弃物的效率和经济效益，操作方便，而且土地占用程度低，节约了土地资源，避免了对土地的污染，工艺简单，节省劳力，且自动化程度高。不仅能够实现废弃物的资源化利用，还有效抑制了环境污染与资源短缺等问题。既实现了能源的高效二次利用，又产生了一定的经济效益，带动了社会的发展。利于实现水虻转化废弃物的产业化规模化，改善了土地利用率不高、人力资源需求高的问题。

温度调节器用于对箱体内部环境进行加热或制冷，以保持箱体内的温度保持在27-29℃，即水虻转化废弃物的适宜温度(28±1℃)，提高转化效率，当温度高于或低于28±1℃，温度调节器将实现自动降温或升温。

照明光源以供应水虻转化废弃物时最需要的弱光条件，由于双翅目水虻科具有避光性和趋缝性，所以只需将虫卵直接放置在废弃物表层，再利用照明光源所提供的弱光条件，充分发挥其避光性和趋缝性，从而充分提高了餐厨垃圾的处理率。

根据空气湿度检测装置实时监测的箱体内的空气湿度，控制加湿装置工作，以使箱体内的空气湿度保持在65％RH-75％RH，给幼虫提供一个适宜的湿气环境，提高幼虫的转化效率，也可避免幼虫因环境湿度的过高或过低产生死亡的现象。

搅拌装置对转化过程中的废弃物进行翻搅，使废弃物均匀转化，进一步提高转化废弃物的效率。

附图说明

图1为本发明的处理单元的结构示意图；

图2为本发明的转化箱的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明的搅拌装置的一种实施例的结构示意图；

图4为本发明的预蛹收集箱的一种实施例的结构示意图；

图5为本发明的处理装置的结构示意图；

图6为本发明的滚轮的安装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元100，包括具有内腔的箱体10，所述的箱体10左右两侧的下部均具有开口，箱体10的内腔内设置有从箱体10的右侧开口插入的转化箱20和从箱体10的左侧开口插入的预蛹收集箱30，

结合图2、图3所示，所述的转化箱20为上方开口的容器，转化箱20用于盛放有机废弃物及养殖水虻，转化箱20内设置有对其内部的物料进行翻搅的搅拌装置21，转化箱20的左侧内壁为向左侧倾斜的斜面22，

结合图4所示，所述的预蛹收集箱30的上表面与所述斜面22的顶端边缘相连接，预蛹收集箱30的顶部设置有供预蛹进入的开口，转化箱20内进入预蛹期的幼虫经由所述斜面22经预蛹收集箱30的开口进入预蛹收集箱30内，

所述的箱体10内设置有温度检测装置101、温度调节器102、照明光源103、空气湿度检测装置104和加湿装置105，

所述的温度调节器102用于对箱体10内部环境进行加热或制冷，根据温度检测装置101检测的箱体10内的温度，控制温度调节器102工作，以保持箱体10内的温度保持在27-29℃，

所述的照明光源103设置于转化箱20的正上方，以供应水虻转化有机废弃物时所需要的弱光条件，

根据空气湿度检测装置104检测的箱体10内的空气湿度，控制加湿装置105工作，以使箱体10内的空气湿度保持在65％RH-75％RH。

本发明具有转化箱20和预蛹收集箱30，有机废弃物和水虻幼虫置于转化箱20内，水虻幼虫吸收充足的养分后，会进入预蛹期，这一时期幼虫身体变黑，不再蜕皮，不再取食，寻找黑暗环境并迁出食物寻隙化蛹，随后预蛹会爬上斜面22，进入预蛹收集箱30，蛹收集箱对进入6龄期的幼虫进行收集处理。

优选的，所述的箱体10的内壁设置有共便于转化箱20和预蛹收集箱30插入和抽出的导轨，转化箱20和预蛹收集箱30滑动安装于对应的导轨上。

优选的，为了避免机废弃物对转化箱20造成侵蚀，所述的转化箱20内覆盖有塑料薄膜。

优选的，所述的斜面22与水平面间的夹角为40～50°。

可选的，所述的加湿装置105为加湿喷头。

可选的，所述的搅拌装置21为设置于转化箱20内的搅拌辊，转化箱20设置有驱动所述搅拌辊旋转的驱动电机。搅拌装置21可以定时启动，如每隔八小时定时启动一次，对转化箱20内的物料进行翻料处理。

可选的，所述的照明光源103为碘钨灯，碘钨灯数量根据转化箱20的规格而定。

可选的，所述的转化箱20采用酚醛泡沫制成。

可选的，所述的有机废弃物为厨余垃圾或畜禽粪便。

可选的，所述的转化箱20和预蛹收集箱30均具有便于把持操作的把手。

如图5、图6所示，本发明第二方面提供一种采用所述处理单元100的处理装置，其包括至少两个所述的处理单元100，所述的至少两个所述的处理单元100沿垂直方向依次堆叠设置，位于最下方的处理单元100的底部的四个边角处均设置有一个滚轮200。

依次堆叠设置的各处理单元100都为一个独立的个体，通过设置滚轮200，方便处理装置的移动，故当采用多个处理装置同时进行处理时，通过对每个处理装置幼虫生长情况的判断，将处理装置放在相应的区域，实现分类的转化，做好良好的信息交互，将产业半自动化。

优选的，地面上设置有与滚轮200相配合的轨道300，所述的滚轮200装配于所述轨道300上。从而使得处理装置在轨道300上个滑行。

根据装置规格及实际产业规模设置多个处理装置，以15天为转化周期，处理装置由轨道300传送系统循环转运使用。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明具有转化箱20和预蛹收集箱30，有机废弃物和水虻幼虫置于转化箱20内，水虻幼虫吸收充足的养分后，会进入预蛹期，这一时期幼虫身体变黑，不再蜕皮，不再取食，寻找黑暗环境并迁出食物寻隙化蛹，随后预蛹会爬上斜面22，进入预蛹收集箱30。分离了水虻的幼虫期和预蛹期，方便监控水虻的整个生长周期，还减少了人工资源的投入，提高了养殖效率。

下面结合实施例对本申请做进一步说明：

实施例1：

A、装置条件的预设置：

设置处理单元1001m长×0.5m宽×0.3m高，当室温高于或低于28±1℃，温度调节器102自动降温或升温，照明光源103开启全天提供弱光条件，当箱体10中的空气湿度低于65％RH时，加湿装置105启动，提高空气湿度，搅拌装置21每八小时翻搅一次，对废弃物进行翻料处理。

B、废弃物的预处理：

将得到的废弃物进行分拣，将其中的大块固体物、塑料、泡沫、木制物品剔除出去等，然后进行分选、粉碎，最后堆放在处理单元100的转化箱20内，其平铺厚度保持在13-15cm之间。

C、接种幼虫：

将600g 6日龄水虻幼虫接入到转化箱20的废弃物中，于室内温度为27～29℃、湿度为65～75％RH和弱光条件下转化15天左右。

D、收集预蛹：

15天后，大多数幼虫已经转化成预蛹，抽出预蛹收集箱30，收集得到的预蛹。

包含5个处理单元100的处理装置处理能力约为：(0.3×0.3×0.5×0.5+0.5×0.5×0.3)×5＝0.48t

2.实施例2：

A、装置条件的预设置：

设置处理单元1002m长×1m宽×0.6m高，当室温高于或低于28±1℃，温度调节器102自动降温或升温，照明光源103开启全天提供弱光条件，当箱体10中的空气湿度低于65％RH时，加湿装置105启动，提高空气湿度，搅拌装置21每八小时翻搅一次，对废弃物进行翻料处理。

B、废弃物的预处理：

将得到的废弃物进行分拣，其中的大块固体物、塑料、泡沫、木制物品剔除出去等，然后进行分选、粉碎，最后堆放在处理单元100的转化箱20内，其平铺厚度保持在26-30cm之间。

C、接种幼虫：

将5kg 6日龄水虻幼虫接入到转化箱20的废弃物中，于室内温度为27～29℃、湿度为65～75％RH和弱光条件下处理15天左右。

D、收集预蛹：

15天后，大多数幼虫已经转化成预蛹，抽出预蛹收集箱30，收集得到的预蛹。

包含5个处理单元100的处理装置处理能力约为：(0.6×0.6×1×0.5+1×1×0.6)×5＝3.9t

3.实施例3：

A、装置条件的预设置：

设置处理单元1000.5m长×0.25m宽×0.15m高，当室温高于或低于28±1℃，温度调节器102自动降温或升温，照明光源103开启全天提供弱光条件，当箱体10中的空气湿度低于65％RH时，加湿装置105启动，提高空气湿度，搅拌装置21每八小时翻搅一次，对废弃物进行翻料处理。

B、废弃物的预处理：

将得到的废弃物进行分拣，将其中的大块固体物、塑料、泡沫、木制物品剔除出去等，然后进行分选、粉碎，最后堆放在处理单元100的转化箱20内，其平铺厚度保持在6-7cm之间。

C、接种幼虫：

将80g 6日龄水虻幼虫接入到转化箱20的废弃物中，于室内温度为27～29℃、湿度为65～75％RH和弱光条件下处理15天左右。

D、收集预蛹：

15天后，大多数幼虫已经转化成预蛹，抽出预蛹收集箱30，收集得到的预蛹。

包含5个处理单元100的处理装置处理能力约为：(0.15×0.15×0.25×0.5+0.25×0.25×0.15)×5＝0.06t。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，包括具有内腔的箱体，所述的箱体左右两侧的下部均具有开口，箱体的内腔内设置有从箱体的右侧开口插入的转化箱和从箱体的左侧开口插入的预蛹收集箱，

所述的转化箱为上方开口的容器，转化箱用于盛放有机废弃物及养殖水虻，转化箱内设置有对其内部的物料进行翻搅的搅拌装置，转化箱的左侧内壁为向左侧倾斜的斜面，

所述的预蛹收集箱的上表面与所述斜面的顶端边缘相连接，预蛹收集箱的顶部设置有供预蛹进入的开口，转化箱内进入预蛹期的幼虫经由所述斜面经预蛹收集箱的开口进入预蛹收集箱内，

所述的箱体内设置有温度检测装置、温度调节器、照明光源、空气湿度检测装置和加湿装置，

所述的温度调节器用于对箱体内部环境进行加热或制冷，根据温度检测装置检测的箱体内的温度，控制温度调节器工作，以保持箱体内的温度保持在27-29℃，

所述的照明光源设置于转化箱的正上方，以供应水虻转化有机废弃物时所需要的弱光条件，

根据空气湿度检测装置检测的箱体内的空气湿度，控制加湿装置工作，以使箱体内的空气湿度保持在65％RH-75％RH。

2.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的箱体的内壁设置有共便于转化箱和预蛹收集箱插入和抽出的导轨，转化箱和预蛹收集箱滑动安装于对应的导轨上。

3.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的转化箱内覆盖有塑料薄膜。

4.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的斜面与水平面间的夹角为40～50°。

5.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的搅拌装置为设置于转化箱内的搅拌辊，转化箱设置有驱动所述搅拌辊旋转的驱动电机。

6.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的加湿装置为加湿喷头。

7.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的照明光源为碘钨灯。

8.如权利要求1所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理单元，其特征在于，所述的有机废弃物为厨余垃圾或畜禽粪便。

9.一种利用水虻处理有机废弃物的处理装置，其特征在于，其包括至少两个如权利要求1-8中任意一项所述的处理单元，所述的至少两个处理单元沿垂直方向依次堆叠设置，位于最下方的处理单元的底部的四个边角处均设置有一个滚轮。

10.如权利要求9所述的一种利用水虻处理有机废弃物的处理装置，其特征在于，地面上设置有与滚轮相配合的轨道，所述的滚轮装配于所述轨道上。

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