CN115007598B - 一种餐厨垃圾预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种餐厨垃圾预处理方法，包括以下步骤：S1、餐厨垃圾回收；S2、回收后的餐厨垃圾进行渗滤液分离和收集；S3、收集后的渗滤液进行微电流处理；S4、餐厨垃圾和渗滤液转运集中处理。采用本申请的方法可实现餐厨垃圾的预处理，降低餐厨垃圾的恶臭气体产量，为餐厨垃圾的进一步处理提供高质量原材料，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，具体为一种餐厨垃圾预处理方法。
背景技术
现有技术中，餐厨垃圾的分类回收已逐渐普及，通常需要在中转站进行垃圾压缩，以便于运输和存放，但现阶段餐厨垃圾分类回收过程中仅将垃圾分类和囤放，并不进行垃圾的预处理。例如在社区及商圈的餐饮区域，大量餐厨垃圾只是经人工分类后投放至不同的垃圾桶中，再进行集中回收，在餐厨垃圾的回收、转运过程中，会产生大量垃圾渗滤液，垃圾渗滤液是餐厨垃圾发酵产生臭味和有毒物质的重要源头，如何减少垃圾渗滤液或降低餐厨垃圾回收、运输过程中的发酵程度，是解决餐厨垃圾回收过程中环境污染问题的关键点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种餐厨垃圾预处理方法。
一种餐厨垃圾预处理方法，包括以下步骤：
S1、餐厨垃圾回收；
S2、回收后的餐厨垃圾进行渗滤液分离和收集；
S3、收集后的渗滤液进行微电流处理；
S4、餐厨垃圾和渗滤液转运集中处理。
进一步地，步骤S1中，餐厨垃圾回收时采用改进的垃圾桶，垃圾桶口处设置破袋装置，垃圾桶中设置两层过滤网，上层过滤网孔径大于下层过滤孔径，每层过滤网均采用对开设计，过滤网从中间对开后可向上翻折与桶壁齐平，两层过滤网间的距离大于下层过滤网翻折高度。
进一步地，垃圾桶底部设置渗滤液收集槽，渗滤液收集槽使渗滤液流向垃圾桶底部的渗滤液导流孔，渗滤液导流孔内设置有密封件，密封件在弹性件的作用下可对渗滤液导流孔进行封闭和导通；当垃圾桶放置在底座上时，底座上的凸起将密封件向上顶起，渗滤液导流孔打开，渗滤液流入渗滤液导流孔，当垃圾桶提升脱离导流管时密封件在弹性件的作用下回位，将渗滤液导流孔密封。
进一步地，
进一步地，底座上的导流管将收集的渗滤液引流至渗滤液收集箱，渗滤液收集箱与电源连接，渗滤液收集箱外设置绝缘材料，渗滤液收集箱设置有渗滤液导出口。
进一步地，渗滤液收集箱内设置有金属网，金属网一端与电源正极连接，另一端与电源负极连接，可选地，金属网材质为不锈钢。
进一步地，步骤S2中，垃圾桶盖向桶内设置喷头，采用社区回用水进行垃圾桶内喷洒。
进一步地，步骤S3中，微电流处理采用直流电源，渗滤液收集箱体积为0.2m3时，电压为6-8V，电流为20-80mA，处理时间为10-15min/2h。
进一步地，步骤S3中，微电流处理后进行光触媒除臭，其中，光触媒材料设置在渗滤液收集箱的侧壁上，至少一部分光触媒材料被渗滤液浸没，渗滤液收集箱顶部设置紫外灯，紫外灯照射时间为3-6min/4h，紫外灯照射在微电流处理后进行。
与现有技术相比，本申请的优点在于：
1、对现有的垃圾桶进行结构改进，通过底部的渗滤液收集槽和导流孔将渗滤液与餐厨垃圾中的固体尽量分离，可避免餐厨垃圾在垃圾桶中由于渗滤液堆积加速整体发酵速度，产生大量恶臭气体造成环境污染；同时，在垃圾桶中设置两层过滤网，可提高餐厨垃圾中渗滤液的分离程度，过滤网设计为对开设计，可在餐厨垃圾投入时承载垃圾，在垃圾收集转运时可将分离在两层过滤网上的垃圾倾倒彻底，两层过滤网之间的距离大于下层过滤网翻折高度，可避免过滤网翻折时将垃圾残留，提高垃圾渗滤液分离的效果的同时减少垃圾收集转运时的残留量。通过在社区内的垃圾收集处进行餐厨垃圾的预处理，可提前将餐厨垃圾中的渗滤液与固体垃圾进行初步分离，减少垃圾桶中渗滤液的堆积，并通过对渗滤液收集和预处理，降低渗滤液以及餐厨垃圾在垃圾桶中存放时的发酵程度，经预处理后的餐厨垃圾在进行下一步转运和集中处理时，渗滤液可单独收集，减少了转运和集中处理时渗滤液的处理难题，减少了垃圾转运站中渗滤液溢流和臭气散发的情况，并为最终的餐厨垃圾处理提供更好的原材料，例如可提高后续餐厨垃圾厌氧产甲烷的效率。
2、对渗滤液施加微电流，可使收集的渗滤液在微电流作用下旋转，增加渗滤液的流动避免渗滤液沉积，加速空气流动，同时采用特定参数的微电流可抑制渗滤液内微生物活性，减少恶臭气体的产生，经微电流处理后的渗滤液可显著降低发酵效果，避免餐厨垃圾在回收储存过程中厌氧消化，减少臭气的产生，降低对于环境的污染程度。本申请中采用的微电流电压低，电流小，对于设备的要求低，对于社区不产生安全隐患。不同于现有技术中的电解工艺，本申请中采用金属网置于渗滤液中，借助金属网进行微电流的导通，几乎不发生电解反应，不会在处理过程中产生有害物质，避免对于社区环境的污染；金属网在作为导体的同时还可为渗滤液中的微生物附着的载体，合理选择处理的时间间隔，可提高电流对于微生物活性的抑制效果。
3、采用社区回用水进行餐厨垃圾的清洗，可减少餐厨垃圾分离渗滤液后的盐含量，提高餐厨垃圾进一步利用时的利用率，例如将餐厨垃圾用于厌氧发酵产甲烷时，减少盐的浓度可提高甲烷产量，借助社区回用水，可减少水资源的浪费，同时降低渗滤液的浓度，减轻渗滤液的发酵程度。
4、将微电流处理与光触媒除臭结合，微电流处理后的渗滤液中氧气含量增加，有助于浸没在渗滤液中的光触媒进行光催化反应，可在简易设备和简易工艺中实现高效光触媒除臭，通电时渗滤液可形成搅动效果，金属网有利于微生物等沉淀物的附着，减少渗滤液箱侧壁上的沉淀物附着，提高光触媒的光催化效率。
附图说明
图1为本申请的结构示意图
图2为渗滤液箱的结构示意图
附图标记：
1、垃圾桶，1.1、渗滤液收集槽，2、底座，3、破袋装置，4、上层过滤网，5、下层过滤网，6、渗滤液导流孔，7、凸起，8、导流管，9、密封件，10、喷头，11、渗滤液收集箱，12、渗滤液导出口，13、电源，14、金属网，15、金属网一端，16、金属网另一端，17、渗滤液，18、光触媒材料，19、紫外灯
具体实施方式
实施例1
一种餐厨垃圾预处理方法，包括以下步骤：
S1、餐厨垃圾回收；
S2、回收后的餐厨垃圾进行渗滤液分离和收集；
S3、收集后的渗滤液进行微电流处理；
S4、餐厨垃圾和渗滤液转运集中处理。
在一个可选的实施例中，如图1所示，步骤S1中，餐厨垃圾回收时采用改进的垃圾桶1，垃圾桶1口处设置破袋装置3，垃圾桶1中设置两层过滤网，上层过滤网4孔径大于下层过滤网5孔径，每层过滤网均采用对开设计，过滤网从中间对开后可向上翻折与桶壁齐平，两层过滤网间的距离大于下层过滤网翻折高度。可选地。过滤网的安装位置可根据餐厨垃圾的分离情况进行调整，例如可将过滤网通过悬挂在垃圾桶1壁上的挂钩或卡扣实现过滤网位置的调整，可将下层过滤网5接近垃圾桶1底部设置，上层过滤网4接近下层过滤网5设置，以提高餐厨垃圾的存放量。此外，还可设置振动装置，对过滤网进行振动，加速餐厨垃圾中的液体的收集，振动装置可与过滤网直接接触，或者与过滤网的固定装置，如挂钩或卡扣直接接触，振动装置可以选择普通振动电机，优选为超声振动发生器。
在本申请的实施例中，以一次性投入一定量餐厨垃圾模拟一天内收集到的餐厨垃圾，虽然得到的处理效果并非与实际生活中完全相同，因为实际生活中垃圾的收集过程具有随机性，但可作为理想情况予以参考。
在一个可选的实施例中，垃圾桶1底部设置渗滤液收集槽1.1，可选地，渗滤液收集槽1.1可采用设置在垃圾桶1底部倾斜面上的沟槽设计，沟槽沿斜面向垃圾桶1底部延伸，渗滤液收集槽1.1使渗滤液流向垃圾桶1底部的渗滤液导流孔6，渗滤液导流孔6内设置有密封件9，密封件9在弹性件的作用下可对渗滤液导流孔6进行封闭和导通；当垃圾桶1放置在底座2上时，底座2中间设置的导流管8上设置有凸起7，凸起7将密封件9向上顶起，渗滤液导流孔6打开，渗滤液流入渗滤液导流孔6，进入底座2上的导流管8，当垃圾桶1提升脱离导流管8时密封件9在弹性件的作用下回位，将渗滤液导流孔6密封。可选地，振动装置设置在底座2中，通过设置在凸起7顶部的振动杆与过滤网接触。
在一个可选的实施例中，底座2上的导流管8将收集的渗滤液引流至渗滤液收集箱11，如图2所示，渗滤液收集箱11与电源13连接，渗滤液收集箱11外设置绝缘材料，可避免电流外漏，渗滤液收集箱11设置有渗滤液导出口12，便于渗滤液的后续转运和收集。而且，将渗滤液收集至渗滤液收集箱11内，可为进一步的臭气处理提供可能性。
在一个可选的实施例中，渗滤液收集箱11内设置有金属网14，金属网一端15与电源正极连接，金属网另一端16与电源负极连接，可选地，金属网14材质为不锈钢。金属网14外可通过表面处理形成粗糙度高的表面形貌，以提高附着力。
在一个可选的实施例中，步骤S2中，垃圾桶盖向桶内设置喷头10，采用社区回用水进行垃圾桶内喷洒。通过回用水喷洒，可对餐厨垃圾进行初步清洗，将残留的盐和油脂带入渗滤液中，同时，由于增加了回用水，渗滤液的浓度也会降低，减少渗滤液收集箱11内渗滤液17聚集形成絮状物的程度，减少发酵程度。此外，渗滤液中补入回用水，可提高渗滤液对于恶臭气体的吸收程度，减少恶臭气体的外逸。
在一个可选的实施例中，步骤S3中，微电流处理采用直流电源13，渗滤液收集箱11体积为0.2m3时，电压为6-8V，电流为20-80mA，处理时间为10-15min/2h。现有技术中，通常采用向微生物通直流电的方式提高微生物的活性，提高其生化反应的程度和效率，本申请中突破常规，寻找合适的电流强度，实现微生物的抑制效果，通过不断尝试，发现当采用上述参数时，可显著降低渗滤液中微生物的活性，同时，通过金属网14进行微电流的导通，可使渗滤液形成定向旋转，促进渗滤液的流动，减少微电流作用下可能产生的少量絮状体团聚的程度，使渗滤液中的物质分散均匀；通过2h的时间间隔设置，可提高微电流处理的效率，在社区中餐厨垃圾收集较分散，以2h为时间间隔，可保证随着渗滤液收集量的增加，及时进行微电流处理，又降低了微电流处理的成本，10-15min的处理时间保证了0.2m3范围内的渗滤液处理效果。采用上述处理参数，可显著降低餐厨垃圾及渗滤液的发酵程度，经检测，0.12m3的渗滤液经微电流处理1天后(12min/2h，电压6.5V，电流60mA)，含硫气体及氨气体积减少18％，与同重量的不进行预处理的餐厨垃圾对比，产生的总体含硫气体及氨气体积减少22％。
在一个可选的实施例中，步骤S3中，微电流处理后还进行光触媒除臭，当渗滤液收集量达到一定程度，且进行了一次以上的微电流处理后，虽然抑制了恶臭气体的产生，但仍会有恶臭气体产生和聚集，对于恶臭气体的进一步处理，本申请中采用光触媒方案，以温和安全的方式尽可能处理产生的臭气，由于本方案针对的是餐厨垃圾预处理阶段，通常设置在社区或商圈的垃圾收集处，对于臭气处理的方案选择有较多的限制，不适宜采用集中处理中常用的化学法、微生物法等，光触媒法虽然对于环境的污染少，可持续性长，但一般需要气体存储空间和对于气体的预处理，将其直接应用于渗滤液收集箱中获得的降解效率较低。本申请将光触媒材料18，例如纳米二氧化钛，通过涂覆等固定方式设置于渗滤液收集箱11侧壁上(如前、后、左、右壁)，光触媒材料作为催化剂，其用量较少，在本实施例中，以渗滤液收集箱11侧壁面积的30％涂覆即可，在渗滤液收集箱11顶部设置紫外灯19，紫外灯19的波长为254nm，灯管长度为10cm，灯管功率为100W，通过紫外灯19对光触媒材料18照射，发生光催化反应，产生自由氢氧基和活性氧，侧壁上的光触媒材料18部分被渗滤液17浸没，光催化产生的自由氢氧基和活性氧一部分进入渗滤液17上部的空间与气体混合，一部分进入渗滤液17中或在渗滤液17浸没中产生，对渗滤液17中的有机物进行氧化分解，可减少恶臭气体物质，同时可实现杀菌效果。通过微电流处理与光触媒除臭的结合，可显著抑制渗滤液17中能够产生恶臭气体的源头，一方面直接分解部分恶臭气体(主要是有机物)，另一方面对于微生物和病毒进行消杀抑制活性，可减少恶臭气体的进一步产生，其中，由于微电流处理中采用金属网14对微生物进行附着收集，可减少渗滤液收集箱11侧壁上沉淀物的附着，同时，电流通过金属网14可对渗滤液17进行搅拌作用，促进渗滤液17流动，提高渗滤液17中氧气的含量，有助于侧壁上被渗滤液浸没的光触媒材料18的光催化反应，由此，在微电流处理的前提下，在较小空间内无需预处理即可进行高效光触媒除臭。紫外灯19照射的时间设置为3-6min/4h，紫外灯照射与微电流处理不同时进行，优选的，紫外灯照射在微电流处理后进行，可避免二者间的相互干涉。0.12m3的渗滤液经微电流处理(12min/2h，电压6.5V，电流60mA)，微电流处理后的紫外灯照射的时间4min/4h，处理1天后，有机恶臭气体体积减少45％，与同重量的不进行预处理的餐厨垃圾对比，产生的总有机恶臭气体体积减少51％。可显著改善现有餐厨垃圾收集产生的恶臭气体，减少对于环境的污染，降低垃圾转运的频率，减少人工成本。虽然与工业除臭中光触媒除臭能够达到的降解率(80％左右)相比有一定差距，但对于餐厨垃圾的预处理阶段而言，渗滤液收集箱11内湿度较大，客观条件(无法进行臭气集中预处理，如酸碱预处理等)对于光触媒除臭十分不利的情况下，本申请中微电流处理结合光触媒除臭的效率已经非常可观，而且，本申请中的光照时间短，可几乎不产生多余的臭氧，避免除臭过程造成二次污染。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种餐厨垃圾预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、餐厨垃圾回收；餐厨垃圾回收时采用改进的垃圾桶，垃圾桶口处设置破袋装置，垃圾桶中设置两层过滤网，上层过滤网孔径大于下层过滤孔径，每层过滤网均采用对开设计，过滤网从中间对开后可向上翻折与桶壁齐平，两层过滤网间的距离大于下层过滤网翻折高度；
S2、回收后的餐厨垃圾进行渗滤液分离和收集，垃圾桶盖向桶内设置喷头，采用社区回用水进行垃圾桶内喷洒；
S3、收集后的渗滤液进行微电流处理，渗滤液收集箱内设置有金属网，金属网一端与电源正极连接，另一端与电源负极连接，金属网材质为不锈钢，电流通过金属网可对渗滤液进行搅拌作用，促进渗滤液流动，提高渗滤液中氧气的含量，有助于侧壁上被渗滤液浸没的光触媒材料的光催化反应；微电流处理采用直流电源，渗滤液收集箱体积为0.2m3，电压为6-8V，电流为20-80mA，处理时间为10-15min/2h，微电流处理后进行光触媒除臭，微电流处理显著降低渗滤液中微生物的活性，同时，通过金属网进行微电流的导通，使渗滤液形成定向旋转，促进渗滤液的流动，减少微电流作用下可能产生的少量絮状体团聚的程度，使渗滤液中的物质分散均匀；其中，光触媒材料设置在渗滤液收集箱的侧壁上，以渗滤液收集箱侧壁面积的30％涂覆，至少一部分光触媒材料被渗滤液浸没，渗滤液收集箱顶部设置紫外灯，紫外灯照射时间为3-6min/4h，紫外灯照射在微电流处理后进行；紫外灯的波长为254nm，灯管长度为10cm，灯管功率为100W，通过紫外灯对光触媒材料照射，发生光催化反应，产生自由氢氧基和活性氧，侧壁上的光触媒材料部分被渗滤液浸没，光催化产生的自由氢氧基和活性氧一部分进入渗滤液上部的空间与气体混合，一部分进入渗滤液中或在渗滤液浸没中产生，对渗滤液中的有机物进行氧化分解，减少恶臭气体物质，同时实现杀菌效果；
S4、餐厨垃圾和渗滤液转运集中处理。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾预处理方法，其特征在于，垃圾桶底部设置渗滤液收集槽，渗滤液收集槽使渗滤液流向垃圾桶底部的渗滤液导流孔，渗滤液导流孔内设置有密封件，密封件在弹性件的作用下可对渗滤液导流孔进行封闭和导通；当垃圾桶放置在底座上时，底座上的凸起将密封件向上顶起，渗滤液导流孔打开，渗滤液流入渗滤液导流孔，当垃圾桶提升脱离导流管时密封件在弹性件的作用下回位，将渗滤液导流孔密封。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾预处理方法，其特征在于，底座上的导流管将收集的渗滤液引流至渗滤液收集箱，渗滤液收集箱与电源连接，渗滤液收集箱外设置绝缘材料，渗滤液收集箱设置有渗滤液导出口。
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