CN1943390A - 餐厨垃圾饲料化生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种饲料原料生产方法,具体地说是涉及一种资源再利用的以餐厨垃圾为原料生成饲料原料的方法。本发明餐厨垃圾饲料化生成方法包括如下工序:1)破碎分选工序;2)脱水工序;3)中间储料工序;4)饲料生成工序;5)冷却筛选工序;6)粉碎工序。本发明有如下有益效果:本发明餐厨垃圾处理过程不会泄露,特别是本发明在饲料生成工序后设置了废气处理系统,不会产生有害气体和由此而造成的二次污染。本发明污水处理过程中产生的沼气可用来为锅炉燃烧供热,提高了能源再利用率和节约能源,产生的再生水可用于洗涤、灌溉,分离出的油脂可进一步加工成可回用油。本发明可广泛应用于餐厨垃圾及生活垃圾的处理。

Description

餐厨垃圾饲料化生成方法
                           技术领域
本发明涉及一种饲料生产方法,具体地说是涉及一种资源再利用的以餐厨垃圾为原料生成饲料的方法。
                           背景技术
目前,我国对生活垃圾的处理方法主要有以下几种:填埋处理法、简单饲料法、传统堆肥处理法、焚烧处理法、热解法等。但都存在二次污染环境及产生有害气体、处理成本过高等缺点。而国际上对餐厨垃圾处理由国情不同,其处理方法及设备也不尽相同。如欧美的餐厨垃圾含水量低、含油量低,常用处理方法是利用粉碎机将餐厨垃圾粉碎后排入下水道。这种处理方法容易造成二次污染,且无法大容量处理。日本对餐厨垃圾资源再利用采用餐厨垃圾微生物处理机,但设施以及占地造价昂贵,不利普及。
                         发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足,提供一种以餐厨垃圾为资源,通过对餐厨垃圾进行干燥等处理工艺生产高蛋白饲料的餐厨垃圾生成饲料的方法。
本发明餐厨垃圾饲料生成方法通过下述技术方案予以实现:本发明餐厨垃圾饲料化生成方法包括破碎筛选机、螺旋输送装置、脱水机、储料罐、饲料/肥料生成器、冷却筛选机、粉碎器构成,所述的生成方法包括如下工序:1)破碎分选工序;2)脱水工序;3)中间储料工序;4)饲料生成工序;5)冷却筛选工序;6)粉碎工序。
本发明利用餐厨垃圾生成饲料的方法与现有技术相比有如下有益效果:本发明可根据需要处理,使餐厨垃圾饲料化。在处理前对垃圾进行预分拣和筛选,可去除混合在餐厨垃圾中的异杂物,确保后续工序的安全。本发明对餐厨垃圾的处理是在完全密闭的处理设备中进行,垃圾在整个过程不会泄露,特别是本发明在饲料生成工序后设置了废气处理系统,利用臭气供热和生物除臭相结合的除臭系统,不会产生有害气体和由此而造成的二次污染。本发明污水处理过程中产生的沼气可用来为锅炉燃烧供热,提高了能源再利用率和节约能源,产生的再生水可用于洗涤、灌溉,分离出的油脂可进一步加工成可回用油。本发明餐厨垃圾处理方法采用全自动化生产,生产周期短,仅6小时;采用完全干燥方式,减量化率可达到75%-80%,干燥温度保持在90℃至120℃之间,干燥后饲料原料含水量<13%;同时原料经高温灭菌,达到卫生防疫标准,生产过程中无需添加化学药品或添加剂,饲料使用安全。本发明可应用于餐厨垃圾及生活垃圾的处理。
                          附图说明
本发明有如下附图:
图1为本发明餐厨垃圾饲料生成工艺流程图。
其中:1、为破碎筛选机;2、为螺旋输送装置;3、为脱水机;4、为储料罐;5、为饲料/肥料生成器;6、为冷却筛选机;7、粉碎器。
                        具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步描述。
如图1所示,本发明餐厨垃圾饲料化生成方法包括破碎筛选机1、螺旋输送装置2、脱水机3、储料罐4、饲料/肥料生成器5、冷却筛选机6、粉碎器7构成,所述的生成方法包括如下工序:
1)破碎分选工序  是将餐厨垃圾在处理前进行分选,并将有用垃圾中块状物粉碎成细小颗粒的过程;
2)脱水工序  是将餐厨垃圾固液分离的过程;
3)中间储料工序  是将经脱水处理后的餐厨垃圾输送到中间储料罐4,缓存并协调前后工序处理能力的过程;
4)饲料生成工序  是将餐厨垃圾通过间接加热干燥方法生成饲料原料的过程;
5)冷却筛选工序  是将饲料原料迅速冷却并进一步筛选的过程;
6)粉碎工序  是将筛选后的原料进一步粉碎至粉末成品的过程。
所述的破碎分选工序是通过破碎筛选机1进行分选、破碎,细小颗粒通过出口用螺旋输送装置送至下一工序;异物在风机风力作用下从异物出口排出,收集后另作处理。
所述的脱水工序是通过脱水机3除去餐厨垃圾固体中的水分,脱水后固体含水率低于60%;盐分含量降低70%以上,垃圾减量60%。
所述的脱水工序在低温环境下可向脱水机3的空心旋转轴内注充蒸汽。
所述的脱水工序后设有污水处理系统。
所述的储料工序是将经脱水处理后的餐厨垃圾输送到中间储料罐4,将垃圾分流,通过储料罐4设置的不同管路将餐厨垃圾输送到下一步不同的饲料生成工序。
所述的饲料生成工序是在饲料生成器5旋转盘和旋转轴空腔内注充蒸汽使饲料原料均匀受热,旋转盘和旋转轴旋转搅拌使原料充分混合;干燥后的餐厨垃圾传动到干燥室下部末端,从出料口排出。
所述蒸汽注入量根据观察口得到的温度值调节,干燥温度保持在90℃至120℃之间,干燥后饲料原料含水量<13%;在所述的饲料生成工序后设置有废气处理系统。
所述的冷却筛选工序是将经高温干燥灭菌生成的饲料原料输送到冷却筛选机6,在螺旋传动装置旋转搅拌下,原料迅速冷却到常温;再将饲料原料传送到筛网,符合要求的原料从筛网漏下输送到下一步处理工序;不能漏下的不符合要求的异物,由螺旋传动传送至专门的管路收集另作处理。
所述的粉碎工序是要对筛选后的原料进一步粉碎,通过粉碎器7粉碎室内旋转轴旋转搅拌,将原料的颗粒磨擦撞击成为粉末状从筛网滤出,打包压缩成型得蛋白饲料原料。
实施例1。
本发明收集、运输、投入系统采用后装压缩式垃圾车收集、运输餐厨垃圾,本车型为全密封结构,可防止餐厨垃圾外流和恶臭外溢,不会对环境造成二次污染。经过集中收集和运输后,餐厨垃圾被投入到本系统的进料斗,投入过程也是在密闭条件下进行的,垃圾不会外泄。进料斗的特点在于它是安装于地面以下,这样一方面可便于液体垃圾的倾卸,一方面避免臭气和垃圾的溢出,同时保证了厂房地面环境的美观。
餐厨垃圾中含有较多的水分和油脂,在低温环境下水会结冰,油脂会降低流动性,这将不利于餐厨垃圾的后续处理。考虑到这个因素,本系统配置了利用系统自身所产生的热量取暖的子系统,可在环境温度较低的条件下为进料斗内餐厨垃圾供热。
本发明螺旋输送装置3整套系统设备之间基本都由此装置进行连接,其工作方式为:转动轴带动螺旋装置旋转,利用螺旋装置旋转时斜面产生的斜向推进力推动餐厨垃圾向前运动,从而达到输送餐厨垃圾的效果。其主要特点在于:本装置可以同时输送液体和固体混合的餐厨垃圾,并且不受重力影响,可以将餐厨垃圾垃圾向空间任意方向传送。
为防止垃圾对其内壁的侵蚀,本装置采用不锈钢防腐设计。考虑到系统中不同节点对垃圾运送量的不同要求,螺旋输送装置可视情况采用单螺旋结构、双螺旋结构或者三螺旋结构。
本发明破碎分拣工序采用的破碎分拣机主要由粉碎腔、刀片和风机。其特点在于对餐厨垃圾的破碎和分选在设备中是同时进行的。工作方式为:粉碎刀片绕中心轴高速旋转,一方面搅拌餐厨垃圾,一方面猛烈撞击垃圾中的骨头、鱼刺、贝壳等块状硬物,硬物受到第一次破碎;由于离心力的作用,块状硬物获得能量高速飞向坚硬的粉碎腔外壁,又由于受到剧烈撞击而第二次破碎。此过程中弹回的硬物会再次受到刀片和外壁的撞击,最终成为细小颗粒通过专门的出口及螺旋输送装置传送到下步设备。同时,垃圾中的塑料等轻质异物在风机风力的作用下,将会被吹离到另外一个出口排出,将其收集后另作处理。
经过破碎分拣后的餐厨垃圾,仍是固体和液体的混合物,其中水分的含量依旧很高。本系统生成的蛋白原饲料的成分含在餐厨垃圾的固体部分中,所以要除去其中的大部分水分,保留固体部分,实现固液分离。
本发明脱水设备就是依据以上的要求设计的。其脱水的特点是:通过高压将水分从垃圾中挤出来。这样可以确保餐厨垃圾中的营养成分的结构不被破坏而同时去除其中大部分的水分和盐分。脱水机的主要组成部件为:脱水机腔体、螺旋挤压装置和弹性隔板门。其工作方式为:餐厨垃圾通过输送装置由上一步工序输送到脱水机内部腔体,由螺旋挤压装置旋转挤压到脱水机的一端,此端为一道以弹簧弹性支承的隔板门。随着垃圾的不断投入和螺旋装置的旋转,脱水机内部会产生积聚挤压效应,由此其中的液体部分会从脱水机内壁的网孔中排出,经过专门的管道收集另作处理,即污水处理系统,而剩余的部分会继续在隔板门附近积聚,积聚到一定程度将克服支承隔板门弹簧的弹力使隔板门开启,这时这部分固体垃圾就从机体内部排出,进入下一步工序。餐厨垃圾经过本步脱水后的含水率低于60%,,盐分含量会降低70%以上,实现垃圾减量60%。
同样考虑到餐厨垃圾在低温环境下其中的水分会结冰、油脂会凝结的不利后果,脱水机中螺旋挤压装置的旋转轴被制成空心式,以备在低温环境下向其中注蒸汽供暖。
餐厨垃圾经过脱水处理后被输送到中间储料罐。中间储料罐为一密封结构箱体,是整套系统处理餐厨垃圾工艺流水线的中间缓存设备,它的作用主要体现在两个方面:第一、它使垃圾暂时驻留于此,起到协调储料罐前后设备处理能力的作用;第二、它使垃圾分流,通过不同管路输送到不同的饲料生成器。
经过破碎和脱水处理后的餐厨垃圾进入饲料生成器,此时的餐厨垃圾仍然含有一部分的水分。由于水的沸点只有100℃,所以可以采用高温加热让水分蒸发使餐厨垃圾干燥的方法。但如果直接对餐厨垃圾进行加热,其中的营养原料会烧焦变质。所以采用国际先进的间接加热干燥的方式确保原料中的营养成分不散失或变质。
饲料生成器的主要组成部分为:干燥室、若干旋转盘、旋转轴、刮板、刮片、风机和观察口。其主要结构特点在于:第一,旋转盘和旋转轴都是空腔的,蒸汽可以在其中流通;第二,在旋转盘采用独特的结构设计,其尖角处及局部区域不会过度发热,并且可以最大限度地提高传热效率;第三,每个旋转盘上各安装一个刮片,所有旋转盘上的刮片的安装位置按照螺旋线轨迹分布,这样可以有效将原料向末端传送。第四,在每两个旋转盘之间的空间内各有一块刮板,刮板是被安装在干燥室内壁上的,它的作用是防止原料堆积并避免原料和旋转盘同时旋转,增加热传输效率。
饲料生成器的工作方式为:餐厨垃圾从饲料生成器上部的前端进料口进入干燥室后在干燥室底部沉积。130℃的蒸汽由注气口注入旋转轴内部空腔,旋转轴内腔与旋转盘内腔是相通的,高温蒸汽可以在里面自由流通。由于热交换效应,旋转轴和旋转盘(包括刮片)表面均匀受热。随着旋转轴和旋转盘的旋转搅拌,餐厨垃圾不断被刮片从底部卷起并受刮板的刮削充分混合,吸收旋转轴和旋转盘的热量后均匀受热,根据从观察口得到温度数值可以调节注气口注入的蒸汽量,从而控制干燥室的温度,使其保持在90℃至120℃。在这个温度下,餐厨垃圾中的水分变成蒸汽蒸发。此过程完成对餐厨垃圾进行间接加热,保证其中的营养成分不散失、变质。干燥后的餐厨垃圾的性质已具备饲料原料的特点,将被传动到干燥室下部的末端,从出料口排出做进一步的后期处理。从餐厨垃圾中蒸发出来的蒸汽将随同其它臭气由风机抽出,通过专门管道收集另作处理,即进入废气处理系统进行处理。而用作热源注入到旋转轴和旋转盘内腔的蒸汽经充分热交换后部分转变成冷凝水由专用管道排出,其余蒸汽可以继续利用。由于以上过程干燥室内保持高温,所以餐厨垃圾原有的有害菌将被杀死。
经过以上饲料生成器处理后的饲料原料含水量<13%,固体餐厨垃圾被转化为饲料原料,实现了固体部分的无害化、资源化和减量化处理。
经过高温干燥灭菌生成的饲料原料,输送到冷却筛选机后将迅速冷却到常温,从而保留原料的营养成分和含水率,同时前面工序未破碎的异物会在这里被筛分出去。
冷却筛选机主要由冷却室、螺旋传动装置和筛网构成。其工作方式为:处理过的原料被输送到冷却室,在螺旋传动装置旋转搅拌下,原料迅速冷却到常温,并被传送到筛网,符合要求的原料将从筛网漏下并输送到下个处理环节,不能漏下的将是一些不符合要求的异物,如瓶盖、木块等,它们继续被螺旋传动装置传送,由专门的管路收集另作处理。
粉碎工序主要对筛选过后的原料进行进一步的粉碎。所用设备为粉碎器,粉碎器主要部件是:粉碎室、旋转刀头和筛网,其特点在于安装在转子上的刀头不是固定的,而是可旋转的。这样可以使原料被粉碎得尽可能细小。
粉碎器的工作方式为:粉碎室内绕中心轴旋转的转子对原料进行旋转搅拌,安装在转子上的活动刀头会随着转子绕自己的转轴有节奏的振动旋转,这样原料与刀头之间会形成多次有效的摩擦和撞击,原料的颗粒从而愈来愈小,最终成为粉末状被筛网滤出,由打包机压缩成型作为蛋白饲料原料。而一些不能被粉碎的细小硬物,会因粉碎器的特殊结构设计而被弹出到专门的收集室。

Claims (10)

1、一种餐厨垃圾饲料化生成方法,包括破碎筛选机(1)、螺旋输送装置(2)、脱水机(3)、储料罐(4)、饲料/肥料生成器(5)、冷却筛选机(6)、粉碎器(7)构成,其特征在于:所述的生成方法包括如下工序:
1)破碎分选工序  是将餐厨垃圾在处理前进行分选,并将有用垃圾中块状物粉碎成细小颗粒的过程;
2)脱水工序是将餐厨垃圾固液分离的过程;
3)中间储料工序  是将经脱水处理后的餐厨垃圾输送到中间储料罐(4),缓存并协调前后工序处理能力的过程;
4)饲料生成工序  是将餐厨垃圾通过间接加热干燥方法生成饲料原料的过程;
5)冷却筛选工序  是将饲料原料迅速冷却并进一步筛选的过程;
6)粉碎工序  是将筛选后的原料进一步粉碎至粉末成品的过程。
2、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的破碎分选工序是通过破碎筛选机(1)进行分选、破碎,细小颗粒通过出口用螺旋输送装置送至下一工序;异物在风机风力作用下从异物出口排出,收集后另作处理。
3、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的脱水工序是通过脱水机(3)除去餐厨垃圾固体中的水分,脱水后固体含水率低于60%;盐分含量降低70%以上,垃圾减量60%。
4、根据权利要求3所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的脱水工序在低温环境下可向脱水机(3)的空心旋转轴内注充蒸汽。
5、根据权利要求1或3所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的脱水工序后设有污水处理系统。
6、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的储料工序是将经脱水处理后的餐厨垃圾输送到中间储料罐(4),将垃圾分流,通过储料罐(4)设置的不同管路将餐厨垃圾输送到下一步不同的饲料生成工序。
7、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的饲料生成工序是在饲料生成器(5)旋转盘和旋转轴空腔内注充蒸汽使饲料原料均匀受热,旋转盘和旋转轴旋转搅拌使原料充分混合;干燥后的餐厨垃圾传动到干燥室下部末端,从出料口排出。
8、根据权利要求7所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述蒸汽注入量根据观察口得到的温度值调节,干燥温度保持在90℃至120℃之间,干燥后饲料原料含水量<13%;在所述的饲料生成工序后设置有废气处理系统。
9、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的冷却筛选工序是将经高温干燥灭菌生成的饲料原料输送到冷却筛选机(6),在螺旋传动装置旋转搅拌下,原料迅速冷却到常温;再将饲料原料传送到筛网,符合要求的原料从筛网漏下输送到下一步处理工序;不能漏下的不符合要求的异物,由螺旋传动传送至专门的管路收集另作处理。
10、根据权利要求1所述的餐厨垃圾饲料化生成方法,其特征在于:所述的粉碎工序是要对筛选后的原料进一步粉碎,通过粉碎器(7)粉碎室内旋转轴旋转搅拌,将原料的颗粒磨擦撞击成为粉末状从筛网滤出,打包压缩成型得蛋白饲料原料。
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