CN206898052U - 餐厨垃圾资源化利用装置 - Google Patents

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赵慧涛
邬飞波
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Abstract

本实用新型提供一种餐厨垃圾资源化利用装置,包括收集系统、粉碎系统、脱水系统和微生物好氧发酵系统。收集系统包括收集口和连接管;粉碎系统包括粉粹腔和粉粹机电机,粉粹腔上设置有粉粹腔进料口和粉粹腔出料口,连接管与粉粹腔进料口连通,脱水系统包括过滤筒体、油水收集器和脱水机电机,过滤筒体上设置有过滤筒体进料口和过滤筒体出料口,油水收集器与过滤筒体连通,粉粹腔出料口与过滤筒体进料口连通,微生物好氧发酵系统包括发酵池、搅拌机电机、用于加热发酵池的辅助加热装置和用于循环热量的热量传导装置,过滤筒体出料口与发酵池进料口连通,热量传导装置包括设置在粉粹机电机、脱水机电机、搅拌机电机和发酵池周围的循环水管。

Description

餐厨垃圾资源化利用装置
技术领域
本实用新型涉及餐厨垃圾处理的领域,具体为一种餐厨垃圾资源化利用装置。
背景技术
餐厨垃圾,俗称泔脚,又称泔水、潲水,是居民在生活消费过程中形成的生活废物,极易腐烂变质,散发恶臭,传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油和肉骨等,从化学组成上,有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。餐厨垃圾中含有高水分和高热量的有机物,有着很大的利用空间,若有效处理,可以将餐厨垃圾变为沼气、肥料、饲料、发电材料和生物燃料等。
目前餐厨垃圾的主要处理办法有粉碎直排法、填埋法、肥料化处理、焚烧处理法和饲料化处理等办法。
粉碎直排法:由于厨房空间有限,因此就地减量处理是餐厨垃圾处理的基本立足点。目前很多国家都采用了在厨房配置餐厨垃圾处理装置,将粉碎后的餐厨垃圾排入市政下水管网的方法,与水混合后排放到城市污水处理系统进行无害化处理,从而达到无害化的目的。此方法适用于产生餐厨垃圾量较小的单位。但该方法往往会在城市下水道中滋生病菌、蚊蝇和导致疾病传播,同时可能造成排水管道堵塞,降低城市下水道的排水能力,加重了城市污水处理系统的负荷,也不可避免地会产生一定的二次污染。
填埋法:我国很多地区的餐厨垃圾都是与普通垃圾一起送入填埋场进行填埋处理的。填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于餐厨垃圾中含有大量的可降解组分,稳定时间短,有利于垃圾填埋场地的恢复使用,且操作简便,因此应用得比较普遍。随着对餐厨垃圾可利用性的认识越来越广泛,无论在欧美、日本还是中国,餐厨垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理了。
焚烧处理法:焚烧法处理餐厨垃圾效率较高,最终产生约5%的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用,但餐厨垃圾的含水率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题。
饲料化处理:餐厨垃圾的饲料化处理原理是利用餐厨垃圾中含有的大量有机物,通过对其粉碎、脱水、发酵、软硬分离后,将垃圾转变成高热量的动物饲料,变废为宝。目前我国餐厨垃圾的饲料化处理技术已趋成熟,有多种类型的处理技术在上海、北京、武汉和济南等城市推广应用。在饲料化处理中,最为重要的一步工艺就是发酵,在该方向上很多研究都取得了显著成果。邬苏焕等通过采用多种酵母菌和霉菌的混合发酵,筛选出白地酶F-1,米曲霉 F-6进行优势菌种组合,在一定的发酵条件下,最终得到的饲料粗蛋白含量33.87%,比原料增加了6.85%;但就总体来说,餐厨垃圾饲料化同样存在着质量不高和销路不好的问题。
肥料化处理:餐厨垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥过程是在有氧条件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。同时,由好氧堆肥引申出一些类似的方法,如蚯蚓堆肥是近年来发展起来的一项新技术,利用蚯蚓吞食大量餐厨垃圾,并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢和氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷和钾等元素则存留于残留物中,并转化为易被动植物吸收利用的形式。餐厨垃圾好氧发酵技术具有设备工艺先进,技术成熟,自动化程度高,占地面积小,运营稳定,维修方便和运营成本低等优点。利用从自然界中筛选出的好氧微生物的菌种对餐厨垃圾进行分解处理,在较高温度下绝大部分杂菌被杀灭,也不易产生臭气,在处理方式上机械化程度高,自动化程度高,能集约化处理,所以称为餐厨垃圾处理的重要方式。但是发酵速度和时间是影响该技术应用的关键因素,现有技术发酵速度慢,所需时间较长。
因此,需要对现有技术进行改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效的餐厨垃圾资源化利用装置。
本实用新型提供一种餐厨垃圾资源化利用装置,包括收集系统、粉碎系统、脱水系统和微生物好氧发酵系统;
所述收集系统包括收集口和与收集口连通的连接管;
所述粉碎系统包括粉粹腔和粉粹机电机,粉粹腔上设置有与粉粹腔内腔连通的粉粹腔进料口和粉粹腔出料口;所述粉粹腔内腔中设置有与粉粹机电机连接的刀架;
所述连接管与粉粹腔进料口连通;
所述脱水系统包括过滤筒体、油水收集器和脱水机电机;所述过滤筒体上设置有与过滤筒体内腔连通的过滤筒体进料口和过滤筒体出料口;所述油水收集器与过滤筒体连通;所述过滤筒体内腔中设置有与脱水机电机连接的脱水机螺旋体;
所述粉粹腔出料口与过滤筒体进料口连通;
所述微生物好氧发酵系统包括发酵池、搅拌机电机、用于加热发酵池的辅助加热装置和用于循环热量的热量传导装置,所述发酵池内腔中设置有与搅拌机电机连接的搅拌器;所述搅拌器上设置有用于补充发酵池内腔中空气的空气泵;所述发酵池上设置有与发酵池内腔连通的发酵池进料口、发酵池出料口和微生物加入口,发酵池内腔中设置有温度传感器和湿度传感器;
所述过滤筒体出料口与发酵池进料口连通;
所述热量传导装置包括设置在粉粹机电机、脱水机电机、搅拌机电机和发酵池周围的循环水管;所述循环水管中设置有推动水循环的推动装置;所述循环水管上设置有用于补充水的水泵。
作为对本实用新型餐厨垃圾资源化利用装置的改进:还包括控制器;所述控制器与粉粹机电机、脱水机电机、搅拌机电机、温度传感器、湿度传感器、空气泵、水泵、推动装置和辅助加热装置电连接。
作为对本实用新型餐厨垃圾资源化利用装置的进一步改进:所述收集系统还包括用于将垃圾送入收集口的垃圾提升机,收集口上设置有可以开启关闭的收集盖。
作为对本实用新型餐厨垃圾资源化利用装置的进一步改进:所述发酵池上设置有与发酵池内腔连通的除臭装置。
本实用新型的技术优势为:
1、发酵过程中,采用有效菌种同时配合温度、湿度和氧气浓度等条件控制,从而大大的加快了有机物好氧发酵和堆肥的速度,减少了堆肥时间,特别适用于日常家庭单位的处理需求;
2、利用电机运转的产生的热量来实现微生物好氧发酵系统的加热,通过冷却水流动传热,将粉碎系统、脱水系统和搅拌系统中电机的产生的热量通过水泵调节的水循环来控制来控制发酵池的温度,从而实现热量的循环利用,降低发酵能耗,同时能延长电机的使用寿命。
3、实现了餐厨垃圾收集、破碎、脱水和发酵堆肥一体化,解决现在餐厨垃圾处理方式难度大,效率低,同时会产生二次污染的问题。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本实用新型餐厨垃圾资源化利用装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述,但本实用新型的保护范围并不仅限于此。
实施例1、餐厨垃圾资源化利用装置,如图1所示,包括收集系统、粉碎系统、脱水系统、微生物好氧发酵系统和控制器。收集系统、粉碎系统、脱水系统和微生物好氧发酵系统依次连接。
收集系统包括收集口12、设置在收集口12上可以开启关闭的收集盖11、用于将餐厨垃圾送入收集口12的垃圾提升机14和与收集口12连接的连接管13。
粉碎系统包括粉粹腔2和粉粹机电机24,粉粹腔2上设置有与粉粹腔2内腔连通的粉粹腔进料口21和粉粹腔出料口23,粉粹腔2内腔中设置有与粉粹机电机24连接的刀架22。粉粹机电机24能带动刀架22粉碎餐厨垃圾,刀架22采用双轴轮带动锯齿往中间压轧和剪切的方式实现粉碎。收集系统的连接管13与粉碎系统的粉粹腔进料口21连通,餐厨垃圾通过粉粹腔进料口21进入粉粹腔2,在粉粹腔2中被刀架22粉碎处理。
脱水系统包括过滤筒体3、油水收集器33和脱水机电机36,过滤筒体3上设置有与过滤筒体3内腔连通的过滤筒体进料口31和过滤筒体出料口34,过滤筒体3中设置有与脱水机电机36连接的脱水机螺旋体32,脱水机螺旋体32上设置有螺旋状叶片,螺旋状叶片外设有多孔过滤网;油水收集器33与过滤筒体3连通,过滤筒体3内腔与脱水机螺旋体32的螺旋状叶片之间形成螺旋状通路,螺旋状通路随餐厨垃圾传送的行进方向阶梯型变小,脱水机电机36能带动脱水机螺旋体32旋转使餐厨垃圾脱水。粉碎系统的粉粹腔出料口23与脱水系统的过滤筒体进料口31连通,被粉碎处理后的餐厨垃圾在脱水系统进行脱水处理,脱水处理产生的油水进入油水收集器33,在油水收集器33中将油水分离,油水收集器33中收集的油水混合物可以单独处理后在排放,油状物质漂在上层。
微生物好氧发酵系统包括发酵池4、搅拌器42、搅拌机电机47、用于加热发酵池4的辅助加热装置6和用于循环热量的热量传导装置,热量传导装置包括设置在粉粹机电机24、脱水机电机36、搅拌机电机47和发酵池4四周的循环水管5,(图1中为了图面的整洁未在搅拌机电机47四周画出循环水管5),循环水管5中设置有推动水循环的推动装置51;循环水管5上设置有用于补充水的水泵52,热量传导装置可将粉粹机电机24、脱水机电机36和搅拌机电机47运转产生的热量传导至发酵池4,在发酵池4内壁上布置水管和循环水管5连通,实现电机热量的再利用。发酵池4内腔中设置有搅拌器42,发酵池4上设置有与发酵池4内腔连通的发酵池进料口41、发酵池出料口45、微生物加入口46和除臭装置43,发酵池4内腔中设置有温度传感器44和湿度传感器48。除臭装置43和发酵池4之间设置有单向瓣膜,所以臭味气体只能从发酵池4到除臭装置43而无法从除臭装置43到发酵池4,除臭装置43 主要利用活性炭达到除臭目的。搅拌器42与搅拌机电机47连接,搅拌机电机47能带动搅拌器42旋转将菌种与餐厨垃圾充分搅拌。搅拌器42为螺带式搅拌器,而且螺带式搅拌器主轴上设有若干开孔,开孔沿主轴方向按一定的间距均匀布置,开孔大小1~2mm,主轴一端封闭,一端连通有用于补充空气的空气泵49,空气泵49可以经主轴从开孔向发酵池4内腔充入氧气。
脱水系统中的过滤筒体出料口34与微生物好氧发酵系统中的发酵池进料口41连通,被脱水处理后的餐厨垃圾在微生物好氧发酵系统中发酵处理,同时调节合适温度,如果发酵池 4中氧气不足,可以通过空气泵49为发酵池4提供氧气,实现快速发酵。如果湿度传感器48 检测到发酵池4中的湿度过高,可以通过微生物加入口46向发酵池4中加入木屑。发酵池4 设置在循环水管5底端附近。
餐厨垃圾通过收集系统进入粉碎系统和脱水系统中,餐厨垃圾经过粉碎处理和脱水处理,餐厨垃圾水分控制在40~50%左右,然后餐厨垃圾自动投放入微生物好氧发酵系统中,餐厨垃圾添加完毕后,通过微生物加入口46向发酵池4添加菌种。微生物好氧发酵系统中发酵池4 的温度控制在60~80℃,含氧量控制在15~18%,本实用新型可连续24小时自动运行。经过 6~12小时连续不断的处理后,90%的餐厨垃圾代谢成水蒸气和生物热能达标排放,10%的餐厨垃圾变成有机肥排出。对调粉碎系统和脱水系统先后顺序,改为收集系统、脱水系统、粉碎系统和微生物好氧发酵系统依次连接,同样可以处理餐厨垃圾。
粉粹机电机24、脱水机电机36和搅拌机电机47三个电机在工作时产生大量热量,通过热传导传到循环水管5中的流动水中,流动水吸收大量电机产生的热量,避免由于电机过热产生的问题,大大增加粉粹机电机24、脱水机电机36和搅拌机电机47的使用寿命。当餐厨垃圾经过粉碎系统和脱水系统进入发酵池4中进行发酵时,推动装置51停止工作,在重力作用下,循环水管5中的水沉积在循环水管5底端的发酵池4附近,根据热传导由高温传到低温,从而对发酵池4进行温度调节,因为循环水管5中的水为循环水,大大的节约了水资源,水还可以循环利用。
因为水的比热容较大,所以当循环水管5中流动水吸收了粉粹机电机24、脱水机电机36 和搅拌机电机47中足够的热量后,在较长时间内可以持续的调节发酵池4中的温度,同时辅助加热装置6会工作共同进行温度调节,大大节省了能源。当吸收的热量用完时,水泵52会将循环水管5中的水抽走,比起传统发酵桶持续加热的现状,本产品更加节能环保,符合可持续发展的科学发展观。
控制器与粉粹机电机24、脱水机电机36、搅拌机电机47、温度传感器44、湿度传感器48、空气泵49、水泵52、推动装置51和辅助加热装置6电连接。控制器可以采用美国艾默生电气有限公司生产的CC-101型食物垃圾处理控制器。
本实用新型的使用过程:
启动控制器,控制器控制水泵52向循环水管5中补充水,控制推动装置51推动水在循环水管5中循环流动;
利用垃圾提升机14将餐厨垃圾送入收集口12,餐厨垃圾经过连接管13通过粉粹腔进料口21进入粉粹腔2内腔中,控制器控制粉粹机电机24运行,粉粹机电机24带动刀架22运行将餐厨垃圾粉碎变为小颗粒,被粉碎后的餐厨垃圾经粉粹腔出料口23通过过滤筒体进料口 31进入过滤筒体3,控制器控制粉粹机电机24停止工作;
控制器控制脱水机电机36运行,在过滤筒体3中,脱水机电机36带动脱水机螺旋体32 转动将被粉碎后的餐厨垃圾脱水处理,其中脱水处理产生的油水进入油水收集器33,油状物质漂在上层;脱水处理完成后,脱水处理后的餐厨垃圾经过滤筒体出料口34经发酵池进料口 41进入发酵池4,控制器控制脱水机电机36停止工作;
从微生物加入口46向发酵池4加入菌种,在发酵池4中,控制器控制搅拌机电机47运行,搅拌机电机47带动搅拌器42转动,使菌种和餐厨垃圾混合均匀,当混合均匀后开始发酵,控制器控制搅拌机电机47停止工作;
循环水管5中的水吸收粉粹机电机24、搅拌机电机47和脱水机电机36运行产生的热能;
当粉粹机电机24、脱水机电机36和搅拌机电机47都停止工作时,控制器控制推动装置 51停止工作,通过重力的作用循环水管5中的水会沉积在循环水管5底端的发酵池4附近,控制器通过温度传感器44检测发酵池4中的温度,之后控制器控制辅助加热装置6开始工作,同循环水管5共同加热发酵池4,实现能量利用的最大化,同时也节约了一定量的能量;当循环水管5中吸收的热量用完时(如在循环水管5上设置温度计,当温度计显示的温度和室温相同时即为循环水管5中吸收的热量用完),控制器控制水泵52将循环水管5中的水抽走,由辅助加热装置6单独加热发酵池4;
经过一段时间,发酵处理完成后,餐厨垃圾部分转变成水蒸气和生物热能达标排放,另一部分变成有机肥从发酵池出料口45排出。
最后应说明的是:以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照签署各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前处各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例方案的范围。

Claims (4)

1.餐厨垃圾资源化利用装置,其特征在于:包括收集系统、粉碎系统、脱水系统和微生物好氧发酵系统;
所述收集系统包括收集口(12)和与收集口(12)连通的连接管(13);
所述粉碎系统包括粉粹腔(2)和粉粹机电机(24),粉粹腔(2)上设置有与粉粹腔(2)内腔连通的粉粹腔进料口(21)和粉粹腔出料口(23);所述粉粹腔(2)内腔中设置有与粉粹机电机(24)连接的刀架(22);
所述连接管(13)与粉粹腔进料口(21)连通;
所述脱水系统包括过滤筒体(3)、油水收集器(33)和脱水机电机(36);所述过滤筒体(3)上设置有与过滤筒体(3)内腔连通的过滤筒体进料口(31)和过滤筒体出料口(34);所述油水收集器(33)与过滤筒体(3)连通;所述过滤筒体(3)内腔中设置有与脱水机电机(36)连接的脱水机螺旋体(32);
所述粉粹腔出料口(23)与过滤筒体进料口(31)连通;
所述微生物好氧发酵系统包括发酵池(4)、搅拌机电机(47)、用于加热发酵池(4)的辅助加热装置(6)和用于循环热量的热量传导装置,所述发酵池(4)内腔中设置有与搅拌机电机(47)连接的搅拌器(42);所述搅拌器(42)上设置有用于补充发酵池(4)内腔中空气的空气泵(49);所述发酵池(4)上设置有与发酵池(4)内腔连通的发酵池进料口(41)、发酵池出料口(45)和微生物加入口(46),发酵池(4)内腔中设置有温度传感器(44)和湿度传感器(48);
所述过滤筒体出料口(34)与发酵池进料口(41)连通;
所述热量传导装置包括设置在粉粹机电机(24)、脱水机电机(36)、搅拌机电机(47)和发酵池(4)周围的循环水管(5);所述循环水管(5)中设置有推动水循环的推动装置(51);所述循环水管(5)上设置有用于补充水的水泵(52)。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾资源化利用装置,其特征在于:还包括控制器;所述控制器与粉粹机电机(24)、脱水机电机(36)、搅拌机电机(47)、温度传感器(44)、湿度传感器(48)、空气泵(49)、水泵(52)、推动装置(51)和辅助加热装置(6)电连接。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾资源化利用装置,其特征在于:所述收集系统还包括用于将垃圾送入收集口(12)的垃圾提升机(14),收集口(12)上设置有可以开启关闭的收集盖(11)。
4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾资源化利用装置,其特征在于:所述发酵池(4)上设置有与发酵池(4)内腔连通的除臭装置(43)。
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