CN211726925U - 一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置。包括太阳能热水器、高位水箱、储热水箱和发酵处理主机；高位水箱的第一进水口连接至太阳能热水器的出水口、第一出水口连接至太阳能热水器的进水口且在连接管路上设有水泵；高位水箱的第二出水口连接至储热水箱的第一进水口，储热水箱的第一出水口连接至高位水箱的第二进水口且在连接管路上设有水泵；发酵处理主机的进水口同时连接至高位水箱的第三出水口和储热水箱的第二出水口且在连接管路上设有水泵，发酵处理主机的出水口同时连接至高位水箱的第三进水口和储热水箱的第二进水口。本实用新型结构简单、便于搭建，合理利用了太阳能作为补充热能，降低了设备对电力的依赖。

Description

一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置

技术领域

本实用新型属于垃圾处理设备技术领域，尤其涉及一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置。

背景技术

目前，在很多偏远地区，如偏远山区、吹填陆域，居住人员在日常生产生活中会产生大量餐厨垃圾，如变质食材、剩饭剩菜等，若处理不及时会产生异味、滋生蝇虫，进而形成疫情隐患，导致居住人员健康受到显著影响。为此，多种移动式餐厨垃圾好氧发酵设备应运而生，这类设备多要求餐厨垃圾含水率小于60％，且很多发酵设备采用单一电加热方式来提高系统温度，加速餐厨垃圾的脱水、发酵过程。

由于这类设备仅采用电加热方式，因此在设备运行过程中会消耗大量的电能来加热传热介质，也就是上述设备对电能消耗较大，这导致上述设备在电力缺乏的地区使用受限。而我国广大地区尤其是低纬度地区太阳光照充足，拥有丰富的太阳能资源，若对其加以利用即将太阳能作为餐厨垃圾发酵设备的补充加热能源，便能解决设备高耗电的问题，降低设备对电力的依赖，提升设备推广使用的便利性。

因此，亟需提出一种以太阳能为辅助加热能源的餐厨垃圾脱水发酵装置，降低设备对电力的依赖。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构合理、便于搭建的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，合理利用太阳能作为补充热能，降低设备对电力的依赖。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置包括太阳能热水器、高位水箱、储热水箱和发酵处理主机；发酵处理主机包括由支撑立柱支撑的筒体，筒体由内筒体和外筒体构成，两者之间构成加热水腔；在筒体的顶部设有顶板、底部设有锥形底；在顶板上安装有排气管道、送气管道和进料管道，送气管道的下端延伸至锥形底的上方并连接有带有气孔的分气管；在顶板的中部还设有轴座，在轴座内安装有下端延伸至内筒体的内腔底部的搅拌轴，在搅拌轴的下端安装有搅拌叶轮，还包括驱动搅拌轴的驱动电机；在锥形底的底部设有带有扣盖的出料管；在内筒体与外筒体之间设有多个电热丝，在外筒体的侧壁中上部设有出水口、侧壁的中下部设有进水口；高位水箱的第一进水口连接至太阳能热水器的出水口、第一出水口连接至太阳能热水器的进水口且在连接管路上设有水泵；高位水箱的第二出水口连接至储热水箱的第一进水口，储热水箱的第一出水口连接至高位水箱的第二进水口且在连接管路上设有水泵；发酵处理主机的进水口同时连接至高位水箱的第三出水口和储热水箱的第二出水口且在连接管路上设有水泵，发酵处理主机的出水口同时连接至高位水箱的第三进水口和储热水箱的第二进水口。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计合理的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，与现有的脱水发酵装置相比，本实用新型中通过设置装置由太阳能热水器、高位水箱、储热水箱、发酵处理主机以及连接管路构成，达到了通过太阳能热水器获取太阳能并将太阳能蓄能储存在高位水箱和储热水箱内的效果。通过在水箱和发酵处理主机之间建立热水循环，实现了将储存的热能向发酵处理主机输送供应的技术效果。配合发酵处理主机自身的电加热功能，共同保证了餐厨垃圾发酵所需的温度环境。输送太阳能热能后，发酵处理主机对电能的需求量减少，在某些条件下太阳能热能甚至能够完全替代电能，因此本装置适用于电力供应不稳定、电力缺乏的偏远地区，降低了对电能的依赖后更易于在上述地区进行推广使用。

优选地：太阳能热水器的进水口还通过管路连接至水源，且在该管路上设有电磁阀。

优选地：在高位水箱的第一出水口与太阳能热水器的进水口之间的管路上还设有电磁阀。

优选地：在发酵处理主机的进水口与高位水箱的第三出水口、储热水箱的第二出水口之间的管路上均设有电磁阀；在发酵处理主机的出水口与高位水箱的第三进水口、储热水箱的第二进水口之间的管路上均设有电磁阀。

优选地：电热丝设置有六个，沿周向方向等角度间隔设置。

优选地：在筒体上还安装有上中下三组温度传感器，温度传感器横置在内筒体与外筒体之间，测量端头位于内筒体的内腔。

优选地：在高位水箱和储热水箱两者的顶部均设有排气管，在高位水箱和储热水箱两者的底部均设有带有球阀的排水管。

优选地：还包括集装箱，太阳能热水器安装在集装箱的顶部，高位水箱安装在集装箱内的高位位置，储热水箱安装在集装箱内的低位位置，发酵处理主机安装在集装箱内。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中发酵处理主机的结构示意图。

图中：1、太阳能热水器；2、高位水箱；3、储热水箱；4、发酵处理主机；4-1、驱动电机；4-2、排气管道；4-3、顶板；4-4、送气管道；4-5、进料管道；4-6、搅拌轴；4-7、出水口；4-8、电热丝；4-9、温度传感器；4-10、进水口；4-11、支撑立柱；4-12、锥形底；4-13、出料管；4-14、扣盖；4-15、分气管；4-16、内筒体；4-17、外筒体；4-18、搅拌叶轮。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置包括太阳能热水器1、高位水箱2、储热水箱3和发酵处理主机4。其中，太阳能热水器1用于获取太阳能，高位水箱2和储热水箱3两者用于储存热水，因而应该都具备一定的保温能力(可以在水箱箱体的外侧设置保温层)，发酵处理主机4用于对餐厨垃圾进行脱水发酵处理。

本脱水发酵装置结构紧凑，符合壳装化的要求，因此本实施例中，整套装置可以安装在集装箱内，太阳能热水器1安装在集装箱的顶部，高位水箱2安装在集装箱内的高位位置，储热水箱3安装在集装箱内的低位位置，发酵处理主机4安装在集装箱内。集成化、壳装化的方式便于进行转移输送，组装后便于向偏远地区进行整体式转移，也便于在不同地区之间进行转移输送。

请参见图2，发酵处理主机4包括由支撑立柱4-11支撑的筒体，筒体由内筒体4-16和外筒体4-17构成，两者之间构成加热水腔，也就是筒体为双层结构，用于加热的热水在加热水腔中流通，对内筒体4-16内的餐厨垃圾进行加热升温。为了令筒体具备更好的保温效果，可以在外筒体4-17的外部包覆保温材料层。

在筒体的顶部设有顶板4-3、底部设有锥形底4-12，如图中所示，内筒体4-16与外筒体4-17两者的顶部边缘均与顶板4-3密封焊接固定，两者的底部边缘均与锥形底4-12密封焊接固定。

在顶板4-3上安装有排气管道4-2、送气管道4-4和进料管道4-5，送气管道4-4的下端延伸至锥形底4-12的上方并连接有带有气孔的分气管4-15。送气管道4-4连接至鼓风机，在鼓风机的作用下，外界空气经由送气管道4-4进入筒体并经由分气管4-15的各气孔排出进入内筒体4-16中，向上通过上方的餐厨垃圾，提供氧气的同时带走水汽，潮湿的水汽经由排气管道4-2排出。在进料管道4-5上安装盖板，在非投料时盖板将进料管道4-15的上端封闭。由于排气管道4-2排出的水汽预冷会冷凝成水，因此应该在排气管道4-2上连接排水管路，排水管路将冷凝的水引导排出集装箱之外。

在顶板4-3的中部还设有轴座，在轴座内安装有下端延伸至内筒体4-16的内腔底部的搅拌轴4-6，在搅拌轴4-6的下端安装有搅拌叶轮4-18，还包括驱动搅拌轴4-6的驱动电机4-1。在驱动电机4-1的驱动下，搅拌轴4-6带动搅拌叶轮4-18转动，对内部的餐厨垃圾进行翻搅，令好氧发酵的过程更均匀地进行，同时有利于水汽排出，保持餐厨垃圾发酵的合适含水率。

在锥形底4-12的底部设有带有扣盖4-14的出料管4-13，在发酵进程中，扣盖4-14关闭，发酵进程结束后，打开扣盖4-14将内容物排出。

在内筒体4-16与外筒体4-17之间设有多个电热丝4-8，在外筒体4-17的侧壁中上部设有出水口4-7、侧壁的中下部设有进水口4-10，热水从进水口4-10进入，经过加热水腔后从出水口4-7排出。电热丝4-8用于提供主动加热功能，各电热丝4-8通电后对加热水腔内的热水进行加热升温。

本实施例中，电热丝4-8设置有六个，沿周向方向等角度间隔设置，采用螺旋式电热丝，提供足够的加热能力，各电热丝4-8安装固定在内筒体4-16的外壁上，在外筒体4-17的侧壁上设置线孔，各电热丝4-8的电源线从线孔穿出，可以采用在线孔上打密封胶的形式将线孔位置封闭。

为了测量筒体内的温度，本实施例中，在筒体上还安装有上中下三组温度传感器4-9，温度传感器4-9横置在内筒体4-16与外筒体4-17之间，测量端头位于内筒体4-16的内腔。具体地，可以在内筒体4-16与外筒体4-17之间设置多个横向贯通的套管作为各温度传感器4-9的基座，将温度传感器4-9插入各套管内，令其内部伸入内筒体4-16的内腔，可以采用在套管外端打密封胶的形式将套管外端封闭。

高位水箱2包括三个进水口和三个出水口，储热水箱3包括两个进水口和两个出水口。

高位水箱2的第一进水口连接至太阳能热水器1的出水口、第一出水口连接至太阳能热水器1的进水口且在连接管路上设有水泵。上述管路和水泵构成了热水在太阳能热水器1与高位水箱2之间的循环，太阳能热水器1获取太阳能令内部水源温度升高，上述热水循环令热能输送给高位水箱2内的水源，令水源温度升高。

在初始使用时以及运行过程中需要向系统内补水，则本实施例中，太阳能热水器1的进水口还通过管路连接至水源，且在该管路上设有电磁阀。初始投入使用时，电磁阀打开，外界水源通过管路向太阳能热水器1输送，直至最终储热水箱3、高位水箱2和太阳能热水器1内都注入足量的水源。

本实施例中，在高位水箱2的第一出水口与太阳能热水器1的进水口之间的管路上还设有电磁阀。该电磁阀与太阳能热水器1的水源管路上的电磁阀配合，实现对循环通路与水源通路的通断控制，也就是当处于补水过程时，高位水箱2的第一出水口与太阳能热水器1的进水口之间管路上的电磁阀管壁，补水管路上的电磁阀打开进行补水，补水完毕后，上述两个电磁阀转换状态，则建立高位水箱2与太阳能热水器1之间的热水循环。

高位水箱2的第二出水口连接至储热水箱3的第一进水口，储热水箱3的第一出水口连接至高位水箱2的第二进水口且在连接管路上设有水泵。上述管路和水泵构成了热水在高位水箱2与储热水箱3之间的循环，高位水箱2内的水源在重力作用下自行流动到储热水箱3内，在水泵的作用下再提升回流到高位水箱2内。因此，高位水箱2内的热水与储热水箱3内的热水共同升温。

发酵处理主机4的进水口4-10同时连接至高位水箱2的第三出水口和储热水箱3的第二出水口且在连接管路上设有水泵，发酵处理主机4的出水口4-7同时连接至高位水箱2的第三进水口和储热水箱3的第二进水口。也就是，高位水箱2和储热水箱3两者均向发酵处理主机4供应热水，发酵处理主机4回流的热水再进入高位水箱2和储热水箱3内。

本实施例中，在发酵处理主机4的进水口4-10与高位水箱2的第三出水口、储热水箱3的第二出水口之间的管路上均设有电磁阀；在发酵处理主机4的出水口4-7与高位水箱2的第三进水口、储热水箱3的第二进水口之间的管路上均设有电磁阀。

上述电磁阀用于控制热水循环，具体地：

(1)当进水口4-10与高位水箱2的第三出水口之间的电磁阀打开，出水口4-7与高位水箱2的第三进水口之间的电磁阀打开，其它两个电磁阀关闭，则在高位水箱2与发酵处理主机4之间建立热水循环；

(2)当进水口4-10与储热水箱3的第二出水口之间的电磁阀打开，出水口4-7与储热水箱3的第二进水口之间的电磁阀打开，其它两个电磁阀关闭，则在储热水箱3与发酵处理主机4之间建立热水循环。

上述两种模式取决于太阳能热水器1获取太阳能的情况，当阳光充足时，太阳能热水器1与高位水箱2之间的循环、高位水箱2与储热水箱3之间的循环打开，获取的热能加热高位水箱2和储热水箱3内的热水，当储存的热水水温升高到一定程度，太阳能热水器1与高位水箱2之间的循环可以断开，储热水箱3与发酵处理主机4之间的循环断开，高位水箱2与发酵处理主机4之间的循环接通，此时只使用高位水箱2内的热水，当高位水箱2内的热水温度降低，可以开启太阳能热水器1与高位水箱2之间的循环，继续补充热能。当阳光不充足时，则可以将储热水箱3与发酵处理主机4之间的循环接通，将高位水箱2与发酵处理主机4之间的循环断开，此时只使用储热水箱3内的热水。当储热水箱3内的热水水温下降到一定程度，高位水箱2与储热水箱3之间的循环可以接通，令储热水箱3内的水升温。

本实施例中，在高位水箱2和储热水箱3两者的顶部均设有排气管，在高位水箱2和储热水箱3两者的底部均设有带有球阀的排水管。运行中，两个水箱内产生的气体通过各自的排气管排出，通过打开排水管上的球阀能够将两个水箱内的水(也就是整个装置内的水)放出，这样有利于本装置进行转移移动以及清洁维护。由于本装置置入集装箱内，因此可以令排气管从集装箱的侧壁或者顶壁伸出，排出的气体直接进入周围环境，可以令排水管从集装箱的侧壁或者底壁伸出，排出的水直接进入周围环境。

搭建方式：

将太阳能热水器1安装在集装箱的顶部，调整好朝向以最大限度接收太阳能；将高位水箱2、储热水箱3和发酵处理主机4安装到集装箱内，安装设置各连接管路、电磁阀和水泵后得到整套装置；发酵处理主机4在设备厂预先进行组装加工，发酵处理主机4以组合体的方式向集装箱内进行安装。

运行过程：

初始情况下开启水源管路，向太阳能热水器1、高位水箱2和储能水箱3内注入足量的水；开启太阳能热水器1与高位水箱2、高位水箱2与储能水箱3之间的循环，水源吸收太阳能后升温；

将餐厨垃圾从进料口4-5送入内筒体4-16，开启鼓风机通过送风管道4-4向内部送入空气，各电热丝4-8通电进行加热，开启驱动电机4-1，搅拌叶轮4-18对餐厨垃圾进行缓慢搅拌，潮湿水汽经由排气管道4-2排出，冷凝的水从排水管路排放到集装箱外部；

建立高位水箱2与发酵处理主机4之间的循环或者建立发酵处理主机4与储能水箱3之间的循环或者同时建立上述两个循环，高位水箱2与储热水箱3两者之间的循环可以一直开启；

当阳光充足时，完成蓄热过程后可以只开启高位水箱2与发酵处理主机4之间的循环，也就是只使用高位水箱2内的热水；当阳光不足时，如太阳下山，则可以只开启储热水箱3与发酵处理主机4之间的循环，也就是只使用储热水箱3中的热水；当高位水箱2和储热水箱3内的水温都降低了，则开启高位水箱2与储热水箱3之间的循环；

通过各温度传感器16可以获知内部的温度(设置数码管显示器来查看上中下三层的平均温度值)，根据温度值的变化情况对发酵处理主机4以及上述循环通路的通断进行控制；若上中下三层温度差异较大，则可以调节驱动电机4-1令搅拌速度加快；若整体温度较低，则开启电热丝4-8、高位水箱2与发酵处理主机4之间的循环以及储热水箱3与发酵处理主机4之间的循环；若整体温度值维持较为平稳，则可以关闭电热丝4-8的供电，只采用太阳能方式供热；综合结果为，控制发酵温度保持在60±5℃。

完整的脱水发酵工艺为：

a.投入15公斤菌剂辅料；

b.均匀搅拌20分钟后，投入含水率低于70％的餐厨有机废弃物50公斤；

c.完成投料后关盖、锁盖，设备开始运转；

d.以后每天同一时间向发酵处理主机再投入相同量的餐厨有机废弃物；

e.连续运转一定时间后，通过进料口观察发酵处理主机内的垃圾量，若物料已达合理容量的上限，则需要出料后再投入餐厨垃圾；

f.出料时，停机并开倒转，出料口下端放置收纳容器，打开出料门，待筒内留有1/3物料时，关机并清理出料口，注意密封圈处必须清理干净，然后关好出料门并开正转，投入含水率低于70％的餐厨有机废弃物，完成投料后关盖、锁盖；

g.发酵处理主机完成出料两次以后，在下一次进料前，均应投入菌剂辅料。

操作过程中还应注意以下问题：

1)每次投料完成后，应相隔8-10小时左右通过进料口检查一次物料分解情况，若观察到物料还未完全分解，则需补充菌剂辅料500克，同时观察含水率情况，若发现含水率太高时，需添加辅料1-3公斤左右，以完善处理。

2)经常检查排水管路是否顺畅，若遇有堵塞应及时疏通，令冷凝水顺畅排出。

对采用本实用新型装置进行好氧发酵后的粉末状产物进行检测，其主要检测结果如下表1所示：

表1.好氧发酵产物检测结果

将检测结果与《有机肥料标准》(NY525-2002)中相应指标进行比较，可以发现采用本实用新型装置进行好氧发酵后的产物已基本达到有机肥料的标准。因此，本实用新型装置可以较低的电能消耗实现有机肥料的高效生产，是一种绿色环保的餐厨垃圾好氧发酵装置。

Claims (8)

1.一种用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：包括太阳能热水器(1)、高位水箱(2)、储热水箱(3)和发酵处理主机(4)；

发酵处理主机(4)包括由支撑立柱(4-11)支撑的筒体，筒体由内筒体(4-16)和外筒体(4-17)构成，两者之间构成加热水腔；在筒体的顶部设有顶板(4-3)、底部设有锥形底(4-12)；在顶板(4-3)上安装有排气管道(4-2)、送气管道(4-4)和进料管道(4-5)，送气管道(4-4)的下端延伸至锥形底(4-12)的上方并连接有带有气孔的分气管(4-15)；在顶板(4-3)的中部还设有轴座，在轴座内安装有下端延伸至内筒体(4-16)的内腔底部的搅拌轴(4-6)，在搅拌轴(4-6)的下端安装有搅拌叶轮(4-18)，还包括驱动搅拌轴(4-6)的驱动电机(4-1)；在锥形底(4-12)的底部设有带有扣盖(4-14)的出料管(4-13)；在内筒体(4-16)与外筒体(4-17)之间设有多个电热丝(4-8)，在外筒体(4-17)的侧壁中上部设有出水口(4-7)、侧壁的中下部设有进水口(4-10)；

高位水箱(2)的第一进水口连接至太阳能热水器(1)的出水口、第一出水口连接至太阳能热水器(1)的进水口且在连接管路上设有水泵；高位水箱(2)的第二出水口连接至储热水箱(3)的第一进水口，储热水箱(3)的第一出水口连接至高位水箱(2)的第二进水口且在连接管路上设有水泵；发酵处理主机(4)的进水口(4-10)同时连接至高位水箱(2)的第三出水口和储热水箱(3)的第二出水口且在连接管路上设有水泵，发酵处理主机(4)的出水口(4-7)同时连接至高位水箱(2)的第三进水口和储热水箱(3)的第二进水口。

2.如权利要求1所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：太阳能热水器(1)的进水口还通过管路连接至水源，且在该管路上设有电磁阀。

3.如权利要求2所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：在高位水箱(2)的第一出水口与太阳能热水器(1)的进水口之间的管路上还设有电磁阀。

4.如权利要求3所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：在发酵处理主机(4)的进水口(4-10)与高位水箱(2)的第三出水口、储热水箱(3)的第二出水口之间的管路上均设有电磁阀；在发酵处理主机(4)的出水口(4-7)与高位水箱(2)的第三进水口、储热水箱(3)的第二进水口之间的管路上均设有电磁阀。

5.如权利要求4所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：电热丝(4-8)设置有六个，沿周向方向等角度间隔设置。

6.如权利要求5所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：在筒体上还安装有上中下三组温度传感器(4-9)，温度传感器(4-9)横置在内筒体(4-16)与外筒体(4-17)之间，测量端头位于内筒体(4-16)的内腔。

7.如权利要求6所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：在高位水箱(2)和储热水箱(3)两者的顶部均设有排气管，在高位水箱(2)和储热水箱(3)两者的底部均设有带有球阀的排水管。

8.如权利要求7所述的用于小型餐厨垃圾处理装备的脱水发酵装置，其特征是：还包括集装箱，太阳能热水器安装在集装箱的顶部，高位水箱(2)安装在集装箱内的高位位置，储热水箱(3)安装在集装箱内的低位位置，发酵处理主机(4)安装在集装箱内。

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