CN215965449U

CN215965449U - 餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备

Info

Publication number: CN215965449U
Application number: CN202122277675.9U
Authority: CN
Inventors: 周立祥
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2021-09-18
Filing date: 2021-09-18
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2031-09-18

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，属于垃圾处理领域。设备包括餐厨垃圾渣进料布料系统、蝇蛆培养系统、虫料分离系统以及保温除臭除湿系统；所述进料布料系统用于将餐厨垃圾渣输送至蝇蛆培养系统；所述蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载餐厨垃圾渣和接种虫卵，利用餐厨垃圾渣培养蝇蛆幼虫；培养完成后，所述虫料分离系统用于分离经过蝇蛆培养系统培养得到的幼虫和蛆粪渣；所述保温除臭除湿系统用于调控所述蝇蛆培养系统的温度、湿度及空气质量。该设备形成集投料、接种、培养、虫料分离于一体的生产流水线，可直接处理餐厨垃圾渣而无需再加辅料调理，能够实现机械化运行，对大规模产业化应用具有积极推动作用。

Description

餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，更具体地说，涉及一种餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备及方法。

背景技术

餐厨垃圾是餐饮垃圾和厨余垃圾的总称。前者是指餐饮商户(宾馆、酒楼、企事业单位食堂等)在食物加工和饮食消费后产生的食物残余，后者则主要指居民家庭生活中产生的食物残余，是城市生活垃圾分类出来的“湿垃圾”的主要成分，也是城市有机固体废物的主要成分之一。2020年我国年餐厨垃圾产生量在1.28 亿t左右，日产生35万t，人均日产生量0.25kg。为杜绝环境污染和源于餐厨垃圾的“回收油”重上餐桌，2010年国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部启动了国家餐厨垃圾无害化处理与资源化利用试点城市建设，迄今已批准5批共 100个城市为试点城市。更多的非试点城市也相继建设餐厨垃圾处理厂以集中处理餐厨垃圾。按十三五规划要求，2020年餐厨垃圾处理能力应达到5.59万吨/ 日。即便如此，与我国餐厨垃圾巨大产生量相比，处理率也仅有15％，说明我国餐厨垃圾处理的市场空间巨大，未来还会有更多的餐厨垃圾处理厂被建设和运行。值得指出的是，目前餐厨垃圾处理厂实际上大多数处理餐饮垃圾，少部分是将餐饮垃圾和厨余垃圾混合处理，而单独处理厨余垃圾的餐厨垃圾处理厂仍不多见。

目前，国内外餐厨垃圾处理和资源化利用主要是以厌氧消化产沼为主，占比 75％以上。餐厨垃圾厌氧发酵前需经分拣-破碎-制浆-高温蒸煮-三相分离(粗油脂、浓浆水和浆渣)等预处理环节，将分离产生的浓浆水进入全混式厌氧消化罐 (CSTR)发酵产沼。在三相分离过程中，会产生颗粒相对较小，均匀，含水率和有机质都很高的三相分离浆渣(以下简称“餐厨垃圾渣”)，它们极易腐败发臭，必须及时处理或资源化利用。

餐厨垃圾渣的成分与性质主要取决于餐厨垃圾来源和预处理工艺。不同季节当地居民饮食习惯在很大程度上影响到餐厨垃圾的构成。而预处理中，提油与否及提油方式则进一步影响到餐厨垃圾渣的成分。预处理后分离出的新鲜渣外观呈黄色泥状，有酸臭味。表1是申请人在2018-2021年期间对不同餐厨垃圾处理厂 (均处理餐饮垃圾)三相分离渣的基本成分和性质的分析结果。

表1餐厨垃圾处理厂三相分离渣基本理化性质^a

注：^a有机质和氮磷钾含量为干基计。b指氮磷钾之和(N+P₂O₅+K₂O)

总体上看，餐厨垃圾渣呈酸性(餐厨垃圾一经放置1-3d，就会明显酸化)，含水率高(75％-80％)，有机质(85％-90％)和总养分(6％-8％)丰富，几乎不含有毒重金属(结果未显示)。有机质主要是蛋白质、淀粉、油脂、纤维等构成，因此，它是一种较好的有机肥料原料，也可无害化后作为动物饲料。目前，这种易腐败的餐厨垃圾渣在一些餐厨垃圾处理厂采用直接或二次研磨打浆后与三相分离的水相再度混合和搅拌匀质，然后送往厌氧反应罐进行中温或高温厌氧发酵。但大多数是外运填埋或焚烧处理，少量用于堆肥，但因水分含量高，极大影响了处理效果，而且其营养成分也没有得到高值化利用。

提高餐厨垃圾处理的产出和收益对餐厨垃圾处理厂可持续运营十分重要。目前餐厨垃圾处理厂的主要收益来源于政府补贴(多数在200-300元/t)，但也仅仅抵消处理成本或略有盈余。通过三相分离提取毛油是餐厨垃圾处理厂提高其经济效益的重要举措，但餐饮垃圾中毛油含量一般仅在2％-5％。厌氧发酵产沼，沼气用于发电或提纯作为车载燃气虽也是资源化途径，但维持厌氧发酵成本不低，尤其沼液的处理成本高昂，在这个环节多数是负收益。将餐厨处理厂产生的浆渣高值化利用，不但可解决其出路问题，还能产生较大经济效益。

双翅目昆虫(如黑水虻、苍蝇等)是属于完全变态的昆虫，经历虫卵-幼虫- 虫蛹-成虫四个形态完全不同的阶段。虫卵洁白，颗粒细小(大约1mm)，孵化后可从无翅的幼虫(蛆或孑孓)经过化蛹后变为只有一对翅膀能够飞翔的成虫。它们主要以腐败有机物为食。昆虫幼虫体内含丰富的抗菌肽、复合氨基酸、蛆油和几丁质等物质，在医药、保健和化工等领域有广泛的用途。其蛋白质含量更是高达60％以上，且氨基酸含量比鱼粉还高，是不可多得的动物蛋白资源。昆虫幼虫喜阴湿环境、在25-35℃下生长很快，具有怕光、成熟后停止采食并会爬出培养料等待化蛹的生活习性。采用昆虫法处理畜禽粪便(主要为规模化养猪场猪粪)在我国有较多报道，在餐厨垃圾处理上也有报道。其基本原理在于，利用餐厨垃圾或动物粪便作为培养料来培养虫卵，经3-15d，使虫卵逐渐变成成熟的幼虫，在其化蛹前收获。培养料残渣和幼虫粪便(虫沙，蛆粪)构成的固相残余(以下简称“蛆粪渣”)是一种优良的多功能有机肥(具有抗菌肽等防植物病虫害功能)。因此，利用昆虫幼虫处理餐厨垃圾渣可生产出动物蛋白(昆虫幼虫)和高端有机肥。新鲜幼虫可用于畜禽和水产养殖(如鸡、鱼、黄鳝、螃蟹、甲鱼等)，也可烘干后粉碎作为动物蛋白粉用于饲料添加剂，还可深加工，提取甲壳素、壳聚糖、几丁质多糖、蝇蛆油、天然抗菌肽、以及凝集素和干扰素等高端医药产品，用途极为广泛。

目前被广泛应用于处理鸡粪、猪粪及餐厨垃圾等废弃物方面的昆虫是黑水虻(Hermetiaillucens L.)，其幼虫被称为“凤凰虫”，是与蝇蛆、黄粉虫、大麦虫等齐名的资源昆虫。虽然其幼虫个体大(18×6mm)，但生命周期通常较长(35d)，废物处理时间常常需要2周左右。而家蝇(Musca domestica L.)是我国大部分地区最常见、数量最多的一种，生命周期短(8-13d)、其幼虫(蝇蛆)个体虽小 (5-13×2mm)，但生长迅速，处理废物时间通常只需4d，优势更为明显。但目前蝇蛆处理普遍存在的问题是工艺落后，包括：(1)占地面积大。处理单元主要为水泥地或硬地，因料层厚度只能3-5cm(太厚的料层会发酵升温，幼虫无法生存)，因此，处理单位质量的物料所需面积大；(2)处理时常需加辅料(麸皮，麦糠等) 调理，增加了成本和工序；(3)蛆料分离主要靠人工，费工费时，无法大规模生产；(4)卫生问题突出。主要是前期恶臭明显，且未收获完全而残余在培养料中的蝇蛆会很快化蛹进而蝶变成苍蝇乱飞，恶化环境；(5)无法实现机械化运行。

发明内容

1.要解决的问题

针对上述蝇蛆处理普遍存在的工艺落后问题，申请人经过近10年攻关，通过大量试验，研发了可多层动态蝇蛆处理餐厨垃圾渣的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备及方法，研发出集投料、接种、培养、虫料分离于一体的生产流水线，能够规模化运行；该流水线核心处理单元蝇蛆培养系统采用密封微负压环境下运行，臭气经收集后处理，可直接处理餐厨垃圾渣而无需再加辅料调理。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，包括餐厨垃圾渣进料布料系统、蝇蛆培养系统、虫料分离系统以及保温除臭除湿系统；

所述进料布料系统用于将餐厨垃圾渣输送至蝇蛆培养系统；

所述蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载接种虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养蝇蛆幼虫；培养完成后，输送带式养殖床能够将虫料输送至虫料分离系统，实现动态处理；

所述虫料分离系统用于分离经过蝇蛆培养系统培养得到的蝇蛆幼虫和蛆粪渣；

所述保温除臭除湿系统用于调控所述蝇蛆培养系统的温度、湿度及空气质量。

优选地，所述蝇蛆培养系统内设有多层输送带式养殖床，所述多层为大于等于2层。

优选地，多层所述输送带式养殖床的层间距为30-50cm。

优选地，所述输送带式养殖床为铺设有孔径细密(40-100目)的培养网的钢丝网输送带；所述培养网在输送带式养殖床两侧边缘连续以60°向内倾角向外延伸，形成防爬围挡网。

优选地，所述进料布料系统包括料斗、布料传送皮带和布料装置，所述布料传送皮带上每隔一定距离设置横向向上凸起的刮板；所述布料传送皮带的输送末端设置均衡布料装置，所述均衡布料装置包括匀料挡板，所述匀料挡板下部开有与皮带同宽的进料口，所述进料口安装倒三角齿耙，使所述布料传送皮带上输送来的物料通过该匀料挡板时，自动布置成不超过进料口高度厚度的薄层料，均匀布满在输送带式养殖床上。

优选地，所述蝇蛆培养系统设置于密闭的蝇蛆养殖房中。

优选地，所述保温除臭除湿系统包括用于保温所述蝇蛆培养系统的散热片，所述散热片置于所述输送带式养殖床下方。

优选地，所述保温除臭除湿系统还包括抽风除湿除臭装置，所述抽风除湿除臭装置包括置于所述输送带式养殖床上方的臭气收集管，所述收集管上间隔设置多个气孔；所述臭气收集管通过抽风机与臭气脱除塔下部连接，所述臭气脱除塔上部设置净气回用输送管，净气回用输送管的另一端连接蝇蛆培养系统。

优选地，所述输送带式养殖床的进料起始端中心点上方设有虫卵容器，所述虫卵容器底部设有用于虫卵流出的开孔。

优选地，所述进料布料系统包括由可升降支架支撑的进料输送机，所述进料输送机末端设有置于蝇蛆养殖房中的多层输送带式养殖床，所述输送带式养殖床末端设有出料收集管，所述出料收集管末端设有出料输送机，所述出料输送机末端设有用于虫料分离的风力分选机；

所述保温除臭除湿系统包括用于保温所述蝇蛆培养系统的散热片，所述散热片置于所述输送带式养殖床下方；还包括抽风除湿除臭装置，所述抽风除湿除臭装置包括置于所述输送带式养殖床上方的臭气收集管，所述收集管上间隔设置多个气孔；所述臭气收集管通过抽风机与臭气脱除塔下部连接，所述臭气脱除塔上部设置净气回用输送管，净气回用输送管的另一端连接蝇蛆培养系统。

本发明还提供一种餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法，包括以下步骤：

S1将餐厨垃圾分拣除杂后，将其破碎制浆、高温蒸煮，将得到的油相、浆渣及水相三相分离；

S2将所述浆渣接种蝇蛆虫卵，培养特定时间得到幼虫和蛆粪渣；

S3进行虫料分离。

优选地，所述步骤S2和步骤S3通过餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备实现，所述设备包括餐厨垃圾渣进料布料系统、蝇蛆培养系统、虫料分离系统以及保温除臭除湿系统；

所述进料布料系统用于将餐厨垃圾渣输送至蝇蛆培养系统；

所述蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载接种虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养蝇蛆幼虫；

优选地，所述保温除臭除湿系统还包括抽风除湿除臭装置，所述抽风除湿除臭装置包括置于所述输送带式养殖床上方的臭气收集管，所述臭气收集管上间隔设置多个气孔；所述臭气收集管通过抽风机与臭气脱除塔下部连接，所述臭气脱除塔上部设置净气回用输送管，净气回用输送管的另一端连接蝇蛆培养系统，将净气送回到所述蝇蛆培养系统。

优选地，所述臭气脱除塔内滤料包括氯化钙、生石灰、硅胶或颗粒活性炭中的一种或几种。

优选地，所述蝇蛆培养系统中保持微负压10～70Pa。

优选地，所述步骤S2中虫卵接种量为所述浆渣重量的0.04％-0.06％；和/或

所述步骤S2中虫卵培养时间为3～4d；和/或

所述步骤S2中虫卵培养的温度为25～40℃，湿度为30～60％。

优选地，所述输送带式养殖床上的浆渣铺料平均厚度为3～5cm。

优选地，所述餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法具体包括：

S1将餐厨垃圾分拣后，将其破碎制浆、高温蒸煮，将得到的油相、浆渣及水相三相分离；

S2将所述浆渣通过进料布料系统输送至蝇蛆培养系统的输送带式养殖床上；向所述输送带式养殖床上铺设的浆渣上接种蝇蛆虫卵，所述虫卵接种量为所述浆渣重量的0.04％-0.06％，培养3～5d得到幼虫和蛆粪渣；

培养期间，采用保温除臭除湿系统调节培养温度为25～40℃，湿度为30～60％，同时将蝇蛆培养系统中的臭气抽至臭气脱除塔处理后，将净气回送至蝇蛆培养系统，并使蝇蛆培养系统中保持微负压10～70Pa；

S3将幼虫和蛆粪渣通过虫料分离系统进行虫料分离。

优选地，将三相分离后的油相加工成为生物柴油，水相经过厌氧处理生产沼气。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其中的蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载接种蝇蛆虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养虫卵，培养完成后，输送带式养殖床能够将虫料输送至虫料分离系统，实现动态蝇蛆处理餐厨渣；其中的保温除臭除湿系统能够调控蝇蛆培养系统的温度、湿度及空气质量，保证培养过程高效进行；该餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备形成集投料、接种、培养、虫料分离于一体的生产流水线，可直接处理餐厨垃圾渣而无需再加辅料调理，能够实现机械化运行，对大规模产业化应用具有积极推动作用；

(2)本发明提供的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，蝇蛆培养系统内设有多层输送带式养殖床，更加合理地利用了空间，占地面积小，单位体积处理效率提高；

(3)本发明提供的餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法，采用蝇蛆虫卵用于处理餐厨垃圾渣废弃物，处理后得到幼虫和蛆粪渣，附加值极大地提高；

(4)本发明提供的餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法，采用餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备实现餐厨垃圾渣的处理，其中的蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载接种蝇蛆虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养虫卵，培养完成后，输送带式养殖床能够将虫料输送至虫料分离系统，实现动态蝇蛆处理餐厨渣；其中的保温除臭除湿系统能够调控蝇蛆培养系统的温度、湿度及空气质量，保证培养过程高效进行，无恶臭释放；方法通过餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备形成集投料、接种、培养、虫料分离于一体的生产流水线，可直接处理餐厨垃圾渣而无需再加辅料调理，能够实现机械化运行，对大规模产业化应用具有积极推动作用；

(5)本发明提供的餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法，保持蝇蛆培养系统采用密封微负压环境下运行，保证臭气不向大气释放。

附图说明

图1为餐厨垃圾渣蝇蛆转化方法流程图；

图2为实施例中餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备结构示意图；

图3为实施例中餐厨垃圾渣蝇蛆处理的进料系统结构示意图；

图4为实施例中输送带式养殖床结构示意图；

图中：1、进料输送机；2、可升降支架；3、蝇蛆养殖房；4、输送带式养殖床；5、出料收集管；6、出料输送机；7、分选设备；8、臭气脱除塔；9、净气回用输送管；10、臭气收集管；11、抽风机；12、热水锅炉；13、热源输送管道； 14、散热片；15、集虫箱；16、集渣箱；17、防爬围挡网；18、输送带式钢丝网； 19、匀料挡板；20、养殖床滚筒；21、滑槽；22、拉绳；23、滑轮；24、培养网。

具体实施方式

需要说明的是，当元件被称为“安装”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以两元件直接为一体；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能两元件直接为一体。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如本文所使用，术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。

时间、温度和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围，就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约4.5的极限值，而且还包括单独的数字(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4等)。相同的原理适用于仅叙述一个数值的范围，诸如“小于约4.5”，应当将其解释为包括所有上述的值和范围。此外，无论所描述的范围或特征的广度如何，都应当适用这种解释。

本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由本文给出的描述和实例来确定。

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

一、餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备及其参数

如图2所示，餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备由餐厨垃圾渣进料布料系统、蝇蛆培养系统、虫料分离系统以及保温除臭除湿系统组成，进料布料系统用于将餐厨垃圾渣输送至蝇蛆培养系统；蝇蛆培养系统设有两层输送带式养殖床，层间距为50cm，可充分利用空间，提高处理效率，用于负载接种蝇蛆虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养虫卵；培养完成后，输送带式养殖床能够将虫料输送至虫料分离系统，实现动态处理；虫料分离系统用于分离经过蝇蛆培养系统培养得到的幼虫和蛆粪渣；同时，保温除臭除湿系统用于调控所述蝇蛆培养系统的温度、湿度及空气质量。

(1)进料布料系统

如图2所示，进料布料系统可以包括具有可升降支架2的进料输送机1。

在中试试验中，进料输送机1还可以由料斗、布料传送皮带和布料装置组成。料斗采用不锈钢304钢板焊接而成，上部斗身为大开口的方形柱床，上部正方形截面边长1m，下部为锥形结构，出口为长方形(0.8m×0.5m)，该开口尺寸不会产生物料架桥堵塞。物料输送采用带幅1m的皮带输送机，它由机架、布料传送皮带、托辊、驱动装置、张紧装置、改向滚筒、制动装置和清扫装置等构成。布料传送皮带上每隔30cm设置横向向上凸起的刮板，使皮带机安置时即使倾角较大也仍能将物料均衡输送到料床。布料传送皮带输送末端设置均衡布料装置，即采用PVC板材制成的匀料挡板，匀料挡板下部开与皮带同宽的进料口，进料口高度(皮带表面至匀料挡板下沿距离)为5cm(如图3)，也可以根据需要设置进料口高度为3cm、4cm，安装倒三角齿耙。使布料传送皮带上输送来的物料通过该匀料挡板时，自动布置成不超过5cm厚的薄层料，布满在输送带式养殖床上。皮带输送机的送料高度可自由调节，方便将物料送入各层料床中；皮带可无级调速，电机功率7.5KW。

(2)蝇蛆培养系统

蝇蛆培养系统设置于密闭的蝇蛆养殖房中，可以设置密封的门便于人工检测。蝇蛆养殖房内主要由两层输送带式养殖床组成。在本实施例中，输送带式养殖床宽1.2m，长7m，两层结构，层间距50cm。

每层的输送带式养殖床是一个类似平放的皮带输送机，由电机带动可无级调速。本发明将“皮带”改为钢丝编织的输送带式钢丝网，上面再铺上孔径细密的培养网，在培养网上铺3-5cm待处理的餐厨垃圾渣作为蝇蛆培养料，本实施例中铺有5cm待处理的餐厨垃圾渣。

根据蝇蛆幼虫怕光和采食培养料的生活习性，幼虫会自培养料的表面向下啃食，直至完全啃食完成，此时幼虫个体达到最大，并成熟。为防止成熟的幼虫爬出输送带式养殖床外，输送带式钢丝网上铺的培养网在输送带式养殖床两侧边缘连续以60°向内倾角向外延伸15cm，形成防爬围挡网(见图3中输送带式养殖床结构图)。如图4所示，防爬围挡网用许多小段拉绳牵引并连接到安放于输送带式养殖床滑槽上的圆形滑轮上，在培养结束自动出料时，输送带式养殖床向前移动，并带动滑轮沿着固定的滑槽同步移动。培养后的虫料混合物料在输送带式养殖床末端经出料收集管自动倾倒在出料输送机的皮带上，然后被送到风力分选机中分选。

还可以在输送带式养殖床的进料起始端中心点上方设置虫卵容器，虫卵容器底部设有用于虫卵流出的开孔(图2中未示出)，用于接种虫卵；也可以采用人工方式接种虫卵；本实施例中虫卵接种量为浆渣重量的0.06％。

(3)虫料分离系统

虫料分离系统主要包括出料传送设备和分选设备(如风选机)。当餐厨垃圾渣作为培养料被蝇蛆采食约4d后，幼虫成熟，停止采食。若不及时收获，则会进入化蛹阶段，进而蝶化成有翅膀的苍蝇成虫而逃逸。输送带式养殖床的出料端口连接着出料输送机，它与进料输送机类似，采用带幅0.8m的皮带输送，将虫料混合物输送到分选设备。分选设备是虫料分离系统中的核心设备，它利用幼虫和蛆粪渣的容重差，采样风选的原理来实现分离。该分选设备也可以直接采用粮食加工业的手摇电动两用农用风车。本实施例采用的风选机尺寸为95×105×45cm，重量20kg，分选能力为800kg/h。装配无级变速电机，功率60kw，通过转动无级变速调节钮来调节风速，使虫料分离彻底。靠近喂料口位于操作正面一侧的出口，是容重相对较大的新鲜幼虫分选出口，相对远离喂料口位于操作背面一侧的出口，是容重较小的残料出口。

(4)保温除臭除湿系统

保温除臭除湿系统包括用于保温所述蝇蛆培养系统的散热片，所述散热片置于所述输送带式养殖床下方，如图2所示，采用热水锅炉通过热源输送管道想散热片输送热量，保持蝇蛆培养系统的温度处于25～40℃。

保温除臭除湿系统还包括由臭气收集管、抽风机、臭气脱除塔及净气回用输送管构成的抽风除臭除湿装置；本实施例中，在每一层输送带式养殖床沿长度方向中线上方设置一个开设有

小孔、且其长度与输送带式养殖床长度相近的臭气收集支管，各层臭气收集支管连接到主管上，管径DN50，然后主管接到蝇蛆养殖房外的抽风机。抽风机后连接一个臭气脱除塔，将高湿有恶臭的气体除湿过滤，然后再将净化后的风通过净气回用输送管送回到蝇蛆养殖房。为防止臭味外溢，保持蝇蛆养殖房内为微负压10Pa。臭气脱除塔内滤料主要为除湿剂除臭剂，如氯化钙、生石灰、硅胶、颗粒活性炭等。臭气脱除塔底部设置排水阀门，定期排水。

二、蝇蛆处理工艺流程

餐厨垃圾渣的产生及蝇蛆处理的完整工艺流程见图1所示。

从餐厨垃圾渣进料开始直到幼虫培养成熟出料的蝇蛆培养系统是蝇蛆处理的核心单元，也是臭味主要产生区域，该单元采用全部密闭处理，内部安装抽风除臭除湿装置和采暖装置(散热片等，冬季运行)，臭气通过抽风除臭除湿装置后循环利用于蝇蛆培养系统。整个过程采用变频控速装置控制机械传送速度，可静止培养批式运行，也可实现连续运行，因为进料、料床和出料都是传送带形式。基本可实现机械化作业，减少人工劳动强度，工作场所环境卫生。

蝇蛆采食时会不断向新料蠕动，很快幼虫会均匀分布在料床中。因此，接种虫卵简单，可采样人工接卵也可机械化自动接卵。人工接卵时，只需在每0.3-0.5m²料床的中央，或者在养殖床上沿长度方向每隔0.3-0.5m用骨勺或小汤勺在输送带式养殖床表面上接种一点虫卵(按培养料鲜重的0.04％-0.06％，本实施例中接种量为0.06％)即可。

机械化自动接卵时，在输送带式养殖床进料起始端的中心点上方，安装一个装虫卵容器，底部开一个孔度可调的小孔。随着进料和输送带式养殖床向前移动，虫卵连续从容器中落到料床上，在料床上形成一条虫卵线。幼虫能迅速长大、均匀分布到物料中，经过4d，采食完所有培养料。此时，幼虫成熟，个体达到最大值(约10-11mm长)，颜色变为淡黄色并停止采食。此时，需及时开启控制开关，尽快将输送带式养殖床上幼虫和蛆粪渣混合物输送到后端的虫料分选系统，以防止成熟的幼虫成蛹而降低其品质。利用幼虫和蛆粪渣容重(即堆积密度)的差异，采样风选机分离幼虫和蛆粪渣。

与传统的餐厨垃圾或畜禽粪便蝇蛆处理相比，本工艺最大特点在于，培养结束时，培养料的水分大幅减少，虫料的容重相差2倍，从而很容易实现幼虫和蛆粪渣的机械化分离。导致培养料水分减少的原因在于：1)幼虫生长过程中大量采食培养料中养料和水分；2)幼虫在采食时蠕动，培养料通气性增强，床料会发生好氧发酵，温度逐渐升高达39℃-40℃，利于水分蒸发；3)最重要的是，培养中蒸发的潮湿空气连同臭味，不断经过抽风过滤除湿系统，变成较干燥的风被重新送到培养系统中，使培养床中的湿气不断排出，从而在培养结束时培养料水分得以显著降低。

三、餐厨垃圾渣蝇蛆处理中试效果

以张家港某餐厨垃圾渣为例，采用前述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备及方法处理：

餐厨垃圾渣批次处理规模为500kg，铺料厚度平均约4.0cm，昆虫品种为家蝇。将培养出的纯的家蝇卵先在麸皮培养料中孵化1d。然后按垃圾渣重量的0.06％在培养料床表面人工接种孵化后的蝇蛆卵。密闭蝇蛆养殖房，定时开启抽风除湿除臭装置。经过大约1d后，输送带式养殖床由原来开始时表面不平整，在蝇蛆蠕动采食驱动下表面趋于平整，至第3d时，培养料已疏松多孔，非常平整。用手抚摸料床表面，有明显的蠕动感和弹性。料温明显高于环境温度，达到 39.2℃-40.5℃，培养料明显较之前干燥。轻轻翻开表面培养料，肉眼可见密度白胖而蠕动的幼虫。至第4d时，幼虫成熟，外观淡黄色，培养结束进行出料分选。由于幼虫(0.594g/cm³)和蛆粪渣(0.296g/cm³)的容重相差达2倍，因此，易实现幼虫和无臭蓬松的蛆粪渣分离。

表2是餐厨垃圾蝇蛆处理前后各项指标参数的变化。结果表明，具有酸腐恶臭、泥浆状的餐厨垃圾渣只需经蝇蛆处理4d，就可快速变成较干、无臭味、质地蓬松的蛆粪渣，500kg餐厨垃圾渣可减量至118kg，减量率达76.4％。蛆粪渣含有丰富的抗菌肽等抗病菌的物质。此外，其干基有机质(57.7％)和总养分(6.17％) 均明显高于国家标准《有机肥料》(NY525-2012)中相应值(45％和5％)，蛆粪渣 pH7.7，也介于pH5.5-8.5的国家标准要求之内，因此，是非常优质的功能性有机肥料。餐厨垃圾渣的有机肥料转化率可达到23％。更重要的是，该处理方法还能产出蛋白质含量(61.5％)与进口鱼粉的蛋白质含量相当，但必需氨基酸含量却是鱼粉的2.3倍的高附加值产品-蝇蛆幼虫，它是一种高品质的动物蛋白。新鲜餐厨垃圾渣生产出新鲜幼虫的产率高达17.4％。显然，采用该蝇蛆处理方法，餐厨垃圾可完全转化为动物蛋白和有机肥料，不产生二次污染风险，能实现有机废物的全部资源化利用。

表2餐厨垃圾渣蝇蛆处理前后指标变化及收获的幼虫产量与性质(蝇蛆卵按0.06％接种)

四、经济分析

根据上述结果，1t餐厨垃圾渣可产生236kg优质有机肥、174kg新鲜幼虫。按目前有机肥料市场价格在500-800元/t，新鲜幼虫价格5000-5500元/t计算，1t 餐厨垃圾渣生产的产品，其价值就可达988-1146元。据测算，餐厨垃圾处理厂进场的餐厨垃圾通过预处理后约有30％-40％转化为浆渣，一个日处理300t左右的餐厨垃圾处理厂，可日产生优质有机肥约25t，新鲜幼虫约18t，价值达 10.25-11.90万元/d。相当于处理1t收运入厂的餐厨垃圾可产生附加价值342-396 元，普遍高于目前的餐厨垃圾处理补贴费，经济效益显著。

该生物转化技术可高效快捷地实现餐厨垃圾渣的无害化处理与资源化，绿色低碳。与常见的高温堆肥处理相比，处理时间仅为堆肥的1/8-1/10，而且无需添加辅料。而高温堆肥需要添加占餐厨垃圾渣质量40％的辅料来调节水分才能进行，这不但增加了操作环节，而且是一笔不菲的投入(辅料的入厂价格大约在500 元/t)。将这些浆渣与三相分离水相混合厌氧发酵，易于增加发酵系统酸化风险，也会导致发酵罐内大量沼渣沉积和浮渣问题，增加调控难度，而且后期沼渣脱水和处理仍是一个需要解决的问题。

根据多批次餐厨垃圾渣蝇蛆处理机械化中试工程运行的结果，直接按餐厨垃圾渣鲜重的0.06％接种蝇蛆卵，室温(25℃-35℃)下培养4d，即可完成处理，然后经过虫料分选机分离出幼虫和蛆粪渣。整个进料、培养、出料、虫料分离过程全部实现机械化运行，蝇蛆处理核心单元完全封闭，利用抽风除臭除湿装置循环工作保证蝇蛆培养系统环境卫生。餐厨垃圾渣经该设备处理后，减量率达 76.4％，优质有机肥产率为23.6％，鲜幼虫产率为17.4％，完全实现资源化。按目前市场价格，相当于处理1t进入餐厨垃圾处理厂的原始垃圾可产生大约340-390元的附加值产品，具有极大的应用前景。

以上内容是对本发明及其实施方式进行了示意性的描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，包括餐厨垃圾渣进料布料系统、蝇蛆培养系统、虫料分离系统以及保温除臭除湿系统；

所述进料布料系统用于将餐厨垃圾渣输送至蝇蛆培养系统；

所述蝇蛆培养系统设有输送带式养殖床，用于负载接种虫卵的餐厨垃圾渣，利用餐厨垃圾渣培养幼虫；培养完成后，

所述虫料分离系统用于分离经过蝇蛆培养系统培养得到的幼虫和蛆粪渣；

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述蝇蛆培养系统内设有多层输送带式养殖床，所述多层为大于等于2层。

3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，多层所述输送带式养殖床的层间距为30-50cm。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述输送带式养殖床为铺设有40-100目孔径的培养网的钢丝网输送带；所述培养网在输送带式养殖床两侧边缘连续以60°向内倾角向外延伸，形成防爬围挡网。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述进料布料系统包括料斗、布料传送皮带和布料装置，所述布料传送皮带上每隔一定距离设置横向向上凸起的刮板；所述布料传送皮带的输送末端设置均衡布料装置，所述均衡布料装置包括匀料挡板，所述匀料挡板下部开有与皮带同宽的进料口，所述进料口安装倒三角齿耙，使所述布料传送皮带上输送来的物料通过该匀料挡板时，自动布置成不超过进料口高度厚度的薄层料，均匀布满在输送带式养殖床上。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述蝇蛆培养系统设置于密闭的蝇蛆养殖房中。

7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述保温除臭除湿系统包括用于保温所述蝇蛆培养系统的散热片，所述散热片置于所述输送带式养殖床下方。

8.根据权利要求7所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述保温除臭除湿系统还包括抽风除湿除臭装置，所述抽风除湿除臭装置包括置于所述输送带式养殖床上方的臭气收集管，所述收集管上间隔设置多个气孔；所述臭气收集管通过抽风机与臭气脱除塔下部连接，所述臭气脱除塔上部设置净气回用输送管，净气回用输送管的另一端连接蝇蛆培养系统。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述输送带式养殖床的进料起始端中心点上方设有虫卵容器，所述虫卵容器底部设有用于虫卵流出的开孔。

10.根据权利要求9所述的餐厨垃圾渣蝇蛆转化工艺设备，其特征在于，所述进料布料系统包括由可升降支架支撑的进料输送机，所述进料输送机末端设有置于蝇蛆养殖房中的多层输送带式养殖床，所述输送带式养殖床末端设有出料收集管，所述出料收集管末端设有出料输送机，所述出料输送机末端设有用于虫料分离的风力分选机。