CN220793682U - 一种餐厨垃圾生物干化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种餐厨垃圾生物干化装置，包括反应主体、搅拌装置、通风装置、辅热装置以及控制系统，通过控制系统控制通风、辅热、搅拌和排气，有效提高了生物干化的效率和对餐厨垃圾的降解效果，适用于餐厨垃圾的前期处理，能实现其快速生物干化，为后期的资源化利用奠定基础。

Description

一种餐厨垃圾生物干化装置

技术领域

本实用新型属于餐厨垃圾生物干化处理技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾生物干化装置。

背景技术

随着餐饮业的高速发展， 餐厨垃圾产生量日益增大，餐厨垃圾主要包括食物残余以及食品加工过程中产生的果蔬、肉食、油脂、面点等废料，具有含水率高、有机物含量高、微量元素丰富、易腐烂等特点，若处置不当，易造成环境污染和疾病传播，成为影响食品安全和生态安全的潜在危险源；“十四五”期间，国家对环保支持力度持续加大，餐厨垃圾作为有机生活垃圾的重要组成部分，因其营养丰富，被认为是宝贵的可再生资源，如何高效处理餐厨垃圾、实现资源循环利用，对实现碳达峰、碳中和的目标具有重要意义。

在餐厨垃圾处理过程中，高含水率是制约其无害化、减量化、资源化的关键因素。因此，餐厨垃圾处理处置的首要问题是通过干化处理降低物料含水率。生物干化技术是一种由机械控制曝气，利用好氧微生物降解有机物产生的能量，通风蒸发快速去除固体废弃物水分的处理手段，是实现餐厨垃圾减量化、资源化利用的绿色环保途径之一。现有生物干化技术通常采用生物干化设备完成生物干化过程的搅拌、曝气、发酵等，但对搅拌方式、曝气通风量、发酵温度以及出料的控制极其复杂且极具挑战性，将影响生物干化效率和干化效果，因此，如何更有效地控制生物干化过程的搅拌、曝气、发酵等步骤，提高生物干化效率，加强生物干化效果是需要不断思考创新的方向。

中国发明专利申请CN112044918A公开了一种热泵辅助加热餐厨垃圾高温生物降解干化设备，包括有降解仓体和热泵热水机组；降解仓体包括有内壁、外壁、进料口和出料口，内壁和外壁之间形成辅助加热夹层，辅助加热夹层与热泵热水机组相连接，热泵热水机组为辅助加热夹层提供热水；该申请使用热泵热水机组作为辅助加热源，通过控制器连接有多个温度传感器来控制夹层中热水的提供，以保持发酵仓的温度处于适宜的餐厨垃圾高温发酵温度。中国发明专利CN112611212B公开了一种餐厨垃圾快速生物干化反应器，该反应器包括餐厨垃圾反应装置、微生物孵化装置、气体循环回路和液体循环回路，所述餐厨垃圾反应装置内设有搅拌装置与喷淋装置，搅拌装置为空心结构，设有加热板和曝气孔，所述微生物孵化装置内设搅拌装置和加热装置，与餐厨垃圾反应装置相通，实现了微生物的的自动孵化和接种，该反应器通过中央控制器开启内设各装置的启动与关闭。上述专利文献中公开的生物干化设备中控制器起局部或阶段性的控制功能，未能对生物干化过程进行实时监测，并根据生物干化效果指标进行调控。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，目的在于提供一种餐厨垃圾生物干化装置，适用于餐厨垃圾的前期处理，通过控制通风、辅热、搅拌和排气，提高微生物的降解效率和干化效率，从而实现快速生物干化。

本实用新型提供的一种餐厨垃圾生物干化装置，一种餐厨垃圾生物干化装置，包括反应主体、搅拌装置、通风装置、辅热装置，还包括有控制系统；

所述反应主体包括内壁、外壁、进料口、排料口，所述内壁围成反应仓，所述外壁与所述内壁之间形成夹层，所述进料口与所述排料口开设在所述反应主体上，均与所述反应仓连通；

所述搅拌装置包括搅拌轴与若干个搅拌叶组，所述搅拌轴的一端穿过所述反应主体一侧的内壁和外壁，水平架设于所述反应仓内部；所述搅拌叶组由数个搅拌叶组成，间隔安装在所述搅拌轴上；

所述通风装置包括设置在所述反应主体底部的鼓风机和设置在所述反应主体顶部的通气孔；

所述辅热装置设置于所述夹层中，包括电热管与辅热介质；

所述控制系统包括控制中心、第一温度探头、第二温度探头、水分监测探头以及开设在所述反应主体顶部的尾气检测装置；所述控制中心分别与所述第一温度探头、第二温度探头、水分监测探头、尾气检测装置、搅拌装置、通风装置、辅热装置电连接。

在上述技术方案中，控制系统基于所述第一温度探头、第二温度探头、水分监测探头以及尾气检测装置的实时监测数据记录，对所述搅拌装置、通风装置、辅热装置进行调控，进而实时有效地控制生物干化过程的搅拌、曝气、发酵步骤，提高生物干化效率。

所述外壁与内壁之间形成夹层，夹层内设置辅热装置，辅助反应仓内部升温，优选地，所述内壁采用导热系数较高的材料，便于传热。所述搅拌装置采用电动机驱动，所述电动机连接所述搅拌轴，进而带动容纳于反应仓内的搅拌叶转动，在实际应用中，搅拌叶带动反应仓内的物料运动，实现搅拌或翻堆，此过程容易使接触物料的内壁产生摩擦损耗，优选的，所述内壁的厚度大于所述外壁。所述搅拌轴的一端穿过所述反应主体一侧的内壁和外壁，水平架设于所述反应仓内部，为实现反应仓内物料的充分搅拌，所述搅拌轴的架设高度为所述反应仓高度的一半为最优选择，即所述搅拌轴从所述反应主体侧壁中央位置穿进，水平架设在所述反应仓内部。

进一步地，所述进料口开设在所述反应主体顶部，所述排料口开设在所述反应主体底部。

进一步地，所述反应主体的顶部还开设有菌剂添加装置。

进一步地，所述搅拌叶安装在所述搅拌轴两侧，与搅拌轴形成的夹角≤90°。

进一步地，所述辅热介质为油或水，填充在所述夹层中。

优选地，所述辅热介质为甲基硅油、二甲基硅油、棉子油、石蜡油、橄榄油的一种，使用油浴辅热，相比于水浴或电加热可大大降低能耗，装备运行单位垃圾比能耗≤100KW·h/d。

进一步地，所述第一温度探头置于所述夹层中；所述第二温度探头与所述水分监测探头置于所述反应仓中。

在实际运用中，将餐厨垃圾投入本实用新型提供的餐厨垃圾生物干化装置进行生物干化处理，在干化过程中，所述控制系统通过第一温度探头实时监测辅热介质的温度，通过第二温度探头监测反应仓内物料温度，监测数据由控制中心实时记录，进而控制搅拌装置、通风装置、辅热装置完成对物料的搅拌、通风、辅助升温；尾气检测装置用于监测反应仓内废气浓度，当反应仓内物料发酵后产生的废气（如甲烷气体）达到一定浓度时，控制中心控制开启通气孔排出废气，统一收集处理达标后排放；水分监测探头用于监测反应仓内废物料含水率，当含水率降低至出料标准时，干化产物从排料口取出。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型的装置通过控制通风、辅热、搅拌和排气，能够有效提高微生物的降解效率和干化效率，降低餐厨垃圾的含水率，实现餐厨垃圾快速干化，有效缓解餐厨垃圾带来的环境问题（刺激性气体，致病菌传播等）。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例中餐厨垃圾生物干化装置的结构示意图。

图中：1-进料口；2-菌剂添加装置；3-通气孔；4-尾气检测装置；5-控制中心；6-夹层；7-电动机；8-鼓风机；9-第一温度探头；10-搅拌叶；11-水分监测探头；12-第二温度探头；13-辅热介质；14-反应仓；15-排料口；16-搅拌轴；17-电热管；18-内壁；19-外壁。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供的一种餐厨垃圾生物干化装置，包括：

反应主体：包括内壁18、外壁19、开设在反应主体的顶部的进料口1和菌剂添加装置2，以及开设在反应主体底部的排料口15，内壁18围成反应仓14，外壁19与内壁18之间形成夹层6，进料口1、菌剂添加装置2与排料口15均与反应仓14连通。

搅拌装置：包括搅拌轴16与若干个搅拌叶组，搅拌轴16的一端穿过所述反应主体一侧的内壁18和外壁19的中央位置，水平架设于所述反应仓14内部；搅拌叶组由3个搅拌叶10组成，间隔安装在搅拌轴16上；搅拌叶10分别安装在搅拌轴16的两侧，与搅拌轴16形成的夹角≤90°，在本实施例中，3个搅拌叶10以搅拌轴16为中心，成“Y”型结构安装在搅拌轴16的上下侧，形成一个搅拌叶组，若干个搅拌叶组间隔安装在搅拌轴16上。

通风装置：包括设置在所述反应主体底部的鼓风机8和设置在反应主体顶部的通气孔3。

辅热装置；所述辅热装置设置于所述夹层6中，包括电热管17与辅热介质13；辅热介质13可选为油或水，填充在所述夹层6中。在本实施例中，选择甲基硅油为辅热介质13。

控制系统：包括控制中心5、与控制中心5相连的第一温度探头9、第二温度探头12、水分监测探头11和开设在所述反应主体顶部的尾气检测装置4；所述控制中心5分别与所述搅拌装置、通风装置、辅热装置电连接，设有触摸屏装置来控制搅拌，加热、通风等。所述第一温度探头9置于所述夹层6中；所述第二温度探头12与所述水分监测探头11置于所述反应仓14中。

实施时，餐厨垃圾进行前处理，如分类、粉碎、添加辅料等，处理后的物料从进料口1投入反应仓14，从菌剂添加装置2投入微生物菌剂，如芽孢杆菌、嗜热菌等，控制中心5控制搅拌装置对反应仓14内物料进行翻堆混匀，混匀后在反应仓14内进行生物干化，在生物干化过程中，使用鼓风机8进行连续式通风，设定通风量，同时采用电动机7驱动搅拌轴16，带动搅拌叶10对物料进行搅拌，搅拌方式为间歇式搅拌，频率为正向旋转2min，停止10min，再反向旋转2 min反复循环，在夹层6中填充甲基硅油，实现油浴辅热，相比于水浴或电加热可大大降低能耗，设定辅热温度。反应仓14内混合物料发酵后产生的甲烷气体由尾气检测装置4实时监测，由控制中心5记录，当达到一定浓度后，控制中心5控制开启通气孔3，将甲烷气体排出并统一收集处理达标后排放；使用第一温度探头9实时监测反应仓14内部温度，水分监测探头11实时监测反应仓14内部的含水率，第二温度探头12实时监测甲基硅油温度，监测数据由控制中心5实时记录，当甲基硅油温度低于设定值时，控制中心5控制电热管17加热，加热至设定值时停止加热。使用水分监测探头11实时监测反应仓14内部的含水率，当达到一定要求时，停止干化，干化产物从排料口15取出。

此实施例中的餐厨垃圾初始含水率为80%，经过3天生物干化后，产物的含水率为40％，物料体积减少50％，重量降低40％。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种餐厨垃圾生物干化装置，包括反应主体、搅拌装置、通风装置、辅热装置，其特征在于，还包括有控制系统；

所述反应主体包括内壁、外壁、进料口、排料口，所述内壁围成反应仓，所述外壁与所述内壁之间形成夹层，所述进料口与所述排料口开设在所述反应主体上，均与所述反应仓连通；

所述搅拌装置包括搅拌轴与若干个搅拌叶组，所述搅拌轴的一端穿过所述反应主体一侧的内壁和外壁，水平架设于所述反应仓内部；所述搅拌叶组由数个搅拌叶组成，安装在所述搅拌轴上；

所述通风装置包括设置在所述反应主体底部的鼓风机和设置在所述反应主体顶部的通气孔；

所述辅热装置设置于所述夹层中，包括电热管与辅热介质；

所述控制系统包括控制中心、第一温度探头、第二温度探头、水分监测探头以及开设在所述反应主体顶部的尾气检测装置；所述控制中心分别与所述搅拌装置、通风装置、辅热装置电连接。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物干化装置，其特征在于，所述进料口开设在所述反应主体顶部，所述排料口开设在所述反应主体底部。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物干化装置，其特征在于，所述反应主体的顶部还开设有菌剂添加装置。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物干化装置，其特征在于，所述搅拌叶安装在所述搅拌轴两侧，与搅拌轴形成的夹角≤90°。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物干化装置，其特征在于，所述辅热介质为油或水，填充在所述夹层中。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾生物干化装置，其特征在于，所述第一温度探头与所述水分监测探头置于所述反应仓中；所述第二温度探头置于所述夹层中。