TWI808917B - 利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，包含：雙層外殼，為安裝降低惡臭及噪音以及外部裝置而配備有長方形結構的內、外部外殼，在內部外殼上劃分出形成有可供攪拌的排出水貫通的複數個貫通孔的第一底層以及第二底層，從而形成第一空間、第二空間以及第三空間；攪拌元件，在第一空間（120a）上安裝一個以上，藉由在設定時間內驅動控制的減速電機（250）的正向旋轉以及逆向旋轉對通過雙層外殼的投入口投入的食物垃圾與水進行混合攪拌；發酵元件，在第一空間上對培養有微生物的複數個載體進行收納，在第二空間上對具有填充有載體的網孔（Mesh）的載體面板進行收納；過濾元件，被收納到第二底層的上部與載體面板的下部的一部分區域之間，具有用於對通過發酵元件的小於一定大小的固態物質以及排出水進行過濾的聚氨酯載體；再循環元件，安裝在第三空間的一側底部，分別配備有從用於將通過發酵元件的固態物質以及排出水重新投入到第一空間的潛水泵或螺旋泵中選擇的某一個泵、管路以及水位感測器；一個以上的淨水處理元件，安裝在第三空間的另一側底部，用於將通過發酵元件（300）以及過濾元件的小於一定大小的固態物質以及排出水向下流下到上部一側傾斜15～45°的長方形箱體結構體內部並利用微生物執行再處理發酵以及分解，最終將經過淨化的排出水排出到雙層外殼的排出口；加熱元件，為促進食物垃圾的微生物液態發酵以及分解而配備有安裝在內部外殼的底部的溫度檢測感測器以及電加熱器；以及，控制元件，安裝在外部外殼的一側，用於對攪拌元件、再循環元件以及加熱元件進行控制，配備有具有手動設定功能的使用者操作部及用於將電源的開/關（ON/OFF）以及液態發酵處理裝置的當前狀態藉由文字以及語音輸出的顯示部以及警報元件；可以去除因為食物垃圾處理而導致的惡臭、降低成本並將經過淨化的清水排出到下水管，從而防止環境污染。
Description
本發明係關於一種食物垃圾液態發酵處理裝置，尤其係關於一種可以將經過微生物處理的食物垃圾的固態物質以及排出水通過多段傾斜面過濾以及淨水過程排出經過淨化的清水的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置。
最近，伴隨著各種餐飲行業的發展，如食物類廢棄物以及食物殘渣（Food Waste）等食物垃圾的量呈現出幾何倍數的增長。
如上所記載之食物垃圾的量幾乎佔據所有垃圾總量的1/3，而且因為其腐敗速度過快而導致嚴重的惡臭，進一步因為處理成本高且水分含量高而成為嚴重的社會問題。
目前作為食物垃圾的處理方法，使用如填埋法以及計量垃圾袋法。填埋法難以保障食物垃圾的填埋用場地，而且會因為含有大量的蛋白質、碳水化合物、脂肪、纖維素以及水分而釋放出多種污染物質，進一步會因為如滲濾液而導致地下水污染，而且會因為生成有害氣體而導致如大氣污染等嚴重的環境污染問題。計量垃圾袋法會因為裝在袋子內的食物垃圾的快速腐敗而造成惡臭並因此導致難以找到對其進行處理以及收集作業的專門人力的問題。
為解決如上所記載之問題，在家庭以及餐廳等中採用如乾燥式、粉碎式以及微生物處理式等可以自行對食物垃圾進行處理方式。因為乾燥式為降低含水率而必須利用加熱元件對食物垃圾進行乾燥，因此具有電力成本過高、惡臭嚴重以及具有觸電事故危險的問題。粉碎式必須在利用旋轉葉片對食物垃圾進行粉碎以及破碎之後再通過下水管排出，因此具有難以保障安裝空間、安裝成本過高以及必須在粉碎之後對80%左右的食物垃圾進行回收處理的問題。微生物處理式係將食物垃圾與微生物攪拌並執行發酵處理，其處理效率極高且可以同時解決先前方式中的多種問題，因此正在積極開展與其相關的大量的研究活動。
此外，在大韓民國註冊專利公報第10-1877400號（2018.07.05）號中提出一種食物垃圾酶發酵分解再處理裝置，其中，包含：第一攪拌部，用於對複合菌進行第一次攪拌；第二攪拌部，用於對在前述第一攪拌部中攪拌的產物進行第二次攪拌；排出部，用於對在前述第二攪拌部中處理的排出水進行排出；第一攪拌部軸，用於驅動前述第一攪拌部的攪拌葉片旋轉；第二攪拌部軸，用於驅動前述第二攪拌部的攪拌葉片旋轉；電機軸，通過驅動皮帶與前述第一攪拌部軸以及第二攪拌部軸連接，用於傳遞旋轉力；驅動電機，用於向前述電機軸提供驅動力；驅動皮帶，為同時驅動前述第一攪拌部軸與第二攪拌部軸以及電機軸而對其進行連接；張力部，安裝在前述第一攪拌部軸與第二攪拌部軸之間，用於向前述驅動皮帶施加張力；電源輸入部，用於供應從主體外部傳遞過來的電力；供水口，用於將從前述主體外部供應過來的水供應到食物垃圾；熱水罐，用於將從前述主體外部供應過來的熱水供應到前述食物垃圾；熱水排出口，用於將處理水排出到前述主體外部；電磁閥，用於以電子方式對前述供應口以及熱水排出口的各個閥門進行開關；以及，控制基板；包含用於對前述驅動電機以及電磁閥進行控制的控制指令。
但是，前述提案技術係通過利用第一攪拌部以及第二攪拌部對食物垃圾執行兩次以上的發酵分解過程的方式進行處理，但是前述第一攪拌部以及第二攪拌部只不過係用於執行相同功能的元件，係在不對固態物質進行再處理以及回收的情況下將包含固態物質的排出水排出到下水管，因此難以滿足在廢棄物管理（例如大韓民國在廢棄物管理法實施細則第10條第4號中限定在將食物類廢棄物經過相應設施的再利用過程之後與排出水一起排出的固態物質的重量不得超過所流入的固態物質重量的百分之二十）中的相關規定，而且進一步具有固態物質伴隨著時間的經過堆積在下水管中並造成下水管功能受損的問題。
此外，因為食物垃圾的液態發酵並不完全，因此還仍有惡臭殘留的固態物質可能會與排出水一起排出的問題。
因此，本發明係為了解決如上所記載之先前技術中存在的問題而提供一種在向對培養有微生物的載體（carrier）進行收納的外殼內部投入食物垃圾以及水並執行攪拌以及液態發酵過程而生成固態物質以及排出水之後，通過根據固態物質的尺寸執行再循環以及傾斜面向下流下方式的多階段過濾以及淨水過程的淨水處理元件，可以防止因為食物垃圾處理而導致的環境污染、降低成本並僅將經過淨化的清水排出到下水管的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置。
為達成如上所記載之目的，本發明提供一種利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中，包含：雙層外殼（housing）100，為安裝降低惡臭及噪音以及外部裝置而配備有長方形結構的內部外殼101及外部外殼102，在前述內部外殼101上劃分出形成有可供攪拌的排出水貫通的複數個貫通孔103的第一底層110a以及第二底層110b，從而形成第一空間120a、第二空間120b以及第三空間120c；攪拌元件200，在前述第一空間120a上安裝一個以上，藉由在設定時間內驅動控制的減速電機250的正向旋轉以及逆向旋轉對通過前述雙層外殼的投入口130投入的食物垃圾與水進行混合攪拌；發酵元件300，在前述第一空間120a上對培養有微生物的複數個載體（carrier）310進行收納，在前述第二空間120b上對具有填充有前述載體310的網孔（Mesh）的載體面板320進行收納；過濾元件400，被收納到前述第二底層110b的上部與前述載體面板320的下部的一部分區域之間，具有用於對通過前述發酵元件300的小於一定大小的固態物質以及排出水進行過濾的聚氨酯（PU）載體410；再循環元件500，安裝在前述第三空間120c的一側底部，分別配備有從用於將通過前述發酵元件300的固態物質以及排出水重新投入到前述第一空間120a的潛水泵（submersible motor pump）或螺旋泵（screw pump）中選擇的某一個泵510、管路520以及水位感測器530；一個以上的淨水處理元件600，安裝在前述第三空間120c的另一側底部，用於將通過前述發酵元件300以及過濾元件400的小於一定大小的固態物質以及排出水向下流下到上部一側傾斜15～45°的長方形箱體結構體內部並利用微生物執行再處理發酵以及分解，最終將經過淨化的排出水排出到前述雙層外殼的排出口140；加熱元件700，為促進前述食物垃圾的微生物液態發酵以及分解而配備有安裝在前述內部外殼101的底部的溫度檢測感測器710以及電加熱器720；以及，控制元件800，安裝在前述外部外殼102的一側，用於對前述攪拌元件200、再循環元件500以及加熱元件700進行控制，配備有具有手動設定功能的使用者操作部810及用於將電源的開/關（ON/OFF）以及液態發酵處理裝置的當前狀態藉由文字以及語音輸出的顯示部以及警報元件820。
本發明的另一實施例的特徵在於，前述攪拌元件200，包含：複數個旋轉軸210，在前述第一空間120a的內部相距一定間隔水平配置；複數個肋（rib）220，在各個前述旋轉軸210的外周面上以放射形態焊接4個，在彼此相鄰的旋轉軸210a、210b之間以沿著長度方向彼此交叉並咬合的方式配置；鏈輪230，鎖緊到各個前述旋轉軸210的一側，安裝到前述第一空間120a所處的外部外殼102上；以及，鏈條240，用於將前述減速電機的動力傳遞到前述鏈輪230。
本發明的又一實施例的特徵在於，前述淨水處理元件600，分別包含：第一淨水處理載體網630，以上部為直角三角形箱體610而下部為長方形箱體620的形態一體化，在前述直角三角形箱體610的斜面上填充有用於在通過前述發酵元件300以及過濾元件400的固態物質以及排出水向下流下的過程中使得微細固態物質通過斜面自動分離的同時對排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310；海綿（sponge）640，為前述直角三角形箱體的形態，位於前述直角三角形箱體610內部，用於對通過前述斜面向下流下的排出水中所包含的固態物質進行過濾；不銹鋼網（SUS Mash）650，位於前述直角三角形箱體610與前述長方形箱體620焊接結合的層之間，用於放置前述海綿640；擋水牆體660，位於前述長方形箱體內部的前端，用於將通過前述直角三角形箱體的斜面以及安裝在內部的前述第一淨水處理載體網630以及海綿640分離的固態物質以及排出水阻擋至一定的水位；第二淨水處理載體網670，填充有用於對向下流下到前述長方形箱體內部的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310；支撐桿680，位於前述長方形箱體內部的後端，配備有用於對向下流下到前述長方形箱體內部的排出水進行過濾之後排出的長方形的平面的聚氨酯（PU）載體410；以及，第三淨水處理載體網690，安裝在前述直角三角形箱體610的垂直面以及前述長方形箱體的支撐桿680的後端，填充有用於對超出前述擋水牆體660的安裝高度的固態物質以及通過前述第一淨水處理載體網630向下流下的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310。
本發明的又一實施例的特徵在於，前述淨水處理元件600，以其高度向前述雙層外殼的排出口140方向階梯性變低的方式在前述第三空間120c的底部安裝一個以上的淨水處理元件600，其中，在前述淨水處理元件A與淨水處理元件B之間維持一定間隔之後安裝填充有用於執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310的第四淨水處理載體網691。
本發明的又一實施例的特徵在於，前述控制元件800被事先程式設計為在電源開啟（ON）的狀態下向前述雙層外殼（housing）100的投入口130投入食物垃圾之後選擇前述使用者操作部810的自動模式按鈕812時，分別執行：前述攪拌元件200的減速電機250以所設定的時間單位按照正向旋轉及逆向旋轉以及停止的順序重複運轉並藉此對食物垃圾進行攪拌的攪拌模式830；在執行前述攪拌模式830的過程中經過所設定的時間時藉由安裝在前述第一空間120a中的一個以上的噴霧器150噴射出所設定的水的噴射模式840；以及，在執行前述噴射模式840之後經過所設定的時間時打開前述排出口140的排水模式850。
適用本發明之較佳實施例的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置具有如下所記載之效果。
1）本發明可以在通過收納在雙層外殼內部的培養有微生物的載體（carrier）及攪拌器以及自來水管生成食物垃圾的固態物質以及排出水之後重複執行再循環以及多階段過濾過程，從而可以在去除對食物垃圾進行處理時的惡臭的同時提升作業人員的便利性，而且因為排出到污水管或下水管中的固態物質的流出率顯著較低，因此可以簡化污水終端處理廠的淨化處理步驟並大幅節省政府機構的財政損失，進一步可以在不離開食物垃圾的發生地的情況下進行消除處理。
2）本發明可以在通過再循環元件以及加熱元件對當前已生成的固態物質以及排出水進行預熱的狀態下重新投入到新生成的食物垃圾的攪拌以及液態發酵過程中，從而與原來的只使用自來水的情況相比大幅節省用水量並藉由對熱水進行再利用而大幅節省能源。
3）本發明可以通過採用利用事先程式設計的控制元件對水位檢測感測器及溫度檢測感測器、攪拌模式、噴射模式以及排水模式進行控制的構成而在沒有管理者干預的情況下自動且智慧地執行用於對排出水進行排出的食物垃圾的攪拌以及液態發酵過程，進一步可以自動維持食物垃圾液態發酵時所必須的最佳溫度。
接著，將參閱圖式對本發明的較佳實施例進行詳細的說明。首先必須注意的是，在為各個圖式中的構成要素分配參考編號的過程中，對於相同的構成要素，即使係被標記在相異的圖式上亦盡可能地分配相同的編號，而且即使係使用與先前技術相同的編號，先前技術亦應該獨立地做出解釋。此外，在對本發明進行說明的過程中，當判定對相關習知構成或功能的具體說明可能會導致本發明的要旨變得不清晰時，將省略與其相關的詳細說明。
參閱圖2至圖6，適用本發明之較佳實施例的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的核心技術構成，大體上包含雙層外殼（housing）100、攪拌元件200、發酵元件300、過濾元件400、再循環元件500、淨水處理元件600、加熱元件700以及控制元件800。
參閱圖2，前述雙層外殼（housing）100係適用本發明之較佳實施例的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的外殼，為安裝降低惡臭及噪音以及外部裝置而配備有長方形結構的內外殼101及外部外殼102，在前述內部外殼101上劃分出形成有可供攪拌的排出水貫通的複數個貫通孔103的第一底層110a以及第二底層110b，從而形成第一空間120a、第二空間120b以及第三空間120c。
其中，前述雙層外殼100的特徵在於，可以在利用微生物對食物垃圾進行液態發酵的過程中大幅降低嚴重的惡臭以及處理裝置運行時的機械噪音。此外，前述雙層外殼可以使用304不銹鋼（SUS，stainless steel）材質或熱處理塗裝的鋼板等。此外，前述內部外殼101以及安裝在內部外殼101上的形成有貫通孔103的底層可以使用含鎳的303不銹鋼（SUS，stainless steel）或304不銹鋼（SUS）中的某一個，以便於應對食物垃圾中的有機物。此外，在前述第一空間120a的用於投入食物垃圾的投入口130上可以配備有用於防止惡臭的開閉門131以及為供水而與自來水管連接的複數個噴水用噴霧器150。此外，構成前述雙層外殼100的原因在於，考慮到在通過後續說明的加熱元件700向前述內部外殼101供熱時的隔熱效果，並防止內部外殼101中的經過預熱的空氣通過前述外部外殼102排放到大氣中。此外，將內部劃分為前述第一空間120a、第二空間120b以及第三空間120c的原因在於，在對配備於後續說明的發酵元件300中的複數個載體310以及載體面板320進行支撐的同時將其配置在第一空間120a以及第二空間120b。此外，在前述第一空間120a、第二空間120b以及第三空間120c上形成複數個貫通孔103的原因在於，使得通過前述發酵元件300生成的固態物質以及排出水向下方投入，大於前述貫通孔103的直徑的固態物質將無法通過，而在通過培養有微生物的載體310以及載體面板320充分執行液態發酵以及分解過程之後固態物質的大小變得小於貫通孔103的直徑時將向下流下。此外，可以通過在前述雙層外殼100的底部一側配備排出口140而與下水管（sewer pipe）連接，從而使得通過後續說明的淨水處理元件600最終再處理發酵以及分解的經過淨化的排出水被排出到污水管（soil pipe）或下水管（sewer pipe），進一步可以與通過後續說明的控制元件800進行開閉的電磁閥（electro magnetic valve）結合。此外，在前述雙層外殼（housing）100的第一空間120a上配備有與後續說明的再循環元件500的管路520連接的再投入口。
參閱圖2以及圖3，前述攪拌元件200係用於將投入到前述雙層外殼100的第一空間120a的食物垃圾與自來水一起進行攪拌並藉此生成固態物質以及排出水的元件，在前述第一空間120a上安裝一個以上，藉由在設定時間內驅動控制的減速電機250的正向旋轉以及逆向旋轉對通過前述雙層外殼100的投入口130投入的食物垃圾與水進行混合攪拌。
其中，前述攪拌元件200在前述雙層外殼100的第一空間120a上部一側水平排列安裝複數個，並盡可能地排除食物垃圾投入口130一側。這是為防止在生成固態物質以及排出水之前過度粗糙的食物垃圾被夾在攪拌元件200的肋上的現象。此外，前述減速電機250的驅動控制係通過控制元件800執行，可以通過驅動水平排列的一個以上的攪拌元件200全部在所設定的時間內同時正向旋轉或逆向旋轉，從而將投入到前述雙層外殼100的第一空間120a上的食物垃圾與從自來水管供應的水一起進行攪拌並藉此更加輕易地生成固態物質以及排出水。此外，從前述自來水管供應的水將通過安裝在前述第一空間120a的上部的複數個噴水用噴霧器150進行噴射，藉此可以在利用微生物進行液態發酵的同時執行洗滌功能，而且在與自來水管連接的部分可以結合有電磁閥（electro magnetic valve），從而在後續說明的控制元件800的控制下通過開閉動作自動噴水，亦可以通過手動閥門操作進行手動供水。
此外，在本發明的另一實施例中，前述攪拌元件200，包含：複數個旋轉軸210，在前述第一空間120a的內部相距一定間隔水平配置；複數個肋（rib）220，在各個前述旋轉軸210的外周面上以放射形態或十字（+）形態焊接4個，在彼此相鄰的旋轉軸210a、210b之間以沿著長度方向彼此交叉並咬合的方式配置；鏈輪230，鎖緊到各個前述旋轉軸210的一側，安裝到前述第一空間120a所處的外部外殼102上；以及，鏈條240，用於將前述減速電機250的動力傳遞到前述鏈輪230。
其中，在前述減速電機250中結合有用於穩定地維持前述攪拌元件200的旋轉速度的減速器。此外，通過前述以沿著長度方向彼此交叉並咬合的方式配置的複數個肋（rib）220，可以使得所投入的食物垃圾以及被收納到前述雙層外殼100的第一空間120a中的複數個載體310借助於前述攪拌元件200的正向旋轉或逆向旋轉在左右方向上有效混合並充分執行攪拌功能，從而藉助於後續說明的發酵元件300輕易地實現利用微生物的液態發酵以及分解。
參閱圖2，前述發酵元件300係用於利用微生物對食物垃圾進行液態發酵以及分解的元件，在前述雙層外殼100的第一空間120a上對培養有微生物的複數個載體（carrier）310進行收納。此外，在前述雙層外殼100的第二空間120b上填充有前述培養有微生物的複數個載體310，在載體310的外部分別對具有網孔（Mesh）的載體面板320進行收納。
其中，載體（carrier）310係一種為促進微生物的增殖以及生長而提供附著表面的介質（medis）。即，固態物質以及排出水中所包含的有機物或營養物質將沿著所填充的載體310的表面流動並被附著在載體310上的微生物的生物膜生物吸附，或通過微生物發生氧化分解或攝入。作為載體310的材料，可以使用針對食物垃圾的液態發酵以及分解進行最佳化的陶瓷屑、木屑、活性炭以及木炭等。此外，被收納到前述第一空間120a上的複數個載體310可以被填充至前述攪拌元件200的旋轉軸210的高度，以便於輕易地在前述第一空間120a內對所投入的食物垃圾進行攪拌。此外，構成前述載體面板320的原因在於，可以在通過前述攪拌元件200進行攪拌時維持填充到前述第二空間120b內部的複數個載體310的原有形態以防止其發生鬆動或分解，從而方便地對載體310進行管理。此外，進一步可以提升利用微生物的食物垃圾液態發酵以及分解效率，更可以輕易地對後續說明的過濾元件400進行收納。為此，使用可以充分耐受食物垃圾的耐腐蝕性優秀的材質，而且可以根據前述第二空間120b的體積決定前述載體310以及載體面板320的製作規格。
參閱圖2，前述過濾元件400係用於對通過前述發酵元件300的固態物質以及排出水中的小於一定大小的固態物質以及排出水進行過濾的元件，被收納到前述第二底層110b的上部與前述載體面板320的下部的一部分區域之間，具有用於對通過前述發酵元件300的小於一定大小的固態物質以及排出水進行過濾的聚氨酯（PU）載體410。
其中，前述聚氨酯（PU）載體410係在聚氨酯（polyurethane）纖維中添加針對食物垃圾的液態發酵以及分解進行最佳化的陶瓷屑、木屑、活性炭以及木炭等的物質，其中聚氨酯（polyurethane）係具有彈性的高分子化合物，係在如室內裝飾面料、床墊等中使用的彈性泡沫以及如飛機機翼用接縫等輕質結構材料中使用的物質。在製造聚氨酯時，可以通過對構成物質即軟鏈段以及硬鏈段的比例進行調節而根據用途對彈性以及延展性進行調節，因此進一步作為如塗料、緩衝材料以及隔熱材料等多種材料用途使用。因此，在本發明中可以僅使得小於在前述聚氨酯（PU）載體410上形成的複數個孔的大小的固態物質以及排出水通過並投入到後續說明的淨水處理元件600中，而沒有通過的一定大小以上的固態物質將通過在沒有前述過濾元件400的前述第二底層110b上形成的複數個貫通孔103投入或流下到安裝於前述雙層外殼100的第三空間120c上的再循環元件500所處的一側，或者在前述發酵元件300中持續性地進行液態發酵以及分解。
此外，在本發明的較佳實施例中提及的固態物質，分為溶解在排出水中的溶解性固態物質以及不會發生溶解的懸浮性固態物質，其中，通過前述過濾元件400流下到前述雙層外殼100的第三空間120c中的係溶解在前述排出水中的溶解性固態物質以及小於前述聚氨酯（PU）載體410的多孔直徑的懸浮性固態物質。此外，通過前述第一底層110a以及第二底層110b向下方通過的係溶解在前述排出水中的溶解性固態物質以及小於前述貫通孔103的孔直徑的懸浮性固態物質，通過使得前述貫通孔103的直徑大於在前述過濾元件400中形成的多孔直徑，可以確保輕易地向下方流動。
參閱圖2，前述再循環元件500係用於將流下到前述雙層外殼100的第三空間120c中的固態物質以及排出水重新投入到前述第一空間120a的一種循環元件，安裝在前述第三空間120c的一側底部，分別配備有從用於將通過前述發酵元件300的固態物質以及排出水重新投入到前述第一空間120a的潛水泵（submersible motor pump）或螺旋泵（screw pump）中選擇的某一個泵510、管路520以及水位感測器530。
其中，前述再循環元件500的作用在於，使得在沒有被前述過濾元件400過濾的固態物質中小於在前述第二底層110b上形成的複數個貫通孔103的直徑的固態物質與排出水一起流入到前述第三空間120c並將其重新投入到前述第一空間120a，從而為新投入的食物垃圾的攪拌以及發酵過程提供幫助。即，通過發酵元件300經過微生物液態發酵以及分解過程生成的發酵狀態的固態物質以及排出水可以為新投入的食物垃圾的攪拌以及發酵提供幫助。因此此時重新投入的固態物質以及排出水係通過後續說明的加熱元件700加熱的熱水狀態，因此可以在節省自來水的用量的同時藉助於熱水的再利用而達成節能效果。
參閱圖2、圖4以及圖5，前述淨水處理元件600係利用微生物對通過前述發酵元件300以及過濾元件400的微細固態物質以及排出水進行再處理發酵以及分解並藉此淨化成清水的元件，安裝在前述第三空間120c的另一側底部，用於將通過前述發酵元件300以及過濾元件400的小於一定大小的固態物質以及排出水向下流下到上部一側傾斜15～45°的長方形箱體結構體內部並利用微生物執行再處理發酵以及分解，最終將經過淨化的排出水排出到前述雙層外殼的排出口140，且安裝有一個以上。
此外，在本發明的另一實施例中，前述淨水處理元件600，分別包含：第一淨水處理載體網630，以上部為直角三角形箱體610而下部為長方形箱體620的形態一體化，在前述直角三角形箱體610的斜面上填充有用於在通過前述發酵元件300以及過濾元件400的固態物質以及排出水向下流下的過程中使得微細固態物質通過斜面自動分離的同時對排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310；海綿（sponge）640，為對應於前述直角三角形箱體的形態，位於前述直角三角形箱體610內部，用於對通過前述斜面向下流下的排出水中所包含的固態物質進行過濾；不銹鋼網（SUS Mash）650，位於前述直角三角形箱體610與前述長方形箱體620焊接結合的層之間，用於放置前述海綿640；擋水牆體660，位於前述長方形箱體內部的前端，用於將通過前述直角三角形箱體610的斜面以及安裝在內部的前述第一淨水處理載體網630以及海綿640分離的固態物質以及排出水阻擋至一定的水位；第二淨水處理載體網670，填充有用於對向下流下到前述長方形箱體620內部的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310；支撐桿680，位於前述長方形箱體620內部的後端，配備有用於對向下流下到前述長方形箱體620內部的排出水進行過濾之後排出的長方形的平面的聚氨酯（PU）載體410；以及，第三淨水處理載體網690，安裝在前述直角三角形箱體610的垂直面以及前述長方形箱體620的支撐桿680的後端，填充有用於對超出前述擋水牆體660的安裝高度的固態物質以及通過前述第一淨水處理載體網630向下流下的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310。
此外，在本發明的又一實施例中，前述淨水處理元件600，以其高度（從h3到h1）向前述雙層外殼100的排出口140方向階梯性變低的方式在前述第三空間120c的底部安裝一個以上的淨水處理元件600，其中，可以在前述淨水處理元件A與淨水處理元件B之間維持一定間隔之後安裝填充有用於執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的載體（carrier）310的前述第四淨水處理載體網691。
其中，參閱圖5，將前述淨水處理元件A及淨水處理元件B以及淨水處理元件N的高度（從h3到h1）以向前述排出口140方向階梯性降低的方式安裝的原因在於，在食物垃圾的處理量急劇增加時，可以使得通過淨水處理元件600進行淨化的水發生溢流（over flow）。此外，通過前述發酵元件300的小於一定大小的固態物質以及排出水及通過前述過濾元件400的過濾水都將流下到前述淨水處理元件A所處的位置，而且通過前述過濾元件400的過濾水進一步將流下到前述淨水處理元件B以及淨水處理元件N並通過前述第三淨水處理載體網690以及第四淨水處理載體網691得到過濾淨化，最終通過前述排出口140僅排出經過淨化的清水。
參閱圖2，前述加熱元件700係用於對前述雙層外殼100的內部外殼101進行加熱（heating）並促進微生物液態發酵的元件，為促進前述食物垃圾的微生物液態發酵以及分解而配備有安裝在前述內部外殼101的底部的溫度檢測感測器710以及電加熱器720。
其中，前述加熱元件700可以根據前述內部外殼101的大小安裝複數個，而且可以使用與線圈型相比的熱傳導效率以及消耗電力相對較低的面狀發熱體。
參閱圖2以及圖6，前述控制元件800係用於對適用本發明之較佳實施例的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置進行控制的元件，安裝在前述外部外殼102的一側，用於對前述攪拌元件200、再循環元件500以及加熱元件700進行控制，配備有具有手動設定功能的使用者操作部810及用於將電源的開/關（ON/OFF）以及液態發酵處理裝置的當前狀態藉由文字以及語音輸出的顯示部以及警報元件820。
此外，在本發明的另一實施例中，前述控制元件800在電源開啟（ON）的狀態下向前述雙層外殼（housing）100的投入口130投入食物垃圾之後選擇前述使用者操作部810的自動模式按鈕812時，執行如下前述的功能模式。
首先，可以執行前述攪拌元件200的減速電機250以所設定的時間單位按照正向旋轉及逆向旋轉以及停止的順序重複運轉並藉此對食物垃圾進行攪拌的攪拌模式830。
接著，可以執行在執行前述攪拌模式830的過程中經過所設定的時間時藉由安裝在前述第一空間120a中的一個以上的噴霧器150噴射出所設定的水的噴射模式840。
此外，可以事先程式設計為在執行前述噴射模式840之後經過所設定的時間時執行打開前述排出口140的排水模式。
其中，前述控制元件800對前述攪拌元件200及再循環元件500以及加熱元件700進行控制，此外，通過自動執行前述攪拌模式830及噴射模式840以及排水模式850的控制功能，可以對投入到前述雙層外殼100的投入口130的食物垃圾進行攪拌及液態發酵以及分解，接著，在經過充分的過濾以及淨水過程之後最終僅將經過淨化的清水通過排出口140排出。
此外，在構成適用本發明之較佳實施例的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的元件中，作為耗材的前述載體（carrier）310、具有網孔（Mesh）的載體面板320、具有聚氨酯（PU）載體410的過濾元件400、第一淨水處理載體網630、海綿640、第二淨水處理載體網670、第三淨水處理載體網690以及第四淨水處理載體網691等都可以在使用一段時間或維護過程中進行更換。
上述說明只係對本發明的技術思想做出的示例性說明，具有本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以在不脫離本發明之本質特徵的範圍內進行各種修改以及變形。因此，本發明中所揭示的實施例只是用於對本發明的技術思想進行說明而非限定，本發明的技術思想的範圍並不因為此等實施例而受到限定。本發明的保護範圍應根據所附的發明申請專利範圍做出解釋，而且與其同等範圍內的所有技術思想都應該解釋為包含在本發明的發明申請專利範圍之內。
100:雙層外殼
101:內部外殼
102:外部外殼
103:貫通孔
110a:第一底層
110b:第二底層
120a:第一空間
120b:第二空間
120c:第三空間
130:投入口
140:排出口
150:噴霧器
200:攪拌元件
210:旋轉軸
220:肋
230:鏈輪
240:鏈條
250:減速電機
300:發酵元件
310:載體
320:載體面板
400:過濾元件
410:聚氨酯（PU）載體
500:再循環元件
510:泵
520:管路
530:水位感測器
600:淨水處理元件
610:直角三角形箱體
620:長方形箱體
630:第一淨水處理載體網
640:海綿
650:不銹鋼（SUS）網
660:擋水牆體
670:第二淨水處理載體網
680:支撐桿
690:第三淨水處理載體網
691:第四淨水處理載體網
700:加熱元件
710:溫度檢測感測器
720:電加熱器
800:控制元件
810:使用者操作部
812:自動模式按鈕
820:顯示部以及警報元件
830:攪拌模式
840:噴射模式
850:排水模式
〔圖1〕係對適用先前技術的食物垃圾酶發酵分解再處理裝置進行圖式的示意圖。
〔圖2〕係對適用本發明的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的整體技術構成進行概要性圖式的示意圖。
〔圖3〕係對適用本發明的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的攪拌元件進行圖式的示意圖。
〔圖4〕係對適用本發明的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的淨水處理元件進行圖式的截面圖。
〔圖5〕係對將前述圖4中的淨水處理元件以多階段高度安裝複數個並執行淨水處理的過程進行圖式的示意圖。
〔圖6〕係對適用本發明的利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的控制元件進行圖式的示意圖。
100:雙層外殼
101:內部外殼
102:外部外殼
103:貫通孔
110a:第一底層
110b:第二底層
120a:第一空間
120b:第二空間
120c:第三空間
130:投入口
140:排出口
150:噴霧器
200:攪拌元件
300:發酵元件
310:載體
320:載體面板
400:過濾元件
500:再循環元件
510:泵
520:管路
530:水位感測器
600:淨水處理元件
700:加熱元件
710:溫度檢測感測器
800:控制元件
Claims (5)
- 一種利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中，包含： 一雙層外殼（housing，100），為安裝惡臭及噪音降低以及外部裝置而配備有長方形結構的一內部外殼（101）及一外部外殼（102），在該內部外殼（101）上劃分出形成有可供攪拌的排出水貫通的複數個貫通孔（103）的一第一底層（110a）以及一第二底層（110b），從而形成一第一空間（120a）、一第二空間（120b）以及一第三空間（120c）； 一攪拌元件（200），在該第一空間（120a）上安裝一個以上，藉由在設定時間內驅動控制的一減速電機（250）的正向旋轉以及逆向旋轉對通過該雙層外殼的一投入口（130）投入的食物垃圾與水進行混合攪拌； 一發酵元件（300），在該第一空間（120a）上對培養有微生物的複數個載體（carrier，310）進行收納，在該第二空間上（120b）上對具有填充有該載體（310）的網孔（Mesh）的一載體面板（320）進行收納； 一過濾元件（400），被收納到該第二底層（110b）的上部與該載體面板（320）的下部的一部分區域之間，具有用於對通過該發酵元件（300）的小於一定大小的固態物質以及排出水進行過濾的一聚氨酯（PU）載體（410）； 一再循環元件（500），安裝在該第三空間（120c）的一側底部，分別配備有從用於將通過該發酵元件（300）的固態物質以及排出水重新投入到該第一空間（120a）的潛水泵（submersible motor pump）或螺旋泵（screw pump）中的選擇某一個泵（510）、管路（520）以及水位感測器（530）； 一個以上的淨水處理元件（600），安裝在該第三空間（120c）的另一側底部，用於將通過該發酵元件（300）以及該過濾元件（400）的小於一定大小的固態物質以及排出水向下流下到上部一側傾斜15～45°的長方形箱體結構體內部並利用微生物執行再處理發酵以及分解，最終將經過淨化的排出水排出到該雙層外殼的一排出口（140）； 一加熱元件（700），為促進食物垃圾的微生物液態發酵以及分解而配備有安裝在該內部外殼（101）的底部的一溫度檢測感測器（710）以及一電加熱器（720）；以及， 一控制元件（800），安裝在該外部外殼（102）的一側，用於對該攪拌元件（200）、該再循環元件（500）以及該加熱元件（700）進行控制，配備有具有手動設定功能的一使用者操作部（810）及用於將電源的開/關（ON/OFF）以及該利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置的當前狀態藉由文字以及語音輸出的一顯示部以及警報元件（820）。
- 如請求項1所述之利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中： 該攪拌元件（200），包含： 複數個旋轉軸（210），在該第一空間（120a）的內部相距一定間隔水平配置； 複數個肋（rib，220），在各個該旋轉軸（210）的外周面上以放射形態焊接4個，在彼此相鄰的該旋轉軸（210a、210b）之間以沿著長度方向彼此交叉並咬合的方式配置； 一鏈輪（230），鎖緊到各個該旋轉軸（210）的一側，安裝到該第一空間（120a）所處的該外部外殼（102）上；以及， 一鏈條（240），用於將該減速電機的動力傳遞到該鏈輪（230）。
- 如請求項1所述之利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中： 該淨水處理元件（600），分別包含： 一第一淨水處理載體網（630），以上部為一直角三角形箱體（610）而下部為一長方形箱體（620）的形態一體化，在該直角三角形箱體（610）的斜面上填充有用於在通過該發酵元件（300）以及該過濾元件（400）的固態物質以及排出水向下流下的過程中使得微細固態物質通過斜面自動分離的同時對排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的該載體（carrier，310）； 一海綿（sponge，640），該直角三角形箱體的形態，位於該直角三角形箱體（610）內部，用於對通過斜面向下流下的排出水中所包含的固態物質進行過濾； 一不銹鋼網（SUS Mash，650），位於該直角三角形箱體（610）與該長方形箱體（610）焊接結合的層之間，用於放置該海綿（640）； 一擋水牆體（660），位於該長方形箱體內部的前端，用於將通過該直角三角形箱體的斜面以及安裝在內部的該第一淨水處理載體網（630）以及該海綿（640）分離的固態物質以及排出水阻擋至一定的水位； 一第二淨水處理載體網（670），填充有用於對向下流下到該長方形箱體內部的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的該載體（carrier，310）； 一支撐桿（680），位於該長方形箱體內部的後端，配備有用於對向下流下到該長方形箱體內部的排出水進行過濾之後排出的長方形的平面的該聚氨酯（PU）載體（410）；以及， 一第三淨水處理載體網（690），安裝在該直角三角形箱體（610）的垂直面以及該長方形箱體的該支撐桿（680）的後端，填充有用於對超出該擋水牆體（660）的安裝高度的固態物質以及通過該第一淨水處理載體網（630）向下流下的排出水執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的該載體（carrier，310）。
- 如請求項1所述之利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中： 該淨水處理元件（600），以其高度（h）向該雙層外殼的該排出口（140）方向階梯性變低的方式在該第三空間（120c）的底部安裝一個以上的該淨水處理元件（600），其中，在淨水處理元件（A）與該淨水處理元件（B）之間維持一定間隔之後安裝填充有用於執行微生物液態發酵以及淨水處理的培養有微生物的該載體（carrier，310）的一第四淨水處理載體網（691）。
- 如請求項1所述之利用微生物的食物垃圾液態發酵處理裝置，其中： 該控制元件（800）， 被事先程式設計為在電源開啟（ON）的狀態下向該雙層外殼（housing，100）的該投入口（130）投入食物垃圾之後選擇該使用者操作部（810）的一自動模式按鈕（812）時，分別執行： 該攪拌元件（200）的減速電機（250）以所設定的時間單位按照正向旋轉及逆向旋轉以及停止的順序重複運轉並藉此對食物垃圾進行攪拌的一攪拌模式（830）； 在執行該攪拌模式（830）的過程中經過所設定的時間時藉由安裝在該第一空間（120a）中的具有電磁閥的一個以上的一噴霧器（160）噴射出所設定的水的一噴射模式（840）；以及， 在執行該噴射模式（840）之後經過所設定的時間時打開所具有電磁閥的該排出口（140）的一排水模式（850）。
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