专利名称：餐厨废弃物的综合回收利用方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种餐厨废弃物的综合回收利用方法与系统。
背景技术：
餐厨废弃物内具有危害性与资源性双属性并存。一方面，餐厨废弃物含油水率高，一般在80% 90%，易腐烂产生恶臭，不当处理(填埋或焚烧)会造成严重环境污染；且来源复杂，存在病毒、致病菌、病原微生物，也会造成病原菌的传播感染等，危害性较强。同时，餐厨废弃物主要由餐余剩饭剩菜和厨余下脚料等组成，以淀粉、食物纤维、动植物油，脂肪等有机物质为主要成分，诸如肉类、鱼类、水果、蔬菜、谷类、骨类、加工食品类等，特点是有机物含量高，富含氮、磷、钾、钙等各种微量元素以及动植物油脂，潜在的资源利用价值高。现有技术中，餐厨垃圾无害化、资源化方案包括生产干燥蛋白饲料粉、生物发酵蛋白饲料粉、有机肥以及厌氧消化方式产沼气发电等等。但是饲料化工艺对餐厨垃圾分类收集要求苛刻，收集、处置时效性要求严格，只能作为饲料添加剂利用，能耗高、运行费用高，同时生物链问题、同源性问题常常被人们担心和忧虑。而厌氧消化产沼气资源二次利用方式工艺技术复杂、投资高，运行管理难度大，终端沼渣仍需另行处理(或堆肥)需求，且国内尚无成熟处理工艺或成功业绩，投资风险大。餐厨废弃物内有机质含量丰富，现有技术中利用菌群将其进行发酵制成有机液体肥料，是一种比较成熟优秀的处理技术，该方法将有机废弃物粉碎，并采用多功能高效复合菌群在好氧和厌氧环境中对其进行发酵，产出物为有机液体土壤改良剂，该有机肥料不含病原菌、不含有毒物质，不添加任何化学物质，并富含土壤中的各种微量元素，十八种氨基酸以及大量的活体菌落群；不仅促进农作物的生长，而且能恢复被化肥及农药严重破坏的土壤活性，增加土壤菌落种群数，达到肥沃土地的目的，肥效高，气味淡，完全可以全部取代化肥，是生产有机绿色蔬菜水果的理想液肥。餐厨废弃物内油脂含量丰富，一些不法商贩从中捞出“地沟油”加工成“食用油”重新流入市场，严重伤害消费者健康，也危及食品安全。目前也有很多研究餐厨废弃物油水分离的技术，其多利用油水密度不同、自然分层的特性，采用撇油器对水面油层进行分离。这种技术不仅需要大型容器对餐厨废弃物进行静置分层，占地大、时间长；而且分离效果不够彻底，出油率较低，尤其是对于冬季气候严寒的北方地区，油脂极易凝固冻结在固体表层，难以进行分离。在中国专利“201120365212.1一种餐厨垃圾油水分离装置”、“201110115100.5餐厨垃圾油水分离处理方法”中采用了加热油换热、蒸汽加热等方法，克服了严寒低温因素的影响，但是其处理时间依旧很长，不能适应于大规模连续处理作业的需要，也影响了餐厨废弃物产业化处理技术的推广。上述技术各自关注单一组分的回收利用技术，现有技术中少有对各种组分进行综合回收利用的处理方案。
发明内容
本申请人针对上述餐厨废弃物处理中，偏重于单一组分的回收利用等缺点，提供一种工艺合理的餐厨废弃物的综合回收利用方法与系统，从而可以进行高效处理，综合利用。本发明所采用的技术方案如下:
一种餐厨废弃物的综合回收利用方法，包括以下步骤:
第一步:对餐厨废弃物进行第一次固液分离；
第二步:对固体废弃物进行筛选；
第三步:将筛选后的固体废弃物进行粉碎；
第四步:将粉碎后的固体渣粒与第一步中分离出的液体进行第一次渣液混合；
第五步:在含渣液体中混合高温蒸汽进行加热；
第六步:对高温含渣液体进行第二次固液分离；
第七步:对第六步分离出来的液体进行油水分离，获得油脂；
第八步:对第六步分离出来的固体渣粒与第七步分离出的水进行第二次渣液混合； 第九步:利用生物菌群对上一步混合渣液进行发酵，制备土壤改良剂或液体肥料。—种按照上述方法进行处理的餐厨废弃物的综合回收利用系统，由采集斗、筛选装置、粉碎混合装置、油水固分离装置与发酵反应罐依次串联组成；所述采集斗为双层料斗结构；所述筛选装置设置有磁选器、除布塑回转带与金属探测器；所述粉碎混合装置由粉碎机与渣液混合槽组成；所述油水固分离装置由蒸汽混合段、固液分离段与油水分离段三部分组成；所述发酵反应罐分为厌氧反应区与好氧反应区两段。作为上述技术方案的进一步改进:
双层结构的采集斗顶层由若干密布滤液孔的斜板组成，料斗底部形成出渣口，在出渣口下方设置筛选装置的输送带；底层料斗斜板板面不设置孔，料斗底部形成出液口，出液口通过输液管连通至粉碎混合装置的渣液混合槽。在采集斗的顶层料斗斗口周边，设置有热水管，管壁上设置有若干开孔。所述除布塑回转带的带面左右两侧设置有链条，在上下辊轴的带动下，与输送带的输送方向相对运动，带面外侧平行布排有若干组耙齿，左右相邻耙齿之间相距一定距离；在带面的下降侧，设置有布塑收集槽。所述带面的提升侧，设置有切割刀片，切割刀片位于耙齿的一侧或两侧。所述蒸汽混合段设置有汽水混合器，汽水混合器的蒸汽入口通过蒸汽加入管路输入高温蒸汽，汽水混合器的吸入口连通至渣液混合槽，汽水混合器的喷射口连通在固液分离机的输入端。汽水混合器的喷射口设置有一路安装有单向阀的蒸汽回流旁路通入渣液混合槽。所述固液分离段采用的固液分离机为卧式螺旋卸料离心机，所述油水分离段采用的油水分离器为立式碟片式分离机。所述固液分离机的排液口排出至油水分离器，排渣口排出至渣液混合罐，所述油水分离器的出水口连通至渣液混合罐。本发明的有益效果如下:
本发明针对餐厨废弃物含水量大的特点，在采集斗进行第一次固液分离，分离出其中的固体进入筛选装置与粉碎装置，从而避免了过多的水分造成筛选、粉碎负载大、效率差等不利影响，从而获得高效的筛选与粉碎效果。本发明对固体废弃物进行粉碎与稀释，通过汽水混合器在粉碎渣液中混合高温蒸汽，可以快速提高渣液的温度，降低溶解度，促使其中的油份析出，从而提高出油率。通过汽水混合器在管道上直接进行加热，既保证了工作的连续性，使得整个处理可以流水线、连续化作业，而且喷射口输出的混合液温度高、压力大，直接进入固液分离机进行液固分离，不需要额外的输送设备，效率高，分离质量好。本发明在加热后，采用固液分离机先进行第二次固液分离，然后对液体采用油水分离器进行油水分离，从而实现油水固的三相分离，充分利用了各个设备独特的分离效果，保证了工艺的合理性与设备的运行负载，可以从餐厨废弃物中提取约5% 10%的油脂，安全卫生可靠，具有显著的经济效益。本发明将采集斗的滤液混合入渣液混合槽实现第一次固液混合，从而保证了输入固液分离机的渣液具有合适的浓度与流动性，而不需要另行用自来水稀释。本发明将油水分离器出水混合入渣液混合罐内实现第二次固液混合，并最终输入至发酵反应罐内进行反应生成有机液体土壤改良剂，不仅充分利用其内含肥效，而且避免了废水排放产生的污染及增加的污水处理设施与运行成本。本发明后道设置的有机餐厨垃圾的新型有机微生物菌落群处理工艺与高速好氧发酵工艺，工艺路线清晰、系统集成技术成熟、设备运行稳定、有效解决常规堆肥工艺的占地面积大、二次污染等问题，自动化程度高，产成品有机液体土壤改良剂稳定，不存在生物链、同源性隐患；运行费用低，是餐厨垃圾无害化、资源化的有效方案。本发明对采集斗进行热水冲洗，将部分蒸汽回流至渣液混合槽内进行预热，均考虑了应对北方寒冷气候的特殊性，从而使整套工艺更加完善，具有优良的环境适应性与可靠性。
图1为本发明的主视图。图2为采集斗的主视图。图3为图2的俯视图。图4为筛选装置主视图。图5为图4的左视图。图中:1、采集斗；2、筛选装置；3、粉碎混合装置；4、油水固分离装置；5、发酵反应罐；11、垃圾收集车；12、斜板；13、出液口 ；14、输液管；15、出渣口 ；16、滤液孔；17、热水管；21、输送带；22、磁选器；23、除布塑回转带；24、金属探测器；25、耙齿；26、带面；27、切割刀片；28、辊轴；29、布塑收集槽；31、粉碎机；32、污泥泵；33、渣液混合槽；41、蒸汽加入管路；42、汽水混合器；43、出油管；44、排液口 ；45、固液分离机；46、排渣口 ；47、油水分离器；48、渣液混合罐；49、蒸汽回流旁路。
具体实施例方式下面结合附图，说明本发明的具体实施方式
。如图1所示，本发明所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统由采集斗1、筛选装置
2、粉碎混合装置3、油水固分离装置4与发酵反应罐5依次串联组成。如图2、图3所示，采集斗I为双层料斗结构，顶层由若干密布滤液孔16的斜板12焊接组成锥形料斗，料斗底部形成出渣口 15，出渣口 15处设置有不锈钢丝筛网，在出渣口 15下方设置筛选装置2的输送带21 ;底层料斗斜板板面不设置孔，料斗底部形成出液口 13，出液口 13通过输液管14连通至粉碎混合装置3的渣液混合槽33。在顶层料斗斗口周边，设置有热水管17，管壁上设置有若干开孔。实际工作时，垃圾收集车11将从餐馆饭店、居民区收集来的餐厨废弃物倾倒在采集斗I顶层料斗的斜板12上，餐厨废弃物内80 90%的液体通过斜板12上的滤液孔16流入底层料斗，并从出液口 13汇集输出；而固体物质则沿斜面滚落，通过出渣口 15掉落散布在输送带21的带面上，酒瓶等较大的固体被筛网阻挡。在工作的间隙或者斜板12板面较脏的情况下，向热水管17内通入热水并通过管壁孔进行喷淋，可以有效地清洁板面，热水也可以溶化板面上凝固的油脂对其进行有效地清洁；此外，如果后部渣液混合槽33内固体比例太大，过于浓稠，也可以通过喷淋热水进行渣液混合槽33的液体补充调节。筛选装置2的输送带21起始端设置在采集斗I的出渣口 15下方，如图4、图5所示，输送带21上方，设置有磁选器22、除布塑回转带23与金属探测器24。磁选器22为跨设在输送带21上方的龙门结构，采用永磁或者电磁体，对餐厨废弃物中较大的金属物质，例如瓶盖等进行磁吸。金属探测器24同样为跨设在输送带21上方的龙门结构，直接采用市售的金属探测传感器，并反馈信号给输送带21的输送电机，如果探测到下方经过的输送带21上的餐厨废弃物中存在金属，例如未被磁选器22磁吸的较小的易拉罐开启片或者电池等，则会发出警报，并停止输送带21的回转，进行人工对金属物的清理，并重启电机。在餐厨废弃物之中，经常混杂有塑料袋，如果进入后续工序，粉碎与发酵之后形成难以降解的残渣污染土壤；此外还会有些尼龙带、布条等，这些柔性条带难以被粉碎机的刀片切断且容易缠绕在刀轴上，难以清除，严重时甚至损坏粉碎机，烧坏主轴电机。因此本发明在输送带21上方设置有除布塑回转带23，结构类似于污水处理技术中的格栅清污机，带面26的左右两侧设置有链条，在上下辊轴28的带动下，与输送带21的输送方向相对运动，带面26外侧平行布排有若干组耙齿25，左右相邻耙齿25之间相距5 15cm。在带面26的提升侧，设置有一组切割刀片27，切割刀片27位于耙齿25的一侧或两侧；在带面26的下降侧，设置有布塑收集槽29。实际工作时，从出渣口 15落下的餐厨废弃物掉落散布在输送带21的带面上并向前输送，磁选器22先将混杂在其中的金属部件磁吸去除，除布塑回转带23上旋转的耙齿25会勾住塑料袋、布条或者尼龙带等，并携带其上升回转；部分塑料袋可能被捆扎住袋口，整袋被勾住提升；当经过切割刀片27时，塑料袋被割破，其中内容物掉落下来在输送带21上继续输送，而塑料袋保留在耙齿25上，回转后在重力作用或者清洁刷刷毛阻挡作用下掉落在布塑收集槽29内。粉碎混合装置3由粉碎机31与渣液混合槽33组成，粉碎机31的料斗设置在输送带21的输出端，通过了筛选的餐厨废弃物的固体落入料斗，被粉碎机31高速旋转的叶片打碎，形成粒径约10 X IOmm的渣粒，落入粉碎机31下部的渣液混合槽33内；同时，从输液管14直接输入的液体，也进入渣液混合槽33内固态渣粒与液体进行混合，形成含水率约80% 90%的混合物，由污泥泵32抽吸后向后段工艺进行输送。本发明的油水固分离装置4由蒸汽混合段、固液分离段与油水分离段三部分组成。如图1所示，在污泥泵32与固液分离机45之间的蒸汽混合段设置有汽水混合器42，汽水混合器42的蒸汽入口通过并联设置的手动阀与电磁阀组成的蒸汽加入管路41输入高温蒸汽，汽水混合器42的吸入口通过污泥泵32连通至渣液混合槽33，汽水混合器42的喷射口连通在固液分离机45的输入端，并设置有一路安装有单向阀的蒸汽回流旁路49通入渣液混合槽33。固液分离机45的排液口 44连接至油水分离器47的输入口，排渣口 46下方设置渣液混合罐48。本发明采用的汽水混合器42为市售商品，核心部件为拉法尔喷管，从喉口喷入的水流与从斜孔喷入的蒸汽充分混合后流出，蒸汽和水在高速流动中混合，无噪音、无振动。本发明采用的固液分离机45为市售的卧式螺旋卸料离心机，其工作原理是利用固-液比重差，并依靠离心力场使之扩大几千倍，固相在离心力的作用下被沉降，从而实现固液分离。实际工作时，汽水混合器42的蒸汽入口中通入工作压力0.7Mpa 0.9 Mpa,温度为150度以上的饱和蒸汽，蒸汽用量约为2T/h，与污泥泵32从渣液混合槽33中抽吸的渣液混合并将其快速加热至约80 90°C。混合液由中心进料管加入到固液分离机45的螺旋内筒中，经加速后通过加料口进入转鼓；混合液中的液体向转鼓大端流动，液体中的固体颗粒沉降到转鼓壁上，形成沉渣，被螺旋推向转鼓小端，经转鼓锥筒段脱水后从至排渣口 46排出至渣液混合罐48内，液体则经螺旋通道由转鼓大端的排液口 44排出至油水分离器47。根据控制程序的设定，固液分离机45工作满载的工作间隙，打开蒸汽回流旁路49的单向阀，高温的混合液直接打回渣液混合槽33内，如此既保证了汽水混合器42的持续工作，协调了各设备的连接步骤，而且在极寒气候的情况下，也可以对渣液混合槽33内进行预热，从而保证其流动性，防止油脂凝固后过于浓稠无法抽吸的情况。本发明的油水分离器47采用市售的立式碟片式分离机，转鼓装在立轴上端，通过传动装置由电动机驱动而高速旋转；转鼓内有一组互相套叠在一起的碟片，碟片与碟片之间留有很小的间隙；乳浊液由位于转鼓中心的进料管加入转鼓，当流过碟片之间的间隙时，液滴在离心机作用下沉降到碟片上形成液层，按密度不同分为重液(水)和轻液(油)，重液(水)沿碟片内表面向转鼓壁流动，经过出水口排出至渣液混合罐48内；轻液向中心流动，经出油管43排出。渣液混合罐48将固液分离机45的排渣口 46输出的固体渣粒与油水分离器47的出水重新混合，并通过管道输入至发酵反应罐5，发酵反应罐5分为厌氧反应区与好氧反应区两段，反应区顶部设置有搅拌电机，加菌罐通过管路与反应罐的好氧反应区相连通。经过现有技术所公开的将餐厨有机废弃物利用菌群进行发酵的技术，可以将渣粒发酵制备获得土壤改良剂或液体肥料。以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1.一种餐厨废弃物的综合回收利用方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步:对餐厨废弃物进行第一次固液分离； 第二步:对固体废弃物进行筛选； 第三步:将筛选后的固体废弃物进行粉碎； 第四步:将粉碎后的固体渣粒与第一步中分离出的液体进行第一次渣液混合； 第五步:在含渣液体中混合高温蒸汽进行加热； 第六步:对高温含渣液体进行第二次固液分离； 第七步:对第六步分离出来的液体进行油水分离，获得油脂； 第八步:对第六步分离出来的固体渣粒与第七步分离出的水进行第二次渣液混合； 第九步:利用生物菌群对上一步混合渣液进行发酵，制备土壤改良剂或液体肥料。
2.一种按照权利要求1所述方法进行处理的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:由采集斗(I)、筛选装置(2)、粉碎混合装置(3)、油水固分离装置(4)与发酵反应罐(5)依次串联组成；所述采集斗(I)为双层料斗结构；所述筛选装置(2)设置有磁选器(22)、除布塑回转带(23)与金属探测器(24);所述粉碎混合装置(3)由粉碎机(31)与渣液混合槽(33)组成；所述油水固分离装置(4)由蒸汽混合段、固液分离段与油水分离段三部分组成；所述发酵反应罐(5)分为厌氧反应区与好氧反应区两段。
3.按照权利要求2所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:双层结构的采集斗(I)顶层由若干密布滤液孔(16)的斜板(12)组成，料斗底部形成出渣口( 15)，在出渣口(15)下方设置筛选装置(2)的输送带(21);底层料斗斜板板面不设置孔，料斗底部形成出液口( 13 )，出液口( 13 )通过输液管(14 )连通至粉碎混合装置(3 )的渣液混合槽(33 )。
4.按照权利要求3所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:在采集斗(I)的顶层料斗斗口周边，设置有热水管(17)，管壁上设置有若干开孔。
5.按照权利要求2所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:所述除布塑回转带(23)的带面(26)左右两侧设置有链条，在上下辊轴(28)的带动下，与输送带(21)的输送方向相对运动，带面(26 )外侧平行布排有若干组耙齿(25 )，左右相邻耙齿(25 )之间相距一定距离；在带面(26)的下降侧，设置有布塑收集槽(29)。
6.按照权利要求5所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:所述带面(26)的提升侧，设置有切割刀片(27)，切割刀片(27)位于耙齿(25)的一侧或两侧。
7.按照权利要求2所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:所述蒸汽混合段设置有汽水混合器(42)，高温蒸汽通过蒸汽加入管路(41)连接在汽水混合器(42)的蒸汽入口，汽水混合器(42 )的吸入口连通至渣液混合槽(33 )，汽水混合器(42 )的喷射口连通在固液分离机(45)的输入端。
8.按照权利要求7所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:汽水混合器(42 )的喷射口设置有一路安装有单向阀的蒸汽回流旁路(49 )通入渣液混合槽(33 )。
9.按照权利要求2所述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:所述固液分离段采用的固液分离机(45)为卧式螺旋卸料离心机，所述油水分离段采用的油水分离器(47)为立式碟片式分离机。
10.按照权利要求9所 述的餐厨废弃物的综合回收利用系统，其特征在于:所述固液分离机(45)的排液口(44)排出至油水分离器(47)，排渣口(46)排出至渣液混合罐(48)，所述油水分离器(47) 的出水口连通至渣液混合罐(48)。
全文摘要
本发明公开了一种餐厨废弃物的综合回收利用方法与系统，由采集斗、筛选装置、粉碎混合装置、油水固分离装置与发酵反应罐依次串联组成；所述采集斗为双层料斗结构；所述筛选装置设置有磁选器、除布塑回转带与金属探测器；所述粉碎混合装置由粉碎机与渣液混合槽组成；所述油水固分离装置由蒸汽混合段、固液分离段与油水分离段三部分组成；所述发酵反应罐分为厌氧反应区与好氧反应区两段。本发明通过对餐厨废弃物进行多次固液分离与混合，然后对渣液进行蒸汽加热混合与油水固三相分离，可以从中提取约5%～10%的油脂，安全卫生可靠；最后利用有机微生物菌落群处理工艺制备土壤改良剂，充分回收利用餐厨废弃物内含的资源，具有显著的经济效益。
文档编号B09B5/00GK103121031SQ20131002453
公开日2013年5月29日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者徐卓慧, 赵臻梁, 王峰 申请人:无锡赛雅环保科技有限公司