一种基于生物转化的餐厨垃圾处理系统的制作方法

本发明属于环保领域，涉及城市垃圾无害化处理技术以及资源利用技术，特别涉及一种基于生物转化的餐厨垃圾处理系统。

背景技术：

城市餐厨垃圾具有环境废弃物和可循环利用资源的双重特点。餐厨垃圾产量大，水、油脂及盐含量高，易腐烂发臭，成为困扰城市的一大难题；同时，其富含蛋白质、淀粉和油脂等营养物质，又是可循环利用的生物质资源。目前，城市餐厨垃圾的处理方式主要有卫生填埋和焚烧，少部分用堆肥方式处理。现有处理技术大多将城市餐厨垃圾当作城市废弃物来对待，未能充分利用城市餐厨垃圾，存在诸多不足。

另外，公开号为101947535A的中国专利公开了一种餐厨有机垃圾的无害化生态环保循环再利用处理方法(申请号：201010243431.2)，其主要过程是，将有机垃圾进行预处理，在垃圾中放入原液菌种，再放入容器内做饲料以饲养蝇蛆，然后将蝇蛆与饲料分离，得蝇蛆和蛆粪，蛆粪再喂养蚯蚓，每7-10天分离一次，得蚯蚓和蚯蚓粪有机肥。该方法能实现餐厨垃圾的无害化处理，但是实施时存在以下显著的几个问题：

1.没有采用密封环境，对环境会引入的臭气和废水等新的污染，即形成二次污染；

2.没有设计整体的具体的处理设备，无法做到大批量自动化实施。

如何利用科学的处理方式、经济实用的处理手段来对城市餐厨垃圾进行无害化处理以及资源利用是当前本技术领域急待解决的问题。

因此，有必要设计一种新的餐厨垃圾处理系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于生物转化的餐厨垃圾处理系统，该基于生物转化的餐厨垃圾处理系统将餐厨垃圾预处理后送入孵化架饲养昆虫获取蛆虫和有机肥，能对餐厨垃圾进行无害化处理，且具有经济效益。

发明的技术解决方案如下：

一种基于生物转化的餐厨垃圾处理系统，包括预处理装置、孵化装置以及废水处理装置；

预处理装置与孵化装置相连；

预处理装置与孵化装置产生的污水进入废水处理装置；

预处理装置用于将餐厨垃圾筛滤、脱水、打碎以及与辅料混合；

孵化装置用于将昆虫的虫卵孵化成幼虫，以及采用预处理后的餐厨垃圾喂食幼虫使幼虫成长；

孵化装置中具有孵化架和收集仓；

孵化架上设有培养架和收集槽，培养架采用多层设计；充分利用空间。

培养架用于放置预处理后的餐厨垃圾；收集槽用于收集幼虫；收集槽与收集仓相连。

培养架和收集槽均为多个。

所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统还包括有机肥料仓、烘干机和装袋机；有机肥料仓用于收集来自孵化架的废料；烘干机用于将来自收集仓的幼虫烘干；装袋机用于将来自收集仓的活体幼虫装袋或将烘干后的幼虫装袋。

废水处理装置包括因此相连的污水泵、储水箱、油水分离装置和污水处理装置(污水处理装置为现有成熟技术)；污水泵的入口与预处理装置的出水口相连。

餐厨垃圾处理系统具有封闭式外壳，预处理装置、孵化装置以及废水处理装置均置于封闭式外壳内；

封闭式外壳具有用于餐厨垃圾进入预处理装置的隔离缓冲区，隔离缓冲区具有2扇门。密闭外壳采用箱体结构或蒙古包式结构。

所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统还包括用于传送餐厨垃圾及废料的输送装置。

密闭式外壳内设有温湿度和pH值调节装置。

密闭式外壳内设有视频监控装置。

预处理装置包括渗沥池、滚筒筛、杂物料仓、脱水机、破碎机、辅料仓、混料机和储料池；

渗沥池与滚筒筛相连；滚筒筛筛出的杂物进入杂物料仓；通过滚筒筛的餐厨垃圾依次经脱水机和破碎机处理后进入混料机；来自辅料仓的辅料也进入混料机；混料机输出物进入储料池。

孵化装置中设有取料设备；取料设备用于从储料池中将混料储料后的餐厨垃圾取出并摊铺到培养槽中。

基于前述系统的基于生物转化的餐厨垃圾处理方法如下：

一种基于生物转化的餐厨垃圾处理方法，采用基于封闭式外壳的集中孵化方法处理餐厨垃圾；包括以下步骤：

步骤1：进料；

将餐厨垃圾送入封闭式外壳的隔离缓冲区；

步骤2：预处理；

2.1自然渗沥；

将进入隔离缓冲区中的餐厨垃圾送至渗沥池自然渗沥；去除餐厨垃圾中的滤除部分水分和油脂；

2.2筛滤；

将自然渗沥后的餐厨垃圾送至滚筒筛，去除垃圾中的杂物，该杂物是昆虫的幼虫不能食用的对象(如塑料袋，树枝等)；

2.3脱水和打碎；

筛滤后的餐厨垃圾先脱水后打碎，或者先打碎后脱水；

采用脱水机进行离心脱水，去除部分水分和油脂；

采用破碎机进行打碎处理，将餐厨垃圾打碎成颗粒状；破碎粒径4-8mm；

2.4混料

将打碎后的餐厨垃圾送入混料机，同时加入辅料，混合均匀后配置成培养料，送入储料池；

步骤3：生物转化；

3.1铺料；

将培养料摊铺到培养槽中；

3.2接种及孵化；

将虫卵送至培养槽中进行孵化；

3.3幼虫收集；

通过光诱导方式引导幼虫爬出培养槽掉入收集槽并最终进入收集仓；

利用光诱导等方式引导成虫爬出培养槽掉入收集槽，收集槽横截面为弧线形，具有一定坡度，再通过水的冲力，将幼虫冲至收集仓。

步骤4：幼虫输出以及废料废水的处理及排出；

将收集仓中的幼虫直接装袋或烘干后装袋；

前述处理过程中的产生的污水经污水处理后排放；

前述处理过程中的产生的废气经废气处理后排放；

将喂食幼虫后的培养料制备成有机肥料并排出。

步骤2.4中，辅料为稻草、麦麸和锯木屑中的至少一种。

步骤2.4中，调节混合料的含水量和pH值，使得含水量为50％-70％，优选60％-65％，PH值在6-8内。

步骤2.4中，培养料在储料池内进行发酵处理，是否需要发酵根据养殖户的需要而定。

步骤6.根据权利要求1所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，步骤3.1中，通过振动或刮板摊铺培养料。

步骤3.3中，收集槽倾斜布置，且使用水将幼虫冲至收集仓。

步骤3.2中，控制温度为25-35度，湿度为50％-70％。

步骤4中的污水处理过程为：从自然渗沥、脱水机经污水泵抽出的高浓度含油废水通过蓄水池进入2级隔油池，投入少量的絮凝剂后再经中和池、混凝池和2级气浮的方法，将油包水变为水包油，因而把油析出上浮，集中回收再作为工业原料；

经气浮处理将油水分离后的污水，再经过A/O微生物处理组合处理单元，去除废水中的有机污染物，最后经沉淀池沉淀后直接排放或冲洗设备循环使用。

采用通风及尾气处理系统处理废气，通风及尾气处理系统包括轴流风扇、抽风机和尾气处理设备，为生物转化提供氧气供应(提供适宜的生物存活条件)，同时将生物活动产生的臭气进行处理(吸附、溶解等)，达到排放标准后排出。

密闭外壳内设有视频监控装置和照明装置。

蛆，可以是苍蝇、大头金蝇和黑水虻等昆虫的幼虫。收集仓

有益效果：

本发明的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统，其突出的特点如下：

(1)采用密闭空间，不产生二次污染

采用密闭空间孵化和饲养幼虫；采用隔离措施进料，对产生的废水和废气进行处理，达到排放标准。

(2)设计了培养架和收集槽，有利于高效饲养幼虫，产生经济效益。

(3)能实现全自动化的垃圾处理，有利于推广实施

密闭空间内的进料模块、输送模块、预处理模块、饲养模块、废水废气处理模块等等都可以是无人操控的，配合监控系统和检测系统，能实时检测和监控密闭空间内的温湿度、pH值等，可以远程控制，操作人员完全不必进入密闭空间，即可实现所有的处理。另外，整套系统可以采用工厂生产模式，也可以小型化为车载模式，灵活性好，适合推广实施。

总而言之，本发明的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统，能够科学、经济的对餐厨垃圾进行无害化处理，能耗少、成本低，在解决了环境污染问题的同时，也能使餐厨垃圾的有用成分得到充分利用。

本发明的餐厨垃圾处理系统实现了餐厨垃圾破碎处理、脱水处理、生物转化处理、尾气处理、油水分离处理和污水处理，整个系统采用封闭式设备，能实现全自动化处理，在快速有效地清除餐厨垃圾的同时，生产出优质的昆虫蛋白、生物有机肥和再生工业原料油，实现了餐厨垃圾的资源化利用，处理过程产生的臭水和臭气经污水处理系统和通风及尾气处理系统处理达标后排放，整个处理过程无毒无异味，处理过程短，减量化100％(即餐厨垃圾全部能够处理)，无二次污染，资源化利用程度高，是一种经济效益、社会效益和生态效益显著的有机废弃物处理方法，具有非常好的应用前景。

附图说明

图1为餐厨垃圾处理系统的总体结构框图；

图2为餐厨垃圾处理方法的总流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例1：

图1，一种基于生物转化的餐厨垃圾处理系统，包括预处理装置、孵化装置以及废水处理装置；

预处理装置与孵化装置相连；

预处理装置与孵化装置产生的污水进入废水处理装置；

预处理装置用于将餐厨垃圾筛滤、脱水、打碎以及与辅料混合；

孵化装置用于将昆虫的虫卵孵化成幼虫，以及采用预处理后的餐厨垃圾喂食幼虫使幼虫成长；

孵化装置中具有孵化架和收集仓；

孵化架上设有培养架和收集槽；孵化架采用多层设计；充分利用空间。

培养架用于放置预处理后的餐厨垃圾；收集槽用于收集幼虫；收集槽与收集仓相连。

培养架和收集槽均为多个。

所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统还包括有机肥料仓、烘干机和装袋机；有机肥料仓用于收集来自孵化架的废料；烘干机用于将来自收集仓的幼虫烘干；装袋机用于将来自收集仓的活体幼虫装袋或将烘干后的幼虫装袋。

废水处理装置包括因此相连的污水泵、储水箱、油水分离装置和污水处理装置(污水处理装置为现有成熟技术)；污水泵的入口与预处理装置的出水口相连。

餐厨垃圾处理系统具有封闭式外壳，预处理装置、孵化装置以及废水处理装置均置于封闭式外壳内；

封闭式外壳具有用于餐厨垃圾进入预处理装置的隔离缓冲区，隔离缓冲区具有2扇门。密闭外壳采用箱体结构或蒙古包式结构。

所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理系统还包括用于传送餐厨垃圾及废料的输送装置。

密闭式外壳内设有温湿度和pH值调节装置。

密闭式外壳内设有视频监控装置。

预处理装置包括渗沥池、滚筒筛、杂物料仓、脱水机、破碎机、辅料仓、混料机和储料池；

渗沥池与滚筒筛相连；滚筒筛筛出的杂物进入杂物料仓；通过滚筒筛的餐厨垃圾依次经脱水机和破碎机处理后进入混料机；来自辅料仓的辅料也进入混料机；混料机输出物进入储料池。

孵化装置中设有取料设备；取料设备用于从储料池中将混料储料后的餐厨垃圾取出并摊铺到培养槽中。

如图2，基于前述系统的基于生物转化的餐厨垃圾处理方法如下：

一种基于生物转化的餐厨垃圾处理方法，采用基于封闭式外壳的集中孵化方法处理餐厨垃圾；包括以下步骤：

步骤1：进料；

将餐厨垃圾送入封闭式外壳的隔离缓冲区；

步骤2：预处理；

2.1自然渗沥；

将进入隔离缓冲区中的餐厨垃圾送至渗沥池自然渗沥；去除餐厨垃圾中的滤除部分水分和油脂；

2.2筛滤；

将自然渗沥后的餐厨垃圾经链式输送机、皮带输送机等输送设备送至滚筒筛，去除垃圾中的杂物，该杂物是昆虫的幼虫不能食用的对象(如塑料袋，树枝，铁丝等等)；

2.3脱水和打碎；

筛滤后的餐厨垃圾先脱水后打碎，或者先打碎后脱水；

采用脱水机进行离心脱水，去除部分水分和油脂；

采用破碎机进行打碎处理，将餐厨垃圾打碎成颗粒状；破碎粒径4-8mm；

2.4混料

将打碎后的餐厨垃圾送入混料机，同时加入辅料，混合均匀后配置成培养料，送入储料池；

步骤3：生物转化；

3.1铺料；

将培养料摊铺到培养槽中；

3.2接种及孵化；

将虫卵送至培养槽中进行孵化；

3.3幼虫收集；

通过光诱导方式引导幼虫爬出培养槽掉入收集槽并最终进入收集仓；

步骤4：幼虫输出以及废料废水的处理及排出；

将收集仓中的幼虫直接装袋或烘干后装袋；

前述处理过程中的产生的污水经污水处理后排放；

前述处理过程中的产生的废气经废气处理后排放；

将喂食幼虫后的培养料制备成有机肥料并排出。

步骤2.4中，辅料为稻草、麦麸和锯木屑中的至少一种。

步骤2.4中，调节混合料的含水量和pH值，使得含水量为50％-70％，优选60％-65％，PH值在6-8内。

步骤2.4中，培养料在储料池内进行发酵处理，是否需要发酵根据养殖户的需要而定。

步骤6.根据权利要求1所述的基于生物转化的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，步骤3.1中，通过振动或刮板摊铺培养料。

步骤3.3中，收集槽倾斜布置，且使用水将幼虫冲至收集仓。

步骤3.2中，控制温度为25-35度，湿度为50％-70％。

步骤4中的污水处理过程为：从自然渗沥、脱水机经污水泵抽出的高浓度含油废水通过蓄水池进入2级隔油池，投入少量的絮凝剂后再经中和池、混凝池和2级气浮的方法，将油包水变为水包油，因而把油析出上浮，集中回收再作为工业原料；

经气浮处理将油水分离后的污水，再经过A/O微生物处理组合处理单元，去除废水中的有机污染物，最后经沉淀池沉淀后直接排放或冲洗设备循环使用。

采用通风及尾气处理系统处理废气，通风及尾气处理系统包括轴流风扇、抽风机和尾气处理设备，为生物转化提供氧气供应(提供适宜的生物存活条件)，同时将生物活动产生的臭气进行处理(吸附、溶解等)，达到排放标准后排出。

密闭外壳内设有视频监控装置和照明装置。

经气浮处理将油水分离后的污水，再经过A/O微生物处理组合处理单元，高效去除废水中的有机污染物，最后经沉淀池沉淀后直接排放或冲洗设备循环使用。由于本发明采用以上所述将餐厨垃圾经过粉碎、脱水处理、生物转化、油水分离及污水生物处理工艺流程的技术方案，使得餐厨垃圾能快速降解，最终分解的产物为优质的昆虫蛋白、生物有机肥和再生工业原料油，而处理过程产生的臭水和臭气经处理达标后直接排放，无二次污染。本方法所采用的生物处理成套系统包括外封装、输送系统、预处理系统、通风及尾气处理系统、破碎系统、储料仓系统、生物转化系统、后处理系统、温湿调节系统、污水处理系统、油水分离系统、混料系统、脱水系统、监控系统等组成部分，都是专用配套设备，采用智能自动化控制、工厂化生产，具有运转高效、自动、节能、安全的特点。整个处理过程无毒无异味，处理过程短，减量化100％，无二次污染，资源化利用程度高，本系统是一种经济效益、社会效益和生态效益显著的有机废弃物处理系统，具有良好的应用前景。