一种利用黑水虻处理餐厨垃圾的自动筛分系统的制作方法

本实用新型涉及一种利用黑水虻处理餐厨垃圾的筛分系统。

背景技术：

餐厨垃圾一般指生活饮食中所需要的生料及成品或残留物，比如剩菜剩饭、果皮、蛋壳等。近年来，厨余垃圾的产量呈现明显的增长趋势，其中餐厨垃圾约占垃圾总量的10％-20％。如此巨大的体量，以及每天都在不断地制造，餐厨垃圾的善后处理被提上日程。

餐厨垃圾传统的处理方式主要包括两种焚烧和填埋，采用焚化处理，易产生有害气体，而填埋方式容易造成土壤和地下水污染。而且，由于餐厨垃圾含水量高，在与其它垃圾直接混合填埋会在高压微生物的作用下形成有害的渗滤液。另一方面，餐厨垃圾中的油脂也是地沟油的主要来源。总之，由于厨余垃圾容易发酵、变质、腐烂，不仅产生大量的毒素，散发恶臭气体，还污染水体和大气，所以厨余垃圾如果得不到及时的处理，不仅影响城市市容和环境卫生，而且会传播疾病，危害人们的日常生活和身体健康。

目前，餐厨垃圾的无害化和资源化处理日益受到各界的关注。在此大的背景下，利用黑水虻处理餐厨垃圾成为一个发展方向。与传统的垃圾填埋处理相比，养殖黑水虻成本低，经济效益高。黑水虻是一种腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，其具有繁殖迅速、生物量大，食性广泛，吸收转化率高、容易管理、饲养成本低，动物适口性好的特点，对人畜、动植物均无害。黑水虻的生命为40-45天时间，需经过卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。黑水虻刚从卵孵化为幼虫后的10天时间是处理餐厨垃圾能力最强的时期，等幼虫成长化成蛹，破蛹成虫后进行交配产卵，之后大约存活几天就死亡。黑水虻在“吃垃圾”的过程中，除去动能消耗外，经过它们的生物转化，可以让餐厨垃圾的80％变成自身的高质量昆虫蛋白，20％则成为富含养分的虫粪有机肥。

中国发明专利CN103639179中公开了一种餐厨垃圾处理箱，用于直接处于未经预处理的餐厨垃圾，处理箱设有进料口、废油收集箱和废水收集箱等，黑水虻通过爬行坡道进入收集箱。该装置显然不适于工业批量化生产，并且无法回收全部黑水虻。中国发明专利CN103864475中公开了一种分层平移式固体有机废弃生物处理床，包括将固体有机废弃物装入预混机中，并在预混机中加入粉状植物材料和黑水虻幼虫。其不足之处，该处理床并未考虑如何有效收集黑水虻。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种能够工业化规模地处理城市垃圾中的餐厨垃圾，批量化处理黑水虻养殖箱，高效地将黑水虻幼虫由虫粪和残余垃圾混合物中完全分离出的筛分系统，达到规模化、集约化、机械化的水平，减少人力耗费，提高养殖效率。

为达到上述目的，本实用新型提供如下解决方案：

一种利用黑水虻处理餐厨垃圾的自动筛分系统，设有电气控制装置和动力机构，筛分系统包括位于前端的养殖箱码垛区、中部卸料区和后端筛分区，养殖箱内的黑水虻幼虫及虫粪的混合料在所述卸料区进入所述筛分区，所述筛分区包括连续运行的用于去除杂物的第一筛分装置和用于分离虫粪的第二筛分装置，所述第二筛分装置设有黑水虻幼虫出料口和虫粪出料口。

进一步地，所述第一筛分装置和第二筛分装置之间由第一输送装置连接。

进一步地，所述第一筛分装置的出料口通向所述第一输送装置的第一传送带，所述第一传送带输送混合料至所述第二筛分装置的进料口。

进一步地，所述第一筛分装置为振动筛，所述第二筛分装置为滚筒筛。

进一步地，所述第一传送带与第二筛分装置之间设有第三筛分装置，所述第三筛分装置为用于二次去除杂物的振动筛。

进一步地，所述的中部卸料区由夹持机构、轨道和定位机构组成，所述夹持机构在码垛区拆垛后夹持多个养殖箱，沿所述轨道移动至所述第一筛分装置的进料口上方翻盘卸料。

进一步地，所述轨道呈半圆形，两端分别对应一个码垛位，其中一端为满载的养殖箱第一码垛位，另一端为空载的养殖箱第二码垛位；所述定位机构包括所述轨道上设置的光电开关。

进一步地，所述夹持机构设置于框架内，所述框架的一端固定于支撑架上，另一端设置有与所述轨道相配合的滚轮，当所述夹持机构从第一码垛位移动至所述第一筛分装置的进料口上方时，停止移动，所述夹持机构翻转使得养殖箱卸料；当卸料完成后，所述夹持机构与所述框架水平复位，继续移动至所述第二码垛位停止。

进一步地，所述码垛区包括第二输送装置和两个升降机构，所述第二输送装置运送养殖箱；其中一个所述升降机构将养殖箱提升至所述夹持机构的夹持位，另一个所述升降机构接受所述夹持机构卸下的养殖箱进行码垛。

进一步地，电气控制装置包括自动化控制柜，所述自动化控制柜设有触摸显示屏，所述触摸显示屏显示当前运行状态，并设有码垛、拆垛、卸料工序的分段操作控制开关。

上述筛分系统，在餐厨垃圾处理结束后，采用规模化、机械化的养殖箱翻盘卸料操作，通过筛分装置两级或三级筛分，将杂物和“虫沙”一样的虫粪分类除掉，批量分离出黑水虻幼虫。分离后，黑水虻幼虫和虫粪会被分类利用。幼虫直接供应给饲料厂作为饲料原料，虫粪则主要作为有机肥料，用于果树、花圃等农业种植，不仅实现了餐厨垃圾的无害化处理，提高了资源的转化率，

本实用新型采用批量化自动化处理黑水虻繁殖箱，高效地将黑水虻幼虫由虫粪和残余垃圾混合物中完全分离，达到规模化、集约化、机械化的水平，减少人力耗费，明显提高养殖效率。由此，在保证绿色环保的同时具有很高的经济效益。

附图说明

参照实施例可以更好的理解下面的示意图，这是说明性的，并没有任何对本实用新型的技术方案的限制。具体说来，附图中所绘的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书提示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型码垛区的结构示意图；

图3为本实用新型卸料区的结构示意图；

图4为本实用新型第一筛分装置和卸料区的俯视图；

图5为本实用新型第二筛分装置的结构示意图；

图6为本实用新型第三筛分装置的结构示意图；

图7为本实用新型第三筛分装置的上方的结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本申请使用的术语，筛分装置，是指利用旋转，振动，往复，摇动等动作将物料经过筛网选别按物料粒度大小分成若干个等级，或是将其中的杂质等去除，再进行下一步的加工和提高产品品质时所用的机械设备，本实用新型可以选择任一种适合的现有技术。比如，振动筛，可将颗粒大小不同的碎散物料,多次通过均匀布孔的单层或多层筛面,分成若干不同级别的过程成为筛分。大于筛孔的颗粒留在筛面上，小于筛孔的颗粒透过筛孔。由于筛箱的振动,筛上物料层被松散,小颗粒乘机穿过间隙，实现了粗、细粒分离,完成筛分过程。滚筒筛，是分选技术中应用非常广泛的一种机械，是通过对颗粒粒径大小来控制物料分选的，分选精度高。滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装于机架上。电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使筛下产品经滚筒后端底部的出料口排出，筛上产品经滚筒尾部的排料口排出。

光电开关，也称光电传感器，是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。比如常用的红外线光电开关。

码垛拆垛，也称为堆垛卸垛，主要用于将养殖箱层叠堆放在一起以及将层叠堆放的养殖箱单个拆开，现有技术主要是通过一个升降载台由电机或液压气缸带动向上或向下运动到合适的位置，再由叉车、机械手或夹持机构等将养殖箱堆放或拆开。本申请可选择适当的结构，对其不做任何限制。

餐厨垃圾先要进行预处理，包括经过分拣、粉碎、脱水等工序，然后罐装并加入发酵液，发酵有机质后预处理成黑水虻的培养料基料，培养料基料中加入米糠等辅料制成培养料，将孵化好的黑水虻幼虫放入养殖箱内，这些幼虫就开始工作，不分昼夜地吃餐厨垃圾(培养料)。幼虫一天天变大变胖，餐厨垃圾量一天天变少。经过10天左右，养殖内只剩下长大的幼虫以及黑色颗粒状虫粪。黑水虻幼虫和虫粪即可以进行分类收集回收。该养殖箱1可以设计成有利于码垛拆垛的外形结构。

如图1-3所示，一种利用黑水虻处理餐厨垃圾的自动筛分系统，设有电气控制装置和动力机构，筛分系统包括位于前端的养殖箱码垛区A、中部卸料区B和后端筛分区C，养殖箱1内的黑水虻幼虫及虫粪的混合料在中部卸料区被倒入筛分区，经两级筛分后将黑水虻幼虫和虫粪进行有效分离，筛分区包括连续运行的第一筛分装置91和第二筛分装置92。整个系统的电气控制装置包括自动化控制柜2(包括但不限于PLC控制器)、电路和电子元器件等，用于控制该筛分系统各个设备的运行，本领域技术人员利用现有技术和公知常识即可完成电气控制部分的设计安装，在此不再赘述。优选地，自动化控制柜设有触摸显示屏21，触摸显示屏显示当前运行状态，并设有码垛、拆垛、卸料等工序阶段的操作控制开关。比如可以将自动运行切换为手动控制，另外在触摸显示屏上优选设置主控界面、手动界面、电机定位界面、监控界面、报警界面、参数设置界面等，参数界面可以根据生产实际情况进行设置，比如，设备启停、码垛到位、拆垛到位、翻盒到位等工序的延时时间参数设置，码垛定位参数和卸垛定位参数的设置等等。

码垛区包括第二输送装置3和两个升降机构4，该等设备均为现有技术。其中，升降机构4设置有必要的支架41、动力设备(电机、气缸等)42、导轨43、载物平台44等，第二输送装置3为传送带，用于运送养殖箱从第一码垛位M1到第二码垛位M2；第一码垛位M1的升降机构4将满载的养殖箱1提升至夹持机构5的夹持位，第二码垛位M2的升降机构接受夹持机构5返回的空载的养殖箱1进行码垛。

中部卸料区由夹持机构5、轨道6和定位机构组成，夹持机构5设置于框架51内，框架的一端固定于支撑架52上，另一端设置有与轨道6相配合的2个滚轮53，支撑架52上设有夹持机构5的翻转电机54，当夹持机构夹持的养殖箱1在框架51的带动下从第一码垛位移动至第一筛分装置的进料口上方时，停止移动，夹持机构带动养殖箱一起翻盘卸料。轨道6呈半圆形，两端对应码垛区的升降机构4，其中一端为第一码垛位M1，另一端为第二码垛位M2；定位机构包括轨道6上设置的光电开关等(现有技术，图中未示)，用于实时监控夹持机构位置。上述夹持机构在码垛区夹持多个养殖箱1，比如4个、6个，沿轨道6移动至所述第一筛分装置91的进料口911上方停留，完成翻盘卸料，当卸料完成后夹持机构5水平复位，继续移动至第二码垛位M2停止，松开已经倒空的养殖箱1，升降机构4上载物平台42配合承接上述放下的养殖箱，或者直接与之前收下的养殖箱层叠在一起，根据生产的需求，层叠的层数可以是4层或5层，码垛结束后，空载的养殖箱1被传送带移出升降机构4的码垛位置。该空载的养殖箱1可以用叉车搬运至其它位置，用于生产循环使用。

如图4-7所示，第一筛分装置91为初级筛分，可以采用振动筛，筛网的孔径略大于黑水虻幼虫，该振动筛主要用于去除混合料中未被吃掉的大块垃圾杂质，杂质为筛上物，可以手工清除，也可以单独设置杂物出料口，筛下物即为分离掉黑水虻幼虫和虫粪的混合料，直接由出料口912进入传送带7，输送至下一工位。在本实施例中，为了尽可能地分离掉杂质，在第二筛分装置的上方再增设一个第三筛分装置93，优先采用振动筛，传送带7输送的混合料直接进入第三筛分装置93的进料口931，第三筛分装置93设置有杂质出料口(图中未示)和混合料出料口932，混合料出料口932与第二筛分装置92的进料口921相对应。本领域技术人员可以了解的是，如果第一筛分装置能够有效清除大块垃圾杂质，可以省略第三筛分装置93，第一筛分装置91分离出的混合料直接由传送带7送入第二筛分装置92。第二筛分装置92可以选择能够分离黑水虻幼虫和虫粪的任何适当的筛分设备，本申请对此不做任何限制，本实施例中，第二筛分装置92优选滚筒筛，但不限制滚筒筛的具体结构，其目的就是养殖箱内不同粒径的黑水虻与虫粪都尽可能有机会接触筛筒924的筛孔，如果符合孔径的要求，比如筛孔的直径为3-10mm，虫粪颗粒就能透筛，达到滚筒筛分选的目的，该滚筒筛两端分别为黑水虻幼虫出料口922和虫粪出料口923，虫粪从出料口923排出至传送带8上，然后从传送带8的一端直接排至虫粪的回收箱中。

本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在解释和说明本实用新型涉及的技术方案。以上所述的具体实施方式用来揭示本实用新型的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种替代方式来达到本实用新型的目的。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本实用新型的保护范围。