基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统的制作方法

本实用新型涉及固体废弃物处理领域，尤其涉及一种对餐厨垃圾进行预处理的基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统。

背景技术：

我国餐厨垃圾成分复杂，除了食物废弃物外，多包含砧板、刀具、塑料、泡沫等物质，同时由于居民分类意识不强，导致餐厨垃圾在收运过程中很难做到分类收集，给餐厨垃圾的后续处理带来了极大困难。因此，目前各项餐厨垃圾处理技术均须前置大量预处理流程，一般包括破碎、分选、除杂等过程。

中国专利CN207307999U公开了一种餐厨垃圾破碎制浆装置，其方案主要是利用研磨装置的研磨作用进行破碎制浆。该装置对于餐厨垃圾原料的适用性要求较高，对于餐厨垃圾中耐磨性较高的一些杂质处理效果不理想，同时该装置对于研磨球以及装置内筛板的材料要求较高，需要保证材料的耐磨性能。

中国专利CN108015099A公开了基于两级挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统，包括：固液初分离步骤；初挤压步骤；高压挤压分离步骤；缓冲池排砂步骤；除杂步骤；细浆料提油步骤；排杂步骤。该方案相比于常规的预处理工艺，虽具有一定优势，但也存在利用缓冲池进行排砂处理，实际去除效果不佳，后续物料中仍含有部门砂质杂质，会对后续处理设备造成一定程度的磨损的问题。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统，其资源化水平高、环境效益好、经济效益好，解决了现有餐厨垃圾预处理系统预处理流程复杂、原料适用性差、资源化水平低、除杂效率低等问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式一种基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统，包括：

接料单元、螺旋输送机、高压挤压分选制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和油水分离单元；其中，

所述接料单元设有餐厨垃圾入口、出料口和渗滤液输出管，所述出料口顺次与螺旋输送机、高压挤压分选制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和油水分离单元连接；

所述接料单元的渗滤液输出管与所述沉砂单元连接；

所述油水分离单元分别设有油相出口、水相出口和固相出口。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统，其有益效果为：

通过设置有机连接的接料单元、螺旋输送机、高压挤压分选制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和油水分离单元，构成一种预处理餐厨垃圾的系统，能对餐厨垃圾依次进行接料除渗滤液、高压挤压分选制浆、沉砂、除杂和油水分离等处理，实现了对餐厨垃圾的有效预处理，避免餐厨垃圾预处理不当导致的含水、含油高且杂质多，不便于后续处理的问题。该系统构成并不复杂，占地小，处理效率高，且处理效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的餐厨垃圾预处理系统构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的餐厨垃圾预处理系统具体构成示意图；

图3为本实用新型实施例提供的餐厨垃圾预处理系统的处理工艺流程图；

图1中：101-接料单元；102-螺旋输送机；103-高压挤压分选制浆单元；104-浆料输送泵；105-沉砂单元；106-第一浆液泵；107-除杂单元；108-第二浆液泵；109-油水分离单元；110-第二螺旋输送机；12-储油罐；13-均浆罐；A-餐厨垃圾入口；B-固相出口；C-油相出口；D-水相出口；

图2中：1-接料斗；2-渗滤液池；3-臭气收集罩；4-高压挤压机；5-沉砂机；6-物料缓存罐；7-除杂机；8-浆液缓冲箱；9-蒸汽喷射器；10-蒸煮罐；11-三相分离机；12-储油罐；13-均浆罐。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1、2所示，本实用新型实施方式一种基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统，是一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵的预处理系统，能解决现有餐厨垃圾预处理系统存在的处理流程复杂，原料适用性差、除杂效率低、资源化效果差等问题，包括：

接料单元、螺旋输送机、高压挤压分选制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和油水分离单元；其中，

所述接料单元设有餐厨垃圾入口、出料口和渗滤液输出管，所述出料口顺次与螺旋输送机、高压挤压分选制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和油水分离单元连接；

所述接料单元的渗滤液输出管与所述沉砂单元连接；

所述油水分离单元分别设有油相出口、水相出口和固相出口。

上述预处理系统中，接料单元包括：

接料斗和渗滤液池；

所述接料斗的侧壁上部设置所述餐厨垃圾入口，该接料斗的侧壁底部设置出料口；所述接料斗的顶部设置收集臭气的密封集气罩；

所述接料斗的底部设有渗滤液出口，所述渗滤液出口下方设置所述渗滤液池，所述渗滤液出口与所述渗滤液池的上开口相对应；

所述渗滤液池内连接有渗滤液输出管，该渗滤液输出管与沉砂单元的物料缓存罐连接。

上述预处理系统中，高压挤压分选制浆单元采用高压挤压机。优选的，该高压挤压机采用挤压腔表面的通孔直径为3～6mm；挤压压力为10～20MPa的高压挤压机。

上述预处理系统中，沉砂单元包括：沉砂机和物料缓存罐；

其中，所述沉砂机与所述物料缓存罐顺次连接。

上述预处理系统中，除杂单元包括：除杂机和浆液缓冲箱；其中，所述除杂机与所述浆液缓冲箱顺次连接。

上述预处理系统中，油水分离单元包括：蒸汽喷射器、蒸煮罐和三相分离机；其中，所述蒸汽喷射器、蒸煮罐和三相分离机顺次连接；

所述蒸汽喷射器前端设有浆液入口；

所述三相分离机分别设有油相出口、水相出口和固相出口。

进一步的，上述预处理系统还包括：储油罐和均浆罐；

其中，所述储油罐与所述三相分离机的油相出口连接；

所述均浆罐与所述三相分离机的所述水相出口连接。

进一步的，上述预处理系统还包括：第二螺旋输送机，与所述高压挤压分选制浆单元的固态杂质出口连接。

本实用新型的餐厨垃圾预处理系统，主要有益效果如下：

(1)该系统充分利用餐厨垃圾自身所含水分，依靠内循环利用将其应用到破碎制浆单元以及除杂单元，相比于传统方法，节省了大量外源水的添加；同时能够大大减少后续废水处理量，节约处理成本。

(2)该系统采用高压挤压技术处理餐厨垃圾，集破碎、分选、制浆等各项功能于一体，减少了预处理流程，同时避免了多个设备衔接可能带来的故障问题。

(3)该系统操作简单，设备占地小，总体投资和维护成本低，运行成本低。

(4)该系统将餐厨垃圾中含量较高的粗油脂提取出来作为产品出售，一方面降低了废水处理压力，另一方面提高了产品价值。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

如图1、2所示，本实用新型实施例提供一种基于高压挤压的餐厨垃圾预处理系统，包括：接料单元101、螺旋输送机102、高压挤压分选制浆单元103、浆料输送泵104、沉砂单元105、第一浆液泵106、除杂单元107、第二浆液泵108和油水分离单元109；各单元的构成与作用具体如下(可参见图2，图2中未示意出螺旋输送机、浆料输送泵、第一、第二浆液泵)：

(1)接料单元：

该接料单元主要包括：接料斗1和渗滤液池2，用于餐厨垃圾的接收、暂时储存和输送工作。餐厨垃圾通过收集进厂计量后，进入接料斗，接料斗容积根据餐厨垃圾的处理量来确定。此外，接料斗顶部设置密封集气罩3，集气罩3末端连接引风机，保持集气罩3内负压，用于收集餐厨垃圾产生的臭气；接料斗1下端设置排水孔并由管道连接渗滤液池2，用于收集餐厨垃圾堆积过程中产生的渗滤液；进入接料斗后的物料通过螺旋输送机输送到高压挤压分选制浆单元；

(2)高压挤压分选制浆单元：

该高压挤压分选制浆单元主要包括：高压挤压机4，利用液压系统提供的压力，对餐厨垃圾进行挤压，实现有机浆液与固态杂质的分离，将餐厨垃圾分为固态杂质和餐厨浆料两部分；来自于接料斗1的餐厨垃圾通过螺旋输送机输送到高压挤压机4中，在10～20MPa的压力下，餐厨垃圾中的水分和含水率较高的有机物部分从挤压腔表面的小孔(3～6mm)挤出，其它的固态干垃圾在排料口排出；分离出的固态杂质含固率一般约40％～50％，餐厨浆料含水率一般约10％～20％；固态杂质通过第二螺旋输送机外运处理，餐厨浆料通过浆料输送泵送至沉砂单元；

(3)沉砂单元：

沉砂单元主要包括：沉砂机5和物料缓存罐6，用于去除浆料中砂类等重物质，减少砂类杂质对于后续设备的磨损。浆料由高压挤压机4自流至沉砂机，分离出的砂类等重物质作为杂质外运处理，沉砂机5内剩余浆料通过溢流方式流出并进入物料缓存罐6暂存；沉砂单元出料浆液通过第一浆液泵输送至除杂单元；

(4)除杂单元：

除杂单元主要包括：除杂机7和浆液缓冲箱8，用于去除浆料中存在的部分塑料片、纤维等轻物质，从而保护后续油水分离设备；餐厨浆料通过第一浆液泵输送至除杂机，分离出的杂质外运处理，除杂机内剩余浆料自流至浆液缓冲箱8；然后浆液通过第二浆液泵输送至油水分离单元；

(5)油水分离单元：

油水分离单元主要包括：蒸汽喷射器9、蒸煮罐10和三相分离机11，用于将浆液分离为油、水和固体三相。经过除杂单元的浆液通过浆液泵输送至蒸汽喷射器9与蒸汽进行混合加热，加热温度70～80℃，然后进入蒸煮罐10进行缓存，蒸煮罐缓存约1.5小时后，餐厨垃圾中的乳化油得到充分释放。然后浆液进入三相分离机11，通过离心作用分为油、水和固体三相，其中水相通过泵输送至均浆罐13，油相进入油脂储存罐12，固相可以与水相一起进入均浆罐或者采用其他资源化利用方式处理。

接料斗1包含餐厨垃圾入口，餐厨垃圾出口和渗滤液出口；餐厨垃圾通过螺旋输送机输送至高压挤压机4，渗滤液通过管道自流至渗滤液池2，产生的臭气通过引风机被密封集气罩收集处理。

渗滤液池2中渗滤液的含固率一般约为4～8％，渗滤液池内含有搅拌装置和潜污泵，搅拌装置和潜污泵应至少各有2台。渗滤液通过潜污泵输送至物料缓存罐5。

高压挤压机4包括物料入口、固态干垃圾出口和餐厨浆料出口。物料入口和餐厨浆料出口分别通过螺旋输送机与接料斗1和沉砂机5相连接，固态干垃圾作为杂质外运处理。

沉砂机5包括浆料入口、溢流槽和排砂口。浆料入口通过螺旋输送机与高压挤压机4相连接，溢流槽通过管道与物料缓存罐6相连接，重颗粒杂质通过排砂口排出。沉砂机5进料含固率不大于10％，温度不低于40℃。

除杂机7包括浆液入口、浆液出口和杂质出口；浆液入口和浆液出口分别通过管道与物料缓存罐6和浆液缓冲箱8相连接，杂质外运处理；浆液缓冲箱8包含浆液入口和浆液出口。浆液入口与除杂机7相连接，浆液出口设置浆液泵，浆液泵至少有2台，浆液被输送至蒸汽喷射器9；

蒸汽喷射器9包括：浆液入口、蒸汽入口和浆料出口。浆液入口与浆液缓冲箱8相连接，浆液出口与蒸煮罐10相连接。

蒸煮罐10包括：搅拌装置、浆液入口、蒸汽入口和浆液出口。浆液入口与蒸汽喷射器9相连接，浆液出口设置浆液泵，浆液泵至少有2台，浆液被输送至三相分离机11。

三相分离机11包括：浆液入口、油相出口、水相出口和固相出口。浆液入口与蒸煮罐10相连接，浆液中分离出的粗油脂通过泵输送至储油罐12，分离出的水相通过泵输送至均浆罐13。

实施例

采用本实用新型预处理系统处理餐厨垃圾(200t/d，TS＝15％)，主要包括以下步骤(参见图2、图3)：

(1)接料：

餐厨垃圾(200t/d，TS＝15％)通过收集进厂计量后，进入接料斗，接料斗容积为50m³。餐厨垃圾在堆存过程汇总产生的臭气在负压作用下被收集与接料斗1顶部的密封集气罩3中；产生的渗滤液(80t/d，TS＝5％)经由接料斗1下端的排水孔流至渗滤液池2。接料斗1中剩余餐厨垃圾(120t/d，TS＝21.7％)经由螺旋输送机输送到大物料分选的高压挤压机4；

(2)高压挤压制浆：

来自于接料斗1的餐厨垃圾(120t/d，TS＝21.7％)在高压挤压机4中被分成为两部分：一部分为通过筛孔的餐厨浆液(104t/d，TS＝17.3％)，主要成分为有机物质；另一部分为固态干垃圾(16t/d，TS＝50％)；餐厨浆液和渗滤液池2中的渗滤液均被送入物料缓存罐5，并在其中混合均匀形成浆料(184t/d，12％)。该浆料通过泵送至除杂机6；

(3)除杂：

浆料(184t/d，TS＝12％)在除杂机6内去除少量的塑料片、纤维等杂质(10t/d，TS＝30％)，剩余浆液(174t/d，TS＝10.9％)自流至浆液缓冲箱7，并通过浆液泵输送至蒸煮罐8；

(4)蒸煮除油：

浆液(174t/d，TS＝10.9％)在蒸煮罐8内被蒸汽(20t/d)加热至70～80℃后，缓存约1.5h，然后浆液(194t/d，TS＝9.8％)被泵送入三相分离机9，通过离心作用分为油、水和固体三相，其中水相(164.7t/d，TS＝8％)通过泵输送至均浆罐10，油相(6t/d)进入油脂储存罐11，固相(23.3t/d，TS＝25％)外运资源化处理。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。