适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统的制作方法

本实用新型涉及餐厨垃圾处理领域，尤其涉及一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统。

背景技术：

餐厨垃圾主要指家庭、食堂、餐饮业等场所产生的食物废弃物，俗称泔水，是生活垃圾中重要组成部分。餐厨垃圾具有有机物含量丰富、水分含量高、易腐败等特点，若不及时处理，容易滋生病原微生物和蚊蝇等，极大影响人居环境和危害人民的身心健康。目前针对餐厨垃圾有多种处理方式，例如饲料化、好氧堆肥、厌氧发酵等，其中厌氧发酵技术由于操作简便、处理成本低、资源化效果好等优势受到越来越多的认可。鉴于我国饮食方式的多样性，餐厨垃圾的成分非常复杂，而且杂质含量高、油脂含量高，不适合直接进行厌氧发酵，有必要对其进行预处理。

目前餐厨垃圾厌氧发酵技术的预处理方式尚不成熟，大多为破碎-分选-制浆后，直接用于厌氧发酵。如中国专利CN101921809A公开了一种餐厨垃圾的处理方法，主要包括分拣除杂系统、粉碎系统、离心系统、油水分离系统和水化打浆系统。该方法中首先将餐厨垃圾分拣出金属、塑料等物质，然后将有机物质粉碎得到颗粒直径<8mm的混合物，将混合物离心分离为轻相和重相物质，轻相物质用于油水分离，重相物质用于水化打浆并水解酸化，最后将水解酸化后得到的基料进行厌氧发酵处理。但该方法在处理过程中需要消耗大量的水，同时增加了厌氧发酵后的沼渣的量，而且该处理方法中仅依靠分拣系统不能有效的去除餐厨垃圾中的杂质成分，影响后续发酵效果。另一件中国专利CN203030621U公开了一种餐厨垃圾分选制浆预处理系统，包括依次连接的接料斗、板式输送机、破袋机、链板输送机、磁选机、振动筛分机、破碎风选机、浆料储存池、蒸煮灭菌罐、三相分离机、有机浆料池等装置。虽能够分选出餐厨垃圾中的无机杂质，并去除其中的油脂，实现餐厨垃圾的资源化处理。但该系统的分选装置多而复杂，不仅导致操作性较差，而且会造成浆料损失大。

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适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，其资源化水平高、有机质损失少、运行成本低、操作性好，能解决现有现有餐厨垃圾预处理系统存在的水耗大，资源化水平低，除杂效率低、操作性差等问题。

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提供一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，包括：

接料单元、螺旋输送机、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元；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、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元连接；

所述接料单元的渗滤液输出管与所述沉砂单元连接；

所述沉砂单元的出口经管路回连至该沉砂单元的入口；

所述蒸煮除油单元分别设有油相出口、水相出口和固相出口，所述水相出口经回流管回连至所述筛分制浆单元。

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适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，其有益效果为：

通过设置有机连接的接料单元、螺旋输送机、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元，形成一种预处理系统，能实现以除渗滤液接料、筛分破碎制浆、沉砂、除杂和蒸煮除油的方式对餐厨垃圾进行预处理，处理后的餐厨垃圾适用于厌氧发酵处理。该系统中，通过设置回流管路，依靠内循环利用分离水分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。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。

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适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的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适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统处理流程图；

图1中：101-接料单元；102-螺旋输送机；103-筛分制浆单元；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-蒸煮除油单元；13-油脂储罐；14-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-大物料分选机；5-立式破碎制浆机；6-沉砂机；7-第一第一浆液池；8-除杂机；9-第二第二浆液池；10-蒸汽喷射器；11-蒸煮罐；12-三相分离机；13-油脂储罐；14-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所示，本实用新型实施例提供一种适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，包括：

接料单元、螺旋输送机、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元；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、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元连接；

所述接料单元的渗滤液输出管与所述沉砂单元连接；

所述沉砂单元的出口经管路回连至该沉砂单元的入口；

所述蒸煮除油单元分别设有油相出口、水相出口和固相出口，所述水相出口经回流管回连至所述筛分制浆单元。

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，所述渗滤液输出管与所述沉砂单元的第一浆液池连接；

所述渗滤液池内设有搅拌装置。

上述预处理系统中，所述筛分制浆单元包括：

大物料分选机和立式破碎制浆机；其中，

所述大物料分选机与所述立式破碎制浆机顺次连接；

所述立式破碎制浆机的前端入口与所述蒸煮除油单元的水相出口连接的回流管连接。

上述预处理系统中，所述沉砂单元包括：

沉砂机和第一浆液池；其中，

所述沉砂机与所述第一浆液池顺次连接；

所述第一浆液池的出口连接第一浆液泵后经管路分别与所述除杂单元和所述沉砂机的入口连接；

所述第一浆液池内设有搅拌装置。

上述预处理系统中，所述沉砂单元包括：

除杂机和第二浆液池；其中，

所述除杂机与所述第二浆液池顺次连接；

所述第二浆液池内设有搅拌装置。

上述预处理系统中，所述蒸煮除油单元包括：

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。

上述预处理系统还包括：

油脂储罐和均浆罐；其中，

所述油脂储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；

所述均浆罐内设有搅拌装置。

本实用新型的适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，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)该系统充分实现了餐厨垃圾的资源化，将餐厨垃圾中不宜厌氧发酵处理部分，例如金属、玻璃等杂质高效分选出来，一方面提高了后续厌氧发酵效率，另一方面实现了杂质的回收。

(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。

(5)该系统在餐厨垃圾的预处理过程中不产生废液、废气等污染物，环境效应好。

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适用于餐厨垃圾厌氧发酵处理的预处理系统，能解决现有预处理系统存在的：水耗大，资源化水平低，除杂效率低，操作性差等问题，该系统包括：接料单元、螺旋输送机、筛分制浆单元、浆料输送泵、沉砂单元、第一浆液泵、除杂单元、第二浆液泵和蒸煮除油单元，各单元的具体构成和作用如下(参见图2)

(1)接料单元：

接料单元主要包括：接料斗1、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筛分制浆单元；

(2)筛分制浆单元：

筛分制浆单元主要包括：大物料分选机4和立式破碎制浆机5，用于去除餐厨垃圾中的杂质并将剩余部分制成浆液。来自于接料斗1的餐厨垃圾通过螺旋输送机被输送到大物料分选机4中，筛选出直径大于60mm的杂质，如瓶子、易拉罐、塑料袋等。经过大物料分选机4分选后的物料通过螺旋输送机被输送至立式破碎制浆机5，通过离心破碎的原理，将物料中塑料等轻物质分离出来，同时将物料破碎制浆，破碎后的物料最大粒径不大于10mm，且其中大部分物料的粒径小于2mm，惰性物料的去除率不小于98％；制成的浆料自流至沉砂单元；

(3)沉砂单元：

沉砂机6和第一浆液池7，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，沉砂机内剩余浆料通过溢流方式流出并进入第一浆液池7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8和第二浆液池9，用于去除浆液中少量的塑料片、纤维等物质，防止杂质堵塞后续设备；通过除杂机分离出的杂质外运处理，剩余浆液自流至第二浆液池。除杂单元出料通过第二浆液泵输送至蒸煮除油单元；

(5)蒸煮除油单元：

蒸煮除油单元主要包括：蒸汽喷射器10、蒸煮罐11和三相分离机12，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加热器与蒸汽进行混合加热，加热温度70～80℃，然后进入蒸煮罐进行缓存保温，大概停留1～2小时候，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12，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14，油相进入油脂储存罐13，固相可以同水相一起送至均浆罐14，或者根据项目要求进行其他资源化利用处理，如堆肥等。

如图2所示，上述系统中，接料单元的接料斗1包含餐厨垃圾入口，餐厨垃圾出口和渗滤液输出管；餐厨垃圾通过螺旋输送机输送至4大物料分选机，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。

接料单元的渗滤液池2中渗滤液的含固率一般约为4～6％，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第一浆液池7。

大物料分选机4包括：物料入口、杂质出口和物料出口。物料入口和出口分别通过螺旋输送机与接料斗1和立式破碎制浆机5相连接，大物料杂质外运处理。

立式破碎制浆机5包括浆料入口、水相入口和浆料出口。浆料入口和出口分别通过螺旋输送机与大物料分选机4和沉砂机6相连接，水相入口与三相分离机水相出口相连接，轻杂质外运处理。

沉砂机6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立式破碎制浆机5相连接，溢流槽通过管道与第一浆液池7相连接，重颗粒杂质通过排砂口排出。沉砂机6进料含固率不大于10％，温度不低于40℃。

第一浆液池7包括：渗滤液入口、浆液入口和浆液出口。渗滤液入口和浆液入口分别通过管道与渗滤液池2和沉砂机6相连接；浆液出口设置浆液泵，浆液泵至少有2台，浆液部分回流至沉砂机6的进料螺旋输送机，其余部分输送至除杂机8。

除杂机8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第一浆液池7和第二浆液池9相连接，杂质外运处理。

第二浆液池9包含：浆液入口和浆液出口。浆液入口与除杂机8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10。

蒸汽喷射器10包括：浆液入口、蒸汽入口和浆料出口。浆液入口与第二浆液池9相连接，浆液出口与蒸煮罐11相连接。

蒸煮罐11包括：搅拌装置、浆液入口、蒸汽入口和浆液出口。浆液入口与蒸煮喷射器10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12。

三相分离机12包括：浆液入口、油相出口、水相出口和固相出口；其中，浆液入口与蒸煮罐相连接，浆液中分离出的粗油脂通过泵输送至油脂储罐13，分离出的水相一部分回流至立式破碎制浆机5，内部水循环利用，不需外部添水，节省水资源，也减少后续废水处理量，剩余部分水相通过泵输送至均浆罐14。

实施例

采用本实用新型实施例的预处理系统处理餐厨垃圾(10t/h，TS＝15％)，主要包括以下步骤：

(1)接料单元处理：

餐厨垃圾(10t/h，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(4t/h，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(6t/h，TS＝21.7％)经由螺旋输送机输送到大物料分选机4。

(2)筛分制浆单元处理：

来自于接料斗1的餐厨垃圾(6t/h，TS＝21.7％)在大物料分选机4中被分选为两部分：一部分为直径大于60mm的杂质(1t/h，TS＝40％)，如瓶子、易拉罐、塑料袋等；另一部分为剩余物料(5t/h，TS＝18％)。经过分选后的物料通过螺旋输送机被输送至立式破碎制浆机5，物料被破碎制浆过程中可以分离出少量杂质(0.1t/h，TS＝65％)，剩余部分为均匀浆料(8.4t/h，TS＝12.4％)，物料中最大粒径不大于10mm，且其中大部分物料的粒径小于2mm。立式破碎后的浆料通过自流方式进入沉砂机，为了保证沉砂机入口原料的要求，在输送阶段需要添加来自于第一浆液池7的循环浆液(20t/h，TS＝8.8％)，经过混合过后，混合浆料量为28.4t/h，含固率为9.9％。

(3)沉砂单元处理：

浆料(28.4t/h，TS＝9.9％)在沉砂机6内可以去除砂类等重物质杂质(0.3t/h，TS＝50％)，沉砂机6内剩余浆料(28.1t/h，TS＝9.6％)通过溢流方式流出并被输送至第一浆液池7暂时储存，此外，渗滤液池2中的渗滤液(4t/h，TS＝5％)通过泵送至第一浆液池中，在池中混合均匀后，部分浆料(20t/h，TS＝8.8％)回流至沉砂机进料螺旋，剩余浆料(12.5t/h，TS＝8.8％)通过浆液泵输送至除杂机。

(4)除杂单元处理：

浆料(12.5t/h，TS＝8.8％)在除杂机8内去除少量的塑料片、纤维等杂质(0.5t/h，TS＝40％)，剩余浆液(12t/h，TS＝7.5％)自流至第二浆液池9，并通过浆液泵输送至蒸汽喷射器10。

(5)蒸煮除油单元处理：

浆液(12t/h，TS＝7.5％)在蒸汽喷射器10内被蒸汽(0.62t/h)加热至70～80℃后，进入蒸煮罐11缓存约1.5h，然后浆液(12.62t/h，TS＝7.1％)被泵送入三相分离机12，通过离心作用分为油、水和固体三相，其中部分水相(3.5t/h，TS＝6％)回流至立式破碎制浆机5，剩余水相(11.72t/h，TS＝6％)和固相(0.6t/h，TS＝28％)通过泵输送至均浆罐14，油相(0.3t/h)进入油脂储存罐13。

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。