一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置及方法与流程

本发明涉及一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置及方法，属于餐厨垃圾再生循环利用领域。

背景技术：

我国的餐厨垃圾占城市垃圾比重约35～70％，而餐后的餐厨垃圾具有高含油率、高含盐量、高含杂率的特点，其中废油的存在方式是以非相溶性的方式和水混合在一起、附着在餐厨垃圾的固体渣料表面或被包裹在固体渣料内，如果含油餐厨垃圾直接排入市政污水管系统，则易发生管道挂壁、堵塞等问题。同时，我国绝大部分餐饮含盐量大，如不进行有效除盐处理，则采用餐厨垃圾中的固体渣料进行堆肥时，含有的盐分造成土壤盐碱化，这给原本肥沃的土地造成了严重的破坏，并未真正实现餐厨垃圾的资源化合理利用。含盐量高的餐厨垃圾直接用于焚烧发电，易促进二恶英的生成。废油分离和脱盐是餐厨垃圾处理中的主要技术难题，也是三化处理的重要环节。

现有技术中，常采用密度差及层流流动方式，将渣、水和油分层后过滤，从而实现它们分离的目的，然而由于废油具有凝固点低，极易附着在渣表面或被渣包裹，该技术很难将固体残渣中的油分离出来，更无法将固体残渣中的盐分除去；另一种方式是采用浸没式热水预热处理，该方法能够有效地实现渣油分离，但该方式预热时间长、餐厨垃圾处理效率低、耗能较高、可连续作业性差，对于包裹在固体残渣内的油以及吸附在固体残渣表面的盐无法有效脱除。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置及方法，以解决餐厨垃圾处理效率低、耗能较高、可连续作业性差以及油盐脱除不彻底等问题，以进一步实现餐厨垃圾中废油和盐分的有效脱除，同时有效提高渣液分离的工作效率、降低能量消耗和人力成本。

本发明的技术方案如下：

一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置，其特征在于:该装置包括带有自动开关料口的常闭料仓、漏斗、带孔履带输料机、泔水收集仓、泔水脱油净化装置、喷淋装置以及壳体；所述的常闭料仓位于壳体的顶部，常闭料仓的下部与漏斗连接，漏斗的下面设置带孔履带输料机；所述带孔履带输料机的上方设置喷淋装置，输料机的下方设置泔水收集仓，并在履带式输料机一端的侧下方布置暂存箱；所述泔水收集仓的出口与泔水脱油净化装置的进口相连；在泔水脱油净化装置上分别设置提油器和中水管路，并在中水管路上安装有循环水泵和加热器；所述中水管路分为三路，其中一路为漏斗加热管路，另一路为喷淋水管路，第三路为清洗水管路；在所述的泔水脱油净化装置的底部有排污管。

优选地，上述技术方案中，在常闭料仓和漏斗之间设置破碎机。

上述技术方案中，所述的泔水脱油净化装置包括过滤抽屉、油水分离池、沉降池、膜生物反应器和中水池；所述的过滤抽屉设置在油水分离池的上部；所述油水分离池、沉降池、膜生物反应器和中水池依次连接，在膜生物反应器和中水池之间的连接管路上设置水泵；所述的中水管路与中水池连接，泔水收集仓的出口与所述的过滤抽屉的进口连接。

优选地，所述餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置还含有毛油筒，所述毛油筒设置在提油器的下方。

优选地，所述餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置的排污管上安装有水泵，所述的排污管的出口位于带孔履带输料机的上方位置。

优选地，所述带孔履带输料机与水平方向的倾角为0～25°；该履带由多个履带条组成，履带条上的小孔为圆孔或多边形孔，孔的当量直径为1mm～10mm。

优选地，所述的加热器为电加热器或天然气热水器；所述的喷淋装置采用管式喷淋器、盘式喷淋器或喷嘴；所述的提油器为带式刮油提油器或溢流管式提油器。

本发明提供的一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将餐厨垃圾送入常闭料仓中，关闭常闭料仓入口，餐厨垃圾直接或经过破碎后流入漏斗中；来自泔水脱油净化装置的中水经加热器加热到35～90℃后经过漏斗加热管路进入漏斗内，形成热餐厨垃圾，使垃圾中的油份受热，发生油滴团聚；

2)热餐厨垃圾从漏斗下落到带孔履带式输料机上，喷淋装置通过喷淋水管路将35～90℃的热水连续向履带上的热餐厨垃圾进行喷淋和冲刷，使垃圾中的油份粘度进一步降低，最终油和固相渣料发生分离；同时盐分在热水冲刷下从固相渣料表面脱离，在履带的带动下，喷淋后的热水、油、盐分及微细残渣组成的泔水通过履带条上的小孔流入泔水收集仓内，固相渣料则最终落入暂存箱；

3)泔水沿着泔水收集仓内壁向下流淌，进入泔水脱油净化装置内进行油水分离和净化处理；

4)在油水脱油净化装置内，泔水首先在过滤抽屉中进行粗渣过滤，残渣自然沉降，并经提油器脱油后，泔水被处理成污水进入油水分离池内然后依次进入沉降池和膜生物反应器后，污水变为中水，最后污水经由水泵打入中水箱；

5)循环水泵将中水箱中的水经中水管路打入加热器，在加热器中被加热到35～90℃后分成三路，其中一路用于加热漏斗中的垃圾，另一路供喷淋装置使用；第三路则作为清洗水待用；

6)当停止餐厨垃圾处理时，漏斗清洗管、喷淋水管和清洗水管分别对常闭料仓、漏斗、带孔履带输料机和泔水脱油净化装置进行清洗处理。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：①废油和固渣分离较彻底。与自然沉降、分层过滤油渣分离技术相比，本发明通过热水预热分离、旋转履带铺展和热水喷淋的方式，确保了固相渣料表面及内部包裹的废油、盐分都能够分离出去，并且加热后的油具有粘度低、不挂壁的特点。②餐厨垃圾中固体渣料中的盐分可有效去除，保证了固体渣料作为堆肥的基础原料。现有垃圾处理技术中，尚未有考虑除盐问题，因此在堆肥时产生土地盐碱化，降低了原有土壤的肥沃程度。③能耗低。传统技术中，采用加热热水的浸泡式脱油，产出垃圾中的泔水和固体渣料都需要加热很高温度。由于餐厨垃圾中泔水比例较大，采用本发明后，只需对分离出来的固体渣料进行喷淋、冲刷处理，所消耗的热能为传统技术耗能的1/3～1/2。④有效缓解城市污水处理负荷量。通过本发明对污水的脱油、脱盐、油水分离后，泔水变为污水，然后污水直接变为中水，有效降低城市废水处理负荷。⑤中水自供自用、无需外部供水。通过本发明处理后得到的中水，水质较好，直接用于本发明的预热及喷淋用水，无需外部供水。⑥整个处理过程中不会产生臭味、异味等。餐厨垃圾入口设置自动常闭仓口、热水预热的双层密封、隔离技术，降低了异味气体外溢；同时，本发明采用的风机负压运行，避免了餐厨垃圾中的异味气体外溢，风机将异味气体送入膜生物反应器并为其提供曝气的同时，气体中的有机成分被膜生物反应器内的微生物降解，不会向外界扩散任何异味。

附图说明

图1为本发明的餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置实施例的结构原理示意图。

图2a和图2b分别为带有圆孔和六边形孔履带条的示意图。

图3为本发明的一种泔水脱油净化装置实施例的结构原理示意图。

图4a和4b分别为本发明的一种管式喷淋器和盘式喷淋器的结构示意图。

图中：1-常闭料仓；2-漏斗；3-带孔履带式输料机；301-履带条；302-小孔；4-泔水收集仓；5-加热器；6-中水管路；601-漏斗加热管路；602-喷淋水管路；603-清洗水管路；7-循环水泵；8-泔水脱油净化装置；801-油水分离池；802-沉降池；803-膜生物反应器；804-中水池；805-过滤抽屉；806-水泵；9-排污管；10-破碎机；11-毛油筒；12-提油器；13-暂存箱；14-喷淋装置；1401-管式喷淋器；1402-盘式喷淋器；15-壳体，16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明。

如图1所示为一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐装置实施例的结构原理示意图，该装置包括带有自动开关料口的常闭料仓1、漏斗2、带孔履带输料机3、泔水收集仓4、泔水脱油净化装置8、喷淋装置14以及壳体15；所述的常闭料仓1位于壳体的顶部，常闭料仓1的下部与漏斗2连接，漏斗的下面设置带孔履带输料机3；所述带孔履带输料机3的上方设置喷淋装置14，其下方设置泔水收集仓4，并在履带式输料机一端的侧下方布置暂存箱13。所述泔水收集仓4的出口与泔水脱油净化装置8的进口相连；在泔水脱油净化装置8上分别设置提油器12和中水管路6，并在中水管路6上安装有循环水泵7和加热器5；所述中水管路6分为三路，其中一路为漏斗加热管路601，另一路为喷淋水管路602，第三路为清洗水管路603；在所述的泔水脱油净化装置8的底部有排污管9。

所述泔水脱油净化装置8包括过滤抽屉805、油水分离池801、沉降池802、膜生物反应器803和中水池804；所述的过滤抽屉805设置在油水分离池801的上部；所述油水分离池801、沉降池802、膜生物反应器803和中水池804依次连接，在膜生物反应器803和中水池804之间的连接管路上设置水泵7；所述的中水管路6与中水池804连接，泔水收集仓4的出口与所述的过滤抽屉805的进口连接。

为了更好地提升脱油除盐效果，所述的在常闭料仓1和漏斗2之间设置破碎机10；所述带孔履带输料机3与水平方向的倾角为0～25°；该履带由多个履带条301组成，履带条上的小孔302为圆孔或多边形孔，孔的当量直径为1mm～10mm；该装置还含有毛油筒11，所述毛油筒11设置在提油器12的下方，毛油桶用于装提油器从油水分离池内提出的毛油，而且毛油桶上可以带打码标识，便于监管毛油桶的流向，避免了对毛油进行非法炼制。所述的加热器5为电加热器或天然气热水器；所述的喷淋装置14采用管式喷淋器1401、盘式喷淋器1402或喷嘴；所述的提油器12为带式刮油提油器或溢流管式提油器。

根据上述的所述的一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐方法，主要步骤包括：

本发明提供的一种餐厨垃圾热循环喷淋脱油除盐方法，该方法包括如下步骤：

1)将餐厨垃圾送入常闭料仓中，关闭常闭料仓入口，餐厨垃圾直接或经过破碎后流入漏斗中；来自泔水脱油净化装置的中水经加热器加热到35～90℃后经过漏斗加热管路进入漏斗内，形成热餐厨垃圾，使垃圾中的油份受热，发生油滴团聚；

2)热餐厨垃圾从漏斗下落到带孔履带式输料机上，喷淋装置通过喷淋水管路将35～90℃的热水连续向履带上的热餐厨垃圾进行喷淋和冲刷，使垃圾中的油份粘度进一步降低，最终油和固相渣料发生分离；同时盐分在热水冲刷下从固相渣料表面脱离，在履带的带动下，喷淋后的热水、油、盐分及微细残渣组成的泔水通过履带条上的小孔流入泔水收集仓内，固相渣料则最终落入暂存箱；

3)泔水沿着泔水收集仓内壁向下流淌，进入泔水脱油净化装置内进行油水分离和净化处理；

4)在油水脱油净化装置内，泔水首先在过滤抽屉中进行粗渣过滤，残渣自然沉降，并经提油器脱油后，泔水被处理成污水进入油水分离池内然后依次进入沉降池和膜生物反应器后，污水变为中水，最后污水经由水泵打入中水箱；

5)循环水泵将中水箱中的水经中水管路打入加热器，在加热器中被加热到35～～90℃后分成三路，其中一路用于加热漏斗中的垃圾，另一路供喷淋装置使用；第三路则作为清洗水待用；

6)当停止餐厨垃圾处理时，漏斗清洗管、喷淋水管和清洗水管分别对常闭料仓、漏斗、带孔履带输料机和泔水脱油净化装置进行清洗处理。

下面对本发明的工作原理、工艺过程进行详细阐述。

我国餐厨垃圾的含盐量、含渣率和含油率都比较高，为此在实现餐厨垃圾的减量化处理的同时还需考虑其无害化和资源化实施。实现餐厨废弃物的再循环利用，其关键步骤是能够将油、水、盐从餐厨垃圾的固渣中分离出来，从而实现油、水和固渣的完全回收利用。本发明针对我国餐厨垃圾中的油和盐存在形式和含量特点，首先将餐厨垃圾桶整桶倒入常闭料仓内，然后常闭料仓1关闭，餐厨垃圾从常闭料仓1进入破碎机10内，由于餐厨垃圾中可能含有尺寸较大的骨头、菜叶、辣椒、贝壳等，在破碎机10中餐厨垃圾先进行破碎处理，处理后的餐厨垃圾中固渣的粒度小于3cm，然后破碎后的餐厨垃圾进入漏斗2内，同时漏斗加热管路将漏斗内的餐厨垃圾加热到约45℃，此时受油团聚效应和油粘度降低效果的影响，餐厨垃圾中的油、水、渣实现了初步分离，经过升温和稀释的热餐厨垃圾由泔水、固相渣料组成。我国餐厨垃圾中的盐分含量高达2％～5％，经过稀释后的泔水中盐分占比约60％，含水量较高的固相渣料中盐分占比约40％。热餐厨垃圾从破碎机漏斗中直接流到的带孔履带式输送机上，履带式输送机连续运行且履带条上带有2～3mm的小孔，此时含有微细固渣的泔水从履带条的小孔中直接流淌下去，而渣料则在履带条上继续向前移动，此时渣料中的含盐量占总盐量约40％，渣料在履带条上向前运动时，喷淋装置将60℃的热水直接喷洒在履带条上的渣料上，此处的喷淋装置可以为管式喷淋器、喷嘴或盘式喷淋器。受热水喷洒的影响，热水与渣料进行直接接触换热和冲刷，渣料表面及内部的废油、盐分被冲刷出来，冲刷出来的废油和盐分随着热水从带孔的履带条流淌下去，履带条上的渣料完成脱油和脱盐处理，此时渣料中的含油量(占餐厨垃圾中的废油总量)不到2％、渣料中的含盐量(占餐厨垃圾中的含盐总量)不到5％。

与传统的热水加热餐厨垃圾渣料相比，本发明采用漏斗加热与喷淋热水相结合的方式，实现了热水和渣料的快速接触、渣料的强烈扰动和翻滚以及高效传热技术，保证了热水和油直接接触并将其携带走。同时，避免了热水对泔水直接加热，有效降低了能源消耗。

由水、废油、盐分和微细渣料组成的泔水从履带条上的孔直接流入泔水收集仓4内。泔水流过漏斗内壁时废油不断团聚和上浮，形成较大体积的油滴，然后泔水进入泔水脱油净化装置。在泔水脱油净化装置内，泔水首先通过过滤抽屉805进行粗大渣的过滤，然后泔水流入油水分离池801内，在油水分离池内，废油浮在液面上并被提油器12提取到毛油筒11内；同时，污水中的泥浆自然沉降在污水收集装置的底部，实现泥浆沉淀分离。

在油水分离池801内进行粗渣过滤、提油器12除油以及自然沉降去除泥浆等过程后，泔水变为污水，然后污水进入沉降池802内进一步沉淀污泥，经过沉淀分离和悬浮分离的污水经过溢流管等方式流入膜生物反应器803，在膜生物反应器内通过风机曝气提供氧气，污水微生物将有机物快速被降解，污水在水泵806的抽吸下通过膜生物反应器803内的膜生物反应器过滤后变为中水并打入中水池804内。在油水分离池801、沉降池802和膜生物反应池803内沉降的固渣则通过底部的排污管9排走，排污管9上安装有阀门和固渣浆泵，排污管的出口位于带孔履带输料机的上方位置，固渣经由带孔履带输料机后进入暂存箱。

中水池内的水为原泔水经过脱油脱渣等处理产生的水，中水池内的中水通过循环水泵7送到加热器5内并加热到60℃后，分别给漏斗加热管路601和喷淋水管路602供水，当整个装置停止处理餐厨垃圾时，热水可通过清洗水管路603清洗泔水脱油净化装置8。

本发明阐述的上述过程实现了餐厨垃圾的减量化处理，同时实现了餐厨垃圾的全部回收利用，生产出了毛油、中水和渣料。其中，毛油可用于直接合法销售，渣料含盐量较低，可以后续制作肥料处理，产生较大的市场价值，中水则可以自用或者通过排放的方式返回市政回收系统，有效补充城市水资源。