一种餐厨垃圾预处理系统、方法及其制浆装置、方法与流程

本发明涉及餐厨垃圾处理，具体涉及一种餐厨垃圾预处理系统、方法及其制浆装置、方法。

背景技术：

1、餐厨垃圾成分复杂，最主要的特点是含水率高，可达85-90％，并且废水中含动植物油脂率高达5-8％。餐厨垃圾处理工厂采用专业的预处理工艺方法和设备，将有机质和动植物油脂从餐厨垃圾中分选出来，有效地提取、分离其中的动植物油脂(油相)有利于后续的污水处理工艺；有效地提取、分离其中的有机质(渣相)，可使餐厨垃圾得到最大化的资源化利用。目前的预处理工艺方法和设备，提油率可达到相对污水产生总量的2-5％；得到的渣相(有机质)，可达到进场有机质总量的70-80％。

2、目前普遍采用的预处理工艺流程如图1所示。进厂的餐厨垃圾首先经过称重计量后，卸车倒入卸料槽，再输送到自动分选机，经卸料槽进到自动分选机过程中产生的渗滤液(液相)进入渗滤液收集罐。常用的分选设备有摆筛、振动筛、振动条形格栅等，筛下物被视为分选出的有机质通过筛下物泵送系统或其他输送设备，再进入筛下物固液分离机，经固液分离机将筛下物制成渣相和液相，渣相输入进湿料备料仓，以作为生化处理机的有机质原料，生产有机肥或蛋白饲料等；液相输入进渗滤液储罐，再经过均浆除砂系统、湿热水解系统再到三相分离机，三相分离机产生的油相输入进油脂缓存罐；三相分离机的渣相输入进湿料备料仓，以作为生化处理机的有机质原料，生产有机肥或蛋白饲料等；三相分离机的水相输入进污水厌氧消化系统生产沼气，及至污水处理达标后排放。分选设备产生的筛上物作为非有机质通过螺旋脱水机输送和挤压脱水后，液相进入渗滤液收集罐；固相进入大杂物外运储箱，后续运至垃圾焚烧厂焚烧发电。

3、上述的传统工艺流程存在两个问题：1、经过分选设备分选得到的筛上物裹挟有较多的有机质和动植物油脂及污水，虽然是经过螺旋挤压脱水后才进入大杂物外运储箱，但是脱水不彻底仍然裹挟有较多含油污水，最终影响餐厨垃圾的有机质资源化利用率，仅在70-80％；影响对动植物油脂的提油率，仅在2-5％；形成较大量的外运大杂物且含水率较高，致使所需外运处置的费用较大。2、经过分选设备分选形成的筛下物仍然包含有较多的小尺寸杂物，如刀、叉、勺、螺栓、螺母、瓶盖等金属件以及玻璃瓶和瓷器碎片、贝壳、塑料片、牙签、小毛巾等，这些小尺寸杂物在进入后续的固液分离机及脱水设备后，金属件等硬物容易卡进设备的轴向间隙或径向间隙中，导致设备损伤，运营停产事故频发，而且塑料片，牙签等轻质杂物进入后续工序，也影响最终的产品质量。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种餐厨垃圾预处理系统、方法及其制浆装置、方法，一方面提高餐厨垃圾在预处理工艺过程中，有机物质和动植物油脂的得率(资源化利用率)；另一方面降低金属件等硬物卡进分选机、固液分离机、输送及脱水等设备的轴向间隙或径向间隙中的风险几率，减少对设备造成损伤。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种餐厨垃圾预处理的制浆装置，包括罐体、刀具传动轴、径向破碎刀、轴向破碎刀和螺旋绕动刀；所述罐体的顶部设有进水口和进料口，所述罐体内壁设有多个均匀分布的竖向的扰流筋，所述罐体的侧部自上而下依次设有轻杂物出口、浆液出口、重杂物出口；所述刀具传动轴可转动地竖向穿设在所述罐体的底部并与所述罐体底部密封；所述径向破碎刀套设固定在所述刀具传动轴的上端，所述径向破碎刀具有多个沿所述罐体的径向的刀片；所述轴向破碎刀套设固定在所述刀具传动轴的上端并位于所述径向破碎刀的上侧，所述轴向破碎刀具有多个与所述罐体的轴线相平行的刀片；所述螺旋绕动刀竖向固定在所述刀具传动轴的上端，所述螺旋绕动刀的表面具有螺旋上升或下降的螺旋刀片。

4、进一步地，所述罐体的顶部底部均为敞口，在所述罐体的顶部敞口密封固定有罐体上盖，在所述罐体的底部敞口密封固定有沉渣井；所述沉渣井包括中壳、上井板、下井板和井外板，所述中壳为顶部封口、底部敞口的圆柱筒体，所述上井板为中低外高环形板，所述下井板为中高外低的环形板，所述上井板与下井板设置在所述中壳的周围，所述上井板位于所述下井板的上方，所述井外板为圆柱筒，所述井外板固定在所述上井板、下井板的外周；在所述井外板开设所述重杂物出口，在所述上井板开设多个供重杂物通过的孔。

5、进一步地，所述制浆装置还包括轴承座、轴承、刀具驱动装置、轴承座密封罩和轴承座密封罩泄漏口管道；所述中壳的顶板中部设有轴承座安装孔，所述轴承座固定在所述轴承座安装孔处；所述轴承安装在所述轴承座内；所述刀具传动轴穿设在所述轴承中，所述刀具传动轴的下端与所述刀具驱动装置传动连接；所述轴承座密封罩为下端敞口、上端设有穿轴孔的回转壳体，所述轴承座密封罩的下端密封固定在所述中壳的顶板上，所述刀具传动轴的上端从所述穿轴孔穿出且密封；所述轴承座密封罩泄漏口管道的上端与所述中壳的顶板相固定并连通所述轴承座密封罩与所述中壳的顶板围成的密闭空间，所述轴承座密封罩泄漏口管道的下端与浆液存储罐的物料入口连接。

6、进一步地，所述罐体内自上而下分为空置仓段、轻杂物仓段、浆液仓段以及重杂物仓段，所述轻杂物出口设置在所述轻杂物仓段的周侧，所述浆液出口设置在所述浆液仓段的周侧且在所述浆液出口处设有半球形筛网罩，所述重杂物仓段为沉渣井；所述轻杂物仓段的回转轴线与罐体的回转轴线平行但具有偏心距。

7、进一步地，所述罐体的进料口通过带自动称重系统的输送机与餐厨垃圾接受仓的物料出口连接；所述罐体的进水口通过进水管道与水相存储罐的水出口连接，所述进水管道上自水相存储罐至所述罐体的方向依次串接有水泵、手动法兰球阀、电动法兰球阀；所述轻杂物出口通过轻杂物出口管道系统与螺旋脱水机的物料进口连接，所述轻杂物出口管道系统设有气动刀闸阀；所述重杂物出口通过重杂物出口管道系统与螺旋脱水机的物料进口连接，所述重杂物出口管道系统设有气动刀闸阀；所述浆液出口通过浆液出口管道与二号固液分离机的物料进口连接，所述浆液出口管道设有电动法兰球阀。

8、进一步地，所述制浆装置还包括控制器和超声波物位仪；所述超声波物位仪设置在所述罐体上盖上，用于检测罐体内液面与罐体上盖之间的高度值h；所述控制器与所述超声波物位仪、输送机的自动称重系统通讯连接以获取高度值h和输送的餐厨垃圾的重量g，所述控制器与所述刀具驱动装置、输送机、水泵、进水管道上的电动法兰球阀、轻杂物出口管道系统的气动刀闸阀、浆液出口管道的电动法兰球阀、重杂物出口管道系统的气动刀闸阀控制连接以控制各部的工作。

9、进一步地，所述罐体的顶部设有观察孔，所述罐体的侧部设有检修口。

10、本发明第二方面提供了一种餐厨垃圾预处理的制浆方法，使用如本发明第一方面所述的制浆装置进行制浆。

11、本发明第三方面提供了一种餐厨垃圾预处理系统，包括如本发明第一方面所述的制浆装置。

12、本发明第四方面提供了一种餐厨垃圾预处理方法，使用如本发明第三方面所述的预处理系统对餐厨垃圾进行预处理。

13、本发明具有如下优点：

14、1、将分选、破碎、制浆在三个装置中完成的三道工序改变为在一个装置内经一道工序完成；

15、2、能适应餐厨垃圾成分复杂性，将第一类物质(米和面粉类等食物残余、果蔬、鱼、肉、动植物油脂等)、第二类物质(刀、叉、勺、螺栓、螺母、瓶盖等金属件，以及玻璃瓶和瓷器碎片、贝壳等重质量杂物)、第三类物质(塑料袋碎片、一次性餐具、牙签、竹木、纸巾和小毛巾碎片等轻质量杂物)区别分开并独立排出；替代了现有的分选设备(自动分选机)，分选在加水、搅拌、破碎、筛选中进行，轻杂物和重杂物对应自动分选机的筛上物，裹挟的有机质及动植物油脂更少，提高资源化利用率；

16、3、与物料接触并做相对运动时，其壳体、转动体零部件之间，不存在轴向间隙或径向间隙，不会出现卡进金属件等硬物的现象；同时，将金属件等硬物(第二类物质)与第一类物质区分开并独立排出，不会卡进后续的分选机、固液分离机、输送及脱水等设备的轴向间隙或径向间隙中；

17、4、在径向破碎刀、轴向破碎刀和螺旋绕动刀的作用下，能将较大体积的米和面类食物残余，果蔬、鱼、肉、骨类残余等有机物质有效破碎，使其改变为主要以含淀粉、纤维素、脂肪、蛋白质、动植物油脂等有机质的液体或颗粒体；

18、5、在径向破碎刀、轴向破碎刀和螺旋绕动刀的作用下，能将未腐败的果蔬、鱼、肉、骨等组分的细胞大部分破坏，从而释放出细胞液；

19、6、控制器基于h和g值，自动调节进水量，进而自动调节制浆浓度；

20、7、在控制器的控制下，能够连续排放浆液，连续排放轻杂物，定期排放重杂物，实现连续进料、进水工作。