一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統的製作方法
2023-12-12 08:03:57 1
本發明屬於環保領域，涉及城市垃圾無害化處理技術以及資源利用技術，特別涉及一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統。
背景技術：
城市餐廚垃圾具有環境廢棄物和可循環利用資源的雙重特點。餐廚垃圾產量大，水、油脂及鹽含量高，易腐爛發臭，成為困擾城市的一大難題；同時，其富含蛋白質、澱粉和油脂等營養物質，又是可循環利用的生物質資源。目前，城市餐廚垃圾的處理方式主要有衛生填埋和焚燒，少部分用堆肥方式處理。現有處理技術大多將城市餐廚垃圾當作城市廢棄物來對待，未能充分利用城市餐廚垃圾，存在諸多不足。
另外，公開號為101947535A的中國專利公開了一種餐廚有機垃圾的無害化生態環保循環再利用處理方法(申請號：201010243431.2)，其主要過程是，將有機垃圾進行預處理，在垃圾中放入原液菌種，再放入容器內做飼料以飼養蠅蛆，然後將蠅蛆與飼料分離，得蠅蛆和蛆糞，蛆糞再餵養蚯蚓，每7-10天分離一次，得蚯蚓和蚯蚓糞有機肥。該方法能實現餐廚垃圾的無害化處理，但是實施時存在以下顯著的幾個問題：
1.沒有採用密封環境，對環境會引入的臭氣和廢水等新的汙染，即形成二次汙染；
2.沒有設計整體的具體的處理設備，無法做到大批量自動化實施。
如何利用科學的處理方式、經濟實用的處理手段來對城市餐廚垃圾進行無害化處理以及資源利用是當前本技術領域急待解決的問題。
因此，有必要設計一種新的餐廚垃圾處理系統。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統，該基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統將餐廚垃圾預處理後送入孵化架飼養昆蟲獲取蛆蟲和有機肥，能對餐廚垃圾進行無害化處理，且具有經濟效益。
發明的技術解決方案如下：
一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統，包括預處理裝置、孵化裝置以及廢水處理裝置；
預處理裝置與孵化裝置相連；
預處理裝置與孵化裝置產生的汙水進入廢水處理裝置；
預處理裝置用於將餐廚垃圾篩濾、脫水、打碎以及與輔料混合；
孵化裝置用於將昆蟲的蟲卵孵化成幼蟲，以及採用預處理後的餐廚垃圾餵食幼蟲使幼蟲成長；
孵化裝置中具有孵化架和收集倉；
孵化架上設有培養架和收集槽，培養架採用多層設計；充分利用空間。
培養架用於放置預處理後的餐廚垃圾；收集槽用於收集幼蟲；收集槽與收集倉相連。
培養架和收集槽均為多個。
所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統還包括有機肥料倉、烘乾機和裝袋機；有機肥料倉用於收集來自孵化架的廢料；烘乾機用於將來自收集倉的幼蟲烘乾；裝袋機用於將來自收集倉的活體幼蟲裝袋或將烘乾後的幼蟲裝袋。
廢水處理裝置包括因此相連的汙水泵、儲水箱、油水分離裝置和汙水處理裝置(汙水處理裝置為現有成熟技術)；汙水泵的入口與預處理裝置的出水口相連。
餐廚垃圾處理系統具有封閉式外殼，預處理裝置、孵化裝置以及廢水處理裝置均置於封閉式外殼內；
封閉式外殼具有用於餐廚垃圾進入預處理裝置的隔離緩衝區，隔離緩衝區具有2扇門。密閉外殼採用箱體結構或蒙古包式結構。
所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統還包括用於傳送餐廚垃圾及廢料的輸送裝置。
密閉式外殼內設有溫溼度和pH值調節裝置。
密閉式外殼內設有視頻監控裝置。
預處理裝置包括滲瀝池、滾筒篩、雜物料倉、脫水機、破碎機、輔料倉、混料機和儲料池；
滲瀝池與滾筒篩相連；滾筒篩篩出的雜物進入雜物料倉；通過滾筒篩的餐廚垃圾依次經脫水機和破碎機處理後進入混料機；來自輔料倉的輔料也進入混料機；混料機輸出物進入儲料池。
孵化裝置中設有取料設備；取料設備用於從儲料池中將混料儲料後的餐廚垃圾取出並攤鋪到培養槽中。
基於前述系統的基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法如下：
一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法，採用基於封閉式外殼的集中孵化方法處理餐廚垃圾；包括以下步驟：
步驟1：進料；
將餐廚垃圾送入封閉式外殼的隔離緩衝區；
步驟2：預處理；
2.1自然滲瀝；
將進入隔離緩衝區中的餐廚垃圾送至滲瀝池自然滲瀝；去除餐廚垃圾中的濾除部分水分和油脂；
2.2篩濾；
將自然滲瀝後的餐廚垃圾送至滾筒篩，去除垃圾中的雜物，該雜物是昆蟲的幼蟲不能食用的對象(如塑膠袋，樹枝等)；
2.3脫水和打碎；
篩濾後的餐廚垃圾先脫水後打碎，或者先打碎後脫水；
採用脫水機進行離心脫水，去除部分水分和油脂；
採用破碎機進行打碎處理，將餐廚垃圾打碎成顆粒狀；破碎粒徑4-8mm；
2.4混料
將打碎後的餐廚垃圾送入混料機，同時加入輔料，混合均勻後配置成培養料，送入儲料池；
步驟3：生物轉化；
3.1鋪料；
將培養料攤鋪到培養槽中；
3.2接種及孵化；
將蟲卵送至培養槽中進行孵化；
3.3幼蟲收集；
通過光誘導方式引導幼蟲爬出培養槽掉入收集槽並最終進入收集倉；
利用光誘導等方式引導成蟲爬出培養槽掉入收集槽，收集槽橫截面為弧線形，具有一定坡度，再通過水的衝力，將幼蟲衝至收集倉。
步驟4：幼蟲輸出以及廢料廢水的處理及排出；
將收集倉中的幼蟲直接裝袋或烘乾後裝袋；
前述處理過程中的產生的汙水經汙水處理後排放；
前述處理過程中的產生的廢氣經廢氣處理後排放；
將餵食幼蟲後的培養料製備成有機肥料並排出。
步驟2.4中，輔料為稻草、麥麩和鋸木屑中的至少一種。
步驟2.4中，調節混合料的含水量和pH值，使得含水量為50％-70％，優選60％-65％，PH值在6-8內。
步驟2.4中，培養料在儲料池內進行發酵處理，是否需要發酵根據養殖戶的需要而定。
步驟6.根據權利要求1所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法，其特徵在於，步驟3.1中，通過振動或刮板攤鋪培養料。
步驟3.3中，收集槽傾斜布置，且使用水將幼蟲衝至收集倉。
步驟3.2中，控制溫度為25-35度，溼度為50％-70％。
步驟4中的汙水處理過程為：從自然滲瀝、脫水機經汙水泵抽出的高濃度含油廢水通過蓄水池進入2級隔油池，投入少量的絮凝劑後再經中和池、混凝池和2級氣浮的方法，將油包水變為水包油，因而把油析出上浮，集中回收再作為工業原料；
經氣浮處理將油水分離後的汙水，再經過A/O微生物處理組合處理單元，去除廢水中的有機汙染物，最後經沉澱池沉澱後直接排放或衝洗設備循環使用。
採用通風及尾氣處理系統處理廢氣，通風及尾氣處理系統包括軸流風扇、抽風機和尾氣處理設備，為生物轉化提供氧氣供應(提供適宜的生物存活條件)，同時將生物活動產生的臭氣進行處理(吸附、溶解等)，達到排放標準後排出。
密閉外殼內設有視頻監控裝置和照明裝置。
蛆，可以是蒼蠅、大頭金蠅和黑水虻等昆蟲的幼蟲。收集倉
有益效果：
本發明的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統，其突出的特點如下：
(1)採用密閉空間，不產生二次汙染
採用密閉空間孵化和飼養幼蟲；採用隔離措施進料，對產生的廢水和廢氣進行處理，達到排放標準。
(2)設計了培養架和收集槽，有利於高效飼養幼蟲，產生經濟效益。
(3)能實現全自動化的垃圾處理，有利於推廣實施
密閉空間內的進料模塊、輸送模塊、預處理模塊、飼養模塊、廢水廢氣處理模塊等等都可以是無人操控的，配合監控系統和檢測系統，能實時檢測和監控密閉空間內的溫溼度、pH值等，可以遠程控制，操作人員完全不必進入密閉空間，即可實現所有的處理。另外，整套系統可以採用工廠生產模式，也可以小型化為車載模式，靈活性好，適合推廣實施。
總而言之，本發明的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統，能夠科學、經濟的對餐廚垃圾進行無害化處理，能耗少、成本低，在解決了環境汙染問題的同時，也能使餐廚垃圾的有用成分得到充分利用。
本發明的餐廚垃圾處理系統實現了餐廚垃圾破碎處理、脫水處理、生物轉化處理、尾氣處理、油水分離處理和汙水處理，整個系統採用封閉式設備，能實現全自動化處理，在快速有效地清除餐廚垃圾的同時，生產出優質的昆蟲蛋白、生物有機肥和再生工業原料油，實現了餐廚垃圾的資源化利用，處理過程產生的臭水和臭氣經汙水處理系統和通風及尾氣處理系統處理達標後排放，整個處理過程無毒無異味，處理過程短，減量化100％(即餐廚垃圾全部能夠處理)，無二次汙染，資源化利用程度高，是一種經濟效益、社會效益和生態效益顯著的有機廢棄物處理方法，具有非常好的應用前景。
附圖說明
圖1為餐廚垃圾處理系統的總體結構框圖；
圖2為餐廚垃圾處理方法的總流程圖。
具體實施方式
為了便於理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本文發明做更全面、細緻地描述，但本發明的保護範圍並不限於以下具體實施例。
除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，並不是旨在限制本發明的保護範圍。
實施例1：
圖1，一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統，包括預處理裝置、孵化裝置以及廢水處理裝置；
預處理裝置與孵化裝置相連；
預處理裝置與孵化裝置產生的汙水進入廢水處理裝置；
預處理裝置用於將餐廚垃圾篩濾、脫水、打碎以及與輔料混合；
孵化裝置用於將昆蟲的蟲卵孵化成幼蟲，以及採用預處理後的餐廚垃圾餵食幼蟲使幼蟲成長；
孵化裝置中具有孵化架和收集倉；
孵化架上設有培養架和收集槽；孵化架採用多層設計；充分利用空間。
培養架用於放置預處理後的餐廚垃圾；收集槽用於收集幼蟲；收集槽與收集倉相連。
培養架和收集槽均為多個。
所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統還包括有機肥料倉、烘乾機和裝袋機；有機肥料倉用於收集來自孵化架的廢料；烘乾機用於將來自收集倉的幼蟲烘乾；裝袋機用於將來自收集倉的活體幼蟲裝袋或將烘乾後的幼蟲裝袋。
廢水處理裝置包括因此相連的汙水泵、儲水箱、油水分離裝置和汙水處理裝置(汙水處理裝置為現有成熟技術)；汙水泵的入口與預處理裝置的出水口相連。
餐廚垃圾處理系統具有封閉式外殼，預處理裝置、孵化裝置以及廢水處理裝置均置於封閉式外殼內；
封閉式外殼具有用於餐廚垃圾進入預處理裝置的隔離緩衝區，隔離緩衝區具有2扇門。密閉外殼採用箱體結構或蒙古包式結構。
所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理系統還包括用於傳送餐廚垃圾及廢料的輸送裝置。
密閉式外殼內設有溫溼度和pH值調節裝置。
密閉式外殼內設有視頻監控裝置。
預處理裝置包括滲瀝池、滾筒篩、雜物料倉、脫水機、破碎機、輔料倉、混料機和儲料池；
滲瀝池與滾筒篩相連；滾筒篩篩出的雜物進入雜物料倉；通過滾筒篩的餐廚垃圾依次經脫水機和破碎機處理後進入混料機；來自輔料倉的輔料也進入混料機；混料機輸出物進入儲料池。
孵化裝置中設有取料設備；取料設備用於從儲料池中將混料儲料後的餐廚垃圾取出並攤鋪到培養槽中。
如圖2，基於前述系統的基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法如下：
一種基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法，採用基於封閉式外殼的集中孵化方法處理餐廚垃圾；包括以下步驟：
步驟1：進料；
將餐廚垃圾送入封閉式外殼的隔離緩衝區；
步驟2：預處理；
2.1自然滲瀝；
將進入隔離緩衝區中的餐廚垃圾送至滲瀝池自然滲瀝；去除餐廚垃圾中的濾除部分水分和油脂；
2.2篩濾；
將自然滲瀝後的餐廚垃圾經鏈式輸送機、皮帶輸送機等輸送設備送至滾筒篩，去除垃圾中的雜物，該雜物是昆蟲的幼蟲不能食用的對象(如塑膠袋，樹枝，鐵絲等等)；
2.3脫水和打碎；
篩濾後的餐廚垃圾先脫水後打碎，或者先打碎後脫水；
採用脫水機進行離心脫水，去除部分水分和油脂；
採用破碎機進行打碎處理，將餐廚垃圾打碎成顆粒狀；破碎粒徑4-8mm；
2.4混料
將打碎後的餐廚垃圾送入混料機，同時加入輔料，混合均勻後配置成培養料，送入儲料池；
步驟3：生物轉化；
3.1鋪料；
將培養料攤鋪到培養槽中；
3.2接種及孵化；
將蟲卵送至培養槽中進行孵化；
3.3幼蟲收集；
通過光誘導方式引導幼蟲爬出培養槽掉入收集槽並最終進入收集倉；
步驟4：幼蟲輸出以及廢料廢水的處理及排出；
將收集倉中的幼蟲直接裝袋或烘乾後裝袋；
前述處理過程中的產生的汙水經汙水處理後排放；
前述處理過程中的產生的廢氣經廢氣處理後排放；
將餵食幼蟲後的培養料製備成有機肥料並排出。
步驟2.4中，輔料為稻草、麥麩和鋸木屑中的至少一種。
步驟2.4中，調節混合料的含水量和pH值，使得含水量為50％-70％，優選60％-65％，PH值在6-8內。
步驟2.4中，培養料在儲料池內進行發酵處理，是否需要發酵根據養殖戶的需要而定。
步驟6.根據權利要求1所述的基於生物轉化的餐廚垃圾處理方法，其特徵在於，步驟3.1中，通過振動或刮板攤鋪培養料。
步驟3.3中，收集槽傾斜布置，且使用水將幼蟲衝至收集倉。
步驟3.2中，控制溫度為25-35度，溼度為50％-70％。
步驟4中的汙水處理過程為：從自然滲瀝、脫水機經汙水泵抽出的高濃度含油廢水通過蓄水池進入2級隔油池，投入少量的絮凝劑後再經中和池、混凝池和2級氣浮的方法，將油包水變為水包油，因而把油析出上浮，集中回收再作為工業原料；
經氣浮處理將油水分離後的汙水，再經過A/O微生物處理組合處理單元，去除廢水中的有機汙染物，最後經沉澱池沉澱後直接排放或衝洗設備循環使用。
採用通風及尾氣處理系統處理廢氣，通風及尾氣處理系統包括軸流風扇、抽風機和尾氣處理設備，為生物轉化提供氧氣供應(提供適宜的生物存活條件)，同時將生物活動產生的臭氣進行處理(吸附、溶解等)，達到排放標準後排出。
密閉外殼內設有視頻監控裝置和照明裝置。
經氣浮處理將油水分離後的汙水，再經過A/O微生物處理組合處理單元，高效去除廢水中的有機汙染物，最後經沉澱池沉澱後直接排放或衝洗設備循環使用。由於本發明採用以上所述將餐廚垃圾經過粉碎、脫水處理、生物轉化、油水分離及汙水生物處理工藝流程的技術方案，使得餐廚垃圾能快速降解，最終分解的產物為優質的昆蟲蛋白、生物有機肥和再生工業原料油，而處理過程產生的臭水和臭氣經處理達標後直接排放，無二次汙染。本方法所採用的生物處理成套系統包括外封裝、輸送系統、預處理系統、通風及尾氣處理系統、破碎系統、儲料倉系統、生物轉化系統、後處理系統、溫溼調節系統、汙水處理系統、油水分離系統、混料系統、脫水系統、監控系統等組成部分，都是專用配套設備，採用智能自動化控制、工廠化生產，具有運轉高效、自動、節能、安全的特點。整個處理過程無毒無異味，處理過程短，減量化100％，無二次汙染，資源化利用程度高，本系統是一種經濟效益、社會效益和生態效益顯著的有機廢棄物處理系統，具有良好的應用前景。