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小型餐厨垃圾处理设备研究

time:2015-04-08 15:06:38浏览次数:217 来源:http://www.dlhmhgj.cn

 餐厨垃圾(俗称“泔水”)是指在食品加工过程中产生的食品废弃物、饮食完毕后的食物残余以及在清洗食物、洗刷餐具等过程中产生的食品残渣和污水。国内对餐厨垃圾的规模化利用才刚刚起步,技术和工艺还不成熟,政府配套的政策和法规还很少,目前只有部分省市针对餐厨垃圾的处理出台了相关的政策。大部分餐厨垃圾都作为家畜饲料直接用来喂猪,饲养出了大量的“泔水猪”,一些人畜共患病,烈性动物传染病如乙肝、细菌性腹泻等极易通过“泔水垃圾”而广为传播;小部分餐厨垃圾被作为生活垃圾直接运到垃圾场填埋,给周围环境和人们的生活造成了一定的危害。
  为避免由于餐厨垃圾的不正确处理造成的垃圾二次污染,近几年我国一些大城市先后对餐厨垃圾的处理方式进行了规范,禁止将餐厨垃圾直接用于家畜喂养饲料。国内专家学者也通过对国外技术的引进和消化提出了一些餐厨垃圾的处理方法。这些方法主要包括:(1)利用餐厨垃圾生产复合有机肥料;(2)利用餐厨垃圾提炼泔水废油;(3)对餐厨垃圾中的固体废物生产蛋白饲料。但以上方法在实际应用过程中仍存在着垃圾分类困难、设备运行成本高、处理难的问题。针对以上问题,设计出了一种成本低、运行方便,主要应用于餐馆、食堂、饭店的小型餐厨垃圾处理设备
  一、小型餐厨垃圾处理工艺及处理设备
  将餐厨垃圾放置在本设计的小型餐厨垃圾处理设备中,然后按照处理工艺流程进行处理,餐厨垃圾处理工艺如图1所示

餐厨垃圾处理工艺.jpg

 二、餐厨垃圾干燥处理设备的结构
  根据以上处理工艺,本设计的小型餐厨垃圾处理设备主要包括餐厨垃圾螺旋分离、干燥箱、搅拌器以及除臭器3个部分,具体结构如图2所示。
 

餐厨垃圾干燥处理设备.jpg

圆筒中长条形孔的截面形状.jpg

 2.1螺旋分离部分
 螺旋分离部分主要由螺旋机构和圆筒组成,圆筒下部分布有如图3所示的长条形孔,餐厨垃圾由入口进入后,固态物质在螺旋机构推力的作用下,沿圆筒向上运行,到达螺旋机构的出口处,在重力的作用下掉入到干燥筒中进行干燥处理。在运行的过程中,餐厨垃圾中的大部分液态物质部分由于重力的原因由长条孔中流到离心分离部分中。螺旋机构的旋转速度通过控制箱进行控制,由于螺旋间距中的容量固定,因此,可以通过控制螺旋机构的旋转速度控制进入干燥箱中的餐厨垃圾量。
  2.2离心分离部分
  离心分离主要通过高速旋转产生的离心力将固态 物质与液态物质分离,以最大限度地去除水中的固形物含量。若圆筒的半径为r,转速为ω或n,则作用在餐厨垃圾上的离心力为: F=mrω2=mr(2πn)2 
  2.3 干燥部分
   当餐厨垃圾进入到干燥筒中后,通过通入干燥筒中的热风对餐厨垃圾进行加热,在加热的同时搅拌器旋转搅拌,以增加干燥面积。干燥后的固体颗粒在高温的作用下将垃圾中的有害细菌杀死,并减少体积,使得固态垃圾更易于储存。干燥的垃圾可以作为饲料的添加成分,也可以作为生物燃料进行燃烧。
   2.4除臭部分
   除臭部分设置在餐厨垃圾固体物料干燥产生的蒸 汽的排出管的路径中,其包括活性炭过滤和加热器,活性炭吸附一部分含有异味的物质,另外一些含有异味的物质在热的作用下分解,从而达到除臭的目的。加热后的气体通过排气管排出到大气中。
   三、试验过程
   3.1 分离过程
  将餐厨垃圾从入口处倒入螺旋分离部分,固态物质在螺旋的作用下,从下部向上部移动,在移动的过程中,由于重力的原因,餐厨垃圾中的液态部分由图3所示的长条形孔流入到下部的离心分离筒中。离心圆筒以7000r/min的旋转速度高速旋转,将液体中的固态物质与液态物质分离。在离心力的作用下,固态物质到达筒壁,而液态物质则经过过滤网达到筒壁外,流入到下部的液体排放口。离心分离产生的固态物质由人工定期加入干燥筒中进行干燥,液态物质排放到出口。
  3.2 干燥过程
 固态物质进入到干燥筒中后,由于大部分自由水分已经由分离部分分离,所以,干燥部分主要是干燥固态物质中的一些自由水分以及一部分结合水分。干燥采用热风加热,加热的温度为150℃以上,经过5h的干燥,可以蒸发固态物质中的大部分水分,从而达到减少体积、杀灭细菌以及方便储存的目的。
  3.3除臭过程
  由于餐厨垃圾在储存过程中极易变质,而蒸发的水分中可能含有变质物质的分子,为了最大程度地降低对大气环境的污染,需要对排放到空气中的蒸汽进行除臭处理。排放的蒸汽经过活性炭吸附和加热管加热后,排放到大气中,从而完成餐厨垃圾的处理。
  四、试验分析
  分别测量螺旋分离后固态物质的含水量、离心分离后滤液中的固形物含量以及干燥后固态物质的含水量以及致病菌进行检测,得到的结果见表2

实验结果.jpg


  五、结论 餐厨垃圾经过过滤干燥灭菌后,干物质的含水量大大地降低,不含有致病菌,易于保存和使用,既可以作为饲料添加产品使用,也可以作为生物燃料进行燃烧;滤液中的固态物质含量很低,达到了直接排放的标准,减少了对环境的污染,对其中的有机物质又最大限度地进行了回收,杜绝了二次污染,节约了资源。

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