一种餐厨垃圾的固液分离装置及方法

1.一种餐厨垃圾的固液分离装置，包括进料口、出料口以及设于该进料口和出料口之间的固液分离机构，其特征在于：所述的进料口进一步包括液态进料口和固态进料口，所述的出料口进一步包括固体出料口，第一液体出料口和第二液体出料口，所述的固液分离机构进一步包括齿轮压碎组件、挤压螺杆组件、驱动机构、第一滤网组件、第二滤网组件以及滚压组件，所述的驱动机构驱动所述的齿轮压碎组件、挤压螺杆组件和滚压组件，所述的固液分离装置包括第一通路和第二通路，该第一通路由液态进料口开始，顺次通过第一滤网组件、挤压螺杆组件后段及第二滤网组件与第一液体出料口连通，该液态进料口与所述的固态进料口在第一滤网组件前端连通；所述的第二通路由固态进料口开始，顺次经过齿轮压碎组件、挤压螺杆组件和滚压组件与所述的固体出料口及第二液体出料口连通。
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的固体出料口连通于一储料罐，所述的第一液体出料口和第二液体出料口连通于一储液罐。
3.根据权利要求2所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的储料罐设置有一臭氧发生装置。
4.根据权利要求2所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的储料罐设置有一微波发生装置。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的第一滤网组件与水平面呈45度角设置，所述的第一滤网组件较低的端面处与所述的固态进料口连通。
6.根据权利要求5所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的第一滤网组件是斜形双层沥水网。
7.一种餐厨垃圾的固液分离方法，所述的方法使用了权利要求1-6任一项所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：
a、将餐厨垃圾的固体和液体分别放入固态进料口和液态进料口，液态餐厨垃圾经过第一滤网组件过滤后进入储液罐，过滤后的固态部分进入第二通路；
b、启动齿轮压碎组件和挤压螺杆组件，固态餐厨垃圾经过齿轮压碎组件粉碎后进入挤压螺杆组件压缩成圆柱状固形物，挤压出的液态部分通过第二滤网组件过滤后由第一液体出料口进入储液罐；
c、启动滚压组件，挤压螺杆组件压缩后的圆柱状固形物经过滚压组件再次分离出的液体经过第二液体出料口进入储液罐，分离出的固体进入储料罐；
d、启动臭氧发生装置和微波发生装置，使储料罐中臭氧浓度保持在合适浓度，同时根据气候条件的不同将微波加热灭菌时间控制在合适范围，运行周期进行自动化控制。
8.根据权利要求7所述的一种餐厨垃圾的固液分离方法，其特征在于：所述的驱动机构是电动机，在步骤b中，其转速为50～100转/分，在步骤c中，其转速为30～80转/分。
9.根据权利要求7所述的一种餐厨垃圾的固液分离方法，其特征在于：所述的臭氧发
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生装置输出的臭氧使储料罐中的臭氧浓度保持在0.2～0.3mg/m。
10.根据权利要求7所述的一种餐厨垃圾的固液分离方法，其特征在于：在步骤d中，微波加热时间控制在15～30min，加热周期约为10小时。

一种餐厨垃圾的固液分离装置及方法\n[技术领域]\n[0001] 本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾的固液分离装置及方法。\n[技术背景]\n[0002] 近年来伴随着国民经济的持续快速发展和人口的激增，消费水平的提高，我国的餐饮行业迅速发展，我国餐厨垃圾的产量越来越大，据国家环境公报显示，2001年餐厨垃圾清运量为4041万～5388万吨，占城市生活垃圾的4成以上。且随着时间的推移其产生量将会越来越大。餐厨垃圾主要包括大米与面粉类食物残余、肉骨、鱼骨、动植物油脂、蔬菜残渣等。，从化学成分来看，其中含有大量的淀粉、水、蛋白质、纤维素、色素、油脂、和无机盐等。\n其中的蛋白质和油脂具有较大的经济应用价值，但是他们容易腐败变质产生臭味，而使储存和利用变得较为困难。餐厨垃圾的含水率一般较高，这给收集运输与储存带来相当的麻烦。餐厨垃圾中通常含有较大量的油脂和盐类容易粘附于器件表面也腐蚀器件，不易很好地分离。国内外现存的处理餐厨垃圾的方法主要为将分散的餐厨垃圾收集集中收集后采用饲料化、肥料化、生物柴油技术等方法将其资源化利用，由此产生了以上所述的问题。饲料化处理与餐厨垃圾是当今最有开发利用价值价值的处理方法之一，餐厨垃圾经饲料化处理后生成的饲料作为禽畜、水产品、蚯蚓等的良好饲料加以利用，并将产生良好的经济效益，但是此方法因为餐厨垃圾本身易腐化变质，来源分散，成分不稳定，质量控制难度大等问题而限制了其广泛应用，因此研究从餐厨垃圾源头控制与餐厨垃圾的质量成为餐厨垃圾资源化处理比较关键的一环，该技术的应用将餐厨垃圾的资源和利用作出重要贡献。\n[发明内容]\n[0003] 本发明的目的在于：针对上述现有的餐厨垃圾处理技术上的不足，提供一种结构简单，固液分离效果好，便于餐厨垃圾回收再利用的餐厨垃圾固液分离的装置及方法。\n[0004] 本发明的目的是这样实现的：\n[0005] 一种餐厨垃圾的固液分离装置，包括进料口、出料口以及设于该进料口和出料口之间的固液分离机构，所述的进料口进一步包括液态进料口和固态进料口，所述的出料口进一步包括固体出料口，第一液体出料口和第二液体出料口，所述的固液分离机构进一步包括齿轮压碎组件、挤压螺杆组件、驱动机构、第一滤网组件、第二滤网组件以及滚压组件，所述的驱动机构驱动所述的齿轮压碎组件、挤压螺杆组件和滚压组件，所述的固液分离装置包括第一通路和第二通路，该第一通路由液态进料口开始，顺次通过第一滤网组件、挤压螺杆组件后段及第二滤网组件与第一液体出料口连通，该液态进料口与所述的固态进料口在第一滤网组件前端连通；所述的第二通路由固态进料口开始，顺次经过齿轮压碎组件、挤压螺杆组件和滚压组件与所述的固体出料口及第二液体出料口连通。\n[0006] 齿轮压碎组件是指两个大小不等的齿轮相互咬合，两个齿轮沿轴线方向较长，其中大齿轮与驱动机构连接。在动力源带动下大齿轮沿逆时针方向转动带动小齿轮反方向转动组成一个封闭的衔接区，餐厨垃圾在齿轮锯齿的推动下被压入封闭的衔接区，进而被碾压破碎，同时水分被挤压出，餐厨垃圾一并落入螺杆挤压装置中。\n[0007] 挤压螺杆组件包括一个不锈钢做成的螺杆和一个与之配套的套筒及电动机动力源，螺杆设计为锥形的叠螺结构。该结构在电动机的带动下沿顺时针方向转动推动餐厨垃圾固体往前移动，餐厨垃圾固体在往前运动的过程中因为叠螺直径越来越小往前运动的出口随之越来越小，因而餐厨垃圾固体在运动的过程中会受到套筒和螺杆的共同挤压而脱出水分而形成致密的固体，同时在叠螺的推动力下向出口运动，最终被推出套筒排入接收装置。\n[0008] 作为上述技术方案的改良，本发明的进一步技术方案如下：\n[0009] 进一步，上述的固体出料口连通于一储料罐，上述的第一液体出料口和第二液体出料口连通于一储液罐。\n[0010] 储液罐用于收集分离出的液体以备回收再利用。\n[0011] 进一步，上述的储料罐设置有一臭氧发生装置。\n[0012] 臭氧保鲜技术是一门新兴的常用于水果等食品类保鲜的技术，它利用了臭氧的强氧化性和易分解并无残留的特性。臭氧是人类已知的仅次于氧的第二位强氧化剂，臭氧有很高的能量，所以很不稳定，在常温常压下分子结构容易发生改变，自行分解为氧气(O2)和单个氧原子，具有很高能的活性，在一定浓度下对细菌病毒等微生物具有较强的氧化作用。臭氧能直接与细菌、病毒发生作用，破坏其体内的DNA\RNA\蛋白质、脂类和多糖等大分子聚合物，破坏细菌的新陈代谢和繁殖过程。臭氧保鲜消毒灭菌方法与常规方法相比具有高效、高洁净、高经济性、高方便性等突出优点。臭氧氧化过程中产生的多余单氧原子(O)能在30分钟后结合成氧分子(O2)因此不存在任何残留物，解决了常规保鲜方法产生的二次污染问题。同时省去了消毒结束后的再次清洁，能够方便地进行自动化控制，同时随着臭氧发生技术的广泛应用，其经济性也显而易见。\n[0013] 进一步，上述的储料罐设置有一微波发生装置。\n[0014] 微波灭菌技术是伴随这微波加热技术发展而来的一门新兴技术，因为微波具有强穿透力，同时具有强的热效应尤其在对高含水率的食品而言更显其强大功能，因此利用微波对食品进行加热灭菌-控制其腐烂的周期是非常行之有效的方法，微波是由称为磁控管的微波产生器发射的高频段电磁波，具有电磁波的一般特性。目前国内外常用的微波加热频率为915MHZ和2450MHZ，微波灭菌是利用了电磁场的热效应与生物效应共同作用的结果，对于像食品这样的含水介质，其中的水分子为极性分子，它在快速变化的高频磁场作用下，极性取向随着外电场变化而变化。分子间相互摩擦生热，微波场的场能转化为内能使物料升温，同时微波电场能够改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围的电子的电子和离子浓度。从而改变细胞膜的通透性能，细胞结构功能发生紊乱，生长发育受到抑制。同时微波的热效应致使蛋白质变性。在两者的共同作用下，细菌和病毒生长受到郁制而死亡，因此微波加热灭菌技术具有加热速度快、灭菌速度快、可自动化控制等优点。可有效解决餐厨垃圾在储存过程中容易变质的问题，为后续的资源化利用提供了行之有效的先决条件。\n[0015] 进一步，上述的第一滤网组件与水平面呈45度角设置，上述的第一滤网组件较低的端面处与所述的固态进料口连通。\n[0016] 第一滤网组件与水平面呈45度角设置的目的在于使过滤后的固态餐厨垃圾顺利通过第一通路和第二通路的连通口进入第二通路，进行固态餐厨垃圾的处理流程。\n[0017] 进一步，上述的第一滤网组件是斜形双层沥水网。\n[0018] 一种餐厨垃圾的固液分离方法，所述的方法使用了上述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，所述的方法包括如下步骤：\n[0019] a、将餐厨垃圾的固体和液体分别放入固态进料口和液态进料口，液态餐厨垃圾经过第一滤网组件过滤后进入储液罐，过滤后的固态部分进入第二通路；\n[0020] b、启动齿轮压碎组件和挤压螺杆组件，固态餐厨垃圾经过齿轮压碎组件粉碎后进入挤压螺杆组件压缩成圆柱状固形物，挤压出的液态部分通过第二滤网组件过滤后由第一液体出料口进入储液罐；\n[0021] c、启动滚压组件，挤压螺杆组件压缩后的圆柱状固形物经过滚压组件再次分离出的液体经过第二液体出料口进入储液罐，分离出的固体进入储料罐；\n[0022] d、启动臭氧发生装置和微波发生装置，使储料罐中臭氧浓度保持在合适浓度，同时根据气候条件的不同将微波加热灭菌时间控制在合适范围，运行周期进行自动化控制。\n[0023] 进一步，上述的驱动机构是电动机，在步骤b中，其转速为50～100转/分，在步骤c中，其转速为30～80转/分。\n[0024] 进一步，上述的臭氧发生装置输出的臭氧使储料罐中的臭氧浓度保持在0.2～\n3\n0.3mg/m。\n[0025] 进一步，在步骤d中，微波加热时间控制在15～30min，加热周期约为10小时。\n[0026] 本发明的有益效果是：本发明综合应用了环境工程、机械制造、环境化学，物理化学、电工电子学的前沿理论和高新技术并将其融合应用于餐厨垃圾处理领域，具有结构简单，固液分离效果好，便于餐厨垃圾回收再利用等有益效果。\n[附图说明]\n[0027] 附图为本发明的结构示意图。\n[具体实施方式]\n[0028] 以下结合附图及具体实施例，对本发明进一步详细说明，应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0029] 如附图所示，本实施例所述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，包括进料口、出料口以及设于该进料口和出料口之间的固液分离机构，所述的进料口进一步包括液态进料口1和固态进料口2，所述的出料口进一步包括固体出料口14，第一液体出料口15和第二液体出料口16，所述的固液分离机构进一步包括齿轮压碎组件4、挤压螺杆组件5、驱动机构、第一滤网组件3、第二滤网组件6以及滚压组件7，本实施例的驱动机构由电动机12和咬合齿轮11组成，该驱动机构驱动所述的齿轮压碎组件4、挤压螺杆组件5和滚压组件7，所述的固液分离装置包括第一通路和第二通路，该第一通路由液态进料口1开始，顺次通过第一滤网组件3、挤压螺杆组件5后段及第二滤网组件6与第一液体出料口15连通，该液态进料口1与所述的固态进料口2在第一滤网组件3前端连通；所述的第二通路由固态进料口\n2开始，顺次经过齿轮压碎组件4、挤压螺杆组件5和滚压组件7与所述的固体出料口14及第二液体出料口16连通。\n[0030] 本实施例的固体出料口14连通于一储料罐8，第一液体出料口15和第二液体出料口16连通于一储液罐13。\n[0031] 本实施例的储料罐8设置有一臭氧发生装置9和一微波发生装置10。\n[0032] 本实施例的第一滤网组件3与水平面呈45度角设置，第一滤网组件3较低的端面处与所述的固态进料口2连通。\n[0033] 本实施例的第一滤网组件3是斜形双层沥水网。\n[0034] 本实施例的一种餐厨垃圾的固液分离方法，使用了上述的一种餐厨垃圾的固液分离装置，该方法包括如下步骤：\n[0035] a、将餐厨垃圾的固体和液体分别放入固态进料口1和液态进料口2，液态餐厨垃圾经过第一滤网组件3过滤后进入储液罐13，过滤后的固态部分进入第二通路；\n[0036] b、启动齿轮压碎组件4和挤压螺杆组件5，固态餐厨垃圾经过齿轮压碎组件4粉碎后进入挤压螺杆组件5压缩成圆柱状固形物，挤压出的液态部分通过第二滤网组件6过滤后由第一液体出料口15进入储液罐13；\n[0037] c、启动滚压组件7，挤压螺杆组件5压缩后的圆柱状固形物经过滚压组件7再次分离出的液体经过第二液体出料口16进入储液罐13，分离出的固体进入储料罐8；\n[0038] d、启动臭氧发生装置9和微波发生装置10，使储料罐8中臭氧浓度保持在合适浓度，同时根据气候条件的不同将微波加热灭菌时间控制在合适范围，运行周期进行自动化控制。\n[0039] 本实施例的驱动机构是电动机，在步骤b中，其转速为50～100转/分，在步骤c中，其转速为30～80转/分。\n[0040] 本实施例的臭氧发生装置9输出的臭氧使储料罐8中的臭氧浓度保持在0.2～\n3\n0.3mg/m。\n[0041] 在步骤d中，微波加热时间控制在15～30min，加热周期约为10小时。\n[0042] 以下举两个实例来说明本发明的效果，但本发明的权利要求范围并非仅限于此。\n[0043] 实例1：餐厨垃圾来源为某酒店，餐厨垃圾主成分为剩饭剩菜，肉骨，鱼骨、废油脂和蔬菜残渣。含水率为80％(除汤等液态垃圾)，经过餐厨垃圾固液分离装置时，开启电源，设置齿轮压碎组件转速为50转/分钟。挤压螺杆组件转速为30转/分钟。最后在储料罐中得到含水率为百分之四十的胶状餐厨垃圾固形物。开启微波发生装置，调节火力加热15min后停止加热，每隔10小时开启一次进行自动化控制。开启臭氧发生装置，待储料\n3\n罐中臭氧液为3～5mg/m 时自动停止臭氧发生器每隔12小时自动开启与停止，周期性自动控制。由此餐厨垃圾在储料罐中可以保存10天以上不变质。\n[0044] 实例2：餐厨垃圾来源为某饭堂，餐厨垃圾主成分为剩饭剩菜，肉骨，鱼骨、废油脂和蔬菜残渣。含水率达95％(除汤等液态垃圾)，经过餐厨垃圾固液分离装置时，开启电源，设置齿轮压碎组件转速为50转/分钟。挤压螺杆组件转速为30转/分钟。最后在储料罐中得到含水率为43％的胶状餐厨垃圾固形物。开启微波发生装置，调节火力加热15min后停止加热，每隔10小时自动再开启。自动开启臭氧发生装置，待储料罐中臭氧浓度为3～\n3\n5mg/m 时自动停止。臭氧发生器每隔12小时自动开启与停止，周期性自动控制。由此该餐厨垃圾在储料罐中可以保存10天左右而不变质。\n[0045] 上述实施例为本发明较佳的实施例，倘若对本发明的这些修改和变型，属于本发明权利要求及等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。\n[0046] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。