CN106607449A - 一种餐厨垃圾预处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾预处理领域，公开了一种餐厨垃圾预处理系统和方法，该系统包括：固液分离设备、洗油分选设备、制浆破碎设备、除砂设备、加热设备和分离设备，固液分离设备用于将餐厨垃圾分离为固相物料和油水混合物，洗油分选设备用于冲洗固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料，制浆破碎设备用于将第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为第二杂物和第二物料，除砂设备用于将第二物料分离为砂石和第三物料，加热设备用于加热第三物料和油水混合物，分离设备用于将来自加热设备的物料分离为油、水和渣料。利用本发明的餐厨垃圾预处理系统能够完成对餐厨垃圾的高效预处理。

Description

一种餐厨垃圾预处理系统和方法

技术领域

本发明涉及垃圾预处理领域，具体地，涉及一种餐厨垃圾预处理系统和方法。

背景技术

餐厨垃圾处理处置是复杂的系统工程，其最关键的环节是餐厨垃圾的预处理工艺。由于餐厨垃圾的物料含有各种类型和状态的物质，例如油脂、砂石、塑料等，包括可回收利用的有机物质和无法回收利用的无机杂物。因此，在处理过程中需要首先对物料进行预处理，以去除杂物并将物料分为水、油和渣，然后再分别对水、油和渣进行后续处理。

预处理的处理效果直接关系到后续厌氧或好氧堆肥工艺的有效进行。目前的预处理工艺，集中采用先破碎、后分选的工艺，由于餐厨垃圾中含有大量的塑料、玻璃瓶、骨头等物质，这些物质破碎后给后续工艺带来大量漂浮物和沙粒，导致管道堵塞和加速管道磨损，最终导致系统运行失败。其中，一般的预处理方法包括：垃圾收运车将餐厨垃圾卸料至料坑里面，料坑中的物料通过螺旋机输送至对辊式破碎机进行统一破碎，然后再通过螺旋机输送至异物质分选机进行分选，其中直径大于其下端筛网孔径的塑料等异物质被分选外运填埋，直径小于其下端筛网孔径的浆料则输入到浆料暂存罐中，浆料暂存罐中的物料被输送到固液分离机中进行固液分离，其固体有机物被输送至厌氧发酵罐中，其液相混合物则被输送到油水分离装置(如碟片式离心机)中进行油水分离，分离的废油脂输送到生物柴油生产系统制备生物柴油，分离的有机废水输送到厌氧发酵罐中与固体有机物混合后进行厌氧发酵制备沼气。

上述预处理方法中，餐厨垃圾黏性大，成分复杂，含有大量杂物，其含有的玻璃瓶、瓷片等通过对辊式破碎机破碎成砂后混入到浆液中，会加剧管道磨损；缺少除砂工艺，其异物质分选机只能将部分颗粒较大的无机物质分离出来，而破碎了的瓷片、玻璃片则会和浆液揉和在一起，对后续的油水分离装置造成极大损坏，严重影响油水分离装载的使用寿命；另外，进入厌氧罐的浆料，含有大量砂石，这些物质会沉淀在厌氧罐底部，缩小厌氧空间，而且颗粒粒径的大小也无法满足后续厌氧工艺的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种餐厨垃圾预处理系统和方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种餐厨垃圾预处理系统，该系统包括：固液分离设备、洗油分选设备、制浆破碎设备、除砂设备、加热设备和分离设备，其中，所述固液分离设备用于将餐厨垃圾分离为固相物料和油水混合物，所述洗油分选设备用于冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料，所述制浆破碎设备用于将所述第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为第二杂物和第二物料，所述除砂设备用于将所述第二物料分离为砂石和第三物料，所述加热设备用于加热所述第三物料和所述油水混合物，所述分离设备用于将来自所述加热设备的物料分离为油、水和渣料。

第二方面，本发明提供了一种餐厨垃圾预处理方法，该方法包括：

(1)将餐厨垃圾进行固液分离，得到固相物料和油水混合物；

(2)冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料；

(3)将所述第一物料进行破碎、制浆，并将第一物料分离为第二杂物和第二物料；

(4)将所述第二物料分离为砂石和第三物料；

(5)将步骤(4)的第三物料和步骤(1)的油水混合物进行加热处理；

(6)将步骤(5)得到的物料分离为油、水和渣料。

利用本发明的餐厨垃圾预处理系统进行餐厨垃圾预处理，具有如下优点：

(1)预处理后得到的餐厨垃圾物料的粒径、含固率均可满足后续厌氧发酵的要求，可完成对餐厨垃圾的高效预处理；

(2)餐厨垃圾中的杂物去除率可达到95％以上，能够保证用于后续处理的浆料含有机物率高、含砂量少，且能够杜绝堵管现象；

(3)餐厨垃圾中的废油脂提取率可达到废水中含油率≤0.15％，得到含水率≤2％的高品质废油脂；

(4)根据一种优选的实施方式，通过使用振动分选筛能够有效实现粗杂质(如直径不小于50mm的杂物)的去除，同时兼具破袋功能；

(5)洗油分选设备(如洗油筛分机)能够高效实现中等杂物(如直径小于50mm且不小于30mm的杂物)的去除，有效冲洗分离餐厨垃圾中的废油脂，能够实现无缠绕分拣的处理过程，提高餐厨垃圾废油脂提油率；

(6)制浆破碎设备能够有效去除物料中的纤维素等细小杂物(如直径不小于12mm的纤维素、韧性杂物和无法破碎的硬性杂物)，兼具制浆功能(物料经过制浆破碎设备制浆破碎后，可以与水混合形成浆体)，同时洗油分选设备(如洗油筛分机)与制浆破碎设备(如制浆破碎除杂一体机)之间通过在洗油筛分机的底部水平设置的输送螺旋机(水平无轴螺旋)搅拌物料并将物料供给至制浆破碎除杂一体机，既可以实现传递物料的作用，同时兼具匀浆功能，有利于后续制浆破碎除杂效果的实现；

(7)加热设备的使用能够大大提高废油脂的提取率，同时保证了废油脂的高品质；

(8)除砂设备(如旋流除砂机)能够有效去除重量较重的细小杂物(即重杂物，例如砂料)，保证分离设备(如三相离心机组)的使用寿命，确保厌氧发酵的有效性，并延长管道和输送设备的使用寿命，配备的液压柱塞泵使浆料以一定的压力和速度进入旋流除砂机，有效的实现了除砂效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明的餐厨垃圾预处理系统的结构示意图。

图2是本发明的餐厨垃圾预处理系统的流程示意图。

图3为本发明的洗油筛分机的结构示意图。

图4为图3所示结构的内筒的结构示意图。

图5为图3所示结构的外筒的结构示意图。

图6为图3所示结构的内筒和外筒的工作原理图。

图7为图3所示结构的内筒的齿圈结构示意图。

图8为图3所示结构的外筒的筛筒结构的筛网结构示意图。

附图标记说明

1为振动分选筛，121为大杂质链板输送机，2为投料仓，21为沥水螺旋机，3为油水暂存池，31为潜水搅拌机，32为油水输送泵，4为洗油筛分机，41为小杂质链板输送机，42为筛上物，5为输送螺旋机，6为制浆破碎除杂一体机，7为液化柱塞泵，8为旋流除砂机，81为除砂机出料泵，9为浆料暂存罐，91为浆料暂存罐出料泵，10为2#蒸煮釜，101为2#蒸煮釜出料泵，11为1#蒸煮釜，111为1#蒸煮釜出料泵，12为三相离心机组，13为油脂暂存箱，131为油脂输送泵，14为加温沉降油脂净化罐，15为渣料暂存罐，151为渣料螺旋输送机，152为混合螺旋机，16为浆料混合池，161为浆料泵，162为潜水搅拌机，17为水力筛，18为废水暂存池，181为废水制浆泵，19为清水箱，191为高压泵，20为厌氧消化罐，22为蒸汽提供设备，23为餐厨垃圾收运车。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本发明的具体实施方式进行详细说明。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，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

第一方面，本发明提供了一种餐厨垃圾预处理系统，该系统包括：固液分离设备、洗油分选设备、制浆破碎设备、除砂设备、加热设备和分离设备，其中，所述固液分离设备用于将餐厨垃圾分离为固相物料和油水混合物，所述洗油分选设备用于冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料，所述制浆破碎设备用于将所述第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为第二杂物和第二物料，所述除砂设备用于将所述第二物料分离为砂石和第三物料，所述加热设备用于加热所述第三物料和所述油水混合物，所述分离设备用于将来自所述加热设备的物料分离为油、水和渣料。

本发明的系统中，优选情况下，该系统还包括除杂设备，所述除杂设备用于在进行固液分离设备处理之前先将餐厨垃圾分离为前杂物和前物料，所述固液分离设备用于将所述前物料分离为固相物料和油水混合物。

如图1-2所示，本发明的系统中，优选情况下，所述除杂设备包括振动分选筛1，所述振动分选筛1用于将餐厨垃圾分离为直径不小于50mm的前杂物和直径小于50mm的前物料；进一步优选地，所述除杂设备还包括投料仓2，所述投料仓2用于暂时储存所述前物料。

本发明的系统中，对于振动分选筛1没有特别的限定，可以为本领域常用的各种用于根据物料尺寸大小进行分选的振动分选筛，例如，振动分选筛1可以包括投料斗、驱动机构、振动筛条和筛上物接料斗。振动分选筛作为餐厨垃圾预处理系统的第一道工序装置，能够将餐厨垃圾中的大塑料、塑料瓶、抹布、玻璃瓶等大杂物筛分出去，通过餐厨垃圾收运车23将餐厨垃圾均匀投放到振动分选筛1的投料斗内，振动筛条呈一定斜度布置，驱动机构采用曲柄传动机构和上下两片整体式结构，餐厨垃圾跟随振动筛条运动方向向前移动以对餐厨垃圾进行初步分选，筛上物落入筛上物接料斗内并通过螺旋输送机送出，筛下物直接落入投料仓2，经沥水螺旋机21沥水后进入洗油分选设备。即，根据本发明的一种实施方式，利用振动分选筛1将餐厨垃圾分离为直径不小于50mm的前杂物(即筛上物，如大塑料、塑料瓶、抹布、玻璃瓶等大杂物)和直径小于50mm的前物料(即筛下物)，其中，前述直径不小于50mm的前杂物经大杂质链板输送机121输出用于外运填埋。本发明的振动分选筛1可以通过商购获得。

本发明的系统中，优选情况下，固液分离设备包括沥水螺旋机21，所述沥水螺旋机21用于将餐厨垃圾(系统不包括振动分选筛1的情况)或前物料(系统包括振动分选筛1的情况)分离为粒径大于筛孔孔径的固相物料和粒径小于筛孔孔径的油水混合物，进一步优选地，固液分离设备还包括油水暂存池3，所述油水暂存池3用于搅拌并暂时储存所述油水混合物。

具体地，餐厨垃圾或前物料在沥水螺旋机21的输送下，粒径小于筛孔孔径的油水混合物流入油水暂存池3中，粒径大于筛孔孔径的固相物料被输送至洗油分选设备中，油水暂存池3中设置有潜水搅拌机31，用于将其中的油水混合物进行搅拌以防止油水混合物中杂质沉淀。

本发明的系统中，优选情况下，洗油分选设备包括洗油筛分机4，所述洗油筛分机4用于冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为直径小于50mm且不小于30mm的第一杂物和直径小于30mm的第一物料。

进一步优选地，洗油分选设备还包括在所述洗油筛分机4的底部水平设置的输送螺旋机5，所述输送螺旋机5用于搅拌所述第一物料并将所述第一物料供给至所述制浆破碎设备。

本发明的系统中，优选情况下，洗油筛分机4包括底座、筛筒、壳体、第一驱动装置和第二驱动装置，其中：

所述筛筒包括内筒和外筒，所述外筒可绕其轴心线旋转地安装于所述底座，且所述外筒的筒壁具有筛网结构；所述内筒可绕其轴心线旋转地安装于所述底座，所述内筒的轴心线与所述外筒的轴心线平行；所述内筒包括内筒头部、内筒尾部、与所述内筒头部和内筒尾部连接且具有中空螺旋体结构的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设有扬料机构；所述内筒尾部伸出所述外筒；

所述壳体安装于所述底座，且所述壳体包括自所述内筒头部伸入所述筛筒内的进料斗、位于所述外筒外侧的接料板、以及与所述内筒尾部相对的出杂斗，所述接料板具有出料斗；

所述第一驱动装置安装于所述底座、且与所述内筒传动连接；

所述第二驱动装置安装于所述底座、且与所述外筒传动连接。

具体地，结合图3-8，洗油筛分机4包括底座1’、筛筒、壳体2’、第一驱动装置3’和第二驱动装置4’，其中：

筛筒包括内筒5’和外筒6’，外筒6’可绕其轴心线旋转地安装于底座1’，且外筒6’的筒壁61’具有筛网结构；内筒5’可绕其轴心线旋转地安装于底座1’，内筒5’的轴心线与外筒6’的轴心线平行；内筒5’包括内筒头部51’、内筒尾部52’、与内筒头部51’和内筒尾部52’连接且具有中空螺旋体结构的螺旋叶片53’，螺旋叶片53’上设有扬料机构；内筒尾部52’伸出外筒6’；

壳体2’安装于底座1’，且壳体2’包括自内筒头部51’伸入筛筒内的进料斗21’、位于外筒6’外侧的接料板22’、以及与内筒尾部52’相对的出杂斗24’，接料板22’具有出料斗23’；

第一驱动装置3’安装于底座1’、且与内筒5’传动连接；

第二驱动装置4’安装于底座1’、且与外筒6’传动连接。

上述洗油筛分机4的具体工作过程为：内筒5’在第一驱动装置3’的驱动下绕自身的轴心线旋转，餐厨垃圾通过壳体2’的进料斗21’进入筛筒的内筒5’内，并在内筒5’的螺旋叶片53’的带动下沿内筒5’的轴心线从内筒头部51’朝向内筒尾部52’移动，螺旋叶片53’上的扬料机构将移动的部分餐厨垃圾扬起并抛落，同时，外筒6’在第二驱动装置4’的驱动下绕自身的轴心线旋转，进而将能够通过筛网结构的筛孔6111’的餐厨垃圾通过筛孔6111’甩出外筒6’，到达壳体2’的接料板22’，进而通过出料斗23’排出，无法通过筛孔6111’的餐厨垃圾在螺旋叶片53’的推动下逐渐移动到内筒尾部52’，并通过与内筒尾部52’相对的出杂斗24’排出。同时，上述洗油筛分机4在工作过程中，内筒5’和外筒6’的旋转速度可分别由对应的驱动装置进行独立控制，并可根据具体情况选择合适的转速；并且，由于内筒5’的轴心线与外筒6’的轴心线平行，即，内筒5’与外筒6’不同心，因此内筒5’的一侧能够与外筒6’之间形成较大间隙，当具有无法及时排出的较大体积垃圾时，较大体积垃圾可进入内筒5’和外筒6’形成的较大间隙的位置，使内筒5’及时避让并减少卡料现象的发生；螺旋叶片53’具有中空螺旋体结构，因此，取消了现有设备采用的中心轴，可避免餐厨垃圾在中心轴上的缠绕和挂料，并且螺旋叶片53’上的扬料机构可对移动中的餐厨垃圾进行扬起和抛落，对餐厨垃圾产生搅拌作用，使餐厨垃圾多次接触筛网结构，并进行多次筛分，不仅能够提高筛分效率，还能进一步减少餐厨垃圾缠绕和挂料。所以，该洗油筛分机4对餐厨垃圾进行筛分时不易产生缠绕和挂料现象，对餐厨垃圾筛分的效率较高。

其中，根据一种优选的实施方式，参考图4，内筒5’的螺旋叶片53’在朝向内筒5’轴心线的一侧设有螺旋管531’，螺旋管531’朝向内筒5’轴心线的表面为弧形面。

上述洗油筛分机4在处理餐厨垃圾时，由于螺旋叶片53’在朝向内筒5’轴心线的一侧表面通过螺旋管531’形成弧形面，弧形面比较圆滑，因此，可进一步减少餐厨垃圾产生挂料现象。

具体地，螺旋管531’为空心圆管结构。

具体地，如图4结构所示，扬料机构包括多个扬料板54’，每一个扬料板54’朝向内筒5’轴心线的一侧设有扬料管541’，扬料管541’朝向内筒5’轴心线的表面为弧形面。

上述洗油筛分机4的扬料机构包括多个扬料板54’，并且每一个扬料板54’朝向内筒5’轴心线的一侧表面通过扬料管541’形成弧形面，弧形面比较圆滑，因此，可进一步减少餐厨垃圾产生挂料现象。

其中，一种优选的实施方式，如图3结构所示，洗油筛分机4还包括进水管7’，进水管7’的一端自内筒头部51’伸入筛筒。

由于上述洗油筛分机4设有进水管7’，并且进水管7’的一端自内筒头部51’伸入筛筒，因此，在上述洗油筛分机4处理餐厨垃圾时，通过进料斗21’供给的餐厨垃圾与通过进水管7’供给的高温水进行混合，一方面有利于餐厨垃圾中的有机物溶于高温水中，提高有机物的回收利用，另一方面，在高温水的冲洗下，可减少外筒6’的筛网结构的筛孔6111’堵塞。

如图3和图6结构所示，洗油筛分机4还包括安装于底座1’的至少两对内筒滚轮8’，其中，一对内筒滚轮8’与内筒头部51’的外表面滚动支撑配合，另一对内筒滚轮8’与内筒尾部52’的外表面滚动支撑配合。

上述洗油筛分机4在内筒头部51’的外表面设有滚动支撑配合的一对内筒滚轮8’，并在内筒尾部52’的外表面设有滚动支撑配合的另一对内筒滚轮8’，通过内筒滚轮8’对内筒头部51’和内筒尾部52’的外表面的滚动支撑配合，并通过与第一驱动装置3’的传动连接，可使内筒5’绕其轴心线旋转地安装于底座1’。当然，并不仅限于采用内筒滚轮8’滚动支撑配合内筒5’的情况，也可采用其他的结构形式使内筒5’绕其轴心线旋转地安装于底座1’。

其中，根据一种优选的实施方式，如图3和图6结构所示，外筒6’还包括外筒头部62’、外筒尾部63’、与外筒头部62’和外筒尾部63’连接的支架64’；洗油筛分机4的底座1’上设有至少两对外筒滚轮9’，其中，一对外筒滚轮9’与外筒头部62’的外表面滚动支撑配合，另一对外筒滚轮9’与外筒尾部63’的外表面滚动支撑配合。

在保证外筒6’强度满足工作需要的情况下，外筒6’还可由外筒头部62’、外筒尾部63’、与外筒头部62’和外筒尾部63’连接的筒壁61’构成，筒壁61’可为由筛板611’卷成的圆筒，筒壁61’的两端分别与外筒头部62’和外筒尾部63’连接。

并且，上述洗油筛分机4在外筒头部62’的外表面设有滚动支撑配合的一对外筒滚轮9’，并在外筒尾部63’的外表面设有滚动支撑配合的另一对外筒滚轮9’，通过外筒滚轮9’对外筒头部62’和外筒尾部63’的外表面的滚动支撑配合，并通过与第二驱动装置4’的传动连接，可使外筒6’绕其轴心线旋转地安装于底座1’。当然，并不仅限于采用外筒滚轮9’滚动支撑配合外筒6’的情况，也可采用其他的结构形式使外筒6’绕其轴心线旋转地安装于底座1’。

更进一步地，支架64’包括沿外筒6’轴心线延伸方向延伸的多个轴向支板641’、与轴向支板641’的延伸方向垂直且包围多个轴向支板641’的至少一个周向支板642’；周向支板642’与轴向支板641’固定连接；轴向支板641’的一端连接外筒头部62’，另一端连接外筒尾部63’。

如图3、图5和图8结构所示，外筒6’的筒壁61’与支架64’可拆卸地连接。

由于上述外筒6’的筒壁61’与支架64’可拆卸地连接，因此，在洗油筛分机4工作过程中，可根据餐厨垃圾或筛网结构的具体情况更换不同的筛网结构，以满足具体地工作需要。

如图3、图5和图8结构所示，轴向支板641’和周向支板642’设置有安装孔，如图5中所示的设置在轴向支板641’上的安装孔6411’及设置在周向支板642’上的安装孔6421’；筒壁61’设置有与轴向支板641’的安装孔6411’和周向支板642’的安装孔6421’位置对应的通孔6112’；筒壁61’通过穿过安装孔和通孔6112’的螺栓或螺钉安装于支架64’。

外筒6’的筒壁61’可由多块筛板611’构成，并且多块筛板611’安装于支架64’上；筛板611’上设有筛孔6111’和通孔6112’；在轴向支板641’上设有安装孔6411’，且周向支板642’上同样设有安装孔6421’；筛板611’上的通孔6112’与轴向支板641’上的安装孔6411’和周向支板642’上的安装孔6421’位置对应，以使螺栓或螺钉穿过对应的通孔6112’和安装孔，将筛板611’固定安装在支架64’上。为了方便安装，轴向支板641’上的安装孔6411’和周向支板642’上的安装孔6421’也可为螺纹孔。

如图3、图6和图7结构所示，为了方便独立控制内筒5’和外筒6’的转速，第一驱动装置3’可采用第一变频减速电机；第二驱动装置4’可采用第二变频减速电机；第一变频减速电机与内筒5’通过第一齿轮副传动连接；第二变频减速电机与外筒6’通过第二齿轮副传动连接。

上述第一变频减速电机与内筒5’通过第一齿轮副传动连接，第一齿轮副可由安装于内筒头部51’的内筒齿圈55’和安装于第一变频减速电机轴上的第一齿轮组成，并通过内筒齿圈55’和第一齿轮的啮合将第一变频减速电机的转矩传递到内筒5’，使内筒5’在第一变频减速电机的驱动下绕自身轴心线转动。同时，上述第二变频减速电机与外筒6’通过第二齿轮副传动连接，第二齿轮副可由安装于外筒头部62’的外筒齿圈65’和安装于第二变频减速电机轴上的第二齿轮组成，并通过外筒齿圈65’和第二齿轮的啮合将第二变频减速电机的转矩传递到外筒6’，使外筒6’在第一变频减速电机的驱动下绕自身轴心线转动。上述内筒齿圈55’、外筒齿圈65’、第一齿轮和第二齿轮可采用直齿齿轮，也可以采用锥齿轮，并且为了达到预定的减速比，内筒齿圈55’、外筒齿圈65’、第一齿轮和第二齿轮的齿数以及模数可根据实际情况进行确定。

为了使第一驱动装置3’与内筒5’之间以及第二驱动装置4’与外筒6’之间实现传动连接，也可以采用其他的传动装置代替齿轮副，如，链条传动装置、皮带传动装置等。

另一种优选的实施方式，如图3结构所示，洗油筛分机4还包括安装于外筒6’外侧、且与外筒6’轴心线平行设置的喷水管10’，喷水管10’设有开口朝向外筒6’轴心线的多个喷水孔101’。

由于在洗油筛分机4的外筒6’外侧设有喷水管10’，并且喷水管10’设有开口朝向外筒6’轴心线的多个喷水孔101’，因此，在洗油筛分机4工作过程中，可通过喷水管10’向外筒6’的筛网结构喷出高温高压水，对筛网结构进行喷水冲洗，不仅能够消除筛网结构的筛孔6111’的堵塞，而且还能使附着于筛网结构上的油脂被冲洗至出料斗23’，所以，可进一步解决筛网结构的堵塞问题。

即，洗油筛分机4能够通过其独特的双滚筒结构对初步筛分后的固相物料做进一步分选，以适应后续制浆破碎除杂设备的制浆破碎要求，同时在筛分过程中可以不断注入回用废水及少量清水，以达到进一步获取有机质和洗油的目的，其筛孔孔径大小可调整，优选情况下，直径小于50mm且不小于30mm的塑料、玻璃等杂物从滚筒末端出口分离并经小杂质链板输送机41输送外运填埋，筛上物42即直径小于30mm的物料通过其底部水平设置的输送螺旋机5输送至制浆破碎设备中，输送螺旋机5在输送物料的过程中对物料也起到了均匀搅拌的作用，有利于后续制浆破碎工序的进行。

本发明的系统中，优选情况下，制浆破碎设备包括制浆破碎除杂一体机6，所述制浆破碎除杂一体机6用于将所述第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为直径不小于12mm的第二杂物和直径小于12mm的第二物料。

进一步优选地，制浆破碎设备还包括液化柱塞泵7，所述液化柱塞泵7用于暂时储存所述第二物料，以及将所述第二物料供给至所述除砂设备。

本发明的系统中，对于制浆破碎除杂一体机6的结构没有特别的限定，可以为本领域已知的各种卧式碎浆机，例如可以为CN 102688879 A中公开的卧式碎浆机，具体结构请详见CN 102688879 A，在此不再重复赘述。通过制浆破碎除杂一体机6，直径不小于12mm、不能破碎的纤维素、骨头等杂物从制浆破碎除杂一体机6的出料口输出外运填埋，直径小于12mm的物料通过其筛网孔进入其下端设置的液化柱塞泵7的料仓中。

本发明的系统中，优选情况下，除砂设备包括旋流除砂机8和浆料暂存罐9，所述旋流除砂机8用于将所述第二物料分离为砂石和被供给至所述浆料暂存罐9的除砂后的浆料，所述浆料暂存罐9用于将所述除砂后的浆料进一步分离为砂石和第三物料。

对于旋流除砂机8的结构没有特别的限定，可以为本领域已知的各种旋流除砂机，例如可以为CN 102688879 A中公开的旋流除砂机，具体结构请详见CN 102688879 A，在此不再重复赘述。

具体地，液化柱塞泵7的料仓中的物料被液化柱塞泵7以一定的压力泵送到旋流除砂机8中，旋流除砂机8通过将泵入的物料高速旋转以实现沉砂，沉砂通过旋流除砂机8下端设置的螺旋机输送外运填埋，除砂后的物料通过除砂机出料泵81泵入到浆料暂存罐9中。

浆料暂存罐9通过其顶部设置的搅拌机防止固液混合物分层，同时在其底部设置了排砂口，便于将因重力沉降下来的砂石清理外运。

具体地，浆料暂存罐9中浆料通过浆料暂存罐出料泵91分阶段泵入2#蒸煮釜10中，同时油水暂存池3中油水混合物通过油水输送泵32分阶段泵入1#蒸煮釜11中，浆料通过加热设备内的蒸汽直喷管加热到75℃左右，浆料暂存罐9内设有浮球阀，当到达规定液位后浆料暂存罐出料泵91停止工作。

本发明的系统中，优选情况下，加热设备包括用于搅拌物料的搅拌机构和用于加热物料的加热机构，所述加热机构包括2#蒸煮釜10、2#蒸煮釜出料泵101、1#蒸煮釜11、1#蒸煮釜出料泵111和蒸汽提供设备22，所述2#蒸煮釜10通过利用来自所述蒸汽提供设备22的蒸汽加热所述第三物料，所述1#蒸煮釜11通过利用来自所述蒸汽提供设备22的蒸汽加热所述油水混合物，所述2#蒸煮釜出料泵101用于将加热后的第三物料供给至所述分离设备，所述1#蒸煮釜出料泵111用于将加热后的油水混合物供给至所述分离设备。

本发明的系统中，优选情况下，分离设备包括三相离心机组12，以将来自所述加热设备的物料分离为油、水和渣料。

进一步优选地，分离设备还包括水力筛17，所述水力筛17用于进一步分离所述分离设备分离得到的水，以得到废水和废渣。

具体地，1#蒸煮釜11中的浆料通过1#蒸煮釜出料泵111泵入三相离心机组12中，2#蒸煮釜10中的浆料通过1#蒸煮釜出料泵101泵入三相离心机组12中，在三相离心机的作用下分离成油、水和渣料三种物料，并通过不同出口输送出来。

本发明的系统中，优选情况下，所述系统还包括后处理设备，所述后处理设备包括油脂暂存箱13、加温沉降油脂净化罐14、渣料暂存罐15、浆料混合池16和废水暂存池18，加温沉降油脂净化罐14包括用于加热物料的加热机构。加热机构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

所述油脂暂存箱13用于暂时储存所述分离设备分离得到的油，然后将所述油供给至加温沉降油脂净化罐14以进一步进行提纯处理、降低含水率，

所述渣料暂存罐15用于暂时储存所述分离设备分离得到的渣料，然后将所述渣料供给至浆料混合池16，或者将所述渣料外运以进行资源化利用处理；所述废水暂存池18用于将其中的一部分水供给至浆料混合池16，使得所述一部分水与来自所述渣料暂存罐15的渣料在浆料混合池16中混合，并将另一部分水供给至所述洗油分选设备；所述浆料混合池16用于将其中的浆料供给至厌氧消化罐20中进行厌氧消化反应。

优选地，所述分离设备还包括水力筛17，用于进一步分离所述分离设备分离得到的水，以得到废水和废渣，经水力筛17分离得到的废渣和废水分别被供给至渣料暂存罐15和废水暂存池18。

具体地，分离设备分离得到的油在油脂暂存箱13中暂存后通过油脂输送泵131泵入加温沉降油脂净化罐14以进一步提纯油脂，其油脂含水率可≤2％，分离设备分离得到的渣料通过渣料螺旋输送机151、混合螺旋机152输送到渣料暂存罐15中，进入渣料暂存罐15中的浆料通过渣料螺旋输送机151输送到浆料混合池16中，或者进入渣料暂存罐15中的固相渣料外运进行好氧堆肥等资源化利用处理。分离设备分离得到的水通过水力筛17进一步过滤其中微小颗粒，其分离出来的渣料通过混合螺旋机输送到渣料暂存罐15中，过滤后的废水供给至废水暂存池18中，其中一部分用于洗油筛分机4中的废水回用冲洗水，另外一部分通过废水制浆泵181泵入到浆料混合池16中，与固相渣料一起通过浆料混合池16内设置的潜水搅拌机162搅拌混合均匀，浆料混合池16中浆料通过浆料泵161泵入厌氧消化罐20中进行厌氧消化反应制备沼气。

本发明的系统中，优选情况下，该系统还包括清水箱19，用于清洗所述洗油分选设备和/或所述分离设备。具体地，餐厨垃圾预处理结束后，利用高压泵191将清水箱19中的热水泵至洗油分选设备和/或分离设备内部进行彻底冲洗，有效排除洗油分选设备和/或分离设备内部残留的污物。

本发明的系统中，重点在于固液分离设备、洗油分选设备、制浆破碎设备、除砂设备、加热设备和分离设备以及任选的除杂设备的配合使用，其中，对于所采用的前述各具体设备，如无特别说明，均为本领域已知的相应设备，其具体结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

第二方面，本发明提供了一种餐厨垃圾预处理方法，该方法包括：

(1)将餐厨垃圾进行固液分离，得到固相物料和油水混合物；

(2)冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料；

(3)将所述第一物料进行破碎、制浆，并将第一物料分离为第二杂物和第二物料；

(4)将所述第二物料分离为砂石和第三物料；

(5)将步骤(4)的第三物料和步骤(1)的油水混合物进行加热处理；

(6)将步骤(5)得到的物料分离为油、水和渣料。

本发明的方法中，优选情况下，该方法还包括：在将餐厨垃圾进行固液分离之前，先将餐厨垃圾分离为前杂物和前物料，然后对所述前物料进行固液分离。

本发明的方法中，优选情况下，使用本发明前述的系统实施所述方法。在各具体的设备中实施的具体方法，参见前述相应内容，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种餐厨垃圾预处理系统，其特征在于，该系统包括：固液分离设备、洗油分选设备、制浆破碎设备、除砂设备、加热设备和分离设备，其中，所述固液分离设备用于将餐厨垃圾分离为固相物料和油水混合物，所述洗油分选设备用于冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料，所述制浆破碎设备用于将所述第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为第二杂物和第二物料，所述除砂设备用于将所述第二物料分离为砂石和第三物料，所述加热设备用于加热所述第三物料和所述油水混合物，所述分离设备用于将来自所述加热设备的物料分离为油、水和渣料。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括除杂设备，所述除杂设备用于在进行固液分离设备处理之前先将餐厨垃圾分离为前杂物和前物料，所述固液分离设备用于将所述前物料分离为固相物料和油水混合物。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述除杂设备包括振动分选筛(1)，所述振动分选筛(1)用于将餐厨垃圾分离为直径不小于50mm的前杂物和直径小于50mm的前物料；

优选地，所述除杂设备还包括投料仓(2)，所述投料仓(2)用于暂时储存所述前物料。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述固液分离设备包括沥水螺旋机(21)，所述沥水螺旋机(21)用于将餐厨垃圾或前物料分离为粒径大于筛孔孔径的固相物料和粒径小于筛孔孔径的油水混合物，

优选地，所述固液分离设备还包括油水暂存池(3)，所述油水暂存池(3)用于搅拌并暂时储存所述油水混合物。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述洗油分选设备包括洗油筛分机(4)，所述洗油筛分机(4)用于冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为直径小于50mm且不小于30mm的第一杂物和直径小于30mm的第一物料；

优选地，所述洗油分选设备还包括在所述洗油筛分机(4)的底部水平设置的输送螺旋机(5)，所述输送螺旋机(5)用于搅拌所述第一物料并将所述第一物料供给至所述制浆破碎设备。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述洗油筛分机(4)包括底座、筛筒、壳体、第一驱动装置和第二驱动装置，其中：

所述筛筒包括内筒和外筒，所述外筒可绕其轴心线旋转地安装于所述底座，且所述外筒的筒壁具有筛网结构；所述内筒可绕其轴心线旋转地安装于所述底座，所述内筒的轴心线与所述外筒的轴心线平行；所述内筒包括内筒头部、内筒尾部、与所述内筒头部和内筒尾部连接且具有中空螺旋体结构的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设有扬料机构；所述内筒尾部伸出所述外筒；

所述壳体安装于所述底座，且所述壳体包括自所述内筒头部伸入所述筛筒内的进料斗、位于所述外筒外侧的接料板、以及与所述内筒尾部相对的出杂斗，所述接料板具有出料斗；

所述第一驱动装置安装于所述底座、且与所述内筒传动连接；

所述第二驱动装置安装于所述底座、且与所述外筒传动连接。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其中，所述制浆破碎设备包括制浆破碎除杂一体机(6)，所述制浆破碎除杂一体机(6)用于将所述第一物料进行破碎、制浆并将第一物料分离为直径不小于12mm的第二杂物和直径小于12mm的第二物料；

优选地，所述制浆破碎设备还包括液化柱塞泵(7)，所述液化柱塞泵(7)用于暂时储存所述第二物料，以及将所述第二物料供给至所述除砂设备。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的系统，其中，所述除砂设备包括旋流除砂机(8)和浆料暂存罐(9)，所述旋流除砂机(8)用于将所述第二物料分离为砂石和被供给至所述浆料暂存罐(9)的除砂后的浆料，所述浆料暂存罐(9)用于将所述除砂后的浆料进一步分离为砂石和第三物料。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的系统，其中，所述加热设备包括用于搅拌物料的搅拌机构和用于加热物料的加热机构，所述加热机构包括2#蒸煮釜(10)、2#蒸煮釜出料泵(101)、1#蒸煮釜(11)、1#蒸煮釜出料泵(111)和蒸汽提供设备(22)，所述2#蒸煮釜(10)通过利用来自所述蒸汽提供设备(22)的蒸汽加热所述第三物料，所述1#蒸煮釜(11)通过利用来自所述蒸汽提供设备(22)的蒸汽加热所述油水混合物，所述2#蒸煮釜出料泵(101)用于将加热后的第三物料供给至所述分离设备，所述1#蒸煮釜出料泵(111)用于将加热后的油水混合物供给至所述分离设备。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的系统，其中，所述分离设备包括三相离心机组(12)，以将来自所述加热设备的物料分离为油、水和渣料。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述分离设备还包括水力筛(17)，所述水力筛(17)用于进一步分离所述分离设备分离得到的水，以得到废水和废渣。

12.根据权利要求1-11中任意一项所述的系统，其中，所述系统还包括后处理设备，所述后处理设备包括油脂暂存箱(13)、加温沉降油脂净化罐(14)、渣料暂存罐(15)、浆料混合池(16)和废水暂存池(18)，

所述油脂暂存箱(13)用于暂时储存所述分离设备分离得到的油，然后将所述油供给至加温沉降油脂净化罐(14)以进一步进行提纯处理，

所述渣料暂存罐(15)用于暂时储存所述分离设备分离得到的渣料，然后将所述渣料供给至浆料混合池(16)，或者将所述渣料外运以进行资源化利用处理；所述废水暂存池(18)用于将其中的一部分水供给至浆料混合池(16)，使得所述一部分水与来自所述渣料暂存罐(15)的渣料在浆料混合池(16)中混合，并将另一部分水供给至所述洗油分选设备；所述浆料混合池(16)用于将其中的浆料供给至厌氧消化罐(20)中进行厌氧消化反应；

优选地，所述分离设备还包括水力筛(17)，用于进一步分离所述分离设备分离得到的水，以得到废水和废渣，经水力筛(17)分离得到的废渣和废水分别被供给至渣料暂存罐(15)和废水暂存池(18)。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的系统，其中，该系统还包括清水箱(19)，用于清洗所述洗油分选设备和/或所述分离设备。

14.一种餐厨垃圾预处理方法，其特征在于，该方法包括：

(1)将餐厨垃圾进行固液分离，得到固相物料和油水混合物；

(2)冲洗所述固相物料中的油脂并将固相物料分离为第一杂物和第一物料；

(3)将所述第一物料进行破碎、制浆，并将第一物料分离为第二杂物和第二物料；

(4)将所述第二物料分离为砂石和第三物料；

(5)将步骤(4)的第三物料和步骤(1)的油水混合物进行加热处理；

(6)将步骤(5)得到的物料分离为油、水和渣料。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，该方法还包括：在将餐厨垃圾进行固液分离之前，先将餐厨垃圾分离为前杂物和前物料，然后对所述前物料进行固液分离。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，使用权利要求1-13中任意一项所述的系统实施所述方法。