CN111495927B - 太阳能有机垃圾处理机、控制系统及有机垃圾处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能有机垃圾处理机、控制系统及有机垃圾处理工艺，设计有机垃圾处理技术领域，包括有具有人工分拣平台的提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统。提升系统提升有机垃圾并倾倒于人工分拣平台上，通过人工分拣干湿垃圾后推送至破碎系统，破碎系统粉碎有机垃圾，再通过固液分离系统挤压分离固体垃圾和液体垃圾，最后通过发酵系统完成有机垃圾的发酵处理作业。由提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统构成发酵处理作业线，提高有机垃圾的处理作业效率，且在进行发酵环节之前，预先进行破碎、固液分离作业，有利于提高有机垃圾的发酵充分性。在处理社区、餐饮行业等大量有机垃圾的生物发酵处理时，具有较大的优势。

Description

太阳能有机垃圾处理机、控制系统及有机垃圾处理工艺

技术领域

本发明涉及有机垃圾处理技术领域，尤其是涉及太阳能有机垃圾处理机、控制系统及有机垃圾处理工艺。

背景技术

生活垃圾的生物处理是指利用自然界中的生物，主要是微生物，将生活垃圾中的可降解有机物转化为稳定的产物、能源和其它有用物质的一种处理技术。生物处理技术主要包括有好氧技术和厌氧技术两大类，好氧技术以好氧降解为代表，通过微生物分解、腐殖质熟化，最终获得有机肥料；而厌氧技术以厌氧堆肥为主，最终获得沼气等高值产品。

现有授权公告号为CN208495343U的中国专利，其公开了一种微生物有机垃圾处理设备，包括有箱体，箱体内固定安装有用于分解有机垃圾的反应桶，且反应桶内填装有微生物材料。反应桶内还设置有用于使有机垃圾与微生物材料混合的搅拌装置，且箱体内设置有用于驱动搅拌装置的驱动装置。反应桶上设置有温度传感器，箱体外侧设置有显示提醒装置和控制器，控制器分别与驱动装置、温度传感器以及显示提醒装置电性连接，以实现微生物处理有机垃圾，并提高有机垃圾处理效率的目的。

上述现有技术虽然是利用微生物菌种来实现有机垃圾处理的，但是受限于本身的驱动结构和发酵结构，其主要适用于家庭中少量的有机垃圾处理，而不适用于社区、餐饮行业等大量有机垃圾处理环境。搅拌发酵式处理方式不能够完成大量混合有机垃圾的充分发酵，影响生物发酵的效果和效率，现有技术存在可改进之处。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供太阳能有机垃圾处理机，通过破碎系统、固液分离系统以及发酵系统三者相配合，实现高效、充分发酵处理大量混合有机垃圾的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：有机垃圾处理机，包括有用于实现垃圾自动提升倾倒的提升系统，用于粉碎垃圾的破碎系统，用于分离固、液垃圾的固液分离系统，以及用于实现垃圾生物降解处理的发酵系统；提升系统将有机垃圾二次分拣后提升投入至破碎系统中，且有机垃圾经破碎系统处理后依次传输通过固液分离系统和发酵系统；提升系统，包括有提升轨道、提升动力装置以及分拣平台，所述提升轨道上设置有由提升动力装置驱动运动的带动装置，且所述带动装置与有机垃圾承装容器配合使用；破碎系统，包括有破碎槽和破碎动力装置，所述破碎槽内设置有由破碎动力装置驱动转动的两破碎辊轴，且两所述破碎辊轴配合挤压切割破碎有机垃圾；固液分离系统，包括有分离槽和分离动力装置，所述分离槽内设置有由分离动力装置驱动转动的分离辊轴，且所述分离辊轴与分离槽配合挤压分离固态垃圾和固态垃圾中含有的液体物质；发酵系统，包括有发酵槽和搅拌装置，所述搅拌装置包括有转动设置于发酵槽内的搅拌辊轴以及用于驱动搅拌辊轴转动的搅拌驱动装置，且所述发酵槽内预先填充有微生物发酵材料。

通过采用上述技术方案，提升系统将有机垃圾提升倾倒于分拣平台上，利用分拣平台进行二次分拣，而后提升系统将分拣后的有机垃圾投入至破碎系统中，破碎系统的两破碎辊轴配合实现粉碎有机垃圾的目的，再通过固液分离系统的分离辊轴与分离槽配合实现挤压分离液体垃圾、固体垃圾中的固态物质与固体垃圾的目的，最后通过发酵系统完成大量有机垃圾的发酵处理作业。由提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统配合构成连续的自动化发酵处理作业模式，可以有效提高有机垃圾的处理作业效率，且在进行发酵环节之前，预先进行破碎作业和固液分离作业，有利于提高有机垃圾的发酵充分性；尤其是在处理社区、餐饮行业等大量有机垃圾的生物发酵处理时，具有较大的优势。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括有太阳能供电系统，太阳能供电系统选择直接接入电网，或者选择直接为有机垃圾处理机的电力装置供电，或者选择按照配比关系为电网和有机垃圾处理机的电力装置供电。

通过采用上述技术方案，由太阳能系统为有机垃圾处理机提供电力供应，可以节约使用成本，且太阳能系统可根据实际情况需要，在为有机垃圾处理机供电与电网、有机垃圾处理机按配比供电之间进行选择，具有较好的使用灵活性、实用性以及较好的经济性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分离辊轴上沿其轴向等间隔设置有偏心推板，所述偏心推板垂直于分离辊轴的轴向设置；所述分离槽的槽口由进料口至出料口呈收紧设置，且相邻所述偏心推板配合形成有挤压分离间隙，液体垃圾经由所述挤压分离间隙脱离分离槽并回收，固体垃圾在偏心推板的挤压带动下沿槽口的收紧方向挤压输送运动并脱离分离槽回收。

通过采用上述技术方案，偏心推板既起到推送有机垃圾前进的作用，又起到与分离槽配合实现挤压有机垃圾混合物的作用。固体垃圾中挤出的液态物质与有机垃圾混合物中的液体垃圾共同通过挤压分离间隙脱离分离槽，同时挤压分离间隙还可起到切割挤压固体垃圾的作用；而绝大部分的固体垃圾不能通过挤压分离间隙，从而实现分离固液垃圾的目的，且可以有效控制通过挤压分离间隙的沉淀物的含量不大于0.5%，进而达到间接提高有机垃圾发酵处理效果和效率的目的。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之二在于提供太阳能有机垃圾处理机控制系统，通过控制模块的三种不同工作模式，实现调控有机垃圾处理机在不同工作环境和工作时段下的发酵处理状态，从而达到提高有机垃圾处理效果和处理效率的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：有机垃圾处理机控制系统，应用于太阳能有机垃圾处理机，包括有控制模块，用于控制有机垃圾处理机各系统的运转，且控制模块包括有自动模式、手动模式以及休假模式；在自动模式中，提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统均按照预先设定独立运转；在手动模式中，提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统均由人工独立设定；在休假模式中，提升系统、破碎系统以及固液分离系统停止运转，发酵系统的搅拌辊轴作单向低频转动，且休假模式中的搅拌辊轴的转速和转动频率均低于自动模式中搅拌辊轴的转速和转动频率。

通过采用上述技术方案，使用者可根据实际需要在有机垃圾处理机的手动模式、自动模式以及休假模式中灵活切换，具有较好的实用性和使用灵活性。休假模式的设置，既有利于降低有机垃圾处理机的运营和维护成本，具有较好的经济性，又有利于维持发酵系统内的微生物菌群的活性，以便于实现停歇式的连续作业，具有较好的实用性和使用灵活性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：发酵系统还包括有加热装置和排气装置，且所述发酵槽内设置有温度检测系统和湿度检测系统；温度检测系统对发酵槽的槽内环境温度进行检测并反馈至控制模块，湿度检测系统对发酵槽的槽内环境湿度进行检测并反馈至控制模块，且控制模块根据反馈的温度数据和湿度数据调节加热系统和排气系统的工作功率。

通过采用上述技术方案，温度检测系统和湿度检测系统检测得到的发酵槽内的温度数据和湿度数据，用于分析控制加热装置和排气装置的运转，以维持发酵槽内的环境状态，以保持发酵槽内微生物处理菌群的活性处于最佳状态，进而达到提高有机垃圾处理效果的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：控制模块还用于控制太阳能系统的运转，且太阳能系统控制模式包括有自用配比模式、休假配比模式以及综合配比模式。

通过采用上述技术方案，自用配比模式主要是在为有机垃圾处理机进行供电，休假配比模式主要是在为电网供电，而综合配比模式介于两者之间，可以适用于不同时间段、不同工作环境条件下的需求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：控制模块记录不同时间段下的太阳能发电总量、太阳能发电自用量与太阳能发电供给电网量的配比，并将数据上传至控制终端或者云端存储。

通过采用上述技术方案，实现自动记录并上传存储发不同时间段下的电量数据和发电配比数据的目的，以便于使用者随时查阅，并根据历史数据和实时数据进行调整。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：根据不同时间段累积统计的太阳能发电量、有机垃圾处理机用电量以及发电配比历史数据，构建数学模型，并结合数学模型和实际数据建立控制模块的太阳能发电配比动态调节模式。

通过采用上述技术方案，结合数学模型与实时数据构建动态调节模式，即基于数学模型调节的基础上进行实时数据动态调节，既可以实现太阳能发电量供给配比的合理化调节，又可以提高太阳能发电量供给配比调节的调节响应及时性和调节准确性，以获得最佳化的成本节约与作业运转稳定的平衡方案。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之三在于提供有机垃圾处理工艺，通过垃圾分拣、预粉碎、固液分离作业相配合，为后续的充分发酵提供便利条件，进而达到提高有机垃圾处理效率和效果的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：有机垃圾处理工艺，应用于太阳能有机垃圾处理机，包括有如下步骤，S1.湿垃圾回收分拣，并将分拣得到的有机垃圾运输至有机垃圾处理机处理；S2.有机垃圾处理机的提升系统将有机垃圾提升后倾倒于分拣平台，二次分拣后提升投入至破碎系统中进行粉碎；S3.将破碎系统中处理后的有机垃圾碎屑输送至固液分离系统中，分离液体垃圾、固体垃圾以及固体垃圾中含有的液态物质；S4.将固液分离系统中分离得到的固体垃圾输送至发酵系统的发酵槽内，在搅拌装置的搅拌作用下，混合固体垃圾和微生物发酵材料，并通过有机垃圾处理机的搅拌装置、加热系统以及排气系统配合控制有机垃圾发酵进程；S5.完成发酵作业后，输出有机肥料或营养土。

通过采用上述技术方案，首先对回收的湿垃圾进行分拣，以分离出可进行发酵处理的有机垃圾，同时降低有机垃圾中参杂的不可降解垃圾对有机垃圾处理机造成的损耗，再依次通过破碎系统和固液分离系统完成有机垃圾的预处理，并进一步分离液态垃圾与固态垃圾，最后进行微生物发酵处理作业。利用分拣、破碎以及固液分离作业完成有机垃圾的预处理，为后续的微生物发酵处理作业提供便利条件，以提高有机垃圾处理效果和处理效率，且在发酵作业中，通过控制发酵温度和发酵湿度，获得微生物发酵的适宜反应条件，从而达到综合提高有机垃圾处理效果和处理效率的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤S1中，分拣获得油水混合物、可利用的有机垃圾以及不可利用的固体垃圾，并利用油水分离技术分离油水混合物；在步骤S4中，控制搅拌装置的搅拌辊轴转速、转向以及转动频率，并同步控制发酵槽内的反应温度和反应湿度，且从发酵槽的槽底向槽内输入氧气。

通过采用上述技术方案，分拣环节可以有效剔除有机垃圾中混入的不可分解垃圾，并保护有机垃圾处理机的正常运转、降低有机垃圾处理机的设备损耗；且通过控制搅拌辊轴的转速、转向、转动频率以及发酵反应环境的温度、湿度以及耗氧量，进而达到提高有机垃圾微生物发酵处理效果和效率的目的。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.由提升系统、破碎系统、固液分离系统以及发酵系统配合构成连续的自动化发酵处理作业模式，可以有效提高有机垃圾的处理作业效率，且在进行发酵环节之前，预先进行破碎作业和固液分离作业，有利于提高有机垃圾的发酵充分性，尤其是在处理社区、餐饮行业等大量有机垃圾的生物发酵处理时，具有较大的优势；

2.采用太阳能系统自发电与电网供电相结合的模式为有机垃圾处理机和有机垃圾处理系统供电，具有较好的经济性和绿色环保的特点；

3.控制模块与太阳能系统构建动态调节工作模式，在实现可视、可存储、可调控的基础控制模式的基础上，增加了基于大数据分析的动态微调节智能控制模式；

4.从温度控制、湿度控制以及耗氧量控制三个环节出发对微生物发酵处理环节进行综合调控，以使得微生物菌种处于适宜的环境条件中，进而获得更好的有机垃圾处理效果。

附图说明

图1是有机垃圾处理机的总体结构示意图；

图2是主要用于展示破碎槽与破碎辊轴的配合驱动结构示意图；

图3是主要用于展示分离槽与分离辊轴的配合驱动结构示意图；

图4是分离辊轴的结构示意图；

图5是主要用于展示发酵槽与搅拌辊轴的配合驱动结构示意图；

图6是有机垃圾处理机的处理流程示意图；

图7是控制系统的模块示意图；

图8是采用太阳能系统的有机垃圾处理机节约成本的图示列表；

图9是有机垃圾处理工艺的流程框图。

图中， 2、提升系统；21、有机垃圾承装容器；22、提升轨道；23、带动装置；3、破碎系统；31、破碎机体；32、破碎槽；33、破碎辊轴；34、分拣平台；4、固液分离系统；41、分离槽；42、分离辊轴；43、偏心推板；44、推板容纳槽；45、挤压分离间隙；46、固液分离机体；5、发酵系统；51、发酵机体；52、搅拌装置；53、发酵槽；54、搅拌辊轴；55、加热装置；56、排气装置；57、温度传感器；58、湿度传感器；6、太阳能供电系统；7、控制模块；8、封闭输送系统；9、动作检测传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，太阳能有机垃圾处理机，包括有提升系统2、破碎系统3、固液分离系统4以及发酵系统5。在各社区、菜市场或餐饮单位等处收集的湿垃圾首先进行一次分拣，将其中可利用的有机垃圾输送至有机垃圾处理机的提升系统2处，然后在提升系统2的作用下投入至破碎系统3中，经由破碎系统3粉碎后输送至固液分离系统4处，挤压分离固态垃圾、固体垃圾中含有的液态物质和液体垃圾，最后输送分离后的固态垃圾至发酵系统5中，并在适宜的环境条件下，完成有机垃圾的微生物发酵处理作业。

在实际垃圾处理中，湿垃圾一般为混合垃圾，其中包括有农贸垃圾、厨余垃圾和餐饮垃圾三大类，需要首先对混合垃圾进行分拣、分类，以发现并剔除不能进行粉碎处理的硬质物体，例如：金属罐头、瓷器餐具、酒瓶等，以保护设备正常运转。在分拣后，一般包括有可降解的有机垃圾、不可降解的固体垃圾以及油水混合物三大类。可降解的有机垃圾会运输至有机垃圾处理机处进行处理；不可降解的固体垃圾由垃圾运输车外运处理，进行相应的资源再利用；而油水混合物可由油水分离机进行分离处理，分离后的油脂回收处理，而分离后的污水排入排污管道，并进行相应的去污处理。

经由一次分拣后的有机垃圾仍然可能混有不可降解的固体垃圾，因此需要进行二次分拣，一般是采用人工分拣作业模式，利用提升系统2自带的分拣平台34完成湿垃圾的二次分类。分拣作业的提升高度一般为1.5m，每次提升时间为15s，分拣平台34台面面积一般为2平方米，高度为0.8m。

如图1所示，在投料作业中，可降解的有机垃圾首先需要填充于有机垃圾承装容器21中，此时可以进行适度的压实操作，以提高单次的有机垃圾投放量，然后通过提升系统2提升有机垃圾承装容器21并向破碎系统3中倾倒有机垃圾。有机垃圾承装容器21可采用120L、100L、50L等规格的方形垃圾桶；且提升系统2的提升高度一般为3m，每次提升时间约为40s，提升重量最大为100kg。

如图1所示，提升系统2包括有安装固定于破碎系统3外壁处的提升轨道22，当然也可独立于破碎系统3单独架设提升轨道22，提升轨道22上采用滑轨-滑块式结构固定有带动装置23。带动装置23既可设置为成对滑动安装于提升轨道22上的气动或电动夹爪，两夹爪配合抓取有机垃圾承装容器21，又可设置为滑动安装于提升轨道22上的托盘结构，有机垃圾承装容器21座设于该托盘结构上。提升系统2还包括有用于驱动带动装置23沿提升轨道22运动的提升动力装置，提升动力装置可由电机和驱动结构组成，驱动结构可根据实际需求选择使用螺杆传动结构或者链轮链条传动结构等，以驱动有机垃圾承装容器21沿提升轨道22竖直提升并朝向破碎系统3倾斜，从而实现自动投料的目的。

结合图1和图2所示，破碎系统3包括有破碎机体31，破碎机体31内设置有破碎槽32，破碎槽32内转动安装有成对设置的破碎辊轴33，且破碎辊轴33连接有驱动其转动的破碎动力装置；破碎动力装置也可由电机和驱动结构组成，驱动结构可选择使用齿轮啮合结构或者齿轮-链条结构等。分拣平台34安装于破碎机体31的顶部，提升系统2将有机垃圾提升投入至分拣平台34上，经由人工二次分拣后的有机垃圾推送滑落至破碎槽32内；破碎槽32内的两破碎辊轴33的轴线沿有机垃圾的输送方向延伸设置，且两破碎辊轴33的外壁上均匀形成有齿状突起结构，两破碎辊轴33平行设置并相互啮合，既起到挤压切割破碎有机垃圾的作用，同时又起到输送有机垃圾的作用。

破碎处理后的有机垃圾物料径密度平均可达到10mm×20mm，且破碎作业速度块，1h可完成5t左右的有机垃圾破碎作业。

结合图1和图3所示，固液分离系统4，包括有固液分离机体46，固液分离机体46内设置有分离槽41，结合图3和图4所示，分离槽41内转动设置有分离辊轴42，且分离辊轴42连接有驱动其转动的分离动力装置；分离动力装置同样可由电机和驱动结构组成，驱动结构可选择使用齿轮-链条结构或齿轮啮合结构等。破碎后的有机垃圾经由分离槽41的进料口输送至分离槽41内，分离动力装置驱动分离辊轴42转动，且分离辊轴42转动并与分离槽41配合达到挤压分离固体垃圾、固体垃圾中含有的液态物质和液体垃圾的目的。

结合图3和图4所示，分离槽41内等间隔安装有若干上述分离辊轴42，分离辊轴42的轴线沿垂直于有机垃圾输送的方向设置。分离辊轴42上沿其轴向等间隔安装有若干偏心推板43，偏心推板43垂直于分离辊轴42设置，且偏心推板43设计为凸轮结构，并随分离辊轴42转动。分离槽41的槽底部沿有机垃圾的输送方向开设形成有推板容纳槽44，且分离辊轴42上均匀排布的偏心推板43在转动过程中，每块偏心推板43均由推板容纳槽44内逐渐转动至分离槽41内，再转动回推板容纳槽44内，并循环重复上述动态过程，以带动分离槽41内的有机垃圾由分离槽41的进料口运动至分离槽41的出料口。

结合图3和图4所示，分离槽41的槽口走向由进料口至出料口逐渐收紧，且相邻偏心推板43之间形成有挤压分离间隙45，挤压分离间隙45与分离槽41下方的液体回收结构等相连通，液体回收结构一般为水槽结构。有机垃圾在由偏心推板43带动的过程中，受到分离槽41的槽面、偏心推板43的挤压作用，挤出有机垃圾中的液体垃圾以及固体垃圾中含有的液态物质；且液态物质和液体垃圾可经由挤压分离间隙45流入至下方的液体回收结构中，再通过管路结构进行收集，而固体垃圾经由分离槽41的出料口出料，以完成固液分离作业。

结合图3和图4所示，挤压分离间隙45的宽度一般设置为0.5mm，在偏心推板43的转动过程中，推板容纳槽44可起到清理挤压分离间隙45的作用，以保持挤压分离间隙45的通畅性。在上述固液分离系统4中，既保证了脱水效果，又能做到最大程度留下固体物料的目的，使得流出挤压分离间隙45的沉淀物的含量不大于总重量的0.5%，相较于传统通过螺旋挤压机实现脱水的作业方式而言，可以降低至少30%的有机垃圾物料损耗。

结合图1和图5所示，发酵系统5，包括有发酵机体51和搅拌装置52，发酵机体51内开设形成有发酵槽53，搅拌装置52包括有转动安装于发酵槽53内的搅拌辊轴54，以及用于驱动搅拌辊轴54转动的搅拌驱动装置。发酵槽53包括有连续波浪状的槽结构，且该槽结构的每个下凹位置处均同轴转动安装有上述搅拌辊轴54，各搅拌辊轴54通过搅拌驱动装置驱动同步转动，以达到搅拌均匀发酵槽53内预先填充的微生物菌种材料与输送进入至发酵槽53内的有机垃圾材料的目的；驱动装置同样可由电机、齿轮和链条构成。

如图1所示，为了达到降低运营成本的目的，发酵机体51的顶部设置有太阳能供电系统6，太阳能供电系统6通过太阳能电池板发电，并可选择将自发电直接接入电网，或者选择直接为有机垃圾处理机的电力装置供电，或者选择按照配比关系为电网和有机垃圾处理机的电力装置供电；通常情况下，一般是选择按照配比关系分配自发电量，在少数极端情况下选择前两者供电模式。

如图6所示，在相邻各系统之间，除去利用本身的驱动结构实现有利垃圾物料的传输之外，还包括有封闭输送系统8，封闭输送系统8可采用由不锈钢制成的输送带，且输送带的内壁嵌设安装尼龙内衬，以达到密封输送的目的。

实施例二：

结合图6和图7所示，太阳能有机垃圾处理机控制系统，包括有用于控制提升系统2、破碎系统3、固液分离系统4、发酵系统5、太阳能供电系统6以及控制模块7。控制模块7可由PLC编程控制和显示，系统提供每个处理过程和数字信号，设置自动运行。PLC显示界面可显示发酵槽53内温度、湿度、耗电量、称重计量、搅拌启停、进风等设定。控制模块7的电控箱可采用西门子智能模块，配合施耐德电器对设备进行自动控制完成每个系统的联合运行；传感器感应、对比系统工艺要求和输送数据信息；并依靠物联网平台把数据和信息汇总、分析、监管。

为了实现温度、湿度的自动控制，发酵系统5还包括有与控制模块7联动使用的加热装置55和排气装置56，且发酵槽53内安装有与控制模块7信号连接的温度传感器57和湿度传感器58。加热装置55采用热辐射的方式从发酵槽53的底面和侧面加热内部的混合物料，而排气装置56可采用位于发酵槽53的侧面位置的排风扇。控制模块7可根据温度传感器57和湿度传感器58的检测数据与设定数据进行对比，并通过调控加热装置55和排气装置56的工作功率的方式，达到控制发酵槽53内温度和湿度的目的。

控制模块7包括有自动模式、手动模式以及休假模式三大类，在自动模式下，实施例一中的各系统由控制模块7按照预先设定运转，且在手动模式下，实施例一中的各系统由人工通过控制模块7进行操作，而在休假模式下，提升系统2、破碎系统3以及固液分离系统4停止运转，仅保留发酵系统5的基本运行。

发酵系统5的基本运行包括有搅拌辊轴54的单向低频转动，且休假模式中的搅拌辊轴54的转速和转动频率均低于自动模式中搅拌辊轴54的转速和转动频率。在自动模式的正常作业情况下，发酵系统5中各搅拌辊轴54做正、反向的交替转动，且在正向转动或者反向转动中还包括有快速-慢速-快速的变速转动，与此同时，还需要使得相邻两搅拌辊轴54的转动方向相反；而在休假模式下，搅拌辊轴54的转速一般是自动模式下搅拌辊轴54慢速转动时转速的二分之一到三分之一，仅是用于保持微生物菌种材料的正常活性所需。

为了实现休假模式与自动模式的智能自主切换，一般是在提升系统2的分拣平台34或者破碎系统3处安装动作检测传感器9，当动作检测传感器9未检测到动作的持续时间超过24h时，则控制模块7自行切换自动模式为休假模式。

相对应于控制模块7的三种不同工作模式，太阳能系统的供电控制模式包括有自用配比模式、休假配比模式以及综合配比模式。当有机垃圾处理机处于满负荷运转状态时，可采用自用配比模式，绝大部分太阳能发电量供给自身使用；当有机垃圾处理机处于休假模式时，可采用休假配比模式，绝大部分太阳能发电量供给给电网；当有机垃圾处理机处于正常作业时，太阳能发电量需要根据实际需求进行调配，此时即可采用综合配比模式，而该模式也是经常使用的发电供给模式。

控制模块7在不同时间段记录太阳能发电总量、太阳能发电自用量与太阳能发电供给电网量的配比，并将该历史数据上传至控制终端或者云端存储，控制人员可随时访问查询或者下载。根据不同时间段累积统计的太阳能发电量、有机垃圾处理机用电量以及发电配比历史数据，构建数学模型，并结合数学模型和实际数据建立控制模块7的太阳能发电配比动态调节模式，即预先根据数学模型推得全年不同时间段内的有机垃圾处理机的太阳能发电量配比方案，再根据实际检测得到的太阳能发电量以及有机垃圾处理机的耗电量数据进行综合调节。

参照图8所示，结合发电量、用电量以及成本对不同吨位的有机垃圾处理机的太阳能系统作进一步说明：

1. 以1吨的有机垃圾处理机，配备10KW的光伏发电系统为例进行说明：

平均耗电量为240度电/天，夏季每天的电费平均需要214.6元，非夏季每天的电费平均需要206.2元；全年（一年365天）的耗电量、夏季电费和非夏季电费分别为87600度电、78329元和75263元，且10KW的光伏系统成本为5.25万。

光伏发电系统的每天发电量平均为33度电，全年的平均发电总量为12045度电，且光伏发电每度电国家补贴0.18元、地方补贴0.25元，脱硫补贴为0.3844元每度电，工业用电每度电1元；则全年国家补贴和地方补贴分别为2168.1元和3011.25元，而全年的脱硫补贴为4630.098元。

当太阳能发电量均自用时，全年收益（全年平均光伏发电总量×工业用电单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

12045×1+2168.1+3011.25=17224.35元，累积运行年限25年，可节约成本430608.75元。

当太阳能发电量均供给电网时，全年收益（全年平均光伏发电总量×脱硫补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

2168.1+3011.25+4630.098=9809.448元，累积运行年限25年，可节约成本245236.2元。

当自用电量和供给电网量按照1：1配比时，全年收益：

17224.35×0.5+9809.448×0.5=13516.899元，累积运行年限25年，可节约成本337922.475元。

2. 以1吨的有机垃圾处理机，配备20KW的光伏发电系统为例进行说明：

平均耗电量为240度电/天，夏季每天的电费平均需要214.6元，非夏季每天的电费平均需要206.2元；全年（一年365天）的耗电量、夏季电费和非夏季电费分别为87600度电、78329元和75263元，且10KW的光伏系统成本为10万。

光伏发电系统的每天发电量平均为70度电，全年的平均发电总量为25550度电，且光伏发电每度电国家补贴0.18元、地方补贴0.25元，脱硫补贴为0.3844元每度电，工业用电每度电1元；则全年国家补贴和地方补贴分别为4599元和6387.5元，而全年的脱硫补贴为9821.42元。

当太阳能发电量均自用时，全年收益（全年平均光伏发电总量×工业用电单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

25550×1+4599+6387.5=36536.5元，累积运行年限25年，可节约成本913412.5元。

当太阳能发电量均供给电网时，全年收益（全年平均光伏发电总量×脱硫补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

4599+6387.5+9821.42=20807.92元，累积运行年限25年，可节约成本520198元。

当自用电量和供给电网量按照1：1配比时，全年收益：

913412.5×0.5+520198×0.5=28672.21元，累积运行年限25年，可节约成本716805.25元。

3. 以3吨的有机垃圾处理机，配备10KW的光伏发电系统为例进行说明：

平均耗电量为500度电/天，夏季每天的电费平均需要447元，非夏季每天的电费平均需要429.5元；全年（一年365天）的耗电量、夏季电费和非夏季电费分别为182500度电、163155元和156767.5元，且10KW的光伏系统成本为5.25万。

光伏发电系统的每天发电量平均为33度电，全年的平均发电总量为12045度电，且光伏发电每度电国家补贴0.18元、地方补贴0.25元，脱硫补贴为0.3844元每度电，工业用电每度电1元；则全年国家补贴和地方补贴分别为2168.1元和3011.25元，而全年的脱硫补贴为4630.098元。

当太阳能发电量均自用时，全年收益（全年平均光伏发电总量×工业用电单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

12045×1+2168.1+3011.25=17224.35元，累积运行年限25年，可节约成本430608.75元。

当太阳能发电量均供给电网时，全年收益（全年平均光伏发电总量×脱硫补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

2168.1+3011.25+4630.098=9809.448元，累积运行年限25年，可节约成本245236.2元。

当自用电量和供给电网量按照1：1配比时，全年收益：

17224.35×0.5+9809.448×0.5=13516.899元，累积运行年限25年，可节约成本337922.475元。

4. 以3吨的有机垃圾处理机，配备10KW的光伏发电系统为例进行说明：

平均耗电量为500度电/天，夏季每天的电费平均需要447元，非夏季每天的电费平均需要429.5元；全年（一年365天）的耗电量、夏季电费和非夏季电费分别为182500度电、163155元和156767.5元，且10KW的光伏系统成本为10万。

光伏发电系统的每天发电量平均为70度电，全年的平均发电总量为25550度电，且光伏发电每度电国家补贴0.18元、地方补贴0.25元，脱硫补贴为0.3844元每度电，工业用电每度电1元；则全年国家补贴和地方补贴分别为4599元和6387.5元，而全年的脱硫补贴为9821.42元。

当太阳能发电量均自用时，全年收益（全年平均光伏发电总量×工业用电单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

25550×1+4599+6387.5=36536.5元，累积运行年限25年，可节约成本913412.5元。

当太阳能发电量均供给电网时，全年收益（全年平均光伏发电总量×脱硫补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×国家补贴单位价格+全年平均光伏发电总量×地方补贴单位价格）：

4599+6387.5+9821.42=20807.92元，累积运行年限25年，可节约成本520198元。

当自用电量和供给电网量按照1：1配比时，全年收益：

913412.5×0.5+520198×0.5=28672.21元，累积运行年限25年，可节约成本716805.25元。

实施例三：

如图9所示，有机垃圾处理工艺，包括有如下步骤，

S1.湿垃圾回收分拣，一次分拣获得油水混合物、可利用的有机垃圾以及不可利用的固体垃圾，将分拣得到的可降解的有机垃圾输送至有机垃圾处理机处理；利用油水分离机分离油水混合物；垃圾运输车外运不可利用的固体垃圾。

S2. 太阳能有机垃圾处理机的提升系统2将有机垃圾提升投入至分拣平台34处，经由人工二次分拣后推送有机垃圾至破碎系统3中，破碎系统3利用破碎动力装置驱动破碎辊轴33进行粉碎。

S3.将破碎系统3中处理后的有机垃圾碎屑输送至固液分离系统4中，固液分离系统4利用分离动力装置驱动分离辊轴42转动，分离辊轴42上的偏心推板43转动，并与分离槽41相配合实现挤压分离液体垃圾、固体垃圾和固体垃圾中含有的液态物质的目的。

S4.将固液分离系统4中分离得到的固体垃圾输送至发酵系统5的发酵槽53内，在搅拌装置52的搅拌作用下，充分混合固体垃圾和微生物发酵材料，并通过有机垃圾处理机的搅拌装置52、加热系统以及排气系统配合控制有机垃圾发酵进程，即控制搅拌装置52的搅拌辊轴54转速、转向以及转动频率，并同步控制发酵槽53内的反应温度、反应湿度以及供氧量；在控制供氧量时，可以从发酵槽53的槽底向槽内输入氧气来实现，若是厌氧反应，则不需要通入氧气。

S5.完成发酵作业后，输出有机肥料或营养土。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.太阳能有机垃圾处理机，其特征在于：包括有用于实现垃圾自动提升倾倒的提升系统（2），用于粉碎垃圾的破碎系统（3），用于分离固、液垃圾的固液分离系统（4），以及用于实现垃圾生物降解处理的发酵系统（5）；提升系统（2）将有机垃圾二次分拣后提升投入至破碎系统（3）中，且有机垃圾经破碎系统（3）处理后依次传输通过固液分离系统（4）和发酵系统（5）；

提升系统（2），包括有提升轨道（22）、提升动力装置以及分拣平台（34），所述提升轨道（22）上设置有由提升动力装置驱动运动的带动装置（23），且所述带动装置（23）与有机垃圾承装容器（21）配合使用；

破碎系统（3），包括有破碎槽（32）和破碎动力装置，所述破碎槽（32）内设置有由破碎动力装置驱动转动的两破碎辊轴（33），且两所述破碎辊轴（33）配合挤压切割破碎有机垃圾；

固液分离系统（4），包括有分离槽（41）和分离动力装置，所述分离槽（41）内设置有由分离动力装置驱动转动的分离辊轴（42），且所述分离辊轴（42）与分离槽（41）配合挤压分离固态垃圾和固态垃圾中含有的液体物质；所述分离辊轴（42）上沿其轴向等间隔设置有偏心推板（43），所述偏心推板（43）垂直于分离辊轴（42）的轴向设置；所述分离槽（41）的槽口由进料口至出料口呈收紧设置，且相邻所述偏心推板（43）配合形成有挤压分离间隙（45），所述挤压分离间隙（45）的宽度一般设置为0.5mm，所述偏心推板（43）的形状设置为三角板状结构，液体垃圾经由所述挤压分离间隙（45）脱离分离槽（41）并回收，固体垃圾在偏心推板（43）的挤压带动下沿槽口的收紧方向挤压输送运动并脱离分离槽（41）回收；所述分离槽（41）的槽底部沿有机垃圾的输送方向开设形成有推板容纳槽（44），且所述分离辊轴（42）上均匀排布的偏心推板（43）在转动过程中，由所述推板容纳槽（44）内转动至分离槽（41）内，再转动回推板容纳槽（44）内；

发酵系统（5），包括有发酵槽（53）和搅拌装置（52），所述搅拌装置（52）包括有转动设置于发酵槽（53）内的搅拌辊轴（54）以及用于驱动搅拌辊轴（54）转动的搅拌驱动装置，且所述发酵槽（53）内预先填充有微生物发酵材料，所述发酵槽（53）包括有连续波浪状的槽结构，且槽结构的每个下凹位置处均同轴转动安装有所述搅拌辊轴（54）；

在相邻各系统之间，还包括有封闭输送系统（8），所述封闭输送系统（8）采用由不锈钢制成的输送带，且输送带的内壁嵌设安装尼龙内衬；

还包括有太阳能供电系统（6），太阳能供电系统（6）选择直接接入电网，或者选择直接为太阳能有机垃圾处理机的电力装置供电，或者选择按照配比关系为电网和太阳能有机垃圾处理机的电力装置供电；

还包括有太阳能有机垃圾处理机控制系统，太阳能有机垃圾处理机控制系统包括有控制模块（7），用于控制太阳能有机垃圾处理机各系统的运转，且控制模块（7）包括有自动模式、手动模式以及休假模式；在自动模式中，提升系统（2）、破碎系统（3）、固液分离系统（4）以及发酵系统（5）均按照预先设定独立运转；在手动模式中，提升系统（2）、破碎系统（3）、固液分离系统（4）以及发酵系统（5）均由人工独立设定；在休假模式中，提升系统（2）、破碎系统（3）以及固液分离系统（4）停止运转，发酵系统（5）的基本运行包括有搅拌辊轴（54）的单向低频转动，且休假模式中的搅拌辊轴（54）的转速和转动频率均低于自动模式中搅拌辊轴（54）的转速和转动频率；在自动模式下，所述发酵系统（5）中搅拌辊轴（54）做正、反向的交替转动，且在正向转动或者反向转动中还包括有快速-慢速-快速的变速转动，且相邻两所述搅拌辊轴（54）的转动方向相反；在休假模式下，所述搅拌辊轴（54）的转速是自动模式下搅拌辊轴（54）慢速转动时转速的二分之一到三分之一；在所述提升系统（2）的分拣平台（34）或者破碎系统（3）处安装动作检测传感器（9），当动作检测传感器（9）未检测到动作的持续时间超过24h时，所述控制模块（7）自行切换自动模式为休假模式；控制模块（7）还用于控制太阳能系统的运转，且太阳能系统控制模式包括有自用配比模式、休假配比模式以及综合配比模式，控制模块（7）记录不同时间段下的太阳能发电总量、太阳能发电自用量与太阳能发电供给电网量的配比，并将数据上传至控制终端或者云端存储，根据不同时间段累积统计的太阳能发电量、太阳能有机垃圾处理机用电量以及发电配比历史数据，构建数学模型，结合数学模型和实际数据建立控制模块（7）的太阳能发电配比动态调节模式，并综合脱硫补贴、国家补贴和地方补贴与光伏发电成本的关系进行工作模式调控，选择相应工作模式；发酵系统（5）还包括有加热装置（55）和排气装置（56），且所述发酵槽（53）内设置有温度检测系统和湿度检测系统；温度检测系统对发酵槽（53）的槽内环境温度进行检测并反馈至控制模块（7），湿度检测系统对发酵槽（53）的槽内环境湿度进行检测并反馈至控制模块（7），且控制模块（7）根据反馈的温度数据和湿度数据调节加热系统和排气系统的工作功率。

2.有机垃圾处理工艺，应用于如权利要求1所述的太阳能有机垃圾处理机，其特征在于：包括有如下步骤，

S1.湿垃圾回收分拣，并将分拣得到的有机垃圾运输至有太阳能机垃圾处理机处理；在步骤S1中，分拣获得油水混合物、可利用的有机垃圾以及不可利用的固体垃圾，并利用油水分离技术分离油水混合物；

S2.太阳能有机垃圾处理机的提升系统（2）将有机垃圾提升后倾倒于分拣平台（34），二次分拣后提升投入至破碎系统（3）中进行粉碎；

S3.将破碎系统（3）中处理后的有机垃圾碎屑输送至固液分离系统（4）中，分离液体垃圾、固体垃圾以及固体垃圾中含有的液态物质；

S4.将固液分离系统（4）中分离得到的固体垃圾输送至发酵系统（5）的发酵槽（53）内，在搅拌装置（52）的搅拌作用下，混合固体垃圾和微生物发酵材料，并通过有太阳能机垃圾处理机的搅拌装置（52）、加热系统以及排气系统配合控制有机垃圾发酵进程；在步骤S4中，控制搅拌装置（52）的搅拌辊轴（54）转速、转向以及转动频率，并同步控制发酵槽（53）内的反应温度和反应湿度，且从发酵槽（53）的槽底向槽内输入氧气；

S5.完成发酵作业后，输出有机肥料或营养土。

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