CN114273381A - 一种厨余垃圾源头处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种厨余垃圾源头处理设备及处理方法，本发明厨余垃圾源头处理设备包括机体，所述机体内设置预处理装置、反应器、废气净化装置和控制系统，所述机体侧壁上设置上料装置；所述上料装置与预处理装置入料口配合，所述预处理装置出料口与反应器入口连通，所述反应器气体出口与废气净化装置连通；所述控制系统分别与预处理装置、反应器、废气净化装置和上料装置连接。本发明厨余垃圾源头处理设备体积小、反应效率高、生产周期短。该设备适用于社区、机关单位、学校食堂、宾馆酒店等厨余垃圾产生地的源头处理、就地处理。

Description

一种厨余垃圾源头处理设备及处理方法

技术领域

本发明涉及厨余垃圾处理技术，尤其涉及一种厨余垃圾源头处理设备及处理方法。

背景技术

厨余垃圾属于生活垃圾的一部分，主要由剩饭菜、烂蔬菜瓜果、腐肉、碎骨、蛋壳、内脏、茶渣等组成。受经济水平和生活习惯影响，我国的厨余垃圾具有高有机物含量(有机物含量约占干物质质量的80％以上)、高含水率(80％～90％)、高油、高盐分等特点，在存放、收集、转运及填埋处理过程中极易腐败变质、滋生蚊蝇，严重影响生活环境。

目前厨余垃圾的处理方式主要有填埋、焚烧、生物处理等几种，其中填埋处理大量占用土地资源并产生大量的垃圾渗滤液需要二次处理；焚烧处理减量效果最明显，但由于厨余垃圾含水量高、热值低，需进行脱水干化后才能焚烧，同时脱水过程中依然会产生大量的垃圾渗滤液需要二次处理；由于厨余垃圾产量大、有机物含量高，具有危害性和资源性的双重特点，生物处理法能有效利用厨余垃圾中的有机物，在厨余垃圾处理中得到越来越多的应用。常见的生物处理方法主要分为好氧发酵和厌氧发酵两种。好氧发酵是利用微生物将厨余垃圾中的有机物降解为腐殖质，可作为有机肥使用，工艺比较简单，同时好氧发酵的同时放出大量热量可以有效杀灭垃圾中的细菌、寄生虫等有害物，实现无害化处理。厌氧发酵是通过厌氧微生物将厨余垃圾中的有机物转化为沼气(甲烷)，沼气可用作燃料或发电，利用率较高，但工艺较复杂，通常与发电机组联用，适合于较大型的处理场合。

随着我国的生活垃圾强制分类制度全面加速实施，传统的统一收集、统一清运、集中处理模式无法保证厨余垃圾在较短时间内运送到终端进行处理，厨余垃圾容易腐烂变质、孳生蚊蝇，严重污染环境；同时，厨余垃圾含水高，在收集运输过程中距冒滴漏现象严重，造成转运过程的二次污染，中转和运输成本很高。目前很多实行垃圾分类的地区开始探索将完成分类的厨余垃圾在社区、生活小区、机关单位、学校、医院、公园、宾馆酒店等产生源头就地分散、分布式处理和资源化循环利用。传统的好氧发酵工艺(如槽式、筒仓式等)操作简单、资源化利用率高、无害化效果好，比较适合厨余垃圾处理，但在应用中存在占地面积大、生产周期长等缺点，更适合于厨余垃圾的规模化集中处理而不适应空间有限的源头处理场合。目前应用于厨余垃圾源头处理的主要是《CJ/T 227-2018有机垃圾生物处理机》标准中带有电加热功能的生化处理机，该类设备利用电加热形式将物料脱水烘干，以减量化为主要目的，处理速度快，减量效果较好，但处理能耗较高，且厨余垃圾的资源化利用率不高。

针对这一社会需求，发明一种能耗低、资源利用率高、生产周期快、设备体积小的厨余垃圾源头处理装置，有利于更好匹配当前生产垃圾强制分类的政策背景，解决垃圾分类中厨余垃圾处理的堵点、难点，实现厨余垃圾的源头处理、就地处理，促进生活垃圾分类制度顺利实施和取得实效。

发明内容

本发明的目的在于，针对传统生活垃圾分类后厨余垃圾在进行源头处理时，好氧发酵工艺生产周期长、占地面积大以及生化处理机能耗高、有机物资源利用率不高的问题，提出一种厨余垃圾源头处理设备，该设备体积小、反应效率高、生产周期短。该设备适用于社区、机关单位、学校食堂、宾馆酒店等厨余垃圾产生地的源头处理、就地处理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种厨余垃圾源头处理设备，包括机体，所述机体内设置预处理装置、反应器、废气净化装置和控制系统，所述机体侧壁上设置上料装置；所述上料装置与预处理装置入料口配合，所述预处理装置出料口与反应器入口连通，所述反应器气体出口与废气净化装置连通；所述控制系统分别与预处理装置、反应器、废气净化装置和上料装置连接。所述机体为钢结构，起到设备的安装固定、支撑、防护和装饰作用。所述上料装置负责将物料自动提升至设备的进料口位置，并在这一过程中对物料进行称重计量。所述预处理装置负责将厨余垃圾进行预处理，脱水、脱油、破碎，使物料处于一个适合好氧发酵的状态(最佳含水率为60％左右)，提高反应效率。所述反应器的高温滚筒在驱动装置的作用下转动，预处理后的物料在滚筒内与微生物菌剂混合并发生动态好氧发酵反应，密封装置防止转动过程中物料从滚筒两端泄漏。所述废气净化装置的引风机使反应器内部形成微负压环境，并将发酵产生的废气引出，经过除尘、除臭处理后从排气管路排出；操作者可通过控制系统的控制面板对设备进行各种操作，设备由控制软件进行控制，生产过程自动化，自动记录反应温度、反应时间、物料重量等各种参数并具有远程通讯功能，可将数据上传至云端，实现物联网大数据。本发明厨余垃圾源头处理设备采用一体化设计，所有的功能单元均安装在底座或框架内部，大幅缩小设备体积，更适合厨余垃圾源头处理空间有限的要求。

进一步的，所述机体包括底座、框架支架和外面板，所述底座为型钢焊接结构件，所述预处理装置、反应器、废气净化装置分别安装在底座上；所述框架支架为焊接结构件，由方管、角钢等焊接而成，所述框架支架作为面板安装的框架支撑，固定于底座之上；所述外面板为不锈钢钣金结构，表面采用喷漆或喷塑处理，固定在框架支架上，起外部装饰和安全防护作用。

进一步的，所述上料装置包括提升装置和安装于提升装置底部的称重装置，所述称重装置用于对物料进行称重计量，其测量数据能上传至控制系统进行统计，所述称重装置包括但不限于压力传感器；所述提升装置安装在框架支架上，包括驱动电机、链条传动结构、挂载机构和行程限位，所述挂载机构固定在链条的链节上，装有厨余垃圾的标准垃圾桶推放就位后挂载机构将垃圾桶定位并锁紧，驱动电机通过轴端的链条传动结构(链轮)驱动链条运动，挂载机构将垃圾桶沿导轨提升至指定位置并触发行程限位开关，驱动电机停止，垃圾桶中的厨余垃圾在重力作用下倾倒进料斗中，提升高度通过调整限位开关位置进行调节。

进一步的，所述预处理装置包括料斗、脱水脱油装置、油水分离装置及管路，所述料斗为不锈钢结构件，料斗顶部设有可开闭的盖板，底部出料口连接脱水脱油装置；所述脱水脱油装置采用挤压脱水结构，在挤压过程中厨余垃圾中的水分和油脂通过外侧滤网流出，脱水脱油后的干物料从出料口进入反应器内进行发酵，脱出的油水混合物进入油水分离装置；所述油水分离装置为不锈钢结构件，内部设有储油槽，油水混合物在分离装置内进行油水分离，顶部油层通过溢流进入储油槽内存储，定期进行外排，底部废水通过排水口流出；所述油水分离装置排水口通过管路与污水管网连接。

进一步的，所述脱水脱油装置采用无轴变螺距螺旋的结构，所述无轴变螺距螺旋结构通过改变螺旋叶片的螺距使物料在输送过程中逐渐压缩，进而实现物料的挤压、脱水、破碎；本发明采用无轴螺旋结构，去除了螺旋叶片的中心轴和端部支撑，可以有效避免厨余垃圾中夹杂的塑料、金属、骨头等杂物(不超过10％wt)在挤压过程中发生缠绕、堵塞现象，对于物料的适应性较好；较低的螺旋转速可以减少无轴螺旋的末端抖动。

进一步的，所述脱水脱油装置带有自动冲洗结构，在滤网外侧轴向设有一列冲洗喷嘴，当滤网堵塞时可启动喷嘴对滤网进行反冲洗，实现滤网清洁功能防止滤网堵塞。

进一步的，所述油水分离器中的储油槽设有液位报警结构，当储油槽内油量达到高位时自动报警，提示操作人员及时进行清空。

进一步的，所述反应器包括高温滚筒、驱动装置、支撑托辊和密封装置，所述高温滚筒为中空圆筒，高温滚筒内部能实现动态好氧发酵；所述中空圆筒的筒壁内部设置有若干拨料板，使滚筒转动时物料搅拌更均匀，筒壁外部设有外齿圈，与驱动装置中的齿轮相啮合进行传动，整个高温滚筒外部设有保温层，减少反应器内热量的散失；所述驱动装置用于驱动高温滚筒旋转，包括顺次连接的电机、减速机和传动系统，所述驱动装置安装在底座上，在电机驱动下通过减速机和传动系统使高温滚筒按照指定的转速进行转动；所述支撑托辊用于支撑高温滚筒，包括两组托辊装置，分别安装在底座上靠近滚筒两端的位置，支撑滚筒在一定高度上旋转；所述密封装置为鱼鳞片式的径向动密封片，所述鳞片式动密封片安装在高温滚筒两端，随高温滚筒一同旋转，高温滚筒两端的框架上装有密封端板，动密封片与端板上的密封环形成线接触密封，防止滚筒转动时物料从滚筒两端泄漏。

进一步的，所述反应器采用非中心式进出料设计，滚筒两端的进料口和出料口均高于滚筒中心轴线，且进料口高于出料口。传统的中心式设计进出料口均位于滚筒中心轴上，密封装置结构简单、密封长度短，但物料最多只能填充至滚筒中心，有效填充率不到50％，而本发明中滚筒两端的进料口和出料口均高于滚筒中心轴线，且进料口高于出料口，防止进料时物料堆积造成进料口堵塞，物料可以充满超过滚筒70％的体积，提高滚筒内物料的有效填充率，在设备体积受限的情况下增加了处理能力，通过两端安装的密封装置保证滚筒的密封性，防止物料泄漏。

进一步的，所述反应器内设有多个传感器(包括但不限于温度传感器、湿度传感器、氧含量传感器等检测装置)，对反应器内物料进行实时的状态检测，并通过控制系统软件进行判断，根据需要调整相应的电机(如滚筒驱动电机、脱水驱动电机、引风机等)动作，形成闭环自动控制，保证反应器内物料始终处于最佳的反应条件下，以提高反应效率。

进一步的，反应器外部设有整体外保温以减少热量散失，并减少外部环境对反应过程的影响，增强设备的适用性。

进一步的，所述废气净化装置包括除尘装置、除臭装置、引风机和排气管路。因本发明的一种厨余垃圾源头处理设备采用动态好氧发酵，物料在搅拌过程中易产生大量扬尘，故所述废气净化装置必须设有除尘装置，以保证后续设备正常运行。所述除尘装置为过滤式除尘器或重力式除尘器，所述过滤式除尘器为滤网或布袋，所述重力式除尘器为沉降室，所述过滤式除尘器除尘效果较好，但系统阻力较大、滤网需要定期清洗，所述重力式除尘结构简单、无需清洗维护，但除尘效果不如过滤式除尘，可根据实际需要进行选择；所述除臭装置选用喷淋除臭+活性炭吸附，厨余垃圾好氧发酵所产生的废气中以氨气(NH₃)、硫化氢(H₂S)和少量有机挥发份(VOCs)为主，选择吸收液对其进行喷淋洗涤，并经活性炭吸附处理后的废气可满足相应环保标准规定，吸收液可循环使用并定期补充；所述引风机将废气从反应器内引出并保证反应器内始终处于微负压状态，避免废气和飞灰外溢至周边环境中造成污染；所述排气管路将处理后的废气和过量空气达标排放。

进一步的，所述控制系统包括控制面板、硬件系统和软件系统，所述操作者通过控制面板对设备进行控制操作，控制面板可选择机械按键式也可选择液晶触摸屏，控制面板上设有相应功能的按钮以便对各部分功能分别进行操作；所述硬件系统包括PLC控制器、继电器、温湿度检测等各种电气元件，实现对设备运行状态的实时检测；所述软件系统是该设备专用的控制系统软件，通过对设备状态的检测进行闭环控制，保证反应器内反应条件最适宜，且该控制软件具有远程通讯功能，可将本设备的各项数据参数上传至云端，形成物联网大数据。

进一步的，本发明厨余垃圾源头处理设备中所有与厨余垃圾及废水、废气产生接触的部分(如料斗、反应器、预处理装置等)均采用不锈钢材料，耐腐蚀、耐酸碱；其余部分(如底座等)采用优质碳钢材料，并进行表面处理，保证设备整体强度、防锈蚀。引风机选用耐腐蚀材料风机，排气管路采用不锈钢管或PVC管。

进一步的，本发明厨余垃圾源头处理设备中所用的驱动电机(滚筒转动)、引风机、预处理驱动电机均采用变频电机，控制系统可根据需要进行无级调速。

本发明的另一个目的还公开了一种厨余垃圾源头处理方法，包括以下步骤：

上料：装有厨余垃圾的垃圾桶通过上料装置提升至指定高度，并将垃圾桶内垃圾倒入料斗内；

预处理：厨余垃圾从料斗进入预处理装置内，进行挤压脱水，将厨余垃圾中的水分和油脂、盐分通过滤网排出，排出的油水混合物从底部出水口进入油水分离器，并在油水分离器内静置分层，厨余垃圾在挤压脱水的过程中能进一步的破碎，完成预处理的物料从出料口排出进入反应器的高温滚筒内；

高温发酵：经过预处理的物料在高温滚筒的转动和拨料板的作用下与旧存物料混合均匀，进行高温好氧发酵；反应器内温度、湿度、氧含量传感器，实时检测物料状态并通过控制系统进行判断，联动控制相应的电机动作；发酵产生的废气与过量空气在引风机的作用下从出气口引出至废气净化装置内，经过除尘、除臭、吸附处理后达标排放；

出料：上料过程中滚筒内物料增多，料位升高，出料端物料通过端部密封板上的出料口溢出，排出的物料落入集料槽内。

进一步地，厨余垃圾源头处理方法，包括以下步骤：

S1、设备启动：启动所述厨余垃圾源头处理设备或确认所述厨余垃圾源头处理设备处于正常工作状态中，各功能单元处于待机状态下。

S2、上料：操作者将装有厨余垃圾的标准垃圾桶推放至上料装置的指定装载位置，通过控制面板操作提升，垃圾桶自动提升至指定高度，限位开关触发，提升电机停止，料斗顶盖打开，桶内垃圾倒入料斗内，操作者通过控制面板操作提升装置复位，移开空垃圾桶并将装有物料的新垃圾桶推放到位，重复前述操作直至所有物料上料完成。

S3、预处理：厨余垃圾从料斗下料口进入预处理装置内，在无轴螺旋的作用下进行挤压脱水，将厨余垃圾中的大量水分和油脂、盐分通过滤网排出，排出的油水混合物从底部出水口进入油水分离器，并在油水分离器内静置分层，上层废油通过溢流堰进入储油槽，下层废水通过底部排水口排出。物料在挤压脱水的过程中会进一步的破碎，完成预处理的物料从出料口排出进入反应器内。

S4、高温发酵：经过预处理的物料从位于滚筒上侧的进料口进入高温滚筒，在滚筒的转动和拨料板的作用下与旧存物料混合均匀，开始进行高温好氧发酵。反应器内设有多个温度、湿度、氧含量传感器，实时检测物料状态并通过控制系统进行判断，联动控制相应的电机(如滚筒驱动电机、脱水驱动电机、引风机等)动作，从而保证反应效率。发酵产生的废气与过量空气在引风机的作用下从出气口引出至废气净化装置内，经过除尘、除臭、吸附处理后达标排放。

S5、出料：上料过程中滚筒内物料增多，料位升高，出料端物料通过端部密封板上的出料口溢出，排出的物料落入集料槽内，由操作人员定期取出。排出的物料经过3～5天的高温发酵已经无害化，可作为有机肥基质土使用。

进一步的，本发明厨余垃圾源头处理方法通过好氧发酵原理，将厨余垃圾中的有机物分解为二氧化碳和水，剩余部分有机物转化为富含腐殖质的有机肥基质，可进一步作为土壤改良、园林种植使用。处理过程减量明显，有机物利用率可达90％以上，资源化利用率高。

进一步地，所述高温发酵反应过程中产生的热量可将物料加热到55～70℃以上，通过高温将物料中的细菌、病毒、寄生虫卵有有害物灭杀，实现无害化；反应器外部设置的整体外保温能减少热量散失，并减少外部环境对反应过程的影响，增强设备的适用性。

进一步的，本发明厨余垃圾源头处理方法采用高温滚筒作为反应器，发酵过程为高温好氧动态发酵，反应效率高，依靠好氧发酵自身产生热量保持反应温度，无需额外消耗电能加热。

进一步的，运行过程中反应器内保持微负压状态，防止恶臭气体散逸到周边环境中。

进一步的，生产过程中反应器内物料不排空，通过新旧物料的混合保证微生物数量的充足，运行过程中无需补充微生物菌剂。

本发明的厨余垃圾源头处理设备和处理方法专门针对于厨余垃圾源头处理、就地处理的市场需求，在这一应用场景上，本发明与现有的传统好氧发酵和生化处理机技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的厨余垃圾源头处理设备及处理方法至少具有以下优点及有益效果之一：

1)、设备体积小、反应效率高。传统的好氧发酵工艺虽然操作简单、能耗低、无害化效果好、资源利用率较高，但其生产周期长(反应周期在7～15天甚至更久)、设备占地面积大，无法应用于生活小区、机关单位、学校、医院、公园、宾馆酒店等源头处理场合，而本发明的一种厨余垃圾源头处理设备采用一体化设计，将进出料、预处理、反应器、除臭等各功能集成一体，大幅缩小设备体积，提高反应效率，缩短生产周期，更适合于源头处理场合。具体对比如表1所示：

表1本发明与传统槽式发酵装置的对比

对比项目	本发明	槽式发酵
			发酵时间	2-5天	15-20天
占地面积	A(平米)	≥4A(平米)
			臭气处理量	Q	≥10Q
设备投资	1	1.5
			使用寿命	8-10年	5-8年

2)、能耗低、资源利用率高。本发明的一种厨余垃圾源头处理设备具有好氧发酵反应的能耗低、资源化利用率高等特点，由于厨余垃圾降解过程完全由微生物反应主导，无需额外消耗能源加热，相同处理能力下，本设备的能耗仅为一般采用的电加热式生化处理机能耗的十分之一，更加清洁环保。

3)、全密封设计、无二次污染。本发明的一种厨余垃圾源头处理设备采用反应器全密封设计、微负压运行，反应器两端的动态密封装置保证物料不会撒漏，负压运行状态保证好氧发酵过程中产生的臭气不会散逸到周围环境中造成污染，且设备内部设有除臭装置对产生的臭气进行除尘、除臭、净化处理后排放，无二次污染。

4)、自动化程度高、操作简单。本发明的一种厨余垃圾源头处理设备采用专用的软件系统控制，自动检测反应器内物料状态并闭环控制，使用者除了按钮控制上料外无需任何其它干预，通过各种传感器自动检测物料状态，并通过专用的系统软件形成闭环控制。

5)、资源利用率高，降低清运成本。本发明的一种厨余垃圾源头处理设备采用好氧发酵原理将厨余垃圾中的有机物转化为二氧化碳和水排出，剩余物为富含腐殖质的有机肥基质，厨余垃圾中的有机物含量越高，减量越明显，利用率越高。如果厨余垃圾产生源头无法完全利用有机肥基质，则外运的转运成本也大幅度降低。

6)、适应性强，应用范围广。本发明的厨余垃圾源头处理设备和处理方法用于厨余垃圾的源头处理，具有较好的物料适应性，对于厨余垃圾中夹杂的塑料、金属、贝壳等杂物虽无法降解，但并不影响正常生产，还可用于禽畜粪便、农业废弃物、园林废弃物等其它有机固废的源头处理。

附图说明

图1为本发明主视图及局部剖视图。

图2为本发明整体右视图。

图3为本发明整体俯视图。

图4为除臭装置结构图。

图5为预处理装置结构图。

图6为滚筒装置中心出料与非中心出料的对比图。

其中，机体1、底座11、框架支架12、外面板13、上料装置2、称重装置21、提升装置22、驱动电机221、链条传动结构222、挂载机构223、行程限位224、预处理装置3、料斗31、脱水脱油装置32、无轴螺旋321、滤网322、油水分离器33、管路34、反应器4、高温滚筒41、检测装置411、驱动装置42、支撑托辊43、密封装置44、废气净化装置5、除尘装置51、除臭装置52、喷淋管521、塔体522、填料523、格栅524、进气口525、排污口526、循环管路527、检修口528、循环泵529、引风机53、排气管54、活性炭吸附55、控制系统6、控制面板61、硬件系统62、软件系统63。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例一

本实施例提出的一种厨余垃圾源头处理设备，参考附图1～图3可知，主要由1机体、2上料装置、3预处理装置、4反应器、5废气净化装置和6控制系统等部分组成。

所述1机体主体为钢结构，包括底座11、框架支架12和外面板13，其中底座11和框架支架12采用型钢焊接，主要用于内部其它设备的安装、固定，外面板13为不锈钢钣金件，起到整体防护和装饰美观的作用。

所述2上料装置包括称重装置21和提升装置22，其中提升装置22主要负责将物料自动提升至设备的进料口上方位置以方便进料，称重装置21负责在提升过程中对物料进行称重计量。提升装置22安装在框架支架12上，由驱动电机221、链条传动结构222、挂载机构223、限位开关224组成，所述挂载机构223固定在链条的链节上，装有厨余垃圾的标准垃圾桶推放就位后挂载机构223将垃圾桶定位并锁紧，驱动电机221通过轴端的链轮驱动链条运动，挂载机构223将垃圾桶沿导轨提升至指定位置并触发行程限位开关，驱动电机停止，垃圾桶中的厨余垃圾在重力作用下倾倒进料斗中，提升高度通过调整限位开关224位置进行调节。

如图5所示，所述3预处理装置包括料斗31、脱水脱油装置32、油水分离器33和管路34，负责将厨余垃圾进行脱水、脱油、破碎等预处理，使厨余垃圾含水率降至60％左右，更适合好氧发酵，以提高反应效率。其中料斗31为不锈钢结构件，顶部设有可开闭的盖板，底部出料口连接脱水脱油装置32；脱水脱油装置32采用挤压脱水的原理，在挤压过程中厨余垃圾中的水分和油脂通过外侧滤网322流出，脱水脱油后的干物料从出料口进入4反应器内进行发酵，脱出的油水混合物进入油水分离器33；油水分离器33内部设有储油槽，油水混合物在分离装置内进行油水分离，顶部油层通过溢流进入储油槽内存储，定期进行外排，底部废水通过排水口流出；管路34一端连接油水分离器33排水口，另一端连接污水管网。

所述脱水脱油装置采用无轴变螺距螺旋的结构，所述无轴变螺距螺旋结构通过改变螺旋叶片的螺距使物料在输送过程中逐渐压缩，进而实现物料的挤压、脱水、破碎；本发明采用无轴螺旋结构，去除了螺旋叶片的中心轴和端部支撑，可以有效避免厨余垃圾中夹杂的塑料、金属、骨头等杂物在挤压过程中发生缠绕、堵塞现象，对于物料的适应性较好；较低的螺旋转速可以减少无轴螺旋的末端抖动。

所述脱水脱油装置带有自动冲洗结构，在滤网外侧轴向设有一列冲洗喷嘴，当滤网堵塞时可启动喷嘴对滤网进行反冲洗，实现滤网清洁功能防止滤网堵塞。

所述油水分离器中的储油槽设有液位报警结构，当储油槽内油量达到高位时自动报警，提示操作人员及时进行清空。

所述4反应器包括高温滚筒41、驱动装置42、支撑托辊43和密封装置44，预处理后的物料在高温滚筒41内与微生物菌剂混合并发生动态好氧发酵反应，高温滚筒41在驱动装置42和支撑托辊43的作用下转动，密封装置44防止转动过程中物料从两端泄漏。其中高温滚筒41为中空圆筒状结构，中心轴上设有检测装置411，用于测量滚筒41内部物料的各种状态，所述检测装置411包括但不限于温度传感器、湿度传感器、氧含量传感器等各种自动检测装置，对反应器内物料进行实时的状态检测，并通过控制系统软件进行判断，根据需要调整相应的电机(如滚筒驱动电机、脱水驱动电机、引风机等)动作，形成闭环自动控制，保证反应器内物料始终处于最佳的反应条件下，以提高反应效率。高温滚筒41内部筒壁上设置有若干拨料板，使滚筒转动时物料搅拌更均匀，外部筒壁上设有外齿圈，整个高温滚筒41外部设有保温层，减少反应器内热量的散失；驱动装置42包括电机、减速机和传动系统，安装在底座11上；支撑托辊43包括两组托辊装置，分别安装在底座11上；密封装置44为鳞片式的径向动密封结构，鳞片式动密封片安装在高温滚筒41两端，随高温滚筒41一同旋转，滚筒两端的框架上装有固定的密封端板，动密封片与端板上的密封环形成线接触密封，防止滚筒转动时物料从滚筒两端泄漏。

所述反应器采用非中心式进出料设计，滚筒两端的进料口和出料口均高于滚筒中心轴线，且进料口高于出料口，如图6所示。传统的中心式设计进出料口均位于滚筒中心轴上，密封装置结构简单、密封长度短，但物料最多只能填充至滚筒中心，有效填充率不到50％，而本发明中滚筒两端的进料口和出料口均高于滚筒中心轴线，且进料口高于出料口，防止进料时物料堆积造成进料口堵塞，物料可以充满超过滚筒70％的体积，提高滚筒内物料的有效填充率，在设备体积受限的情况下增加了处理能力，通过两端安装的密封装置保证滚筒的密封性，防止物料泄漏。

如图4所示，所述5废气净化装置包括除尘装置51、除臭装置52、引风机53和排气管54路，引风机53将4反应器内部的空气和发酵产生的废气引出，经过除尘、除臭处理后从排气管54路排出。其中，除尘装置51采用过滤式除尘，除尘滤芯由一定孔径的不锈钢滤网折叠后焊接而成，滤芯可取出经洗刷后反复使用；除臭装置52选用生物喷淋液循环喷淋的处理方式，经除尘装置51除尘后的废气从进气口525进入塔体522内部，喷淋药液在循环泵529的作用下经循环管路527在喷淋管521喷出，药液喷洒在填料523上，废气在引风机53作用下逆流通过填料523，并与填料523表面的喷淋液发生反应，废气内恶臭成分被吸收，穿过填料的废气经活性炭吸附55进一步净化处理后由排气管54路排出。格栅524负责填料523的支撑，并允许喷淋液和废气穿过。填料523表面的喷淋液在重力作用下逐层穿透填料层，落入塔体522底部，并经过循环泵529重新循环喷淋。检修口528主要用于填料更换、除臭药液添加等操作用，方便打开。

所述6控制系统包括控制面板61、硬件系统62和软件系统63，操作者可通过控制面板61对设备进行各种操作，设备由专用的软件系统63进行控制，生产过程自动化，自动记录反应温度、反应时间、物料重量等各种参数并具有远程通讯功能，可将数据上传至云端，实现物联网大数据。

实施例二

本发明提出的一种厨余垃圾源头处理设备及应用的具体操作方法如下：

第一步，设备启动。启动所述厨余垃圾源头处理设备或确认所述厨余垃圾源头处理设备处于正常工作状态中，各功能单元处于待机状态下。

第二步，上料。操作者将装有厨余垃圾的标准垃圾桶推放至上料装置的指定装载位置，通过控制面板操作提升，垃圾桶自动提升至指定高度，限位开关触发，提升电机停止，料斗顶盖打开，桶内垃圾倒入料斗内，操作者通过控制面板操作提升装置复位，移开空垃圾桶并将装有物料的新垃圾桶推放到位，重复前述操作直至所有物料上料完成。

第三步，预处理。厨余垃圾从料斗下料口进入预处理装置内，在无轴螺旋的作用下进行挤压脱水，将厨余垃圾中的大量水分和油脂、盐分通过滤网排出，排出的油水混合物从底部出水口进入油水分离器，并在油水分离器内静置分层，上层废油通过溢流堰进入储油槽，下层废水通过底部排水口排出。物料在挤压脱水的过程中会进一步的破碎，完成预处理的物料从出料口排出进入反应器内。

第四步，高温发酵。经过预处理的物料从位于滚筒上侧的进料口进入高温滚筒，在滚筒的转动和拨料板的作用下与旧存物料混合均匀，开始进行高温好氧发酵。反应器内设有多个温度、湿度、氧含量传感器，实时检测物料状态并通过控制系统进行判断，联动控制相应的电机动作，从而保证反应效率。发酵产生的废气与过量空气在引风机的作用下从出气口引出至废气净化装置内，经过除尘、除臭、吸附处理后达标排放。

第五步，出料：上料过程中滚筒内物料增多，料位升高，出料端物料通过端部密封板上的出料口溢出，排出的物料落入集料槽内，由操作人员定期取出。排出的物料经过3～5天的高温发酵已经无害化，可作为有机肥基质土使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，包括机体，所述机体内设置预处理装置、反应器、废气净化装置和控制系统，所述机体侧壁上设置上料装置；所述上料装置与预处理装置入料口配合，所述预处理装置出料口与反应器入口连通，所述反应器气体出口与废气净化装置连通；所述控制系统分别与预处理装置、反应器、废气净化装置和上料装置连接。

2.根据权利要求1所述厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，所述上料装置包括提升装置和安装于提升装置底部的称重装置，所述称重装置用于对物料进行称重计量，其测量数据能上传至控制系统进行统计；所述提升装置安装在框架支架上，包括驱动电机、链条传动结构、挂载机构和行程限位，所述挂载机构固定在链条的链节上，装有厨余垃圾的垃圾桶推放就位后挂载机构将垃圾桶定位并锁紧，驱动电机通过链条传动结构驱动链条运动，挂载机构将垃圾桶沿导轨提升至指定位置并触发行程限位开关，驱动电机停止，垃圾桶中的厨余垃圾在重力作用下倾倒进料斗中，提升高度通过调整限位开关位置进行调节。

3.根据权利要求1所述厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，所述预处理装置包括料斗、脱水脱油装置、油水分离装置及管路，所述料斗顶部设有可开闭的盖板，底部出料口连接脱水脱油装置；所述脱水脱油装置采用挤压脱水结构，所述挤压脱水结构为变距无轴螺旋，在挤压过程中厨余垃圾中的水分和油脂通过外侧滤网流出，脱水脱油后的干物料从出料口进入反应器内进行发酵，脱出的油水混合物进入油水分离装置；所述油水分离装置内部设有储油槽，油水混合物在分离装置内进行油水分离，顶部油层通过溢流进入储油槽内存储，底部废水通过排水口流出；所述油水分离装置排水口通过管路与污水管网连接。

4.根据权利要求1所述厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，所述反应器包括高温滚筒、驱动装置、支撑托辊和密封装置，所述高温滚筒为中空圆筒，所述高温滚筒内部能实现动态好氧发酵；所述中空圆筒的筒壁内部设置有若干拨料板，筒壁外部设有外齿圈，外齿圈与驱动装置中的齿轮相啮合进行传动，整个高温滚筒外部设有保温层；所述驱动装置用于驱动高温滚筒旋转，包括顺次连接的电机、减速机和传动系统，所述驱动装置安装在底座上，在电机驱动下通过减速机和传动系统使高温滚筒按照指定的转速进行转动；所述支撑托辊用于支撑高温滚筒；所述密封装置为鱼鳞片式的径向动密封片，所述鱼鳞片式的径向动密封片安装在高温滚筒两端，随高温滚筒一同旋转，高温滚筒两端的框架上装有密封端板，动密封片与端板上的密封环形成线接触密封；所述反应器内设有多个传感器对反应器内物料进行实时的状态检测。

5.根据权利要求1所述厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，所述废气净化装置包括除尘装置、除臭装置、引风机和排气管路，所述除尘装置为过滤式除尘器或重力式除尘器；所述除臭装置选用喷淋除臭+活性炭吸附；所述引风机将废气从反应器内引出并保证反应器内始终处于微负压状态。

6.根据权利要求1所述厨余垃圾源头处理设备，其特征在于，所述控制系统包括控制面板、硬件系统和软件系统，所述操作者通过控制面板对设备进行控制操作；所述硬件系统能对设备运行状态的实时检测；所述软件系统通过对设备状态的检测进行闭环控制，且该控制软件具有远程通讯功能，能将本设备的各项数据参数上传至云端，形成物联网大数据。

7.一种厨余垃圾源头处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

上料：装有厨余垃圾的垃圾桶通过上料装置提升至指定高度，并将垃圾桶内垃圾倒入料斗内；

预处理：厨余垃圾从料斗进入预处理装置内，进行挤压脱水，将厨余垃圾中的水分和油脂、盐分通过滤网排出，排出的油水混合物从底部出水口进入油水分离器，并在油水分离器内静置分层，厨余垃圾在挤压脱水的过程中能进一步的破碎，完成预处理的物料从出料口排出进入反应器的高温滚筒内；

高温发酵：经过预处理的物料在高温滚筒的转动和拨料板的作用下与旧存物料混合均匀，进行高温好氧发酵；反应器内温度、湿度、氧含量传感器，实时检测物料状态并通过控制系统进行判断，联动控制相应的电机动作；发酵产生的废气与过量空气在引风机的作用下从出气口引出至废气净化装置内，经过除尘、除臭、吸附处理后达标排放；

出料：上料过程中滚筒内物料增多，料位升高，出料端物料通过端部密封板上的出料口溢出，排出的物料落入集料槽内。

8.根据权利要求7所述厨余垃圾源头处理方法，其特征在于，采用动态高温好氧发酵工艺，反应效率高、发酵效果好，依靠反应过程中产生的热量保持反应温度，无需外源加热；且反应器内始终保持微负压状态，防止恶臭气体散逸到周边环境中，造成环境污染和热量散失。

9.根据权利要求7所述厨余垃圾源头处理方法，其特征在于，生产过程中反应器内物料不排空，通过新旧物料的混合保证微生物数量的充足，运行过程中无需补充微生物菌剂。

10.根据权利要求7所述厨余垃圾源头处理方法，其特征在于，对于物料具有较好的适应性，夹杂一定塑料、金属等杂物并不影响生产，除可用于处理厨余垃圾外还可应用于禽畜粪便、农业废弃物、园林废弃物等其它有机固废的源头处理。

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