一种果蔬垃圾的处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及厨余垃圾处理技术领域，具体涉及一种果蔬垃圾的处理系统及处理方法。

背景技术

果蔬垃圾主要指的是水果蔬菜及其食品在市场流通过程中产生的水果蔬菜废物，其与公共餐厨垃圾、居民家庭厨余垃圾一样，都是城市生活垃圾中可生物降解的有机垃圾。

目前城市垃圾组成部分中，果蔬垃圾占比逐渐增加，果蔬废弃物的大量产生已经构成了对农田、水体、果蔬配送市场和其他人居环境的严重威胁，成为一种不可忽视的污染源。据统计，中国每年产生的果蔬废弃物高达1.0亿t，其中绝大部分没有进行资源化利用而被当作垃圾随意丢弃或填埋、焚烧处理，给空气、水体和人居环境都带来了风险。果蔬垃圾作为生活垃圾的一部分，其减量化和资源化作为世界性难题已经愈来愈受到重视，上升为必须面对和解决的问题之一。

相比填埋和焚烧处理，厌氧发酵处理厨余垃圾具有更大的优越性。厌氧发酵产生的沼气可以作为能源加以有效利用，同时也减少了CO

由于果蔬垃圾中含有大量的带泥的菜根、干硬的皮壳、包装塑料袋、塑料网兜、易拉罐、玻璃瓶、饮料瓶、一次性餐盒等。这些异杂物若得不到有效清除，便会在输送过程中损坏输送设备，阻碍输送的正常运行，甚至还会在后续对厌氧发酵阶段造成极大影响。所以在处理工艺上第一步需要把上述的异杂物分选出来后现进行制浆。

目前国内还没有成熟的果蔬厨余垃圾处理经验。没有一个很好的杂物分选办法，比如专利号202020672855.X的专利中公开了一种有机质分离机。此装置是利用高速旋转电机带动主轴，主轴上的多组打击叶片产生的惯性力将垃圾打碎，再通过棱板和打击叶片的相对运动对垃圾进行切割、研磨，粉碎。可以分选出部分垃圾中的塑料袋、饮料瓶等，但是大多数杂物随同垃圾破碎成塑料碎片，混合在有机垃圾中，对后续的处理增加难度。再一个主轴的高速旋转，出现叶片磨损严重、冲击力大、卡死和缠绕等问题，对设备的设计提出了更高的要求。

现有技术的厨余垃圾破碎制浆与上述的杂物分选原理差不多，比如申请专利号201911408186.3的专利中公开了一种生物质细破碎分离机。工作时，厨余垃圾从所述进料口进入，经所述破碎机构破碎和所述滚筒机构筛选后，浆料从所述出料口排出，杂物从所述出渣口排出。此装置由于是卧式结构，轻物质在叶片打击时抛起时无法及时从出渣口排出，所以只能循环打击，最终杂质物打击成碎片状混合在浆料中，影响后续的处理难度。

专利201910250588.9中公开了一种餐厨垃圾分选制浆方法及其大物质分选机和精细制浆机。其中大物质分选机的分选主轴带动输送刀低速旋转，将餐厨垃圾中的惰性大件杂物进行打散并向出口方向推移，分选后的料液通过筛网板过滤流出，筛网板孔径5cm左右，此装置是想通过主轴的转速来确定分选效果，转速慢不能有效的将惰性大件杂物进行打散，大量有机质直接从杂质口排出，如果转速太快，会将分垃圾中的塑料袋、饮料瓶等破碎成塑料碎片，混合在有机垃圾中，对后续的处理增加难度，再一个容易卡死和缠绕；精细制浆机的结构与大物质分选机的结构一样，均为卧式结构，两者的区别就是工作转速不同和筛网板孔径不一样，精细制浆机筛网板孔径在0.4～0.6cm之间，此装置工作原理和特点与申请专利号201911408186.3的专利类似。

专利201910376096.4中公开了一种餐厨垃圾的处理系统及方法。此发明公开了一种餐厨垃圾的处理系统及方法，主要是针对餐厨垃圾的处理，该系统的主要特点是多功能分离装置及制浆机。其中多功能分离装置通过螺旋输送来分离大块物料，由于没有破碎打散功能，会分选出大量包装袋中的有机物质，有机质损失较大。制浆机的特点是：餐厨垃圾通过螺旋状上升，上升过程中将垃圾进行破碎，浆料通过网板孔，而达到分离效果，此装置中的旋转轴是圆锥状，杂质出口通道很小，容易堵塞，并且维修不方便，更不适合处理果蔬垃圾。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种果蔬垃圾的处理系统及处理方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供了一种果蔬垃圾的处理系统，包括杂质筛分机和离心制分选机，所述杂质筛分机通过螺旋输送机与所述离心制浆分选机连通，所述杂质筛分机包括粉碎机、第一电机、箱体、分选组件、大杂出料口和细小物料收集出口，所述分选组件设置在所述箱体内，所述第一电机设置在所述箱体外，所述第一电机与所述分选组件传动连接，驱动所述分选组件转动；

所述分选组件包括传动链条、多个三角盘组和多个三角盘组传动轴，每个所述三角盘组传动轴上沿轴向等间距套设有多个所述三角盘组，所有所述三角盘组传动轴沿所述箱体延伸方向等间距并排设置，所有所述三角盘组设置在所述箱体内，每个所述三角盘组传动轴的两端部分别穿过所述箱体的两侧壁设置，所述传动链条设置在所述箱体一侧部外；与所述传动链条同侧的所有所述三角盘组传动轴的端部均固定设在所述传动链条上，位于所述箱体另一侧的其中一个所述三角盘组传动轴的端部通过联轴器与所述第一电机的转轴传动连接，所述第一电机驱动其中一个所述三角盘组传动轴转动传动所述传动链条转动，进而带动所有所述三角盘组传动轴转动；

所述箱体的一端设有进料口，所述进料口位于所述粉碎机下方，所述箱体的另一端设置有所述大杂出料口，所述箱体的底部设有所述细小物料收集出口；所述箱体沿进料口至大杂出料口方向的倾角为2～4°，所述细小物料收集出口与所述螺旋输送机的进料端连通，所述螺旋输送机的出料端与所述离心制浆分选机连通。

进一步的，所述三角盘组的外形为腰三角形，三个等腰边均为向外凸起的弧形边，各所述弧形边的半径为16～22cm；相邻两条所述弧形边相交叉连接形成一个凸起的尖角，所述弧形边与所述尖角用连接圆弧光滑过渡，所述连接圆弧的半径为1～1.5cm。

进一步的，相邻的两个所述三角盘组传动轴上对应的三角盘组相互交错设置，将相邻的两个所述三角盘组传动轴之间的空间分割成若干个孔隙，以使得细小物料筛分出来。

进一步的，所述孔隙的尺寸大小为5×7cm，每个所述三角盘组传动轴上的三角盘组的间距为10～12cm；相邻的两个所述三角盘组传动轴的间距为20～22cm。

进一步的，所述粉碎机包括破碎主轴、破碎齿和第二电机，所述破碎齿设置在所述破碎主轴上，所述破碎主轴的一端通过联轴器与所述第二电机的转轴传动连接，所述破碎齿为对称的正十字盘状结构。

进一步的，所述离心制浆分选机竖立设置，包括竖直设置的制浆室、转动轴、第三电机、过滤网筒、固定架和多个拍打组件，所述制浆室内部竖直设置有所述转动轴，所述转动轴上沿其轴向周面均匀间隔的设置有多个所述拍打组件，多个所述拍打组件与所述制浆室的内壁之间设置有分离浆料的所述过滤网筒，所述转动轴的两个端部通过轴承座分别可旋转设置在所述制浆室内壁的顶部和底部上，所述第三电机通过电机连接座安装在所述制浆室的顶部外壁上，所述第三电机的转轴通过联轴器与所述转动轴的顶端传动连接，驱动所述转动轴转动，所述制浆室设置在所述固定架上，所述制浆室的侧壁底部上设置有进料口，所述过滤网筒上设置有与所述进料口相对应的开口，所述螺旋输送机的出料口依次与所述进料口和所述开口相连通，所述制浆室的底部设置有浆料出口，所述制浆室的侧壁顶部上设置有杂质出口。

进一步的，所述拍打组件包括拍打板和安装块，所述安装块沿所述转动轴的表面周向呈螺旋状布置，所述拍打板可拆卸的设置在所述安装块上，所述安装块与所述转动轴的轴线之间的倾角为50

进一步的，所述过滤网筒的表面开设有过滤网筒检修口，所述制浆室的侧壁上开设有外检修口和冲洗水入口，所述过滤网筒检修口与所述外检修口相对应，所述外检修口处设置有可打开或关闭的密封盖，所述外检修口的下方设置有所述冲洗水入口。

进一步的，所述过滤网筒上的滤孔孔径大小为

本发明的第二目的是提供一种果蔬垃圾的处理方法，采用上述处理系统完成，包括以下具体步骤：

步骤S1，杂质筛分

果蔬垃圾输送到所述杂质筛分机的粉碎机进行粉碎，以转速100～200r/min将果蔬垃圾碎成不大于50mm的物料，完成初步分解；物料进入分选组件的若干个并列同向转动的所述三角盘组上，所述第一电机驱动所述三角盘组传动轴以转速20～50r/min转动，使得将物料进行上下翻滚式向所述大杂出料口输送，三角盘组传动轴与三角盘组之间周期变化的所述孔隙将细小物料筛分出来，三角盘组上的粗大杂物向一侧输送至所述大杂出料口，细小物料从底部筛分出来通过螺旋输送机送至所述离心制浆分选机的进料口处理；

S2、制浆分选

步骤S1分选出的细小物料经所述螺旋输送机送至所述离心制浆分选机的进料口，进入所述过滤网筒腔内，所述第三电机驱动所述转动轴以转速600r/min～800r/min转动，使得细小物料由下往上提升，提升过程中，细小物料经所述拍打组件破碎，液相和小粒径物料经所述过滤网筒滤出，形成有机浆料，经所述浆料出口排出；不能破碎的无机质轻物料从所述杂质出口排出。

与现有技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)本发明提供的一种果蔬垃圾的处理系统。该系统包括杂质筛分机和离心制浆分选机，二者通过螺旋输送机连通，杂质筛分机包括粉碎机、第一电机、箱体、分选组件、大杂出料口和细小物料收集出口，分选组件设置在所述箱体内，第一电机设置在箱体外，第一电机与分选组件传动连接，驱动分选组件转动；箱体的一端设有进料口，进料口位于粉碎机下方，箱体的另一端设置有大杂出料口，箱体的底部设有细小物料收集出口；箱体沿进料口至大杂出料口方向的倾角为2～4°，细小物料收集出口与螺旋输送机的进料端连通，螺旋输送机的出料端与离心制浆分选机连通。杂质筛分机的分选组件对于无机物质(如塑料袋、塑料网兜、油瓶、一次性餐盒、一次性筷子、扫把和织物等)去除率至少可达70％，而离心制浆分选机则对于金属、骨头、一次性筷子、和塑料去除率21％，共计去除率在91％以上，能用少的设备对大杂物以及难降解惰性杂物高效分离，保证浆料的质量，为后续处理减轻负担；

(2)本发明提供的处理系统，设备结构紧凑、工作效率高、能快速有效的将果蔬垃圾中的无机质异杂物筛分出来，可连续运行无卡阻和缠绕，同时减少有机质的损失；能得到含杂率低，物料均匀的浆料，可以大幅度降低设备故障率和磨损，并且维修方便快捷。

(3)本发明由于在制浆时，接收的由杂质筛分机分选出的细小物料含有惰性杂物相对原始果蔬垃圾已经大幅度降低，尽管运转速度较快，拍打组件使用寿命相比直接接受原始果蔬垃圾的现有分选设备大幅度延长，提高了拍打板使用寿命。

附图说明

图1是为本发明提供的一种果蔬垃圾的处理系统结构示意图；

图2为本发明的果蔬垃圾的处理系统的杂质筛分机的俯视图；

图3为本发明的果蔬垃圾的处理系统的杂质筛分机的侧视图；

图4为本发明的果蔬垃圾的处理系统的粉碎机主轴的截面视图；

图5为本发明的果蔬垃圾的处理系统的离心制浆分选机的主视图；

图6为本发明的果蔬垃圾的处理系统的拍打组件剖视图。

1、杂质筛分机；11、粉碎机；111、破碎主轴；112、破碎齿；113、第二电机；12、第一电机；13、箱体；14、分选组件；141、三角盘组；1411、弧形边；1412、尖角；1413、连接圆弧；142、三角盘组传动轴；143、传动链条；144、孔隙；15、大杂出料口；16、细小物料收集出口；2、离心制浆分选机；21、制浆室；211、进料口；212、浆料出口；213、杂质出口；214、外检修口；215、冲洗水入口；216、密封盖；22、转动轴；23、拍打组件；231、拍打板；232、安装块；24、第三电机；241、电机连接座；25、过滤网筒；251、开口；252、过滤网筒检修口；26、固定架；3、螺旋输送机。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本发明的一种果蔬垃圾的处理系统结构示意图，包括包括杂质筛分机1和离心制浆分选机2，杂质筛分机1通过螺旋输送机3与离心制浆分选机连通，杂质筛分机1包括粉碎机11、第一电机12、箱体13、分选组件14、大杂出料口15和细小物料收集出口16，分选组件设置在箱体13内，第一电机12设置在箱体13外，第一电机12与分选组件14传动连接，驱动所述分选组件14转动；分选组件14包括传动链条143、多个三角盘组141和多个三角盘组传动轴142，每个三角盘组传动轴142上沿轴向等间距套设有多个三角盘组141，所有三角盘组传动轴142沿箱体13延伸方向等间距并排设置，所有三角盘组141设置在箱体13内，每个三角盘组传动轴142的两端部分别穿过箱体13的两侧壁设置，传动链条143设置在箱体13一侧部外；与传动链条143同侧的所有三角盘组传动轴142的端部均固定设在传动链条143上，位于箱体13另一侧的其中一个三角盘组传动轴142的端部通过联轴器与第一电机12的转轴传动连接，第一电机12驱动其中一个三角盘组传动轴142转动传动传动链条143转动，进而带动所有三角盘组传动轴142转动；箱体13的一端设有进料口，进料口位于粉碎机11下方，箱体13的另一端设置有大杂出料口15，箱体13的底部设有细小物料收集出口16；箱体13沿进料口至大杂出料口方向的倾角为2～4°，细小物料收集出口16与螺旋输送机3的进料端连通，螺旋输送机3的出料端与离心制浆分选机2连通。通过三角盘组传动轴142转动时，可让初破碎的果蔬垃圾进行上下翻滚、拨散，由于垃圾上下翻滚，利用三角盘组传动轴与三角盘组之间周期变化的间隙将细小物料筛分出来，筛分孔大小周期变化不易卡料，物料缠绕率低，从而将三角盘组上的粗大杂物(如塑料袋、塑料网兜、油瓶、一次性餐盒等)向一侧输送，使得果蔬垃圾的游离水与小尺寸固体垃圾从间隙中快速落下，提高了对果蔬垃圾的分选效率，使得杂质筛分机的分选组件对于无机物质(如塑料袋、塑料网兜、玻璃等)去除率至少可达70％，而且离心制浆分选机则对于金属、骨头、一次性筷子、和塑料去除率21％，共计去除率在91％，能用少的设备对大杂物以及难降解惰性杂物高效分离，保证浆料的质量，为后续处理减轻负担。该系统工作效率高、能快速有效的将果蔬垃圾中的无机质异杂物筛分出来，可连续运行无卡阻和缠绕，同时减少有机质的损失；能得到含杂率低，物料均匀的浆料；并且维修方便快捷。

三角盘组的结构有多种形式，在这里不做限定，为了保证杂质的分选效率不低于70％，三角盘组141的外形为腰三角形，三个等腰边均为向外凸起的弧形边1411，各弧形边1411的半径在16～22cm；相邻两条弧形边1411相交叉连接形成一个凸起的尖角1412，弧形边1411与尖角1412用连接圆弧1413光滑过渡，连接圆弧1413的半径在1～1.5cm之间。

在一些实施方式中，为了在低能耗的状态下实现高效的将细小物料筛分出来，相邻的两个三角盘组传动轴142上对应的三角盘组可以相互交错设置，将相邻的两个三角盘组传动轴142之间的空间分割成若干个孔隙144，以使得细小物料筛分出来。

在一些实施方式中，为了保证浆料的质量，使得目的细小物料符合要求，孔隙144的尺寸大小为5×7cm，每个所述三角盘组传动轴142上的三角盘组的间距可以为10～12cm；相邻的两个所述三角盘组传动轴142的间距可以为20～22cm。

粉碎机11的结构可以有多种，在这里不做限定。为了保证粉粹后的物料粒径不大于50mm，如图3所示，粉碎机11可以包括破碎主轴111、破碎齿112和第二电机113，破碎齿112设置在破碎主轴111上，破碎主轴111的一端通过联轴器与第二电机113的转轴传动连接，破碎齿112为对称的正十字盘状结构。

离心制浆分选机2的结构可以有多种，在这里不做限定。为了有效的将无机质轻物料(如塑料片、一次性筷子、饮料瓶等)和不能破碎的物质(如易拉罐、铁瓶盖、骨头等)与有机浆料分离，如图4所述，离心制浆分选机2竖立设置，可以包括竖直设置的制浆室21、转动轴22、第三电机24、过滤网筒25、固定架26和多个拍打组件23，制浆室21内部竖直设置有转动轴22，转动轴22上沿其轴向周面均匀间隔的设置有多个拍打组件23，多个拍打组件23与制浆室21的内壁之间设置有分离浆料的过滤网筒25，转动轴22的两个端部通过轴承座分别可旋转设置在制浆室21内壁的顶部和底部，第三电机24通过电机连接座241安装在制浆室的顶部外壁上，第三电机24的转轴通过联轴器与转动轴22的顶端传动连接，驱动转动轴22转动，制浆室21设置在固定架26上，制浆室21的侧壁底部上设置有进料口211，过滤网筒25上设置有与进料口211相对应的开口251，螺旋输送机3的出料口依次与进料口211和开口251相连通，制浆室21的底部设置有浆料出口212，制浆室21的侧壁顶部上设置有杂质出口213。

细小物料在制浆室21内由下往上提升，提升过程中，为了保证细小物料能够与拍打板发生有效的碰撞，提高有机浆料的收率，拍打组件23可以包括拍打板231和安装块232，安装块232沿转动轴22的表面周向呈螺旋状布置，拍打板231可拆卸的设置在安装块232上，安装块232与转动轴22的轴线之间的倾角为50

在一些实施方式中，为了方便工作人员维护和检修，还可以在过滤网筒25的表面开设有过滤网筒检修口252，制浆室21的侧壁上可以开设有外检修口214和冲洗水入口215，过滤网筒检修口252与外检修口214相对应，外检修口214处设置有可打开或关闭的密封盖216，外检修口214的下方设置有冲洗水入口215。工作人员打开密封盖后可以直接更换或检修拍打板，还可以通过冲洗水入口215对离心制浆分选机2内部进行清洗。

为了提高有机浆料的质量，过滤网筒25上的滤孔孔径大小可以为

本发明提供的一种果蔬垃圾的处理方法，包括以下具体步骤，

步骤S1，杂质筛分

果蔬垃圾输送到所述杂质筛分机1的粉碎机11进行粉碎，以转速100～200r/min将果蔬垃圾碎成不大于50mm的物料，完成初步分解；物料进入分选组件的若干个并列同向转动的三角盘组141上，第一电机12驱动三角盘组传动轴142以转速20～50r/min转动，使得将物料进行上下翻滚式向大杂出料口15输送，三角盘组传动轴与三角盘组之间周期变化的孔隙144将细小物料筛分出来，三角盘组上的粗大杂物向一侧输送至大杂出料口15，细小物料从底部筛分出来通过螺旋输送机送至离心制浆分选机2的进料口处理；

步骤S2，制浆分选

步骤S1分选出的细小物料经螺旋输送机3送至离心制浆分选机2的进料口，进入过滤网筒25腔内，第三电机24驱动转动轴22以转速600r/min～800r/min转动，使得细小物料由下往上提升，提升过程中，细小物料经拍打组件23破碎，液相和小粒径物料经过滤网筒25滤出，形成有机浆料，经浆料出口212排出；不能破碎的无机质轻物料从杂质出口213排出。

采用本发明的果蔬垃圾的处理方法，杂质筛分机对于塑料袋、塑料网兜、油瓶、一次性餐盒、一次性筷子、扫把和织物去除率至少可达70％，同时结合离心制浆分选机则对于金属、骨头、一次性筷子、和塑料去除率21％，共计去除率在91％以上，能用少的设备对大杂物以及难降解惰性杂物高效分离，保证浆料的质量，为后续处理减轻负担

本发明的果蔬垃圾处理系统，能快速有效的将果蔬垃圾中的无机质异杂物筛分出来，可连续运行无卡阻和缠绕，同时减少有机质的损失；能得到含杂率低，物料均匀的浆料，可以大幅度降低设备故障率和磨损，并且维修方便快捷。

为以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。