城鎮規?；蛷N垃圾預處理設備的研究

我國廚余垃圾的成分差異

       受地域、季節、群體、生活習慣、飲食結構、社會經濟條件等因素的影響，我國廚余垃圾的成分差異較大且復雜，一般具有以下特點。

(1)廚余垃圾含水量高，約75% ~ 85% 。

(2)由于生活垃圾分類體系不完善，廚房垃圾經常與生活垃圾混在一起，其中含有筷子、瓷片、鐵塊等固體和堅硬的雜物。

(3)生物質能高，碳水化合物、脂類、蛋白質等成分含量高，資源化利用程度低，其中富含的油脂難以回收利用。

       由于廚余垃圾的這些特性，要求處理工藝和設備在運行過程中具有良好的穩定性、較強的抗沖擊性和耐磨性，并且各級的分選能夠滿足設計要求，否則容易造成后續設備的故障。

1 餐廚垃圾預處理與各子系統的關系。

       廚余垃圾的處理是一個復雜的過程，包括:餐廚垃圾預處理、厭氧消化、生物柴油制備、沼氣利用、沼渣水處理、滲濾液處理等子系統。其中，廚余垃圾的預處理主要影響后續的厭氧消化和生物柴油提取，也影響后端設備的正常穩定運行，因此廚余垃圾的預處理尤為重要。

2 廚余垃圾預處理設備的功能和類型。

       餐廚垃圾預處理設備的功能是接收、分揀、粉碎、制漿、固液分離和原油提取。雜質(塑料、酒瓶、金屬等)去除廚余垃圾，提取生物柴油進行資源化利用。

       廚余垃圾預處理設備的類型是一體化和模塊化的。集成設備集接收、攪拌、粉碎、分選于一體，便于自動化加工。然而，它趨向于小型化并且加工規模小。模塊式采用接收設備、粗選設備、精選設備、三相分離設備的模塊化組合，處理規模大，設備占地面積大。由于采用了模塊化的方式，便于維護和管理，同時所有的模塊化設備應該相互匹配，協同運行。

       城市廚余垃圾的處理能力每天可達200噸以上，因此應采用模塊化設備對廚余垃圾進行預處理。

3 餐廚垃圾預處理設備的機械設計要求。

3.1 接收設備的設計要求。

       餐廚垃圾接收設備用于實現餐廚垃圾的接收、儲存、粉碎和運輸功能。按每天200噸餐廚垃圾處理量計算，餐廚垃圾接收設備包括2臺容積為75m3的接收料斗和4臺雙螺桿給料機。

設備設計要求如下:

1.接料斗的主材可內襯碳鋼+316不銹鋼，耐腐蝕。

2.接料斗頂部應有頂蓋，頂蓋可自動關閉，防止不出料時臭氣溢出。

3.雙螺旋給料機設置在接料斗底部，主要破碎大塊垃圾和袋裝垃圾，從餐廚垃圾中擠出滲濾液。

3.2粗選設備的機械設計要求。

       設備接收到的餐廚垃圾被輸送到粗選設備，粗選設備主要包括大型物料分揀機和配套的液壓泵站。

3.2.1大料分選機對廚余垃圾采用機械化分揀方式。

粉碎和分選。

3.2.2大物料分離器內部的旋轉螺旋裝置可以對大物料進行攪拌、粉碎、分離，大物料(如玻璃瓶、飲料瓶、易拉罐)經分揀后可以回收利用。

3.2.3大料分離器底部的格柵間隙設置為60mm，由螺旋裝置攪拌破壞的小料經格柵篩分后輸入細選設備。

3.2.4配套的液壓泵站為大型分料器提供液壓傳動動力，工作壓力≥25MPa，有利于保證大型分料器安全穩定運行。

3.3精細分離設備的機械設計要求。

       餐廚垃圾經過粗選設備后，由螺旋輸送機送至細選設備進行細選。細選設備的作用:對粗選物料進行細選，將廚余垃圾中的小雜質物料分選出來，制漿形成有機漿料。精分選設備主要是精分選機，以及配套的變頻電機和輸送設備。

3.3.1精整機采用變頻電機驅動，可適應機械化連續作業。

3.3.2磨漿機內部的螺旋裝置高速旋轉產生離心力，將粒徑在20毫米以上的雜質分離出來，主要包括塑料、陶瓷、玻璃瓶、瓶蓋、筷子、骨頭、貝殼等。這些雜物應運輸填埋處理。

精整機底部網格間隙設置為20毫米，可以篩出20毫米以下的物料。

3.3.4旋磨機采用高強度鎳鉻合金，具有較高的切削強度和耐腐蝕性，能破碎各種硬度較高的材料，研磨后的有機漿料細度小于5 mm，電機轉速應達到每分鐘1700轉，旋磨機應配備熱過載保護裝置，防止設備過熱損壞。

3.4三相分離設備的機械設計要求精細分離設備后的有機漿液進入三相分離設備。三相分離設備主要包括:加熱制漿罐、三相分離器、離心泵和螺旋輸送機。

3.4.1加熱制漿罐以加熱有機紙漿。根據經驗值，當有機漿液加熱到70℃左右時，固體廢渣、漿液和油脂在后續的三相分離器中可以很好地分離。

3.4.2三相分離器采用高速離心分離，將固相(固體廢渣)和液相(漿液和油脂)分離，然后利用油水比重不同，將漿液和油脂分離。

3.4.3分離出的固相(固體廢渣)具有一定的熱值，可外運進行焚燒處理。分離出的液相油脂用于制備生物柴油。分離出的液相漿液較多，COD值較高，通過后續厭氧消化系統。

4主要設備情況。

       該工藝的主要設備包括分選機、破碎機、篩分機、壓濾機、沉砂機、離心機等。分選機、破碎機、篩分機和壓濾機是獨立設計和改進的。目前已開發10t/h和15t/h兩條加工能力生產線。

4.1分揀機。

       該設備位于接料斗的后端，主要功能是從廚余垃圾中分揀出大型雜物。針對我國廚余垃圾的尺寸特點，該設備主要篩除粒徑50-60 mm的大雜物，包括易拉罐、瓷片、塑料袋、大骨頭等。

       該設備的主要工作原理是使用搖動。擺臂將物料擠出環柵，將大于柵尺寸的雜物分揀出來。小尺寸雜物和液體從格柵孔流出，進入工藝的后階段。與滾筒篩相比，該設備具有體積小、功率低的特點。液壓驅動，最大角度為120°的擺臂(共10個)轉速為30 ~ 40次/分鐘。轉速可根據物料情況調節，達到連續分選的效果。

4.2破碎機。

       經過分選機處理的物料進入破碎機。該設備的主要功能是對物料進行切割和粉碎，提供滿足后期工藝要求的物料。破碎機由內筒和外筒組成，兩個筒以不同的速度旋轉，參考文獻中都沒有進料在兩個筒之間通過，并由安裝在內筒和外筒上的刀片組切割和破碎，隨機破碎的材料的粒度約為22毫米。

       該設備由液壓驅動。外筒轉速為20 ~ 30轉/分，內筒轉速為200 ~ 300轉/分。內筒和外筒之間的轉速差可以根據出料情況進行調節。為了實現有效破碎，物料在設備中的停留時間應大于10分鐘，因此設備尺寸應根據進料速度確定。

4.3制漿篩分機

       粗纖維、塑料等細小雜物，易破碎，利用價值低。該設備由錘頭和篩網組成，將破碎機處理后的粗漿高速破碎，完成進一步制漿，篩出碎片等。主要是利用活動錘頭的敲擊作用，不斷敲打物料，以獲得所需的漿料。

       制漿篩分機轉速達到900轉/分，屬于高速制漿設備。因此錘頭采用硬質合金鋼制成，設計為可移動結構，遇到硬物時可保護錘頭。安裝角度為10°，篩網尺寸為35×15毫米，以便進一步篩分雜質。

4.4壓濾機

       壓濾機是該套技術的核心設備(功率30kW)，其主要功能是進一步分離物料中的細纖維和懸浮物。它的飼料是高溫蒸煮的物料，是餐廚垃圾榨油前的最后一道防線，決定著離心機的榨油效率和故障率。

       壓濾機的篩網采用螺旋槳葉片和格柵的結構，壓濾機的處理能力由篩鼓的大小、葉片的角度和轉速決定。10t/h處理設備的篩鼓直徑925mm，長度1 200mm。設備采用高速篩分，轉速達到1470轉/分，葉片與篩網的徑向間隙只有1毫米，物料會高速通過篩網，因此對篩網的材質和加工質量有很高的要求。同時，壓濾機的濾網也是整個過程中最脆弱的部分。

5結論。

       餐廚垃圾預處理設備復雜，接收設備、粗分選設備、細分選設備和三相分離設備的模塊化組合有利于餐廚垃圾預處理設備的穩定運行，保障后續生物柴油制備、厭氧消化和沼氣利用。隨著人們生活水平的提高，餐廚垃圾處理規模的增大，以及環保和資源化利用意識的增強，預處理組合設備將在我國許多城市得到越來越廣泛的應用。