固液分離技術下廚余垃圾處理技術的設計研究

廣東理工學院藝術系 賴晉賢 張高美 謝嘉恒 莫日鋒

文章分析為了提高廚余食物處理率，國內政策形勢對廚余食物處理行業發展的支持。并且講述了將廚余食物通過固液分離，水油分離以及微風循環烘干三項技術作為處理辦法進行產品研發。

廚余食物指的是餐廳、廚房的剩菜剩飯以及果皮菜葉、油脂等不再利用的丟棄廢料。廚余食物占據生活垃圾的很大一部分，由于丟棄的廢料含有大量的水分，鹽分以及油脂等微量元素，經過混合以及時間的發酵后極易產生出腐敗難聞的氣味，還會滋生細菌吸引蚊蟲鼠蟻，對周圍的環境造成不好的影響以及對周圍的人造成不好的體驗。

所以廚余食物鮮存環保壓縮分離在中占有很大的比重。目前廚余食物一般是定期讓人拉走用于養殖，或填埋，廚余食物的主要特點是：有機物含量豐富、水分含量高、易腐爛，容易滋生病原微生物、霉菌毒素等有害物質，其性狀和氣味對環境衛生有巨大影響。用于養殖的話，運輸不便、容易變質、不易保存；而填埋則容易對環境造成惡劣影響，且不利于資源的再生利用。

因此提高對廚余食物的處理率，完善廚余食物處理體系處理能力，以及緩解廚余食物日漸劇增累計堆存量的社會壓力，從根源上解決問題，轉壓力為動力，是刻不容緩的。

1 廚余食物的政策形勢分析

據不完全統計，我國當前平均每人每天產生廚余垃圾約為0.3kg，可以想象每人每天產生這重量半斤有余的廚余垃圾，對于人口基數龐大的中國而言是多大的負擔。而我們國家的46個垃圾分類重點城市，每天的廚余垃圾清運量就達到了13萬t。

放眼全世界每年將產生2.9億t廚余垃圾，而中國每年就產生近1.58億t廚余垃圾。而且中國城市廚余垃圾累計堆存量已達35億t。

據“十四五”規劃要求，餐廚垃圾處理體系處理能力全國每日要達到3.02萬t，全年處理能力約為1102.3萬t。而在2015年餐廚垃圾產生量就已達到9475萬t，處理率僅為百分之11.63。雖然部分經濟發達的城市處理率可達到50%，但仍然面臨著處理率較低和不平均的的現象。

2 固液分離技術下廚余垃圾處理技術辦法

2.1 固液分離技術下廚余垃圾處理技術裝置

該裝置涉及機械技術領域，公開一種廚余食物鮮存環保壓縮分離處理裝置，主要包括入料斗、破碎裝置、壓榨裝置、油水分離器、凈水濾芯、水箱和油箱這幾種；破碎裝置設置在入料斗的下方，用于粉碎從入料斗進入的廚余食物；破碎裝置包括一對反向旋轉的破碎刀軸和電機；兩個破碎刀軸上分別設有互相嚙合的長方體形齒；壓榨裝置設置在破碎裝置的下方，壓榨裝置設有固體顆粒出料口和液體出料口，用于將破碎后的廚余食物壓縮成固體和液體，并分別從固體和液體出料口進入固體干燥保鮮箱和液體儲存罐；液體出料口連接油水分離器，油水分離器分別連接水箱與油箱，油水分離器與水箱之間設有凈水濾芯。該裝置能將廚余食物即時處理成生鮮顆粒和凈水、油等生鮮、保質儲存物品。廚余垃圾處理裝置結構圖如圖1所示。

圖1 廚余垃圾處理裝置結構圖

2.2 固液分離技術下廚余垃圾處理技術的運作原理

（1）一種廚余食物鮮存環保壓縮分離處理裝置，其特征在于，包括入料斗、破碎裝置、壓榨裝置、油水分離器、凈水濾芯、水箱和油箱。

首先，破碎裝置設置在入料斗下方，用于粉碎從入料斗進入的廚余食物；破碎裝置包括一對反向旋轉的破碎刀軸和用于驅動破碎刀軸旋轉的電機；兩個破碎刀軸上分別設有互相嚙合的長方體形齒。

其次，壓榨裝置設置在破碎裝置下方，壓榨裝置設有固體出料口和液體出料口，用于將破碎后的廚余食物壓榨成固體和液體并分別從固體出料口和液體出料口輸出。

最后，液體出料口連接油水分離器，所述油水分離器分別連接水箱與油箱，所述油水分離器與水箱之間設有凈水濾芯。

（2）根據上文所述這是一種廚余食物鮮存環保壓縮分離處理裝置，其特征在于，兩個破碎刀軸分別設有一個齒輪，兩個齒輪互相嚙合；所述電機輸出軸設有傳動齒輪，傳動齒輪與其中一個齒輪嚙合。壓榨裝置包括設置在破碎裝置下方的出料斗、設置在出料斗下端的出料裝置、與出料裝置相配合的壓料桿、用于驅動壓料桿的驅動機構；出料裝置設有固體出料口和液體出料口。驅動機構包括與電機輸出軸同軸固定的驅動軸、用于連接驅動軸與壓料桿的曲軸。出料裝置設有廢水濾網。出料裝置下端設有支承桿。出料裝置下端設有出料通道，所述出料通道連通烘干箱，用于將固體出料口輸出的固體垃圾烘干。

2.3 固液分離技術下廚余垃圾處理技術的優點

固液分離技術下廚余垃圾處理技術中兩個破碎刀軸上分別設有互相嚙合的長方體形齒，能夠有效粉碎垃圾中的硬物（如骨頭等），粉碎效率高，顆粒粒度細。粉碎后的廚余食物通過壓榨處理分離為固體和液體，固體擠壓成顆粒輸出，烘干后成為容易運輸和生鮮保存的飼料，可用于養殖業；液體通過水、油分離，凈化并回收利用，實現了資源的可再生利用。

以上實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，內容不應理解為對本發明的限制。

相比于市面上大多數僅做到搗碎排放的廚余垃圾處理裝置，我們的固液分離技術下廚余垃圾處理技術主要依靠固液分離油水分離微風循環烘干三大技術突破作為支撐。

在主要技術上嚴格控制烘干溫度風干含水量壓縮顆粒直徑純水排放工業用油等指標。

對比國際巨頭ISE食品垃圾處理裝置，其未能針對中國特殊的餐飲文化進行研發，產品處理骨頭能力一般，在相同類型產品中雖然品質穩定，但售價高性價比低。

結語：綜上所述，我國的城市廚余食物處理技術的行業有巨大的發展空間與前景，這將會是一條曲折的，但總體呈上趨勢的道路。在研發時注重優秀技術的傳承，對舊技術取其精華，去其糟粕，這樣才能在前人的基礎上研發科學高效的提高廚余食物處理率。以及呼吁社會對環境的愛護，加強“綠色中國夢”知識的教育宣傳，集合多方力量統籌協調，更好的為城市創造更好的環境，穩進推動我國循環經濟的發展。