一种新型厨余垃圾自动处理系统设计
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[1]汪群慧,马鸿志,王旭明,汲永臻.厨余垃圾的资源化技术[J].
现代化工,2004,24(7):56—59 [2]徐文龙,刘晶吴.我国大城市垃圾焚烧处理技术应用分析[J]. 城市管理与科技,2007,(4):9—13 [3]王向会,李广魏,盂虹等.国内外餐厨垃圾处理状况概述[J]. 环境卫生T程,2005,13(2):41~43 [4]汪群慧,孙晓红,盂令辉等.生物降解性塑料一聚乳酸研究进展
中图分类号:m3
The
文献标识码:A
文章编号:1003-8728(2013)07一1046旬3
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Type of
Autom娟c
Waste
Processing
Svstem for Kitchen
Wang Wanl,Sun Yuanb02,Sun
(1
2
Dayul
CoUege of Mech8Ilical
5.2仿真模拟
控制系统按设计要求编写程序,并进行仿真模 拟。开启主程序,重量变量达到30 kg后,程序一启 动,第一仓关门,搅拌器、温度控制器开始工作。湿 度变量达到30%RH时程序二启动,搅拌机、温度控 万方数据
[J].塑料I:业,2加3,31(5):1—4
[5]梁政,杨勇华,樊洪等.厨余垃圾处理技术及综合利用研究[J]. 中国资源综合利用,2004(8):18~20 [6]杨先海,吕传毅,褚金奎.城市生活垃圾预处理和资源化研究[J]. 再生资源研究,200B(1):3l~33 [7]罗飞.运动控制系统[M].北京:化学工业出版社,2005
kitchen w髂te emciently and t}Ie kitchen waStes were finaUy
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waste;auto-
words:fementation;pm驴lIIlmable logic contmUers;desi伊;efficiency;experiments;kitchen
采用西门子s7锄进行控制。图6为L/O接线图。
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11.5
COM
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图7厨余垃圾自动处理系统产物
11.7
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司
7结束语 新型厨余垃圾自动处理系统,既能生产乳酸又 能生产优质饲料,实现了厨余垃圾的资源化,无害化 处理,有效解决了厨余垃圾易产生恶臭,滋生细菌, 病原菌等问题,清洁了人们的生活空间。 [参考文献]
matic pmcessing system
厨余垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活 废物,居民区、饭店、各种企事业单位的食堂是其集 中排放的场所。厨余垃圾具有含水、含油、有机质含 量高的特点,极易腐烂变质、滋生病菌…。 如今,随着我国对主要城市的厨余垃圾处理投 资力度加大,使得我国在垃圾处理方面取得一定的 进步。垃圾无害化处理率逐年提高。根据数据统 计,我国城市生活垃圾无害化处理从1996年到
V,
最大处理量150 L,主要 由固液分离仓,粉碎仓, 发酵仓3部分组成。 具体结构如图3 所示:1.搅拌电机,2. 垃圾进口,3.锥形罐 体,4.导流管,5.挡板, 6.粉碎罐体,7.粉碎刀
图2样机
-
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图4控制原理图
系统通过重力感应器、湿度感应器、计时器分别 对搅拌电机、加热装置、粉碎电机进行控制,启动发 酵程序。具体控制流程如图5所示。
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separation,drying,耐Ildir喝and
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5控制系统设计 5.1控制原理
水力输送
● ●
h。
固液分离
●
搅拌烘干
粉碎
●
PLC控制,能完成复杂的逻辑控制,实现多种闭 环控制功能,具有稳定性强、抗干扰能力强、可靠性 高的特点o7|。本系统采用PLC实现对整个系统的 控制。控制原理如图4所示。
发酵
图l工艺流程图
4样机的研制
如图2所示,厨余 垃圾自动处理系统,总 功率4 kW,电压220
摘要:厨余垃圾处理系统为厨余垃圾资源化处理提供有效的场所。本文基于微生物发酵原理,采 用固液分离、烘干、粉碎、发酵等工艺,及可编程逻辑控制器PLC控制,设计了一种新型厨余垃圾自 动处理系统,实现厨余垃圾的资源化处理。测试结果表明:该系统处理效率较高,厨余垃圾最终生 成乳酸及优质饲料,完成对厨余垃圾的回收再利用。 关键词:厨余垃圾;自动处理系统;发酵
2厨余垃圾处理机现状 目前厨余垃圾处理机主要有2种类型:其一为 粉碎型、其二为微生物分解型。其中粉碎型处理设 备,技术较为成熟,它通常是利用刀盘,将厨余垃圾 粉碎后直排。但该处理方式能耗较高,易对环境造 成二次污染,已逐渐被淘汰和取代"J。微生物分解 型,利用微生物对厨余垃圾进行的发酵降解处理再 利用。但对于厨余垃圾中体积、硬度较大的物质常 常是无能为力。 本文所研制的新型厨余自动处理系统吸收两种类 型垃圾处理机的优点,利用乳酸菌对厨余垃圾发酵处 理,最终生产出有机饲料和可降解塑料的上级原材料。
片,8.发酵设备,9.粉碎电机,10.挡板电机,11.搅拌 棒,12.搅拌刀片,13.加热装置,14.连接杆。 万方数据
1048
机械科学与技术
第32卷
厨余垃圾进入固液分离仓
N ● Y
一重力感应开关
● Ⅳ N
、,
制器停止工作,第二仓开门。延时1 lIlin后程序三 启动,第二仓关门,粉碎电机启动。10 IIlin后程序四 启动,粉碎电机停转。发酵罐开始发酵。36 h后程 序关闭,测试完毕,系统设计正常。 6样机的测试实验 对厨余垃圾自动处理系统进行运转调试,启动 电源,显示灯亮。垃圾进入,当重量达到30 kg后, 垃圾入口关闭。搅拌器、温度控制器开始工作,当湿 度达到30%RH时,搅拌机、温度控制器停止工作。 第二仓开门,开门后延时1 min,第二仓关门。粉碎 电机启动,额定转速25
2005年增加了10万∥d,达到25.63万乞/d。垃圾
宝,本文基于微生物发酵原理研制自动厨余垃圾处 理系统,经该系统处理的厨余垃圾最终生成乳酸及 优质饲料,降低废物排放。
1
厨余垃圾的处理技术综述 目前国内外厨余垃圾的主要处理方法包括传统
的焚烧、填埋法。以及新兴的,堆肥法,蚯蚓处理罚、 甲烷发酵。还有正在研究中的生物制氢和提取生物 降解塑料技术”J。 其中,传统处理方法污染环境,占用资源,逐渐 被各国淘汰和禁止使用。新兴的堆肥法,蚯蚓处理 技术和甲烷发酵,对厨余垃圾的利用率相对较低,同 时容易滋生病菌HJ。正在研究的生物制氢和提取 生物降解塑料技术,以其清洁性,高效性,将成为未 来的主要研究和发展方向。
2013年 7月 第32卷第7期
机械科学与技术
Mechallical
July
V01.32
2013 No.7
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Aer惦pace En舀neering
一种新型厨余垃圾自动处理系统设计
惫
王琬
王琬1,孙远波2,孙大禹1
(1贵州大学机械工程学院,贵州550025;2北京理工大学设计与艺术学院,北京100081)
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3新型厨余处理系统工艺分析 如图l所示,新型厨余垃圾自动处理系统由固液 分离、搅拌烘干、粉碎、发酵几段工艺组成。为确保粉 碎均匀,需对固液分离后固体进行搅拌、烘干操作,降 低物料粘性,再进行高强度粉碎。粉碎时,刀盘和垃 圾问的速度差,及离心力作用使垃圾引动方向改变, 产生剪切、撕拉、磨压等作用㈨,提高粉碎效率。
Engineering,Guizhou
Instimte of
University,Guizhou 550025;
A№ct:A
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Sch00l of
Desi伊舳d Arts,Beijing
Technology,Beijing 100081)
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of automatic processing
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湿度感应开关 傩羼涨肚7l兀
●
●
l搅拌电机、加热装置持续工作
搅拌电机、加热装置停止
●
厨余垃圾进入粉碎仓
●
粉碎电机启动
●
粉碎电机停
●
I厨余垃圾进入发酵设备.
●
开始发酵 图5控制流程图
r/min,粉碎10 min后粉
碎电机停转。第三仓发酵罐程序启动,发酵36 h后 停止。发酵温度30℃,ph调值为.6—6.5,调节固液 比为1:12。测试完毕,系统一个处理周期为36H,每 次处理垃圾约为150 L,每升垃圾消耗电能约0.08 度。经过处理后,最终产物为:乳酸发酵液、固体残 渣、液体油脂和废水。产物如图7所示。
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the principle of mi-
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无害化处理量从5568万增加到8051万【2j。但仍低 于发达国家平均水平。 为降低厨余垃圾对环境的污染,并将其变废为
收藕日期:2012—03—29 作者简介:王琬(198l一),讲师,博士研究生,研究方向为化工机 械及安全评价,w∞gw¨81@126.com
万方数据
第7期
王琬等:一种新型厨余垃圾自动处理系统设计
厨余垃圾收纳
●
图3厨余垃圾自动处理系统图
系统启动后,厨余垃圾从垃圾进口2进入锥形 罐体3,当重力达到30 kg时,搅拌电机l工作,连接 杆14转动,带动搅拌棒11及搅拌刀片12工作。水 分由导流管4排出。同时加热装置13恒温65℃, 当湿度达到30%RH时,搅拌电机1断电,停止工 作。挡板电机10开始工作,挡板5打开,30 s后,挡 板5关闭。粉碎电机9工作,碎度达到80目的厨余 垃圾过筛进入发酵设备8,发酵36
图6
PLc的L/0接线图
图6中10.0控制信号灯开与关;10.1控制重力 感应器信号的输入;10.2控制湿度感应器信号的输 入;11.1连接接触器KAl,控制搅拌垃圾人口关门 电机的正转和停止;11.2连接接触器&屹,控制搅 拌垃圾人口关门电机的反转和停止;11.3连接接触 器KA3,控制搅拌电机启动和停止;11.4连接接触 器KA4,控制粉碎仓挡板电机的正转和停止;11.5 连接接触器KA5,控制粉碎仓挡板电机的反转和停 止;11.6连接接触器KA6,控制粉碎电机启动和停 止;11.6发酵罐启动和停止。
现代化工,2004,24(7):56—59 [2]徐文龙,刘晶吴.我国大城市垃圾焚烧处理技术应用分析[J]. 城市管理与科技,2007,(4):9—13 [3]王向会,李广魏,盂虹等.国内外餐厨垃圾处理状况概述[J]. 环境卫生T程,2005,13(2):41~43 [4]汪群慧,孙晓红,盂令辉等.生物降解性塑料一聚乳酸研究进展
中图分类号:m3
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文献标识码:A
文章编号:1003-8728(2013)07一1046旬3
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Svstem for Kitchen
Wang Wanl,Sun Yuanb02,Sun
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5.2仿真模拟
控制系统按设计要求编写程序,并进行仿真模 拟。开启主程序,重量变量达到30 kg后,程序一启 动,第一仓关门,搅拌器、温度控制器开始工作。湿 度变量达到30%RH时程序二启动,搅拌机、温度控 万方数据
[J].塑料I:业,2加3,31(5):1—4
[5]梁政,杨勇华,樊洪等.厨余垃圾处理技术及综合利用研究[J]. 中国资源综合利用,2004(8):18~20 [6]杨先海,吕传毅,褚金奎.城市生活垃圾预处理和资源化研究[J]. 再生资源研究,200B(1):3l~33 [7]罗飞.运动控制系统[M].北京:化学工业出版社,2005
kitchen w髂te emciently and t}Ie kitchen waStes were finaUy
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acid锄d hi曲qllal畸feed.
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words:fementation;pm驴lIIlmable logic contmUers;desi伊;efficiency;experiments;kitchen
采用西门子s7锄进行控制。图6为L/O接线图。
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图7厨余垃圾自动处理系统产物
11.7
翌皑
司
7结束语 新型厨余垃圾自动处理系统,既能生产乳酸又 能生产优质饲料,实现了厨余垃圾的资源化,无害化 处理,有效解决了厨余垃圾易产生恶臭,滋生细菌, 病原菌等问题,清洁了人们的生活空间。 [参考文献]
matic pmcessing system
厨余垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活 废物,居民区、饭店、各种企事业单位的食堂是其集 中排放的场所。厨余垃圾具有含水、含油、有机质含 量高的特点,极易腐烂变质、滋生病菌…。 如今,随着我国对主要城市的厨余垃圾处理投 资力度加大,使得我国在垃圾处理方面取得一定的 进步。垃圾无害化处理率逐年提高。根据数据统 计,我国城市生活垃圾无害化处理从1996年到
V,
最大处理量150 L,主要 由固液分离仓,粉碎仓, 发酵仓3部分组成。 具体结构如图3 所示:1.搅拌电机,2. 垃圾进口,3.锥形罐 体,4.导流管,5.挡板, 6.粉碎罐体,7.粉碎刀
图2样机
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图4控制原理图
系统通过重力感应器、湿度感应器、计时器分别 对搅拌电机、加热装置、粉碎电机进行控制,启动发 酵程序。具体控制流程如图5所示。
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5控制系统设计 5.1控制原理
水力输送
● ●
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●
搅拌烘干
粉碎
●
PLC控制,能完成复杂的逻辑控制,实现多种闭 环控制功能,具有稳定性强、抗干扰能力强、可靠性 高的特点o7|。本系统采用PLC实现对整个系统的 控制。控制原理如图4所示。
发酵
图l工艺流程图
4样机的研制
如图2所示,厨余 垃圾自动处理系统,总 功率4 kW,电压220
摘要:厨余垃圾处理系统为厨余垃圾资源化处理提供有效的场所。本文基于微生物发酵原理,采 用固液分离、烘干、粉碎、发酵等工艺,及可编程逻辑控制器PLC控制,设计了一种新型厨余垃圾自 动处理系统,实现厨余垃圾的资源化处理。测试结果表明:该系统处理效率较高,厨余垃圾最终生 成乳酸及优质饲料,完成对厨余垃圾的回收再利用。 关键词:厨余垃圾;自动处理系统;发酵
2厨余垃圾处理机现状 目前厨余垃圾处理机主要有2种类型:其一为 粉碎型、其二为微生物分解型。其中粉碎型处理设 备,技术较为成熟,它通常是利用刀盘,将厨余垃圾 粉碎后直排。但该处理方式能耗较高,易对环境造 成二次污染,已逐渐被淘汰和取代"J。微生物分解 型,利用微生物对厨余垃圾进行的发酵降解处理再 利用。但对于厨余垃圾中体积、硬度较大的物质常 常是无能为力。 本文所研制的新型厨余自动处理系统吸收两种类 型垃圾处理机的优点,利用乳酸菌对厨余垃圾发酵处 理,最终生产出有机饲料和可降解塑料的上级原材料。
片,8.发酵设备,9.粉碎电机,10.挡板电机,11.搅拌 棒,12.搅拌刀片,13.加热装置,14.连接杆。 万方数据
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机械科学与技术
第32卷
厨余垃圾进入固液分离仓
N ● Y
一重力感应开关
● Ⅳ N
、,
制器停止工作,第二仓开门。延时1 lIlin后程序三 启动,第二仓关门,粉碎电机启动。10 IIlin后程序四 启动,粉碎电机停转。发酵罐开始发酵。36 h后程 序关闭,测试完毕,系统设计正常。 6样机的测试实验 对厨余垃圾自动处理系统进行运转调试,启动 电源,显示灯亮。垃圾进入,当重量达到30 kg后, 垃圾入口关闭。搅拌器、温度控制器开始工作,当湿 度达到30%RH时,搅拌机、温度控制器停止工作。 第二仓开门,开门后延时1 min,第二仓关门。粉碎 电机启动,额定转速25
2005年增加了10万∥d,达到25.63万乞/d。垃圾
宝,本文基于微生物发酵原理研制自动厨余垃圾处 理系统,经该系统处理的厨余垃圾最终生成乳酸及 优质饲料,降低废物排放。
1
厨余垃圾的处理技术综述 目前国内外厨余垃圾的主要处理方法包括传统
的焚烧、填埋法。以及新兴的,堆肥法,蚯蚓处理罚、 甲烷发酵。还有正在研究中的生物制氢和提取生物 降解塑料技术”J。 其中,传统处理方法污染环境,占用资源,逐渐 被各国淘汰和禁止使用。新兴的堆肥法,蚯蚓处理 技术和甲烷发酵,对厨余垃圾的利用率相对较低,同 时容易滋生病菌HJ。正在研究的生物制氢和提取 生物降解塑料技术,以其清洁性,高效性,将成为未 来的主要研究和发展方向。
2013年 7月 第32卷第7期
机械科学与技术
Mechallical
July
V01.32
2013 No.7
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Aer惦pace En舀neering
一种新型厨余垃圾自动处理系统设计
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(1贵州大学机械工程学院,贵州550025;2北京理工大学设计与艺术学院,北京100081)
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§ ∥\ 6遵 旺
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3新型厨余处理系统工艺分析 如图l所示,新型厨余垃圾自动处理系统由固液 分离、搅拌烘干、粉碎、发酵几段工艺组成。为确保粉 碎均匀,需对固液分离后固体进行搅拌、烘干操作,降 低物料粘性,再进行高强度粉碎。粉碎时,刀盘和垃 圾问的速度差,及离心力作用使垃圾引动方向改变, 产生剪切、撕拉、磨压等作用㈨,提高粉碎效率。
Engineering,Guizhou
Instimte of
University,Guizhou 550025;
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Desi伊舳d Arts,Beijing
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粉碎电机启动
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粉碎电机停
●
I厨余垃圾进入发酵设备.
●
开始发酵 图5控制流程图
r/min,粉碎10 min后粉
碎电机停转。第三仓发酵罐程序启动,发酵36 h后 停止。发酵温度30℃,ph调值为.6—6.5,调节固液 比为1:12。测试完毕,系统一个处理周期为36H,每 次处理垃圾约为150 L,每升垃圾消耗电能约0.08 度。经过处理后,最终产物为:乳酸发酵液、固体残 渣、液体油脂和废水。产物如图7所示。
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stlllcture
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无害化处理量从5568万增加到8051万【2j。但仍低 于发达国家平均水平。 为降低厨余垃圾对环境的污染,并将其变废为
收藕日期:2012—03—29 作者简介:王琬(198l一),讲师,博士研究生,研究方向为化工机 械及安全评价,w∞gw¨81@126.com
万方数据
第7期
王琬等:一种新型厨余垃圾自动处理系统设计
厨余垃圾收纳
●
图3厨余垃圾自动处理系统图
系统启动后,厨余垃圾从垃圾进口2进入锥形 罐体3,当重力达到30 kg时,搅拌电机l工作,连接 杆14转动,带动搅拌棒11及搅拌刀片12工作。水 分由导流管4排出。同时加热装置13恒温65℃, 当湿度达到30%RH时,搅拌电机1断电,停止工 作。挡板电机10开始工作,挡板5打开,30 s后,挡 板5关闭。粉碎电机9工作,碎度达到80目的厨余 垃圾过筛进入发酵设备8,发酵36
图6
PLc的L/0接线图
图6中10.0控制信号灯开与关;10.1控制重力 感应器信号的输入;10.2控制湿度感应器信号的输 入;11.1连接接触器KAl,控制搅拌垃圾人口关门 电机的正转和停止;11.2连接接触器&屹,控制搅 拌垃圾人口关门电机的反转和停止;11.3连接接触 器KA3,控制搅拌电机启动和停止;11.4连接接触 器KA4,控制粉碎仓挡板电机的正转和停止;11.5 连接接触器KA5,控制粉碎仓挡板电机的反转和停 止;11.6连接接触器KA6,控制粉碎电机启动和停 止;11.6发酵罐启动和停止。