申请日2012.12.27
公开(公告)日2013.06.19
IPC分类号C02F9/10; C02F1/28; B01D29/27; C02F1/50; C02F1/40; C02F1/24; C02F1/52; C11B13/00
摘要
本发明公开了一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾及餐厨废水三相分离的装置，该装置主要由壳体、固液分离室、带网孔的过滤袋、液位显示器、油水界面探测器、排泄“地沟油”的数控电动阀门、“地沟油”的流量计、“地沟油”收集罐、送风机、空气加热器、过滤罐、加药罐等组成;本发明的油水分离与废水净化在同一装置内进行，简化了设备结构，净化后的水质符合国家《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)各项指标，具有体积小、投资低、手动或自动操作均可等多种优点，具有明显的创造性、新颖性和好的工业实用性。
权利要求书
1.一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐厨废水三相分离及废水 净化达标处理的装置，该装置主要由壳体(1)、固液分离室(11)、带 网孔的过滤袋(8)、液位显示器(2、17)、油水界面探测器(4)、排 泄“地沟油”的数控电动阀门(5)、“地沟油”的流量计(9)、“地 沟油”收集罐(18)、送风机(20)、空气加热器(21)、过滤罐(23)、 加药罐(30)组成;其特征在于：所述的壳体(1)的顶部配置餐厨垃圾固 液分离室(11)，所述的餐厨垃圾固液分离室(11)的过滤孔隔板(3) 配置在壳体(1)内部的上方;所述的壳体(1)的顶部配置加药罐(30)， 所述的加药罐(30)的药剂液体出口通过阀门(31)与壳体(1)的内部 上方相联通;所述的壳体(1)侧面的中上部配置油水界面探测器(4) 和控制器(6);所述的油水界面探测器(4)通过信号线(16)与控制 器(6)连接;所述的数控电动阀门(5)的进料口配置在壳体(1)侧面 的中部位置，并与壳体(1)内部联通;所述的控制器(6)通过信号线(15) 与数控电动阀门(5)连接;所述的数控电动阀门(5)的出料口与所述 的“地沟油”收集罐(18)的上部进料口联通;所述的“地沟油”收集 罐(18)的侧面配置液位计(17)，所述的“地沟油”收集罐(18)的 侧面下方配置和联通“地沟油”排泄阀门(7)的进料口，所述的“地沟 油”排泄阀门(7)的出料口与流量计(9)的进料口相连通，所述的流 量计(9)的排液口与”地沟油”的出口管(10)相通;所述的壳体(1) 侧面下方配置排污阀门(26);所述的壳体(1)内部底面上部配置曝气 装置(29);所述的曝气装置(29)的进气口经过阀门(12)和管道与 空气加热器(21)的出气口联通;所述的空气加热器(21)的进气口与 送风机(20)的排气口管联通;所述的过滤罐(23)的出水管口(22) 配置在壳体(1)的另一侧面中上部;所述过滤罐(23)的进水口(25)方 向朝下的垂直地配置在壳体(1)的底部上方;所述过滤罐(23)的出水 管口(22)分别联通阀门(27、28)的进料口;所述阀门(27)的出料 口分别联通阀门(12)的进料口和空气加热器(21)的排气口。
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐厨 废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的壳体(1) 和“地沟油”收集罐(18)，可以是圆柱形或矩形，其材质可以是塑料、 玻璃钢、水泥砖质或金属等，可采用不同的容积规格;所述的液位显示 器(2、17)，可以是玻璃板液位计、玻璃管液位计、浮球式液位变送器、 磁翻板液位计、雷达液位计、电容液位计或超声波液位计;所述的送风 机(20)，可以是常规的220v或380V鼓风机或空压机;所述的空气加热器 (21)，可以是常规的电热加热器、红外线空气加热器等给类电热空气加 热器，或是列管式蒸汽换热器。
3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、 餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的油 水界面探测器(4)，可以是各种市售常规的油水界面控制传感器;所述 的“地沟油”排泄阀门(7)，可以是带数字智能卡才能开或关的阀门， 也可以是普通的阀门;在阀门(7)的外围安装一个密封矩形盒(13)， 通过盒(13)把阀门(7)的开或闭的控制柄进行密封起来;盒盖(13) 由带锁(14)的钥匙控制;所述的“地沟油”流量计(9)，可以是椭圆 式齿轮流量计或其它常规的流量计。
4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐 厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的固液 分离室(11)，可以是圆筒形或矩形壳体，该壳体(1)的底部是带孔的过 滤板(3)，过滤孔板(3)上面内套一个随时可以替换的带孔的过滤袋(8); 所述的带孔的过滤袋(8)，属于通常的塑料网袋、尼龙网袋、橡胶皮网 袋、布料网袋或纤维网袋，网袋的孔径一般为2-8mm;所述的盖子(19)， 可以是普通的直接可以揭开或移动的盖子，也可以是像普通家庭用的那 种脚踏式或手动式翻开的垃圾桶盖子;根据餐厨人员操作的方便性，壳 体(1)的顶部也可以不安装盖子(16)。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、 餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的过 滤罐(23)，可以是圆筒形、球形或矩形的壳体，该壳体的上端配置与壳 体内部相通的出水管(22)，该壳体的底部是进水口(25)，该壳体的上 下二端分别配置过滤孔隔板(33)，所述的过滤板(33)之间配置亲水疏 油性的滤料(24);所述的过滤填料或亲水疏油性纤维材料(24)，可以 是改性纤维球(除油)、聚偏氟乙烯超滤膜(ML-FF)、颗粒活性炭、锰沙 滤料、麦饭石滤料、石英砂滤料、果壳滤料、活性氧化铝滤料、磁砂滤 料或陶粒滤料。
6.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、 餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的曝 气器(29)，可以是常规的污水处理的曝气器，如固定螺旋曝气器，盘式 曝气器、散流曝气器、穿孔管式曝气器;所述的加药罐(30)，可以是圆 柱形或矩形的塑料或金属壳体，属于常规的水处理领域的加药箱，加药 罐(30)内装有废水 处理药剂液体;所述的药剂液体(32)，可以是常规 的废水处理曝气凝结剂，如絮凝剂、消毒剂。
7.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐 厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，其特征在于：所述的流量 计(9)与阀门(7)的位置，可以互换位置地安装和配置，即，“地沟油” 收集罐(18)的排出管也可以直接连通流量计(9)的进液口，流量计(9) 的排液口与阀门(7)的进料口相连通;阀门(7)的排液口与管(10) 的出口相连通。
说明书
一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，属于环保设备领域;
背景技术
随着人们生活不断改善，餐厨垃圾产生量逐日增长，规范化、智能化和低成本的收集餐馆和厨房内的餐厨垃圾，彻底杜绝餐厨垃圾中的“地沟油”上餐桌，从源头上收集和治理好“地沟油”，避免将餐厨废弃物直接作为饲料进入食物链，维护人们的食品卫生与健康，是当今社会关注的大事，有着重大的环境社会意义。
一般地，餐厨垃圾中，固体垃圾(如筷子、剩饭剩菜等)占10%左右(wt%)，“地沟油”占5-10%左右(wt%)，废水占85-80%左右(wt%);有关餐厨垃圾的油水分离设备已有许多报导，如在CN101215020中，公开了《餐厨垃圾废水油脂一体化分离装置及方法》，在CN202492418U中，公开了《一种收集地沟油的油水分离器》;现有公开的和市场上应用的餐饮垃圾的油水分离设备主要采用如下的油水分离原理，即：利用非极性的油与极性的水的不互溶性，以及水的密度大于油的密度等物理性质差别进行的分离;由于油与水的自然分离需要一定的时间，而且这时间与被处理泔水的流速、温度等具体状态有密切关系，餐饮业污水当中的油脂和悬浮颗粒绝大部分是十分细小的，污水中的分散油、乳化油、溶解油、固体附着油很难在有限的停留时间内通过重力分离，对这部分油脂和悬浮颗粒，隔油池可以说是无能为力的，隔油池只能通过重力分离去除部分浮油;因此，传统的餐饮垃圾泔水的隔油式和静置分层式的油水分离器的缺点是：油水分离需要长时间的静置和停留，单位重量泔水的油水分离设备体积及占地面积大，特别是当室温低于15℃以下时，油水分离效果差，分离出的水中还包溶大量的“油珠”，导致“地沟油”提取和分离不彻底，分离出的废水中的油脂含量、COD和BOD的含量高，达不到国家《污水排入城市下水道水质标准》(CJ 3082-1999)中规定的油脂浓度不超过100ml/l，COD浓度不超过150ml/l (500ml/l)，BOD浓度不超过100ml/L(300ml/L)的规定。
为了解决上述问题，本发明提出了一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾及餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置;
发明内容
本发明是这样构成的：一种餐厨垃圾的“地沟油”、固体垃圾、餐厨废水三相分离及废水净化达标处理的装置，该装置主要由壳体(1)、固液分离室(11)、带网孔的过滤袋(8)、液位显示器(2、17)、油水界面探测器(4)、排泄“地沟油”的数控电动阀门(5)、“地沟油”的流量计(9)、“地沟油”收集罐(18)、送风机(20)、空气加热器(21)、过滤罐(23)、加药罐(30)等组成;
所述的壳体(1)或地沟油”收集罐(18)，可以是圆柱形或矩形;其材质可以是塑料、玻璃钢、水泥砖质或金属等，可采用不同的容积规格，如50升、80升、100升、180升.........等等
所述的液位显示器(2、17)，可以是玻璃板液位计、玻璃管液位计、浮球式液位变送器、磁翻板液位计、雷达液位计、电容液位计或超声波液位计;
所述的油水界面探测器(4)，可以是各种市售常规的油水界面控制传感器;例如利用介质(电导率低的油相和电导率高的水相)的变化，产生不同的电容传感信号，并发送给控制器(6)，再由控制器(6)给数控阀门(5)发出关闭或打开的电信号指令和操控阀门(5)的使用;如型号SZL-3(B)油水界面检测装置，其控制器输出4-20mADC(1-5VDC)的标准信号;油水界面探测器(4)利用信号连接线(16)与控制器(6)连接，控制器(6)通过连接线(15)与数控电动阀门(5)连接配置，并构成排泄或关闭壳体(1)内的“地沟油”的自动控制系统;
所述的“地沟油”排泄阀门(7)，可以是带数字智能卡才能开或关的阀门，也可以是普通的阀门;为了对阀门(7)的操作监管，在阀门(7)的外围安装一个密封矩形盒(13)，通过盒(13)把阀门(7)的开或闭的控制柄进行密封起来;当需要打开阀门(7)时，必须先打开盒盖(13)，此盒盖(13)由带锁(14)的钥匙控制;
所述的固液分离室(11)，可以是圆筒形或矩形壳体，该壳体的底部 是带孔(孔径在2-10mm)的过滤板，该壳体的顶面配置可以灵活揭开盖子(19);该壳体底部的过滤孔板(3)上面内套一个随时可以替换的带孔的过滤袋(8);
所述的带孔的过滤袋(4)，属于通常的塑料网袋、尼龙网袋、橡胶皮网袋、布料网袋或纤维网袋，网袋的孔径一般为2-8mm;
所述的“地沟油”流量计(9)，可以是椭圆式齿轮流量计或其它常规的流量计;
所述的盖子(19)，可以是普通的直接可以揭开或移动的盖子，也可以是像普通家庭用的那种脚踏式或手动式翻开的垃圾桶盖子;根据餐厨人员操作的方便性，壳体(1)的顶部也可以不安装盖子(19);
所述的送风机(20)，可以是常规的220v或380V鼓风机或空压机;
所述的空气加热器(21)，可以是常规的电热加热器(如类似理发店的电吹风加热器)、红外线空气加热器等给类电热空气加热器，或是列管式蒸汽换热器;
所述的过滤罐(23)，可以是圆筒形、球形或矩形的壳体，该壳体的上端配置与壳体内部相通的出水管(22)，该壳体的底部是进水口(25)，该壳体的上下二端分别配置过滤孔隔板(33)，所述的过滤板(33)之间配置亲水疏油性的滤料(24);
所述的过滤填料或亲水疏油性纤维材料(24)，可以是改性纤维球(除油)、聚偏氟乙烯超滤膜(ML-FF)、颗粒活性炭、锰沙滤料、麦饭石滤料、石英砂滤料、果壳滤料、活性氧化铝滤料、磁砂滤料或陶粒滤料;
所述的曝气器(29)，可以是常规的污水处理的曝气器，如固定螺旋曝气器，盘式曝气器、散流曝气器、穿孔管式曝气器等等;
所述的加药罐(30)，可以是圆柱形或矩形的塑料或金属壳体，属于常规的水处理领域的加药箱，加药罐(30)内装有废水处理药剂液体;
所述的药剂液体(32)，可以是常规的废水处理曝气凝结剂，如絮凝剂(PAM、PAC、SPFS)、消毒剂(例如H2O2)等
具体地，所述的壳体(1)的顶部配置餐厨垃圾固液分离室(11)，所述的餐厨垃圾固液分离室(11)的过滤孔隔板(3)配置在壳体(1)内部的上方;所述的壳体(1)的顶部配置加药罐(30)，所述的加药罐(30)的药剂液体出口通过阀门(31)与壳体(1)的内部上方相联通;所述的壳体(1)侧面的中上部配置油水界面探测器(4)和控制器(6); 所述的油水界面探测器(4)通过信号线(16)与控制器(6)连接;所述的数控电动阀门(5)的进料口配置在壳体(1)侧面的中部位置，并与壳体(1)内部联通;所述的控制器(6)通过信号线(15)与数控电动阀门(5)连接;所述的数控电动阀门(5)的出料口与所述的“地沟油”收集罐(18)的上部进料口联通;所述的“地沟油”收集罐(18)的侧面配置液位计(17)，所述的“地沟油”收集罐(18)的侧面下方配置和联通“地沟油”排泄阀门(7)的进料口，所述的“地沟油”排泄阀门(7)的出料口与流量计(9)的进料口相连通，所述的流量计(9)的排液口与”地沟油”的出口管(10)相通;所述的壳体(1)侧面下方配置排污阀门(26);所述的壳体(1)内部底面上部配置曝气装置(29);所述的曝气装置(29)的进气口经过阀门(12)和管道与空气加热器(21)的出气口联通;所述的空气加热器(21)的进气口与送风机(20)的排气口管联通;所述的过滤罐(23)的出水管口(22)配置在壳体(1)的另一侧面中上部;所述过滤罐(23)的进水口(25)方向朝下的垂直地配置在壳体(1)的底部上方;所述过滤罐(23)的出水管口(22)分别联通阀门(27、28)的进料口;所述阀门(27)的出料口分别联通阀门(12)的进料口和空气加热器(21)的排气口;
通常地，流量计(9)与阀门(7)的位置可以互换位置地安装和配置，即，“地沟油”收集罐(18)的排出管也可以直接连通流量计(9)的进液口，流量计(9)的排液口与阀门(7)的进料口相连通;阀门(7)的排液口与管(10)的出口相连通;
通常地，壳体(1)的侧面可以同时配置液位显示器(2)或液位变送器对壳体(1)内的液位进行监控;也可以单独配置液位显示器(2)对壳体(1)内的液位变化进行监控;
本发明的操作方法：依附图所示，餐厨人员先将壳体(1)上部餐厨垃圾固液分离室(11)顶部的盖子(19)揭开，再将餐厨垃圾倒入带网孔的过滤袋(8)中，然后，将盖子(19)关闭;受重力的作用，餐厨垃圾中的泔水串过滤袋(8)和过滤孔隔板(3)，向下落入到壳体(1)的容器内缓存;餐厨垃圾中的固体废弃物被收集在过滤袋(8)中，当过滤袋(8)内的固体废弃物装满后，餐厨人员将过滤袋(8)取出，并封闭袋口，暂储 备或运输到处理厂实施资源化利用;将新的带网孔的过滤袋(8)进行替换和内套在固液分离室(11)的过滤孔隔板(3)上，又可以继续倒入餐厨垃圾;壳体(1)内油和水的接触界面下降变化情况，餐馆人员可以通过液位显示器(2)直观地看到;当壳体(1)内液体上升到最高液面A线时或能从阀门(28)流出水时，餐馆人员可以定期或不定期地启动送风机(20)的电动按钮，用送风机(20)给壳体(1)中的液体送入空气，即通过曝气设备(29)给壳体(1)内的餐厨废水进行曝气浮，使餐厨液体中的油类等有机杂质悬浮到液面，并不断地与水分离开;
本发明的壳体(1)内配置的曝气浮装置(29)，能够有效地分离除去餐厨废水中“地沟油”以及泔水中比重接近于水的微小悬浮物，高效地实施餐厨废水的油类悬浮液、“地沟油”与废水的分离;同时地，降低了废水中的COD、BOD、SS和色度;根据情况，可以将适量的除油剂、絮凝剂或水质净化剂等污水净化剂(32)通过加药罐(30)和阀门(31)的控制加入到壳体(1)中，与壳体(1)内的餐厨废水进行不断的搅拌或充分混合，除去或回收餐厨废水中的油类及其它杂质;可以利用空气加热器(21)使室温空气转变成热空气，用送风机(20)将热空气通入曝气浮设备(29)中，并进入壳体(1)内的餐厨废水中进行曝气浮，并用热空气的温度去调节和提高餐厨废水的温度;一般地，餐厨废水在气浮曝的净化处理中，温度控制在20-39℃范围，有利于加快除去污水中的悬浮物的速度和提高除杂效果，有利于油类或水悬浮物的凝聚;在鼓泡空气和净化剂(32)作用下，各种油类和浑浊物与污水净化剂得到了有效的物理化学反应，形成絮凝物或悬浮泡沫液体;鼓泡形成的无数个大大小小上升的微气泡与水中悬浮物絮体粘接在一起，悬浮物随微气泡一起上升至水面，与油类及各种凝聚物一起形成悬浮泡沫液体;除去了油类悬浮物等杂质后的壳体(1)下部水的COD、BOD、SS或色度等指标得到了很大降低和改善，改善后的水不断地通过滤器(23)内的亲水疏油的滤材(24)进一步过滤除去水中的有机物杂质，并经出水口(22)和阀门(28)连续地排到壳体(1)外面;由于水的比重大于油类悬浮泡沫液的比重，水层始终在油类悬浮泡沫液的下层;随着餐厨垃圾被不断地加入到壳体(1)内，餐厨废水中大量的油类悬浮泡沫液的量也不断增多，导致壳体(1)内的油水界面线从A线不断地向下降到B线，即，A和B之间的液体全部是油类悬浮液;出现此情况下，将壳体(1)内的油类悬 浮液排泄到“地沟油”收集罐(18)中，可按如下方法之一进行操作：
①自控排泄法：当壳体(1)内的油水界面降到B线，并接触到油水界面探测器(4)的感应浮球时，油水界面探测器(4)的传感器将介质(电导率低的油相和电导率高的水相)的变化信号通过连接的信号线(16)发送给控制器(6)，再由控制器(6)给数控阀门(5)发出立即打开的电信号指令或打开阀门(5)，阀门(5)打开后，壳体(1)内B线上方和A线下方之间的油类悬浮物液体经过阀门(5)排泄到“地沟油”收集罐(18)中，此时，油类悬浮液的液面不断地下降;当壳体(1)内的油类悬浮物的液面线下降到B线时，油水界面又发生改变，油水界面探测器(4)的传感器将变化信号通过连接的信号线(16)发送给控制器(6)，再由控制器(6)给数控阀门(5)发出立即关闭的电信号指令和关闭阀门(5);以此重复地自动控制壳体(1)内收集的油类悬浮物排泄到“地沟油”收集罐(18)中;
②手动排泄法：当观察到壳体(1)侧面的玻璃液位视镜(2)内出现油水界面时，用手动的方式将阀门(5)打开，将壳体(1)内的油类悬浮液体排入“地沟油”收集罐(18)内，直至液面下降到B线或无液体从阀门(5)中流出为止，然后，关闭阀门(5);
上述过程中，餐厨垃圾可以随时地加入固液分离室(11)的带网孔过滤袋(8)内，固体垃圾留存到过滤袋(8)内与餐厨废水分离开，餐厨废水(或泔水)向下串过孔板(3)和过滤袋(8)后落入壳体(1)内，餐厨废水经过曝气后分离出的上层油类悬浮液经阀门(5)排入“地沟油”收集罐(18)中缓存，并经阀门(7)和流量计(9)计量后排出;曝气净化后的水在壳体(1)内不断地经过滤罐(23)进行第二次吸附净化后变成达标水，达标水经过出水口(22)和阀门(28)排到壳体(1)外面;
本发明中，当过滤罐(23)中的滤材被废水中的悬浮渣等杂质吸附饱和导致吸附能力下降时，采用空气反冲法进行再生，恢复其活性;具体操作方法：关闭阀门(28)和(12)，打开阀门(27)，启动送风机(20)和空气加热器(21)，将热空气经过管口(22)鼓入到过滤罐(23)内，不断地将滤材(24)中的悬浮杂质经过管口(25)吹入到壳体(1)内的废水中，使滤材(24)得到净化;本发明中，A线时壳体(1)内的最高液面线，B线时壳体(1)内的最低液面控制线;
本发明的装置具有如下优点：
1.本发明的油水分离与废水净化在同一装置内进行，简化了设备结构，本发明的装置具有体积小、占地面积少、投资低、手动或自动操作均可等多种优点;
2.能在餐馆、厨房的现场对餐厨垃圾中的“地沟油”、固体餐厨垃圾和废水三相进行有效地快速的分离;特别地，能使餐厨废水实施现场净化达标处理和现场达标排放，降低了餐厨垃圾的综合处理成本，克服了常规的餐厨废水运输到废水处理工厂的路途中造成跑、滴、漏，给环境造成二次污染的缺陷，省去了废水处理的运输成本;
3.热空气能够方便快速的调节餐厨废水净化处理时所需要的最佳温度，特别地，确保了“地沟油”从废水中彻底的分离，“地沟油”分离效果好、提取率高;
4.过滤罐能进一步的除去曝气浮后水中的有机物，降低和改善COD、BOD、SS或色度等指标，确保排出的水质符合国家《污水排入城市下水道水质标准》(CJ 3082-1999)各项指标;
5.采用了自控方式收集餐厨垃圾中的“地沟油”;特别地，为了政府职能监管部门对餐馆、机关和学校等厨房排出的泔水或地沟油进行监控和计量管理，严防“地沟油“上餐桌，只有政府特许指定的餐厨垃圾收集处理的公司派出的收集人员，采用控制卡或钥匙，才能打开“地沟油”收集罐(8)的排“地沟油”阀门(7)，而餐馆人员不能打开“地沟油”排泄阀门或外售“地沟油”。
6.本发明的装置运行可靠，技术成熟，结构简单，操作容易、维修方便，造价低廉，具有好的新颖性、创造性和工业实用性。