專利名稱：用于預處理源頭分離的濕狀有機廢物的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于預處理源頭分離的濕狀有機廢物的方法和裝置背景技術(shù)從家庭產(chǎn)生的有源單獨的濕狀有機廢物，從諸如醫(yī)院，旅館，公共機構(gòu)等公共機構(gòu)的用戶中產(chǎn)生的食品廢物，和從零售業(yè)那里產(chǎn)生的過期的食品廢物，以及包括諸如金屬，石頭等的其它的食品種類和/或塑料薄膜，這些都必須在收集之后進行預處理。這樣的廢物材料定義為″濕狀有機廢物″。
廢物可包在塑料或紙袋中，或者以塑料或者紙袋裝。廢物還可包在稱為生物高聚物的袋或者麻袋中。
該材料由垃圾集運車輛或者其它適合該目的的車輛運送到處理工廠的接收倉庫中。
上述的廢物類型存在許多不同的變異體。當溫度具有改變時，廢物在一年期間會部分地變化。但是一些地方的管理機構(gòu)每個星期收集廢物，其它的一些管理機構(gòu)每隔一星期收集廢物，甚至于在一年期間以及在地理區(qū)域上，收到廢物的溶解會發(fā)生變化。另一方面這使得對設備的設計產(chǎn)生要求。即使存在有多個設備的供應方用于廢物的分離，它們僅僅覆蓋分離過程的部分。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法設備，濕狀有機廢物的預處理可以執(zhí)行，使得其結(jié)果很適合不同的連續(xù)過程。采用本發(fā)明將實現(xiàn)該結(jié)果，如權(quán)利要求中描述的特征所定義的。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法和設備，可以獲得尤其適合于生物溶解的濾液，可在隨后的沼氣過程中結(jié)合生物學上穩(wěn)定消化作用來獲得高生物沼氣產(chǎn)量。
而且可以獲得幾乎100％沒有塑料薄膜的消化液(digestate)，導致在下面使用以前，例如作為土壤改進劑以前，不需要對溶解殘余物進行后處理。另外獲得的殘余廢物具有低的含量的生物的可溶解的材料，產(chǎn)生低損耗。
附圖簡述本發(fā)明的一個實施例將結(jié)合附圖在下面的說明書中進行描述，其中

圖1公開了預處理過程的流程圖，圖2示意地公開了粗糙的粉碎機和在端視圖中的粉碎機裝置的工作方法，圖3示意地開了在地面視圖中粉碎機裝置的工作方法，和圖4示意的公開了在縱剖面中溶解裝置的工作方法。
具體實施例方式
在接收倉庫1中濕狀有機廢物從接收倉庫1傳送到包括螺旋式運輸機的粉碎機裝置2中。粉碎機裝置2打開紙袋和袋，并且廢物被分成具體的顆粒尺寸。粉碎過程可以稱為干燥過程。粉碎機裝置2直接地和物理地連接到精細的溶解裝置3的上方，粉碎的廢物靠重力被迫下降。
這里加入一種過程液體(從消化液的脫水得到的濾液或者從蒸解器得到的薄相)，直到獲得6-12％的固體含量?；旌衔锿ㄟ^迅速的旋轉(zhuǎn)葉片機構(gòu)被攪拌或者溶解。該裝置被稱為″溶解器″。
當溶解完成時，沉重的物體下降到溶解器容器4的底部并且從底部移去。剩余的混合物被泵送到用于塑料的分離裝置5。
在用于塑料的分離裝置5中，廢物憑借螺旋擠壓分離器從液體中分離出。螺旋擠壓分離器包含內(nèi)螺紋，其能保持篩域的清潔并且相對于用于脫水的垂直板從篩網(wǎng)(塑料)中傳送物品，此后其從分離器中被移去。
濾液幾乎沒有塑料并且組分不能被溶解到一具體的顆粒尺寸之下，此后被泵送到用于產(chǎn)生沼氣和消化液(digestate)的沼氣系統(tǒng)6中。
預處理過程是成批處理過程并且由具有合適的儀表設備的PLS完全自動的控制。
一定量(例如500公斤)的廢物被傳送到粉碎機裝置，或者粗糙的粉碎機裝置和進一步向上進入溶解器之中。廢物的重量由在接收倉庫1處的測力傳感器控制。
在廢物處理液體被加入的應用期間，廢物處理液體的量通過在溶解器中的水平傳感器控制。在一特定的時間期間，混合物在葉片機構(gòu)中被全速溶解。當溶解的速度減少時，由于容器的錐形形狀使得重的物體下降到底板。重的材料借助于傾斜的螺旋被取出。此后混合物被泵送入塑料分離裝置5直接上方的儲槽中。在塑料分離裝置5中，塑料以及具有顆粒尺寸大于8-10mm的其它的材料被分離。濾液被直接地泵送到沼氣系統(tǒng)6中，但是分離的材料被收集在合適的容器中。當溶解器是空的時，新批量的廢物立即開始處理。
在接收倉庫1處，任何形狀的廢物接收裝置可以被采用，該裝置裝配有機械式供給。這可為在底部具有供給機構(gòu)的長方形容器或者在底部具有供給機構(gòu)的V形容器。儲料倉可以位于測力傳感器之上以用于推積(dozing)數(shù)量的記錄。
作為一粉碎機，任何類型的粉碎機可用于小心地分離廢物，通過將塑料不磨成過大或者過小的薄片。30×30到150×150的尺寸證明會產(chǎn)生好的結(jié)果。粉碎機同樣必須切碎紡織物，木制的材料，骨頭和金屬到一定的尺寸，除了其它的在有機廢物未知的材料之外。
用于精細切碎的稱為溶解器裝置3被使用。該溶解器借助于迅速的旋轉(zhuǎn)葉片機構(gòu)粉碎廢物。這樣的葉片被成形為鋸片，其齒被特別地處理。當其迅速地旋轉(zhuǎn)并且混合物具有恰當?shù)恼扯葧r，在液體中渦流被產(chǎn)生。這樣在葉片上導致了非常高的剪切力，并且材料借助于清潔機械切削以及空化作用被破碎的。
溶解器裝置3被成形為圓錐形。這樣意味著諸如電池，金屬等材料的較重物體容易被沉積并且能夠從容器的底部移去。這發(fā)生在葉片緩慢移動時。
如果大程度的分選錯誤發(fā)生在濕狀有機廢物中，普通的泵送方法會引起操作問題。在這種情況下真空處理集液槽可以被使用。
塑料分離裝置5包括預先槽以及一個或多個篩網(wǎng)分離器單位。
粉碎機和溶解器的結(jié)合意味著可溶解的有機廢物可以被粉碎到盡可能小的顆粒尺寸，優(yōu)選小于1毫米并且決不會超過5毫米。塑料薄膜保持大于20×20毫米的顆粒尺寸。其它部分的廢物例如肉的骨頭也被粉碎到大于20×20毫米的顆粒尺寸。這是尤其是具有關節(jié)的情況，但是包括骨髓的肉的骨頭的部分被粉碎到優(yōu)選小于1毫米。
紙被完全溶解，并且餐巾和包括塑料薄膜部分的的毛巾，和吸收劑部分被彼此分開。吸收劑被溶解到小于5毫米，但是塑料薄膜基本上保持在20×20毫米之上。
由于廢物的大部分被粉碎到小于1毫米并且生物學″惰性的″材料被粉碎到20×20毫米以上，產(chǎn)生的混合物容易在篩網(wǎng)分離器中分離。分離的材料(篩網(wǎng)物品)包括短時間生物的可分解的材料，而濾液幾乎沒有包含塑料薄膜和低含量的生物″惰性″材料。諸如造紙纖維和吸收劑纖維的生物的惰性物料將包括在消化液之中。然而，這有助于產(chǎn)生脫水消化液較好的和輕的結(jié)構(gòu)。
圖2和3示意地公開了粉碎機裝置2的原理結(jié)構(gòu)，基本上包括具有齒8的圓筒7和具有凹槽10的定片9，當圓筒7被旋轉(zhuǎn)時通過凹槽10齒被引導。齒8將撕裂引導到定片9的廢物11并且尤其將塑料撕碎成較小部分。齒8以氣旋的型式被設置在圓筒7之上，通過齒軸軸向移動廢物11同時具有切碎的作用。例如具有18個齒，每個齒將與鄰接的齒以20度分開。這將有助于在較大物體到達粉碎機時的軸向運輸，例如具有大直徑的卷心菜頭部。這是合適的，齒具有不同的高度以更容易地處理較大和較小物體，并且仍然可實施對塑料，紡織物和其它薄的物體以及易延展的和堅固的物體精細切碎作用。
齒的數(shù)目是重要的，相關于多長的顆粒來制成例如塑料袋。
具有400毫米直徑的圓筒7提供了大約1,2米長度的圓周并且可提供多達1,2米長度的塑料線。但是塑料袋的頻率和移動型式是必要的。塑料袋向下進入粉碎機的下落速度將改變并且在那之后速度會受到影響，例如粉碎機是否選出袋或者如果袋被滲透有其它的材料，該其它材料例如與圓筒相接觸。為了避免產(chǎn)生較長的線，更多的齒被應用在圓周上。例如齒8被用來提供0,15米的目標長度，該長度適用于在溶解器和隨后的分離過程中的進一步精細的切碎。諸如圓筒直徑，齒的數(shù)目，齒的長度和齒的布置的參數(shù)基本上影響從粉碎機出來的物體的尺寸。
這樣的齒8的形狀也是重要的。適合使用具有稍微大約90度的角度的齒。如果齒尖端向內(nèi)地指向，塑料將就象在鉤子上被捕捉并且被來回移動，這樣是不合適的。在這樣的切削時刻干涉將比90度更小，例如60度，因為這樣適合于物體不會被齒導向，但是其可以被移動通過定片9。在通過定片9之后，另一方面物體從齒上下降時是重要的。在從齒落下的物體和被卡住的物體相結(jié)合，通過提供具有迎角或者大于90度的齒并且定片被設置在傾斜位置，以在齒的迎角表面和定片之間的角度例如為60度的方式，確保了其被切削和從齒上落下。另外物體進入粉碎機的速度能起作用。
定片9被鉸接并且具有從氣壓缸12中產(chǎn)生的反壓力，這樣確保了在諸如金屬的堅固的物體包含在廢物中的情況下，定片可以被撤回。這樣可以避免粉碎機被破壞。
適當?shù)兀鬯闄C可以運轉(zhuǎn)在兩個方向，通過齒可相似的在正面和背面上，并且壓力缸12在粉碎機的兩面上連接到定片9上。已經(jīng)在此時，水被加入處理過程中也是合適的，水被加熱到50度以上以熔化脂肪并且從而有助于對切碎過程產(chǎn)生潤滑作用。這樣對在溶解器中機械地乳化脂肪物質(zhì)是重要的。
圖4示意地公開了包含有垂直排列軸14的溶解器，該軸14具有旋轉(zhuǎn)撕裂葉片15。為了避免較長物體固定到軸14上，一固定套筒13圍繞著軸14設置。這樣，軸14被旋轉(zhuǎn)并且防止從撕裂葉片15和套筒13的下邊緣之間的物體暴露出來，并且密封件16被設置以確保物體不會被壓在軸14和套筒13之間。
這樣的撕裂葉片15被構(gòu)造以實施剪切處理并且另外實施最佳的空化作用。剪切力，壓力和空化作用的結(jié)合是物體暴露以用于震動，該震動可更快的分離較小的顆粒并且同樣有助于在混合物中分配顆粒尺寸，這對實現(xiàn)較好的沼氣處理是重要的。具有較小顆粒的較大的比面積被獲得，易受到微生物的影響。較小顆粒同樣提供處理的更好控制和堆積作用(dozing)。
撕裂平板15包括齒(未公開)，該齒確保了將材料撕裂到所需精細度。齒在橫截面中被削尖(pointed)并且在其首先面對旋轉(zhuǎn)方向的一側(cè)包括剪力墻。齒被成形為三角形并且在齒的上方局部地包括強大的壓力增量。當顆粒離開齒時，壓力下降并且由負壓所代替，該負壓在齒的后部導致了渦流，當齒是直的時。這樣被暴露在壓力下的物品將被暴露在膨脹壓力下并且被分成較小的部分。
撕裂葉片15通過徑向地加速同樣提供強大的泵送效果，并且顆粒具有較大速度的離開葉片。這樣的泵送效果對于顆粒從最高可能頻率處的撕裂區(qū)域移去是重要的，這種泵送效果可通過葉片的直徑和旋轉(zhuǎn)頻率適應于混合物的粘度和粘附能力來實現(xiàn)。
槽17可以為圓錐形，其上面比下面具有更大的直徑。在槽17中的流動被分別的加速，并且沿著槽的傾斜壁上升，然后從傾斜壁下降并且下降到密封件16上。從而在撕裂葉片15和混合物之間的密封件16中的正交力被增加，并且相比槽17為具有幾乎垂直下降壁的圓筒的情況，可獲得更高的加速。如果希望進一步優(yōu)化每單位時間的撕碎容積，槽17的頂部可以成形為狹窄的通道，這樣當返回到撕裂區(qū)域時流動可被導向。這樣的變化比清潔圓錐形的形狀需要更少的變化。
在撕裂葉片15下面存在一個容積18，其確保了在撕裂葉片下面流動的情況以及充分大以收集金屬，較大骨頭殘余物等。這些材料基本上是無機的并且被從槽中移出，從而可以在這樣的處理過程中盡快的處理。
在粗糙的粉碎機裝置2之后和在溶解器裝置3中隨后的撕裂過程之后顆粒的尺寸提供了可分離的材料，由于例如塑料被撕裂成不太大或者不太小的單元。其它的特殊材料例如小刀，叉子，金屬物體，電池等等被主要收集在溶解器裝置3的溶解器容器4中。
權(quán)利要求
1.用于從家庭，公共機構(gòu)用戶等中對源頭分離的濕狀有機廢物進行預處理的方法，其特征在于在進程粉碎機裝置(2)中切碎廢物，允許被切碎的材料落入精細溶解器裝置(3)中，在那里更重的物體被移出，增加處理液體直到實現(xiàn)6％到12％的固體的所需含量，采用急速旋轉(zhuǎn)葉片機構(gòu)切碎混合物，傳送混合物到用于塑料的分離裝置中，并且殘余的混合物被傳送到用于產(chǎn)生沼氣和溶解殘余物的設備中。
2.用于從家庭，公共機構(gòu)用戶等中對源頭分離的濕狀有機廢物進行預處理的裝置，其特征在于，螺旋式輸送器適合于從工廠的接收倉庫(1)中傳送源頭分離的廢物到進程粉碎機裝置(2)，一精細溶解器裝置(3)連接到進程粉碎機裝置(2)中，精細溶解器裝置(3)包含用于從溶解槽中的泥或者薄相材料中增加液體的裝置，直到混合物包含6％到12％之間的固體含量，一用于塑料的分離裝置(5)，其借助于螺旋擠壓分離器移出生物學惰性材料，分離裝置(5)從精細溶解器裝置(3)連接到輸出，并且用于產(chǎn)生沼氣和溶解殘余物的裝置(6)被連接到用于塑料的分離裝置(5)上。
3.如權(quán)利要求2所述的設備，其特征在于粉碎機裝置(2)包括圓筒(7)，其具有擺線形(cycloidic)排列并且向外突出的齒(8)，齒(8)通過在適合于接收廢物的定片(9)中的相應的孔(10)中運動，并且當較大物體落在定片(9)上時，定片(9)能夠相對一個彈性的設備(12)從圓筒(7)中移開。
4.如權(quán)利要求2-3所述的設備，其特征在于精細溶解器裝置(3)包括具有成圓錐形地擴展壁的槽(17)，該壁向上具有中心設置的垂直軸(14)，該軸(14)在其下端包括撕裂葉片(15)，一個固定套筒(13)圍繞軸(14)設置，并且密封件(16)在撕裂葉片(15)和套筒(13)的下端之間。
5.如權(quán)利要求2-4所述的設備，其特征在于撕裂葉片(15)包括在橫截面被削尖的齒(未公開)，并且包括在一側(cè)面對旋轉(zhuǎn)方向的剪力墻，齒被成形為三角形，在齒的局部上方具有強大的壓力增量。
全文摘要
用于從家庭用戶，公共機構(gòu)用戶等中對有源分離的濕狀有機廢物進行預處理的方法和設備，包括在進程粉碎機裝置(2)中切碎廢物，允許被切碎的材料落入精細溶解器裝置(3)中，在那里更重的物體被移出，增加處理液體直到實現(xiàn)6％到12％的固體的最佳含量，采用急速旋轉(zhuǎn)葉片機構(gòu)切碎混合物，傳送混合物到用于塑料的分離裝置中，并且殘余的混合物被傳送到用于沼氣和溶解殘余物產(chǎn)生的設備中。
文檔編號B09B3/00GK1898023SQ200480038685
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者阿爾內(nèi)·亞爾馬·克納普, 蓋爾·諾達爾 申請人:阿爾內(nèi)·亞爾馬·克納普, 蓋爾·諾達爾