餐廚垃圾處理系統(tǒng)中大物質(zhì)+精細(xì)分選試驗(yàn)研究*

吳 元，鄭云鋒，張 力，劉 翠，朱麗可，屈 陽

（維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 常州 213125）

1 引言

餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分，約占生活垃圾總量的50%。通常將家庭、學(xué)校、機(jī)關(guān)、公共食堂以及餐飲行業(yè)的食物廢料、餐飲剩余物、食品加工廢料及不可再食用的動植物油脂和各類油水混合物定義為餐廚垃圾［1-5］。市面上存在的多級分選［6-8］效果較一級分選好，但存在路線較長、設(shè)備投入較大等問題。本研究結(jié)合前期大物質(zhì)分選［9］的優(yōu)勢，在精細(xì)分選上進(jìn)一步結(jié)合試驗(yàn)研究，為工藝優(yōu)化與更新提供理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 材料與方法

試驗(yàn)設(shè)備采用常州金源機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的大物質(zhì)分選機(jī)+精細(xì)分選機(jī)（圖1）、程序箱式電爐（SXL—1008，4 kW，300～1 000 ℃，上海精宏儀器）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG—9246，10～300 ℃，上海精宏儀器）。試驗(yàn)采用單一變量法，控制進(jìn)料螺旋頻率17 Hz 不變，固定大物質(zhì)分選機(jī)頻率70 Hz（轉(zhuǎn)速77 r/min），精細(xì)分選機(jī)保持滿頻工作狀態(tài)（轉(zhuǎn)速600 r/min）。開機(jī)調(diào)節(jié)到試驗(yàn)頻率，待其運(yùn)行穩(wěn)定后（根據(jù)電流判斷） 進(jìn)行采樣。取分選料、漿料進(jìn)行含水率、含油率和VS測試。

試驗(yàn)采用大物質(zhì)分選剔除較大體積雜質(zhì)，減少對后面精細(xì)分選機(jī)的壓力與磨損，大物質(zhì)分選機(jī)篩網(wǎng)篩孔直徑為50 mm。再經(jīng)過精細(xì)分選機(jī)分選出未能分出的雜質(zhì)，精細(xì)分選機(jī)篩網(wǎng)篩孔直徑為30 mm和10 mm。

圖1 分選機(jī)

3 結(jié)果與討論

3.1 不同精細(xì)篩網(wǎng)對比實(shí)驗(yàn)

對大物質(zhì)分選漿料進(jìn)行精細(xì)分選，保持大物質(zhì)分選機(jī)進(jìn)料頻率與分選頻率不變，精細(xì)分選機(jī)頻率不變，對不同孔徑的篩網(wǎng)工藝效果進(jìn)行試驗(yàn)。不同孔徑篩網(wǎng)對比如圖2 所示。由圖3～圖5 可以看出，不同孔徑的篩網(wǎng)對分選料與漿料的影響較大。大物質(zhì)分選機(jī)的分選料量相對較少，且為較大塑料物件，其上有明顯油水存在；漿料較粗，明顯有較大物料存在。經(jīng)過大物質(zhì)再經(jīng)過30 mm篩孔的分選機(jī)后的分選料多為小件骨頭與少量塑料，表面無明顯油水；漿料更加精細(xì)，但仍有較少雜質(zhì)可見。經(jīng)過大物質(zhì)再經(jīng)過10 mm 篩孔的分選機(jī)的分選料數(shù)量明顯較多，且均為細(xì)碎的骨頭、塑料、植物纖維等，含有水分但油分不明顯；漿料與前兩者相比更加精細(xì)，且看不出明顯雜質(zhì)。

圖2 不同孔徑分選機(jī)篩網(wǎng)

圖3 大物質(zhì)分選料與漿料（50 mm）

圖4 精細(xì)分選機(jī)分選料與漿料（30 mm）

圖5 精細(xì)分選機(jī)分選料與漿料（10 mm）

由圖6～圖11 可以看出精細(xì)分選篩孔越小，分選料的體積越小，含量越復(fù)雜；漿料越細(xì)小，其中含有的明顯雜質(zhì)越少。

圖6 大物質(zhì)分選料分揀

圖7 精細(xì)分選分選料分揀（30 mm）

圖8 精細(xì)分選分選料分揀（10 mm）

圖9 大物質(zhì)漿料分揀

圖10 精細(xì)分選漿料分揀（30 mm）

將不同分選料與漿料進(jìn)行分揀，統(tǒng)計主要成分（表1、表2）。由表1 可知精細(xì)分選料中含油率較小，油的損失較少。大物質(zhì)分選料中含油率較高會損失部分油分，但其總量較小，后期可以采用淋洗擠壓的方式減少油的損失。大物質(zhì)主要分選出的是塑料、纖維、骨頭、較大的果皮肉皮等，明顯減少雜質(zhì)對精細(xì)分選機(jī)的壓力。精細(xì)分選機(jī)會進(jìn)一步將大物質(zhì)分選機(jī)無法分出的體積較小的雜質(zhì)分離出來。由表2 可以看出，大物質(zhì)漿料及30 mm篩孔的精細(xì)分選漿料中仍然含有塑料、骨頭等雜質(zhì)，相比而言，10 mm 篩孔的精細(xì)分選漿料中的雜質(zhì)幾乎不明顯，效果較佳，有一定的利用價值。

表1 分選料成分對比

表2 漿料成分對比

3.2 精細(xì)漿料成分分析

為了進(jìn)一步了解精細(xì)漿料的成分，進(jìn)行了過篩（30 目） 分揀實(shí)驗(yàn)（圖12）。可以看出，過篩后篩上物主要是細(xì)碎的有機(jī)纖維及少量的雜質(zhì)如骨頭、辣椒皮、砂粒等，塑料含量微乎其微。由表3 可以看出篩上物比例在30%～50%。另外篩上物是經(jīng)人工擠干，含水率在80%以上。表4 為篩上物分揀數(shù)據(jù)，雜質(zhì)總含量相對較少（3%～4%），其中主要有辣椒皮、砂石玻璃、骨頭等。砂含量為1%～2%，剩余物多為菜、米粒、肉類等有機(jī)食物殘渣。

圖12 精細(xì)漿料過篩分揀

表3 精細(xì)漿料與篩上物檢測結(jié)果

表4 精細(xì)漿料過篩篩上物 g

4 結(jié)論

大物質(zhì)+精細(xì)分選（10 mm） 對原始餐廚垃圾處理效果較好。處理后的大物質(zhì)分選料含水率低于65%，含油率低于1%。處理后的精細(xì)漿料外觀較細(xì)，含油率5%以上。篩上物占比30%～50%，含有的主要成分是菜、米粒、肉類等有機(jī)食物殘渣，雜質(zhì)較少（3%～4%），塑料占比基本為零。