廚房垃圾高效破碎除雜成套化裝置設(shè)計與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國居民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾的產(chǎn)生量與日俱增，生活垃圾合理化處理處置問題亟待解決。作為垃圾資源化利用的最佳處置方式之一，廚房有機垃圾厭氧產(chǎn)沼能源化利用技術(shù)已被廣泛研究及應(yīng)用。然而，受我國居民生活方式和分類意識的影響，分類后的廚房垃圾中雜質(zhì)率依然較高，未經(jīng)破碎除雜處理的廚房垃圾如果直接進行厭氧發(fā)酵不僅會降低厭氧產(chǎn)沼反應(yīng)器的生物質(zhì)傳質(zhì)與轉(zhuǎn)化效率，而且極易導(dǎo)致厭氧消化反應(yīng)器徹底崩潰。為有效降低廚房垃圾雜質(zhì)含量，確保廚房垃圾厭氧

2、產(chǎn)沼反應(yīng)器設(shè)備的穩(wěn)定運行，本研究以杭州市分類產(chǎn)生的廚房垃圾為研究對象，設(shè)計與加工了一套廚房垃圾破碎除雜成套化裝置，并開展了聯(lián)機調(diào)試與優(yōu)化試驗。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)系統(tǒng)分析了杭州市城市生活垃圾分類產(chǎn)生的廚房垃圾理化性質(zhì)。通過對杭州市廚房垃圾理化性質(zhì)調(diào)研與分析發(fā)現(xiàn)，廚房垃圾可腐有機質(zhì)組分平均達到68.36％，生物質(zhì)中VS/TS高達71.43％，C/N平均值為15，表明廚房垃圾所含生物質(zhì)可作為有機廢棄物厭氧產(chǎn)沼能源化利用理想的

3、材料;然而，分類產(chǎn)生的廚房垃圾雜質(zhì)率高達30％以上，主要包括塑料、紡織物類、木竹類、玻璃類、磚瓦陶瓷類等，這些雜質(zhì)的存在將嚴(yán)重制約其通過厭氧產(chǎn)沼工藝實現(xiàn)能源化利用。
　　(2)以廚房垃圾生物質(zhì)高效破碎和分步分段除雜理念為依據(jù)，提出兩套廚房垃圾破碎除雜成套化裝置概念設(shè)計方案，開展了廚房垃圾破碎、除雜、勻質(zhì)于一體的廚房垃圾生物質(zhì)純化裝置的設(shè)計，并進行了對比分析和評估。在此基礎(chǔ)上，選擇立式預(yù)處理裝置概念設(shè)計方案，系統(tǒng)計算了各功能單元尺寸

4、及功能參數(shù)，設(shè)計裝置的總體尺寸為1.6 m×1.6 m×3.5 m,整機運轉(zhuǎn)所耗理論功率為41.91 kW，理論處理量為5t/h，單位物料處理理論比能耗為8.4 kW·h/t-垃圾。
　　(3)運用三維Solidworks軟件，結(jié)合傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)，構(gòu)建虛擬樣機，同時運用FEA有限元分析對功能零件校核優(yōu)化。開展了以虛擬樣機為依據(jù)，完成各零部件材料選型、加工、裝配和樣機聯(lián)機調(diào)試審核。并以模擬垃圾為試驗對象，進一步優(yōu)化功能區(qū)運行參數(shù)。