智能餐厨垃圾处理系统的设计

智能餐厨垃圾处理系统的设计

任一平

   格林维尔（厦门）环保科技有限公司    361009

摘要：随着国家经济水平的稳定增长，人们对居住环境和生活质量的需求也在不断地增加。在科技技术的带动下也衍生出了很多关于服务居民生活的设备，其中智能餐厨垃圾处理系统也成为了提高居民生活水平的重要手段。智能餐厨垃圾处理系统能够有效地解决居民垃圾处理时间长、清理不干净和处理后的环境污染等问题，本文针对该系统的整体设计、工艺分析、结构设计和系统设计进行研究，以此来提升餐厨垃圾的处理效率。

关键词：智能化；餐厨垃圾；设计

我国在2021年的餐厨垃圾总量达到了13万余吨，并且呈增长的趋势。餐厨垃圾对生态环境有着很大的影响，严重的危害了居民的身体健康，也是造成城市污染的重要原因之一。餐厨垃圾具有含水量高、有机物含量高、营养物质丰富等特点，非常容易腐坏，对水源、空气、土壤造成了破坏，长期堆积餐厨垃圾导致细菌、病毒的滋生，对国家的公共卫生安全也造成了很大的影响。若是餐厨垃圾没有得到合理的处置，不仅会对物质造成威胁，还会对生态环境和人们的身体健康造成威胁。因此，对于餐厨垃圾的处理也成为了当前全球热门的研究课题。

目前，我国餐饮行业的发展非常之迅速，也导致各种各样的餐厨垃圾诞生，餐厨垃圾也有着两面性。餐厨垃圾处理起来非常复杂，需要有一定的资金支撑，并且餐厨垃圾的处理和回收的周期非常长，在回收过程有可能会造成二次污染。我国在餐厨垃圾方面的研究较晚，与德国、日本这些国家相比在管理、技术和市场上还存在一定差距。目前，我国在餐厨垃圾的处理方式主要有埋填、焚烧、饲料化和厌氧发酵等，但是这些处理方式存在很多的弊端，为了能够高效的进行餐厨垃圾处理工作，减少垃圾的堆积量，缓解城市污染情况，要根据我国的实际情况为出发点，开展餐厨垃圾处理系统设计和相关技术研究，这对国家的长期发展有着重要意义。

我国在餐厨垃圾处理技术上和处理方法上要从餐厨垃圾的特点为入手点，这样才能从根源上解决问题，使餐厨垃圾处理更快速、有效。针对我国当前餐厨垃圾的处理现状，借助生物技术手段来分解餐厨垃圾变成可利用资源，不仅能够从源头上处理餐厨垃圾，并能够控制因为垃圾堆积排放出的有害物质，减少对生活环境的污染。利用生物技术中的微生物协同作用，可以优化处理工艺，实现动态化处理，快速产出有机肥，对餐厨垃圾进行快速清除和资源转化，为餐厨垃圾处理设备的运行参数设定和技术改良提供了非常重要的理论意义。

一、智能餐厨垃圾处理系统设计总体方案

智能餐厨垃圾处理设备是将餐厨垃圾作为基础原料，依据市场需求，利用微生物发酵、智能化控制和远程管理技术来研发的高效处理餐厨垃圾的设备，实现了垃圾处理的智能化、无人化以及自动化。

智能餐厨垃圾设备主要组成为：微生物发酵系统、机械系统、控制系统和监控系统组成。整个系统的运行流程采用多菌种密封发酵技术，将垃圾当中所有的废气进行有效分解，整个处理过程不会产生有害物质，仅在干燥工艺中会产生微量的废气，废气在随着处理过程中产生的水蒸气而释放，垃圾在发酵后经过过滤筛选后会产生有机肥，从而实现餐厨垃圾绿色、高效、节能[1]。这种技术的处理设备融合了多学科的技术，通过机械运作、智能控制和微生物技术构建了微生物发酵环境，利用智能化设备的处理也提升了垃圾处理的效果。

其中智能机器人还可以通过居民远程预约来收集餐厨垃圾，用户通过收集APP来实现餐厨垃圾的处理，当收集的重量达到设定数据之后，通过GPS导航系统，智能机器人会将垃圾送到垃圾回收处来完成对垃圾的处理，并且利用远程监控系统对智能机器人进行管理。

二、智能餐厨垃圾处理系统工艺流程

生物技术的快速发展和崛起，为餐厨垃圾的处理带来了新的希望。与传统的处理技术相比较，生物技术当中的微生物降解技术能够打破餐厨垃圾处理的场地局限性，对垃圾的处理也更干净、更环保，对垃圾的分解率可以达到90%，剩余的垃圾还可以制作成有机肥，对生态环境保护和资源保护都有着重要意义，保障了社会的进步和发展。

为了考虑到垃圾处理过程的二次污染、资源再生率、处理规模以及能源消耗问题，将多菌种和餐厨垃圾在发酵舱中充分混合，利用系统来控制舱内的温度、压强、时间以及菌种数量，对餐厨垃圾进行高效处理。利用加热、冷凝、发酵和干燥等工艺的热交换和平衡分析，使能量能够循环使用，降低垃圾处理过程的能源消耗。借助低压加热使得垃圾中的水分快速蒸发，再经过分解吸附装置对所有的气体进行检测，符合要求后再进行排放，在发酵后可以将残渣进行过滤后便可获得有机肥。智能化、自动化的设备可以提升整个垃圾处理的效率，降低人工成本的开支，优化整个处理环境[2]。

三、智能餐厨垃圾处理系统结构设计

设备系统当中是由整体机架、智能机器人、材料注入机构、发酵舱、搅拌机构以及分解吸附装置机构共同组成的，各机构共同进行运行，使得垃圾和菌种在发酵舱中充分混合，达到标准要求后便可获得有机肥料。

智能机器人按照所设定的系统程序将餐厨垃圾自动运送到材料注入机构当中，材料注入机构通过运输装置后将垃圾送出到发酵舱当中，根据垃圾重量加入适当的菌种，根据舱内的发酵情况对菌种数量进行调整，根据混料原理来设计舱内的结构，通过传动机的带动下使得垃圾和菌种完全混合，根据设定好的工艺流程将发酵完所剩余的残料通过反向螺旋排出，达成一个循环工作流程。

四、智能餐厨垃圾处理控制系统设计

控制系统当中主要由中央控制、机器人控制、设备电机控制、压力控制、温湿度控制、气体测量、液体测量以及远程监控等多个控制模块组成[3]。中央控制模块是整个控制系统当中的总部，负责连接各个模块的信息，通过网络来实现远程控制和机器人运行轨道控制，利用其中的设备电机控制模块来进行上料、加料、混料等，在利用IO模块来对机构、温湿度、压力、气体测量和液体集中进行控制。

当设备进入到自动运行时，可以通过远程操控智能机器人将垃圾进行传输，上料机构中的自动感应系统感知到有材料后就会自动将其运送到发酵舱进行称重，通过分析称重数据加料机构会加入适量的菌种，并控制发酵舱进行转动，让菌种和垃圾进行充分搅拌，在混合搅拌过程当中，真空泵会抽取发酵舱空气使其达到预设的压力值，然后自动启动加热装置，使得舱内的温度达到预设值，最后根据监控模块对舱内的发酵参数以及气液体数值来调整下一步的发酵时间和物料数量，通过自动化和智能化的系统来实现参数的最优化。发酵过程结束后残渣排出获得有机肥，在整个自动化运行处理过程中，各环节设备的参数都可以做到远程监控，为餐厨垃圾分解管理工作提供了极大的便利性。

五、结语

智能餐厨垃圾处理系统打破了餐厨垃圾场地因素的限制，对垃圾实现了就地处理，从而减少了因为垃圾堆积导致的环境污染以及在垃圾运输过程中产生的二次污染。尤其是在恶劣天气下，垃圾堆积产生的刺鼻气味和细菌滋生等问题，对人们的生活都造成了极大影响。通过智能化的处理不仅能够降低环境污染，同时还能生产出有机肥，实现资源的二次利用，从源头上控制餐厨垃圾的问题，实现对餐厨垃圾智能化、无害化、资源化的处理。

参考文献：

[1]林辉斌.关于餐厨垃圾处理技术及资源化利用的相关思考[J].皮革制作与环保科技,2022,302:108-110.

[2]谭业琴,俞钟陆,魏孔忠.“双碳”背景下中国餐厨垃圾处理现状及趋势[J].能源与节能,2022,04:63-65+68.

[3]任立斌,杨军,白圆.以黑水虻为核心的新型餐厨垃圾处理系统的构建[J].甘肃科技,2020,3615:54-57.