Hệ thống xử lý chất thải thực phẩm tự động để phân hủy chất thải hữu cơ

Thiết bị xử lý chất thải nhà bếp tích hợp này được trang bị màn hình cảm ứng Kunlun Tongtai 10 inch và hệ thống điều khiển tích hợp hoàn toàn thông minh PLC của Siemens. Nó thuộc về thiết bị xử lý tài nguyên tại chỗ được phân phối, có thể hoàn thành việc giảm thiểu, xử lý vô hại và sử dụng tài nguyên tại nguồn phát sinh chất thải mà không cần vận chuyển đường dài. Thích hợp cho các kịch bản thương mại với công suất xử lý hàng ngày từ 500kg đến 5 tấn, nó được sử dụng rộng rãi trong căng tin của chính phủ và doanh nghiệp, khuôn viên trường, siêu thị lớn, khu công nghiệp và cộng đồng dân cư tập trung, đáp ứng các yêu cầu chính sách trong nước về phân loại chất thải và sử dụng tài nguyên chất thải rắn. Toàn văn có tổng cộng 2012 từ.

Cấu trúc thiết bị tổng thể và cấu hình phần cứng cốt lõi

cácthiết bịsử dụng cấu trúc gắn trượt tích hợp khép kín và toàn bộ máy được hàn bằng tấm thép không gỉ 304 cấp thực phẩm, có khả năng chống ăn mòn axit hữu cơ, vết dầu và dễ lau chùi. Toàn bộ máy được chia thành sáu bộ phận tích hợp: mô-đun tiền xử lý, mô-đun tách dầu-nước, mô-đun phân hủy vi sinh vật hiếu khí, mô-đun khử mùi khí thải, mô-đun xả cặn và bộ điều khiển điện thông minh. Nó không cần hỗ trợ kỹ thuật dân dụng và có thể được đưa vào sử dụng trực tiếp sau khi cấp điện và cấp nước.

Khác với các thiết bị nghiền và khử nước đơn giản trên thị trường, chiếc máy này loại bỏ thiết kế đường ống phân chia bên ngoài. Tất cả các đường ống, quạt và các bộ phận trao đổi nhiệt đều được tích hợp trong tủ, có vẻ ngoài gọn gàng và diện tích sàn chỉ 12-22 ㎡, thích hợp cho việc lắp đặt phòng thiết bị trong nhà và ngoài trời.

Phần cứng điều khiển điện cốt lõi áp dụng sơ đồ điều khiển công nghiệp phù hợp trước đó:

• Thiết bị đầu cuối tương tác người-máy: Màn hình cảm ứng công nghiệp Kunlun Tongtai 10 inch, có khả năng chống vết dầu, chống hơi nước và khả năng hoạt động ở nhiệt độ rộng cấp công nghiệp, có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhà bếp ẩm ướt từ -10oC ~ 60oC.
• Lõi điều khiển logic: PLC dòng Siemens S7-200 SMART, được trang bị nguồn dòng không đổi điện áp cao tần số cao do Shengyuan tự phát triển để cung cấp năng lượng khử mùi phụ trợ, tạo thành một kiến ​​trúc điều khiển vòng kín logic đầy đủ.

Các thành phần phần cứng phụ trợ bao gồm máy nghiền trục vít hoàn toàn tự động, máy khử nước trục vít hai giai đoạn, bộ tách dầu-nước ba pha, bể khuấy sục khí nhiệt độ không đổi, bộ phận khử mùi kết hợp quang phân UV + phun sinh học, bể thu gom nước thải ngưng tụ và mô-đun gia nhiệt phụ trợ khử trùng ở nhiệt độ cao. Tất cả các bộ phận dẫn động được kết nối với bus PLC để thực hiện bảo vệ liên kết khởi động-dừng và khóa liên động, loại bỏ hiện tượng kẹt thiết bị và lỗi tràn do vận hành sai thủ công.

Logic điều khiển tích hợp hoàn toàn thông minh (Giải thích chi tiết về hệ thống điều khiển công nghiệp hỗ trợ)

Thiết bị sử dụng điều khiển lập trình độc lập hoàn toàn logic PLC của Siemens, loại bỏ điều khiển thời gian đơn truyền thống và được trang bị logic phản hồi cảm biến vòng kín, là cốt lõi của hoạt động thông minh của toàn bộ máy.

Hệ thống này được xây dựng với năm loại cảm biến về độ ẩm vật liệu, nhiệt độ buồng, nồng độ oxy, nồng độ khí thải và dòng điện của thiết bị, thu thập các thông số vận hành trong thời gian thực và truyền chúng trở lại màn hình cảm ứng Kunlun Tongtai. Người vận hành không cần kiến ​​thức điều khiển công nghiệp chuyên nghiệp và chỉ có thể hoàn thành việc sửa đổi tham số, chuyển đổi chế độ và xem dữ liệu thông qua màn hình cảm ứng. Giao diện màn hình được chia thành năm phần: gỡ lỗi thủ công, vận hành tự động, báo lỗi, sổ cái dữ liệu và giao tiếp từ xa, có thể hiển thị trọng lượng thức ăn, tốc độ khử nước, nhiệt độ lên men trong buồng, nồng độ phát thải amoniac và hydro sunfua cũng như mức tiêu thụ năng lượng tích lũy của thiết bị trong thời gian thực.

Ưu điểm cốt lõi của công nghệ điều khiển logic hoàn toàn được thể hiện ở khả năng điều chỉnh thích ứng:

• Hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ nghiền và áp suất ép đùn theo độ ẩm của thức ăn.
• Nó tự động khởi động và dừng quạt sục khí theo nồng độ oxy trong buồng, tránh mùi kỵ khí do thiếu oxy trong quá trình lên men hiếu khí.
• Nó liên kết với nguồn dòng điện không đổi điện áp cao tần số cao Shengyuan theo nồng độ khí thải để điều chỉnh công suất đầu ra điện áp cao của quá trình quang phân UV. Máy vận hành ở công suất thấp đối với khí thải có nồng độ thấp để tiết kiệm 30% điện năng và hoạt động hết công suất để khử mùi đối với khí thải có nồng độ cao.

Đồng thời, hệ thống được thiết lập logic khóa liên động an toàn đa cấp: cấm máy nghiền khởi động khi buồng cấp liệu chưa đóng; buồng khử nước tự động đảo chiều để loại bỏ tắc nghẽn khi quá tải; quá trình làm mát phun được tự động khởi động khi nhiệt độ trong buồng quá cao; toàn bộ máy buộc phải tắt khi quạt khí thải bị hỏng, để tránh các mối nguy hiểm an toàn tiềm ẩn ở cấp độ chương trình.

Ngoài ra, thiết bị hỗ trợ mở rộng IoT cổng nối tiếp 485, có thể kết nối với nền tảng vệ sinh thông minh của nhà máy để thực hiện dừng khởi động từ xa, cảnh báo SMS bất thường và tự động xuất báo cáo điều trị hàng tháng.

Các chỉ số xử lý và quy trình được tiêu chuẩn hóa

Toàn bộ máy áp dụng quy trình khép kín hoàn toàn tự động gồm "cho ăn - nghiền và loại bỏ tạp chất - tách dầu-nước - khử nước - lên men vi sinh vật hiếu khí - xử lý khí thải và nước thải - thải cặn". Toàn bộ quá trình được khép kín mà không tiếp xúc và chu trình xử lý một đợt là trong vòng 24 giờ.

1. Cho ăn kín: Bằng tay hoặc qua băng chuyền, đổ rác thải nhà bếp đã được phân loại thành các mảnh vụn lớn vào phễu tiếp liệu đóng kín. Phễu tự động đóng lại khi cảm nhận nguyên liệu để chặn mùi tràn vào.
2. Nghiền và loại bỏ tạp chất: Máy nghiền trục vít nghiền hỗn hợp trái cây, rau củ, thịt, xương thành các hạt có kích thước dưới 5 mm, đồng thời loại bỏ các mảnh vụn không phân hủy như nhựa, vải.
3. Tách dầu-nước ba pha: Vật liệu được tách thành dầu thải, nước thải hữu cơ và cặn rắn bằng công nghệ tách ly tâm. Dầu thải được thu gom riêng và có thể được tái chế bởi các đơn vị đủ tiêu chuẩn để sản xuất dầu diesel sinh học, tận dụng tối đa nguồn tài nguyên dầu.
4. Đùn khử nước: Giảm độ ẩm của cặn rắn từ 80% -85% xuống dưới 45% và khối lượng vật liệu trực tiếp giảm hơn 70%.
5. Lên men hiếu khí ở nhiệt độ không đổi: Bổ sung các chủng vi sinh tổng hợp đặc biệt chịu được nhiệt độ cao. PLC điều khiển chính xác nhiệt độ trong buồng ở mức 65-75oC. Với việc sục khí và khuấy không liên tục, các vi sinh vật nhanh chóng phân hủy các chất hữu cơ như tinh bột, protein và chất béo, đồng thời tiêu diệt các mầm bệnh như salmonella và trứng giun đũa để hoàn thành quá trình khử trùng vô hại.
6. Xử lý giai đoạn cuối: Khí thải tạo ra từ quá trình lên men được phân hủy bằng phương pháp quang phân UV điện áp cao tần số cao và phun sinh học, loại bỏ hơn 98% amoniac và hydro sunfua, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn phát thải ở độ cao thấp. Nước thải tách ra được thải vào bể xử lý sơ bộ nước thải của nhà máy, sau đó thải vào mạng lưới đường ống sau khi đáp ứng tiêu chuẩn đầu vào của mạng lưới đường ống thành phố.

Được kiểm tra bởi cơ quan bảo vệ môi trường bên thứ ba, các chỉ số xử lý cốt lõi của thiết bị tuân thủThông số kỹ thuật xử lý chất thải nhà bếp:

• Tỷ lệ giảm nguyên liệu tổng thể ≥ 92%, tỷ lệ thải cặn ≤ 8%.
• Khí thải đạt tiêu chuẩn loại II củaTiêu chuẩn phát thải đối với chất ô nhiễm có mùi.
• Độ trưởng thành chất hữu cơ của cặn đạt đến Cấp Ⅲ trở lên, có thể được sử dụng trực tiếp làm phân bón nền vườn và chất điều hòa đất mà không cần chất thải rắn thứ cấp.

Thiết kế bảo vệ an toàn và giảm tiếng ồn môi trường

Nhắm đến ba vấn đề chính về môi trường là độ ẩm, mùi và tiếng ồn cao ở bếp sau, thiết bị được tối ưu hóa với thiết kế giảm tiếng ồn, khử mùi và chống ăn mòn toàn diện.

Ngăn ngừa và kiểm soát mùiáp dụng sơ đồ kép về niêm phong nguồn + suy thoái thiết bị đầu cuối. Tất cả các buồng chuyển vật liệu đều được bịt kín bằng áp suất âm silica gel và buồng duy trì trạng thái áp suất vi âm để ngăn mùi rò rỉ qua các khe hở. Được trang bị hệ thống phát điện cao áp thông minh hoàn toàn tần số cao do Shengyuan tự phát triển, nó phá vỡ các phân tử khí thải thông qua quá trình ion hóa điện áp cao, bù đắp cho khuyết điểm về hiệu suất suy giảm thấp của phun sinh học truyền thống ở nhiệt độ thấp và đảm bảo hiệu quả khử mùi ổn định ở nhiệt độ thấp và thời tiết mưa.

Giảm tiếng ồn: Máy nghiền và quạt đều được trang bị đế hấp thụ sốc giảm chấn và đường ống giảm thanh. Độ ồn khi hoạt động của toàn bộ máy ≤ 58 dB, thấp hơn giới hạn tiếng ồn 60 dB của các nhà máy công nghiệp, không gây ảnh hưởng đến văn phòng và khu vực sinh hoạt xung quanh.

Bảo vệ an toànđược thiết kế với ba lớp bảo vệ cơ, điện và chống cháy:

• Đầu cơ: Được trang bị thiết bị dừng khẩn cấp cảm ứng từ cơ thể con người, thiết bị này sẽ tự động cắt nguồn điện khi nhân viên vô tình đi vào khu vực cho ăn.
• Đầu điện: PLC Siemens được tích hợp tính năng chống rò rỉ, quá tải và mất pha, đồng thời màn hình Kunlun Tongtai hiển thị mã lỗi điện theo thời gian thực.
• Phòng cháy chữa cháy: Buồng được trang bị thiết bị bình xịt chữa cháy cảm biến nhiệt độ để đối phó với nguy cơ cháy bất thường do quá trình lên men ở nhiệt độ cao.

Toàn bộ máy đã đạt cấp bảo vệ chống nước và chống bụi IP54, thích ứng với các điều kiện làm việc khắc nghiệt của việc rửa sàn nhà bếp phía sau và khuếch tán hơi nước, đồng thời tránh các vấn đề ngắn mạch và ăn mòn tấm.

Chi phí vận hành & bảo trì và lợi ích kinh tế của ứng dụng

So với phương thức vận chuyển ra ngoài và chôn lấp truyền thống, xử lý thông minh tại chỗ có lợi thế kinh tế đáng kể.

Chi phí vận hành và bảo trì chủ yếu bao gồm ba hạng mục: vật tư tiêu hao, điện nước và nhân công:

• Các chủng vi sinh vật có hiệu quả trong 6 tháng sau một lần bổ sung, với chi phí tiêu thụ hàng ngày cực thấp.
• Dựa vào logic tiết kiệm điện thích ứng PLC, model 500kg chỉ tiêu thụ 22 kWh điện mỗi ngày, thấp hơn nhiều so với các thiết bị phi tiêu chuẩn có cùng thông số kỹ thuật.
• Chuyển dạ chỉ cần cho ăn một lần mỗi ngày và loại bỏ cặn bã mỗi tuần. Một người có thể quản lý cùng lúc 2-3 bộ thiết bị và không cần nhân viên vận hành, bảo trì toàn thời gian.

Về mặt so sánh chi phí, chi phí vận chuyển và xử lý rác thải nhà bếp đô thị ra bên ngoài hiện nay thường là 280-350 nhân dân tệ mỗi tấn, bao gồm chi phí vận chuyển, chôn lấp và xử lý bảo vệ môi trường. Sau khi sử dụng máy này, chi phí vận chuyển ra bên ngoài có thể được loại bỏ hoàn toàn. Đồng thời, dầu thải và cặn phân hủy có thể được bán làm tài nguyên để tạo thu nhập ngược lại. Tính toán dựa trên kịch bản, một căng tin có công suất xử lý hàng ngày là 3 tấn, có thể tiết kiệm hơn 300.000 nhân dân tệ chi phí vận chuyển và xử lý ra nước ngoài mỗi năm, đồng thời thu nhập hàng năm từ các sản phẩm phụ dựa trên tài nguyên là 40.000-60.000 nhân dân tệ.

Quá trình vận hành và bảo trì hàng ngày vô cùng đơn giản. Dựa vào chức năng tự kiểm tra bằng một cú nhấp chuột của màn hình cảm ứng, thiết bị sẽ tự động phát hiện trạng thái của quạt, cảm biến, nguồn điện cao áp và động cơ khuấy mỗi ngày khi khởi động. Trường hợp có bất thường, màn hình bật lên nhắc điểm lỗi và cách khắc phục, không cần tháo rời thiết bị để kiểm tra. Mỗi năm chỉ cần vệ sinh sâu toàn bộ máy một lần, bôi trơn ổ trục và hiệu chỉnh nguồn dòng không đổi điện áp cao và thời gian bảo trì định kỳ không quá 4 giờ, với tổn thất tắt máy cực thấp.

Giới hạn ứng dụng và hướng dẫn tuân thủ

Cái nàythiết bịchỉ xử lý chất thải hữu cơ nhà bếp tinh khiết. Cấm đặt các mảnh vụn không thể phân hủy như xương lớn, vỏ sò, nhựa, thủy tinh, kim loại và khăn ướt để tránh mài mòn đầu cắt và tắc nghẽn đường ống.

Về mặt tuân thủ, thiết bị đã đạt được chứng nhận sản phẩm bảo vệ môi trường, báo cáo kiểm tra phát thải mùi và báo cáo kiểm tra an toàn điện. Dư lượng phân bón hữu cơ sản xuất đạt tiêu chuẩn đất vườn, không yêu cầu tiêu chuẩn xử lý chất thải nguy hại. Nó chỉ có thể được đưa vào sử dụng sau khi hoàn thành hồ sơ bảo vệ môi trường tại địa phương.

So với các trạm xử lý phân hủy kỵ khí tập trung quy mô lớn, máy này không yêu cầu hỗ trợ kỹ thuật dân dụng và chống cháy nổ khí sinh học quy mô lớn. Chi phí đầu tư chỉ bằng 1/8 thiết bị tập trung, thời gian thi công ngắn, ngưỡng hạ cánh thấp. Đây là sự lựa chọn chủ đạo cho việc xử lý chất thải nhà bếp phân tán hiện nay.

Bản tóm tắt

Thiết bị xử lý chất thải nhà bếp này tích hợp ba công nghệ hỗ trợ tự phát triển: quy trình tích hợp cơ khí, điều khiển thông minh màn hình cảm ứng Siemens PLC + Kunlun Tongtai và xử lý khí thải cung cấp điện cao áp tần số cao Shengyuan. Nó giải quyết bốn điểm yếu chính của ngành xử lý chất thải nhà bếp truyền thống: ô nhiễm do vận chuyển, tiêu thụ năng lượng cao, vận hành và bảo trì phức tạp cũng như mùi quá mức.

Nó thực hiện việc giảm nguồn, khử trùng vô hại và tận dụng nguồn tài nguyên kép dầu và nước của chất thải nhà bếp. Đồng thời, dựa vào điều khiển vòng kín logic hoàn toàn, nó đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định lâu dài và ít lỗi. Trên nền tảng phân loại rác thải sinh hoạt thông thường và chính sách giảm phát thải chất thải rắn "carbon kép", thiết bị này có thể giúp các đơn vị chính phủ và doanh nghiệp hoàn thành đánh giá giảm phát thải chất thải rắn và giảm chi phí gia công vệ sinh, mang lại lợi ích về môi trường, kinh tế và xã hội.