一种餐厨垃圾滤液除油罐及其除油系统的制作方法

本发明属于餐厨垃圾处理领域，尤其是涉及一种餐厨垃圾滤液除油罐及其除油系统。

背景技术：

餐厨垃圾滤液中约含有3％的动植物油脂，潲水油或地沟油中约含有35％～45％的动植物油脂，作为可回收再利用资源，需要对其进行有效的分离和回收。

餐厨垃圾滤液后续将进入厌氧系统，但餐厨滤液中的油脂(长链脂肪酸)会抑制厌氧系统中微生物的活性，从而影响厌氧效果，因此餐厨滤液进入厌氧系统前有必要进行除油。

油脂在加热状态(30℃～70℃)下能够与滤液中水分充分分离，由于密度不同，油脂位于上层，水分位于下层，从而达到分离的效果。

目前行业内的油脂分离及回收方法主要是以三项卧螺离心机加碟式离心机来完成，这种方法主要借鉴与食用油加工业，但事实上并不适用于餐厨垃圾处理行业，其主要原因是餐厨垃圾滤液中油脂含量远低于食用油加工企业物料中含油率，其次，餐厨垃圾全部物料进入三项卧螺离心机，导致卧螺离心机长时间处于高磨损条件下，不仅会降低离心机的使用寿命，而且在运行过程中会带来较大能耗。

目前行业内另一种油脂分离及回收方法是高温湿热水解技术，即将餐厨垃圾全部进行高温蒸煮，使油脂在高温条件下从餐厨垃圾中分离出来，之后进行排油。这种方法在运行过程中需要保证高温(120℃～160℃)状态，能耗较高，提高了除油成本。

目前行业内也有少数工程运用除油罐进行除油，这种除油罐外形为底部呈圆锥体的圆柱罐体，上端除油、下端出水，这种罐体的弊端主要有以下几方面：

1、罐体只有一个排水口，固渣和滤液一同排除，长时间会导致排水管堵塞；

2、罐体上端排油口处液面直径与整个罐体一样，这样使得油脂层15较薄，在排油时会带出大量餐厨滤液中的水分，使得到的油脂含水率过大；

3、已有的加热方式是内置式加热管加热，长时间会被餐厨滤液腐蚀，并且存在加热不均匀的问题；

4、罐体的配水系统样式单一，为普通水管进水，即单一管径的水管，一部分将进液管出口之间设计在罐体底部，这种设计会使滤液在罐体底部形成水平的流动作用，不利于可浮油的上升，另一部分罐体设计是将进液管延长至罐体中下部位置，这种设计产生的进水带有向上运动的速度，会使已经产生的油脂层15被冲破，不利于后续除油；

5、罐体为在运行过程中为全封闭状态，不能直观的观察罐内油脂层15位置，导致除油不完全或出去的油脂中含水率过高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种餐厨垃圾滤液除油罐，以克服现有技术的缺陷，配水均匀、节省能耗，同时方便罐内油位观察，排油含水率低。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种餐厨垃圾滤液除油罐，包括罐体；

所述罐体内设有配水装置和加热装置；罐体外设有油位观察装置；所述配水装置位于罐体的下端，且其成l型设置在罐体内；配水装置的上端延伸至加热装置所在位置，且其顶部高度小于加热装置的顶部高度；所述加热装置位于罐体中间靠下的位置；加热装置上方为所述油位观察装置；

所述油位观察装置包括一有机玻璃管；有机玻璃管的上端和下端分别通过法兰连接有第一不锈钢连通管和第二不锈钢连通管；所述第一不锈钢连通管与罐体顶部的出油口处连接，第二不锈钢连通管与罐体外壁连接。

进一步的，所述配水装置包括安装在罐体上的进液管；所述进液管一端依次连接弯头、异径管；所述异径管顶部安装有支架，支架上安装有反射板；反射板与异径管顶部之间留有间距。

进一步的，所述进液管连接弯头一端延伸至罐体的中部；所述弯头为等径弯头或异径弯头；当弯头为异径弯头时，其与进液管连接端的直径小于异径管上端的直径；所述异径管的中轴线与进液管的中轴线垂直，异径管位于进液管的上方；所述进水管与水平面平行；所述支架为六角支架；所述支架悬空安装在异径管顶部的出液口处。

进一步的，所述异径管下端直径小于上端直径；所述反射板为顶点在下、底面在上的圆锥体；所述反射板与异径管共轴线。

进一步的，所述异径管顶部直径与其高度相等，均为异径管小口径端直径的1.25-1.50倍；反射板顶部的直径为异径管大口径端直径的1.2-1.4倍。

进一步的，所述圆锥体的母线与底面的夹角为14-20°；所述反射板顶部距异径管顶部的间距为异径管小口径端直径的0.5-1.0倍。工程实践中，反射板顶部距异径管顶部的间距优选为0.25-0.5m之间。

进一步的，所述罐体上部内径从下至上依次缩小，罐体下部内径从上至下依次缩小形成固渣导流斜面；所述出油口处设有与水平面成一定坡度设计的排油管；罐体底部设有排渣口和排水管，所述排水管与罐体底部平行设置；所述进液管设置在罐体中间靠近罐体下部的位置；有机玻璃管与罐体的中轴线平行设置。

进一步的，所述罐体上部和下部均为锥状；排油管的坡度为0.3-0.7％；出油口顶部设有呼吸阀。

进一步的，所述加热装置位于罐体内上部和下部之间的位置，且加热装置的材质为不锈钢316；所述加热装置为蒸汽盘管，且加热装置的进口和出口延伸至罐体外。

本发明的另一目的，在于提出一种包含有如上所述的餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统，以应用上述除油罐分离和回收餐厨垃圾滤液中的油脂。

一种包含有如上所述的餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统，包括除油罩，除油罩内设有至少2个所述除油罐；所有除油罐的进液管均连通有进料泵，所有除油罐的排水管均连通有出水泵。

相对于现有技术，本发明所述的一种餐厨垃圾滤液除油罐具有以下优势：

(1)配水装置采用弯头、异径管和反射板，降低水流速度，配水均匀，避免已形成的油脂层15被破坏，且反射板制作工艺简单，弯头、异径管购买方便，整体装置安装过程省时，适用于工业生产。

(2)加热装置采用局部加热方式，且无需加热到高温，节省能耗，此外蒸汽盘管材质为ss316，经久耐腐，且传热快，可使滤液快速升温；加热装置维修方便，易于工业生产操作。

(3)油位观察装置，罐体外接第一不锈钢连通管和第二不锈钢连通管，利用连通器原理，实时观察罐内油位，从而控制排油，解决了现有技术中无法实时观察油脂层15位置的难题；此外，油位观察装置上的有机玻璃管通过法兰与不锈钢连通管连接，这样的设计，可以在有机玻璃管被油脂黏壁，模糊不清的时候方便拆卸，只拆卸有机玻璃管，不需要更换整体装置。

(4)罐体上部锥体缩径设计，极大程度上控制了排油过程中油品的质量，保证了油脂层15的低含水率，解决了现有技术中排油含水率高的问题。

(5)排油口设计带有一定坡度，有利于油脂排出，无需外接油泵，降低能耗。

(6)排水系统设计液渣分离，增加固渣导流斜面设计，固渣自动沉积于罐底，排水管能都避免堵塞，降低故障概率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的餐厨垃圾滤液除油罐主视剖面图；

图2为本发明实施例1所述的餐厨垃圾滤液除油罐中配水装置的结构中反射板与异径管的相对位置示意图；

图3为本发明实施例1所述的包含餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统的主视剖面图；

图4为图3中a处的放大图；

图5为本发明实施例1所述的包含餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统的俯视图；

图6为图5中b处的放大图；

图7为本发明实施例2所述的餐厨垃圾滤液除油罐主视剖面图；

图8为本发明实施例2所述的餐厨垃圾滤液除油罐中配水装置的结构示意图；

图9为本发明实施例2所述的包含餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统的主视剖面图。

附图标记说明：

1-罐体；2-配水装置；201-进液管；202-弯头；203-异径管；204-支架；205-反射板；3-加热装置；301-进口；302-出口；4-油位观察装置；401-第一不锈钢连通管；402-有机玻璃管；403-第二不锈钢连通管；5-固渣导流斜面；6-出油口；7-排油管；8-排渣口；9-排水管；10-呼吸阀；11-第一除油罐；12-进料泵；13-出水泵；14-第二除油罐；15-油脂层；16-油水混合层；17-工作区；18-底座；19-支撑矩形钢；20-安装架；21-除油罩。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

如图1和图2所示，一种餐厨垃圾滤液除油罐，包括罐体1；

所述罐体1内设有配水装置2和加热装置3；罐体1外设有油位观察装置4；所述配水装置2位于罐体1的下端，且其成l型设置在罐体1内；配水装置2的上端延伸至加热装置3所在位置，且其顶部高度小于加热装置3的顶部高度；所述加热装置3位于罐体1中间靠下的位置；加热装置3上方为所述油位观察装置4；

所述油位观察装置4包括一有机玻璃管402；有机玻璃管402的上端和下端分别通过法兰连接有第一不锈钢连通管401和第二不锈钢连通管403；所述第一不锈钢连通管401与罐体1顶部的出油口6处连接，第二不锈钢连通管403与罐体1外壁连接。

油位观察装置4在罐体外接第一不锈钢连通管401、第二不锈钢连通管403及有机玻璃管402，可利用连通器原理，实时观察罐内油位，从而控制排油，解决了现有技术中无法实时观察油脂层15位置的难题。

所述配水装置2包括安装在罐体1上的进液管201；所述进液管201一端依次连接弯头202、异径管203，以改变进液口内径，实现管道扩径，流量相同条件下，降低水流速度，从而降低罐内水力冲击，使已经形成的油脂层15不会被冲破；为了实现了进液分流，避免了进水从进液管201流出后因垂直向上的速度而冲散已有油脂层15，所述异径管203顶部安装有支架204，支架204上安装有反射板205，反射板205与异径管203顶部之间留有间距。反射板205改变了进水流动方向，配水均匀，使滤液能够均匀的分布在罐体1水层内，延长其在加热区域的停留时间，有助于滤液加热，使滤液中油脂上浮；反射板205制作工艺简单，异径管203、弯头202购买方便，整体装置安装过程省时，适用于工业生产。

为了能够增强罐体1内水层内液体的流动性，加快油脂上浮；所述进液管201连接弯头202一端延伸至罐体1的中部；所述弯头202为异径弯头，且其与进液管201连接端的直径小于异径管203上端的直径；所述异径管203的中轴线与进液管201的中轴线垂直，异径管203位于进液管201的上方；所述进水管1与水平面平行；所述支架204为六角支架；所述支架204悬空安装在异径管203的顶部的出液口处。

所述异径管203下端直径小于上端直径；所述反射板205为顶点在下、底面在上的圆锥体；所述反射板205与异径管203共轴线。

所述异径管203顶部直径与其高度相等，均为异径管203小口径端直径的1.35倍；反射板205顶部的直径为异径管203大口径端直径的1.30倍。

所述圆锥体的母线与底面的夹角为17°；所述反射板205顶部距异径管203顶部的间距为异径管203小口径端直径的1.1倍。

所述罐体1上部内径从下至上依次缩小形成罐体1顶部，罐体1下部内径从上至下依次缩小形成固渣导流斜面5，固渣导流斜面5使滤液中的废渣在罐体1底部斜面上通过重力作用进行自动下滑，在排渣口8处沉积；罐体1顶部中间最高处设有所述出油口6，出油口6处设有与水平面成一定坡度设计的排油管7；罐体1底部设有排渣口8和排水管9，排渣口8位于罐体1底部中间最低处，所述排水管9与罐体1底部平行设置，排水管9和罐体1底部采用统一倾斜角度，这样根据重力作用，固渣不会堵塞排水管9，而且根据连通器原理，罐体1内液面高于排水管9即能排水，因此不会出现排水管9堵塞的现象；所述进液管201设置在罐体1中间靠近罐体1下部的位置；有机玻璃管402与罐体1的中轴线平行设置。罐体1下部内径从上至下依次缩小，可方便液体固渣一同排出，排渣口8和排水管9的装置，可保证液体、固渣分开排放，也可避免排水管9堵塞的问题。

所述罐体1上部和下部均为锥状；排油管7的坡度为0.5％，可根据重力作用，有利于油脂排出，无需外接油泵，降低能耗；出油口6顶部设有呼吸阀10。设计罐体1上部形状为锥状，内径由下至上为缩径，使上部分油脂层15逐渐增厚，减小油水临界层对排出油脂含水率的影响，极大程度上控制了排油过程中油品的质量，保证了油脂层15的低含水率，解决了现有技术中排油含水率高的问题。

所述加热装置3位于罐体1内上部和下部之间的位置，且加热装置3的材质为不锈钢316；所述加热装置3为蒸汽盘管，且加热装置3的进口301和出口302延伸至罐体1外。蒸汽盘管的盘管层数为6层。采用该加热装置的优点为：(1)整体除油工艺设计为无需加热到高温，节省能耗；(2)无需为整个罐体1大面积加热，采用局部加热方式，在能够保证除油温度的同时，减小能耗；(3)蒸汽盘管材质为ss316，经久耐腐，且传热快，可使滤液快速升温；(4)如出现故障，维修方便，易于工业生产操作。

上述罐体1底部安装有底座18，底座18下方设有支撑矩形钢19。

本实施例所述除油罐的工作过程为：

餐厨滤液为餐厨垃圾接料斗渗出液体，其中包含餐厨垃圾中的可浮油，根据油脂和水分密度不同的原理进行提取回收。

餐厨滤液经进料泵通过配水系统打入除油罐罐体1内，配水系统运行过程为滤液进入进液管201，通过弯头202和异径管203，在异径管203末端进入罐体1，反射板205位于异径管203的末端上方，可使进水配水均匀。滤液进入罐体1后，在罐体1内静止一定时间进行分层，由于油脂和水的密度不同，罐体内自下而上形成工作区17、油水混合层16和油脂层15，最终油脂逐渐在液体上方形成油膜，通过油位观察装置4查看油膜位置及厚度，再从排油管7排出完成除油。静止过程中，滤液中的固渣会缓慢沉降，降落到罐体1底部的固渣，会在固渣导流斜面5上沿斜面下滑至排渣口8沉积。排油后开始排水，此时打开排水管9口阀门，设备开始排水，此时水相中的固渣会排水结束后，关闭阀门。排渣口8不随排水口阀门开启而开启，通常情况下，当固渣在罐体1底部沉积一定量时再进行统一排渣。

如图3-6所示，一种包含如上所述的餐厨垃圾滤液除油罐的除油系统，包括除油罩21，除油罩21内设有2个所述除油罐；这两个除油罐分别为第一除油罐11和第二除油罐14；第一除油罐11和第二除油罐14的进液管201均连通有进料泵12，第一除油罐11和第二除油罐14的排水管9均连通有出水泵13。第一除油罐11和第二除油罐14的均通过支撑矩形钢19安装在安装架20上，除油罩21下端安装在安装架20上。

本实施例所述除油系统的具体运行步骤如下：

1、除油系统运行准备阶段：

1.1、第一除油罐11的进料泵12开启将餐厨滤液通过进液管201打进第一除油罐11，当液位达到一定高度(工艺参数-低于溢流口的液位高度)关闭第一除油罐11的进料泵12；

1.2、第二除油罐14的进料泵12开启将餐厨滤液打进第二除油罐14，当液位达到一定高度(工艺参数-低于溢流口的液位高度)关闭进料泵12；

1.3、第一除油罐11和第二除油罐14通过蒸汽盘管保持恒温，温度维持在35～40℃。

2、除油系统运行阶段：

2.1、第一除油罐11在满液位时，恒温静止一定时间，在餐厨滤液表面形成油脂层15，实现油水分离；

2.2、静置一段时间后，第一除油罐11的进料泵12开启，打进第一除油罐11一定容量餐厨滤液，此时罐内液位升高，油脂层15通过排油管7排出；

2.3、第一除油罐11的进料泵12完成进料后关闭；

2.4、第一除油罐11出水泵13开启将罐内水相排出，当罐内液位降低一定高度时，第一除油罐11的出水泵13关闭。

2.5、第一除油罐11的进料泵12二次开启，当罐内液位升高到指定高度(工艺参数-低于溢流口的液位高度)时，进料泵12关闭，第一除油罐11完成一个除油周期，继续从2.2-2.5步骤开始新的运行周期；

2.6、在第一除油罐11处于2.2步骤时，第二除油罐14正处于分层静止过程中；

2.7、当第二除油罐14分层静止时间结束后，同第一除油罐11的2.2-2.5步骤继续运行。

2.8、排渣口8定期打开进行排渣，但不需要每次出水泵13运行时都打开排渣口8。

实施例2

本实施例所述的餐厨垃圾滤液除油罐及其除油系统均与实施例1基本相同，不同之处在于：如图7-9所示，所述配水装置的弯头2为等径弯头，优选为90°弯头。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。