厨余废弃物生物联合处理装置的制作方法

本实用新型涉及废弃物处理设备领域，尤其涉及一种厨余废弃物生物联合处理装置。

背景技术：

厨余废弃物主要是指用餐后产生的剩菜、剩饭、剩汤以及烹饪过程中产生废弃食材；当前，对厨余废弃物的处理手段包括焚烧、填埋、制作生态饲料、好氧堆肥、蚯蚓堆肥和食腐昆虫养殖等，其中生物处理手段具有较好的综合效益。由于垃圾分类的成本高昂以及操作困难等原因，在实际使用中，几乎没有企业能够将居民的厨余废弃物专门收集起来集中生态化处理。多数情况下，大部分家庭分类好的厨余废弃物最后还是与普通垃圾一起被简单的焚烧或填埋，既不能发挥这些有机物质的剩余价值又污染环境。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种小型的可供家庭使用的厨余废弃物生物联合处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种厨余废弃物生物联合处理装置，包括箱体、第一引导平台、过滤平台、底层平台和残液盒；

第一引导平台为高低渐变式平台，第一引导平台安装在箱体内部；高低渐变平台是指具有高低变化的平台，例如一块倾斜的平板或者中间高、周围低的圆锥形板，高低渐变平台使得投放在其上的厨余废弃物能够在重力和昆虫的作用下由高处向低处缓慢移动；

箱体上设置有投料口和虫卵投放通道，投料口对应第一引导平台，由投料口投放的厨余废弃物直接落到第一引导平台上；本实用新型的处理装置主要利用黑水虻处理厨余废弃物，第一引导平台为黑水虻幼虫的生活区；虫卵投放通道用于投放黑水虻虫卵；虫卵投放通道可以是一根底部或靠近底部的侧面带有漏孔的圆管或方管，管底位于第一引导平台上，虫卵投放进入之后，孵化出的幼虫自动从漏孔钻出，到达第一引导平台觅食；

过滤平台衔接在第一引导平台的低端，过滤平台包括第一过滤板和位于第一过滤板下方的滤油盒；厨余废弃物本身含有油液，黑水虻幼虫以及细菌在处理厨余废弃物之后也将产生各类液体，这些液体以及箱体内的冷凝水和厨余废弃物残渣、黑水虻幼虫排泄物等逐步移动至过滤平台，其中的液体成分通过第一过滤板进入滤油盒，固体成分在后续混合物的推动下由过滤平台的边缘下落；

底层平台位于第一引导平台和过滤平台的下方，残液盒位于底层平台的下方，底层平台设置有一个或多个通孔连通至残液盒，残液盒内设置有曝气装置；底层平台上放置土壤和蚯蚓，由过滤平台边缘掉落的厨余废弃物残渣、黑水虻幼虫排泄物等混合物最终在底层平台上被蚯蚓食用；底层平台可以是一个平面的过滤板，也可以是一个局部具有漏孔的板，底层平台上蚯蚓和细菌产生的液体能够穿过底层平台最终被残液盒收集。

进一步的，本处理装置还包括第二引导平台，第二引导平台为高低渐变式平台，第二引导平台的高端衔接在过滤平台的边缘。

进一步的，第二引导平台的表面设置有多块斜板或凸起使得第二引导平台的表面呈锯齿形或凹凸起伏呈波浪形；由过滤平台边缘掉落的混合物可能依然包含一些黑水虻幼虫，第二引导平台及其表面的斜板或凸起能够滞留由过滤平台边缘掉落的残余物，延缓残余物进入蚯蚓活动区的时间，同时使得黑水虻幼虫有机会重新爬回第一引导平台，避免黑水虻幼虫进入底层平台的蚯蚓活动区干扰蚯蚓活动；

另一方面，经过黑水虻幼虫取食、抑菌以后，滞留的残余物的第二引导平台也是细菌分解厨余废弃物的最佳场所；对于本实用新型的处理装置而言，第一引导平台位于箱体的最高点，温度最高；第二引导平台位于箱体的中部，温度次之；底层平台位于箱体的最低处，温度最低；这种布置契合黑水虻幼虫、细菌和蚯蚓对温度的需求(一般而言黑水虻幼虫的活跃温度为30-40度，细菌的活跃温度为25-30度，蚯蚓的活跃温度为15-25度)。

进一步的，所述第一引导平台的上表面设置有微孔，微孔有助于滞留有益细菌并适当减缓厨余下滑速度；第一引导平台的下表面设置有由蓄热相变材料制成的温控层，温控层在高温时吸收热量，低温时释放热量，有助于维持第一引导平台始终处于适合黑水虻幼虫生活的温度。

进一步的，所述箱体内设置有过滤仓、储油仓、盐水仓和气体回收仓，滤油盒连通过滤仓，过滤仓连通储油仓和盐水仓；过滤仓将来自滤油盒的液体首先进行油水分离，较轻的油液浮于液面上方并溢出进入储油仓存储，对水进行沉淀及微生物处理，将最终的清液盐水输送至盐水仓；气泵将过滤仓、储油仓、盐水仓和箱体内上部(黑水虻活动区)及下部(蚯蚓活动区)气体抽至气体回收仓；过滤仓内设置有第二曝气装置，为过滤仓内的微生物供氧。

进一步的，过滤仓、储油仓、盐水仓和气体回收仓位于第一引导平台的背面；过滤仓、盐水仓和气体回收仓内都内盛大量的水，水的比热容大，将过滤仓、盐水仓和气体回收仓设置在第一引导平台的背面有助于对第一引导平台保温；同时，过滤仓、储油仓、盐水仓和气体回收仓均具有大量的微生物，其分解有机质的过程是一种放热过程，其产生的热量也有助于对第一引导平台保温。再者，气体回收仓将箱体内的热空气泵入其中，气体回收过程中释放的热量(包括气体本身的热量和溶解热)也能经由相变温控层对第一引导平台形成保温作用。另外，在过滤仓、储油仓、盐水仓、气体回收仓等面向蚯蚓处理区的一面，有热反射材料，一方面加强对第一引导平台的保温作用，另一方面尽量减少向蚯蚓活动区的热辐射。以上各项措施有助于在封闭箱体内部形成一个从黑水虻活动区、细菌活动区再到蚯蚓活动区梯度明显的温度场。

进一步的，所述盐水仓和/或气体回收仓内设置有加热装置，在整个处理装置的使用环境温度过低时，可以开启加热装置。

进一步的，黑水虻活动区较高温度的气体在被气泵抽吸进入气体回收仓之前在盐水仓内盘折成散热管散热，再进入气体回收仓；盐水仓内液体吸收上述之热量，同时在气泵抽吸下，加速蒸发，持续浓缩及至盐分结晶析出，而水蒸气被泵入气体回收仓，与泵入的氨气一起在细菌作用下形成液肥溶液。

进一步的，处理装置还包括冲洗喷管，冲洗喷管安装在第一引导平台的高端和/或过滤平台的上方；居民投放的厨余废弃物难免含有大量的油、盐及刺激性物质，冲洗喷管喷水能够清洗厨余废弃物，减少厨余废弃物的油盐及刺激性物质含量，使其更适合黑水虻幼虫食用，其残余物对蚯蚓的影响更小；冲洗喷管喷出的水包含大量有益细菌，能够对投喂的厨余进行细菌接种，抑制厨余在黑水虻取食之前腐化变质；同时，喷水也能将投喂厨余保持适当湿度方便黑水虻和蚯蚓取食。另外，过滤平台上方的冲洗喷管通过润湿厨余还能够阻止待成熟的预蛹在迁出时误入第二引导平台。再者，包含细菌的液体滴落下来也能一定程度上防止过滤平台上油液凝固堵塞第一过滤板孔眼。

所述过滤平台的第一过滤板为两层，分别为上层过滤板和下层过滤板，上层过滤板和下层过滤板之间设置有毛刷，毛刷经绳索连接至箱体表面的拉手；毛刷的端头设置有用于毛刷复位的弹簧，用户通过拉手牵拉毛刷即可使得毛刷往复运动；毛刷用于清理上层过滤板和下层过滤板的网孔，避免凝固的油脂等杂质堵塞上层过滤板和下层过滤板；同时，毛刷可以供微生物附着繁殖，有助于分解油脂等有机质。

进一步的，所述过滤仓包括浊液仓、第一清液仓、第二清液仓和第三清液仓，浊液仓连通至滤油盒，浊液仓与储油仓在侧壁高位连通，浊液仓与第一清液仓在侧壁低位连通；由于油液总是漂浮于水面之上，进入浊液仓的滤液自然分层，下层的水进入第一清液仓，上层的油液在整个液面上升至连通之处后流入储油仓；

第一清液仓和第二清液仓在侧壁高位连通，第二清液仓和第三清液仓在侧壁低位连通；第三清液仓在侧壁高位设置有管路连通至盐水仓的水体内；第一清液仓、第二清液仓和第三清液仓的工作方式与沉降罐相同，以自然沉淀及微生物分解的方式去除杂质，将最终的清液盐水注入盐水仓；为了提高过滤效果，浊液仓、第一清液仓、第二清液仓和第三清液仓内均可以放置适当的滤材，提高过滤效果并为微生物提供栖息场所，微生物能够帮助分解杂质及污物。

第三清液仓内设置有气举水泵，气举水泵将第三清液仓内的水输送至冲洗喷管。

进一步的，所述底层平台上设置有蚯蚓保护罩；蚯蚓保护罩局部覆盖底层平台上的土壤，局部开口，形成一个半开放的空间；使得整个处理装置的使用初期以及使用期间出现不利于蚯蚓生存的情况下，蚯蚓能够有躲避的空间。

有益效果：(1)本实用新型的处理装置利用第一引导平台和过滤平台在箱体内构建一个立体式空间，上层空间生活黑水虻、下层空间生活蚯蚓；黑水虻、蚯蚓和细菌分工合作将厨余废弃物分解转化，实现了厨余废弃物的生态化处理。(2)本实用新型的处理装置在第一引导平台与底层平台之间设置第二引导平台，帮助黑水虻幼虫在跌落之后重新返回上层空间，避免黑水虻幼虫和蚯蚓互相影响。(3)本实用新型的处理装置在第一引导平台的背面设置温控层，并在引导平台背面布置具有较大比热容的功能性仓体，如过滤仓，气体回收仓等，保障整个箱体内上下空间的温度梯度，为黑水虻、细菌和蚯蚓提供良好的温度环境。(4)本实用新型的处理装置为第一引导平台配置有冲洗喷管，快速去除厨余废弃物的油盐及刺激性物质，既能使厨余废弃物更适合黑水虻幼虫食用及后续蚯蚓处理，也能避免过滤平台堵塞。(5)本实用新型的处理装置在过滤平台设置手动毛刷，方便用户自行疏通过滤平台。(6)本实用新型的处理装置在底层平台设置有局部开口的蚯蚓保护罩，保护蚯蚓在系统启动初期及意外情况下免受黑水虻的干扰(包括气味)。(7)本实用新型的处理装置在气密盐水仓内设置导气散热管，并辅以强制排气，加速淡盐水蒸发浓缩及至盐分逐步析出。

附图说明

图1是实施例1处理装置的立体图。

图2是实施例1处理装置的立体图(隐藏部分箱体)。

图3是实施例1处理装置的虫卵投放通道的零件图。

图4是实施例1处理装置的立体图(第二种视角)。

图5是图4的A放大图。

图6是实施例1处理装置的立体图(第三种视角)。

图7是实施例1处理装置的立体图(第三种视角)。

图8是实施例1处理装置的过滤仓的分布图。

其中：1、第一引导平台；2、底层平台；3、残液盒；4、第二引导平台；5、储油仓；6、盐水仓；7、冲洗喷管；8、蚯蚓保护罩；9、箱体；10、投料口；11、观察窗；12、虫卵投放通道；13、温控层；14、第一过滤板；15、滤油盒；15-1、下层过滤板；16、毛刷；17、绳索；18、拉手；19、弹簧；20、凹凸板；21、曝气装置；22、浊液仓；23、第一清液仓；24、第二清液仓；25、第三清液仓；26、水溶性气体回收仓；27、其他气体回收仓。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图8所示，本实施例的厨余废弃物生物联合处理装置，包括箱体9、第一引导平台1、过滤平台、底层平台2、残液盒3、第二引导平台4、过滤仓、储油仓5、盐水仓6、气体回收仓、冲洗喷管7和蚯蚓保护罩8。

如图1所示，箱体9的上表面设置有投料口10、观察窗11和虫卵投放通道12，投料口10由一块盖板封闭，盖板或者投料口10的周圈设置密封条；虫卵投放通道12是一根靠近底部的侧面带有漏孔的方管，具体如图3所示；

如图2所示，第一引导平台1位于箱体9的上部，呈倾斜状态；第一引导平台1位于投料口10的正下方，由投料口10投放的厨余废弃物能够直接落到第一引导平台1上；虫卵投放通道12的管底位于第一引导平台1上；第一引导平台1的上表面设置有微孔，第一引导平台1的下表面设置有由蓄热相变材料制成的温控层13，温控层13在高温时吸收热量，低温时释放热量；冲洗喷管7安装在第一引导平台1的高端和过滤平台的上方；

过滤平台衔接在第一引导平台1的低端，过滤平台包括第一过滤板14和位于第一过滤板14下方的滤油盒15；如图5所示(为了便于观察，图4和图5均隐藏了第一过滤板14)，滤油盒15内设置有毛刷16，毛刷16经绳索17连接至箱体9表面的拉手18；毛刷16的端头设置有用于毛刷16复位的弹簧19，用户通过拉手18牵拉毛刷16即可使得毛刷16往复运动；滤油盒15的底部设置有下层过滤板15-1，滤油盒15内的含油液体透过下层过滤板15-1后最终流向过滤仓中的浊液仓；毛刷16用于清理第一过滤板14和下层过滤板15-1的网孔，避免凝固的油脂等杂质堵塞第一过滤板14和下层过滤板15-1；同时，毛刷16可以供微生物附着繁殖，有助于分解油脂等有机质；

第二引导平台4呈倾斜状态，第二引导平台4的高端衔接在过滤平台的边缘；第二引导平台4的表面有多块凹凸板20组成，使得第二引导平台4的表面呈较为尖锐的波浪形；

如图6所示，底层平台2位于箱体9的底部，衔接在第二引导平台4的低端，残液盒3位于底层平台2的下方；底层平台2为一块过滤平板，底层平台2上放置土壤和蚯蚓；底层平台2的下方为残液盒3，残液盒3内设置有曝气装置21；蚯蚓保护罩8局部覆盖底层平台2上的土壤，背向第二引导平台开口，形成一个半开放的空间；

如图7和图8所示，第一引导平台1的下部空间设置有过滤仓、储油仓5、盐水仓6和气体回收仓，其中过滤仓包括浊液仓22、第一清液仓23、第二清液仓24和第三清液仓25；

浊液仓22连通至滤油盒15，浊液仓22与储油仓5在侧壁高位连通，浊液仓22与第一清液仓23在侧壁低位连通；第一清液仓23和第二清液仓24在侧壁高位连通，第二清液仓24和第三清液仓25在侧壁低位连通；第三清液仓25在侧壁高位设置有管路连通至盐水仓6的水体内；

黑水虻活动区(箱体9上部)、蚯蚓活动区(箱体9下部)、过滤仓以及盐水仓6均有导气管经由气泵连接到气体回收仓；其中黑水虻活动区导气管穿过盐水仓6，并在盐水仓6内散热部散热以后再进入气体回收仓。

本实施例的厨余废弃物生物联合处理装置是一种家用的小型装置，主要利用黑水虻、蚯蚓和细菌纯生态化处理厨余废弃物，具体工作流程如下：

1.使用者将厨余废弃物(剩菜、剩菜以及烹饪过程中产生废弃食材)由投料口10投入，厨余废弃物落到第一引导平台1上；

2.冲洗喷管7喷水冲洗厨余废弃物；第三清液仓25内安装有气举水泵，冲洗喷管7的喷水由气举水泵提供；

3.如果是首次使用，居民还需要通过虫卵投放通道12，投放黑水虻虫卵；在使用一定时间之后，根据具体情况适当添加黑水虻虫卵；

4.黑水虻虫卵孵化之后从虫卵投放通道12的漏孔爬出，到达第一引导平台1食用厨余废弃物；冲洗喷管7的喷水、厨余废弃物的油脂、冷凝水以及黑水虻和细菌产生各类液体顺着第一引导平台1流入过滤平台的滤油盒15，再经过过滤平台的滤油盒15底部的下层过滤板15-1到达浊液仓22；如图5所示，如果过滤平台处出现堵塞现象，用户通过拉手18和绳索17牵拉毛刷16即可使得毛刷16往复运动，以疏通下层过滤板15-1和第一过滤板14；

5.如图7和8所示，浊液仓22与储油仓5在侧壁高位连通，浊液仓22与第一清液仓23在侧壁低位连通(图8中的灰色填充区域表示连通之处)；由于油液较轻总是漂浮于水面之上，进入浊液仓22的滤液自然分层，下层的水进入第一清液仓23，上层的油液在整个液面上升至连通之处后流入储油仓5；第一清液仓23和第二清液仓24在侧壁高位连通，第二清液仓24和第三清液仓25在侧壁低位连通；第三清液仓25在侧壁高位设置有管路连通至盐水仓6的水体内；第一清液仓23、第二清液仓24和第三清液仓25的工作方式与沉降罐相同，以自然沉淀及生物降解的方式去除杂质，最终的清液淡盐水溢出进入盐水仓6；

6.如图7和8所示，浊液仓22与储油仓5的上方还设置有气体回收仓；气体回收仓包括水溶性气体回收仓26和其他气体回收仓27，水溶性气体回收仓26内存储清水，其他气体回收仓27内存储水、甘油和氧化铁粉末的混合液；气泵通过管道将黑水虻幼虫活动区、蚯蚓活动区、浊液仓22、第一清液仓23、第二清液仓24、第三清液仓25和盐水仓6内的空气持续抽吸至水溶性气体回收仓26的清水内，水蒸气、氨气和部分二氧化碳等气体被吸收，其余气体进入其他气体回收仓27经再次吸收后(被吸收的主要是硫化氢气体和一些脂溶性气体)由排气口排出；其中，浊液仓22、第一清液仓23、第二清液仓24和第三清液仓25均设置有曝气装置(为了图纸清晰，图示中隐藏了这些曝气装置)，为液体内的细菌分解有机质提供必要的氧气；

7.盐水仓内的淡盐水吸收经由黑水虻活动区导气管散热部带来的热量，同时在气泵的持续抽吸作用下，加速蒸发，持续浓缩及至盐分结晶析出；水蒸气泵入到水溶性气体回收仓26中，与一同泵入的氨气一起，在细菌作用下，形成充分稀释的液肥溶液；

8.如图2所示，由于第一引导平台1为斜面，黑水虻幼虫吃剩的厨余废弃物(主要是一些黑水虻幼虫不吃的粗纤维)和黑水虻幼虫的排泄物在重力以及黑水虻幼虫的蠕动作用下逐渐下滑，从过滤平台的边缘落至第二引导平台4上；第二引导平台4上的凹凸板20短暂滞留厨余及排泄物的混合物，供细菌进一步分解；

9.随着厨余及排泄物的混合物的堆积，这些经过黑水虻幼虫和细菌处理后的混合物最终落到底层平台2上，成为蚯蚓的食物；在蚯蚓和细菌的共同作用下最终变成有机质含量适中的蚯蚓土；

10.底层平台2上蚯蚓产生的液体、细菌产生的液体和冷凝水透过底层平台2积累在下方的残液盒3内，残液盒3内的曝气装置21为残液内的细菌分解有机质提供必要的氧气；同时该曝气装置21输入的气体也是本实施例整个厨余废弃物生物联合处理装置气体循环的主要源头，新鲜的空气源源不断进入箱体9内，以维持箱体9内生物的通风需求。

本实施例的厨余废弃物生物联合处理装置构建了一个适合黑水虻、蚯蚓和细菌生活的独立生态环境，将居民生活产生的厨余废弃物分解转化，最终的残液、盐水、蚯蚓和黑水虻(主要是预蛹)无论是重新加以利用还是直接排放至环境中都是无害的，真正实现了居民厨余废弃物的无害化处理。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。