نظام آلي لمعالجة النفايات الغذائية لتحلل النفايات العضوية

تم تجهيز معدات معالجة نفايات المطبخ المتكاملة بشاشة لمس Kunlun Tongtai مقاس 10 بوصة ونظام تحكم متكامل ذكي بالكامل من Siemens PLC. إنها تنتمي إلى معدات التخلص من الموارد الموزعة في الموقع، والتي يمكنها إكمال التخفيض والمعالجة غير الضارة واستخدام الموارد في مصدر توليد النفايات دون النقل لمسافات طويلة. مناسب للسيناريوهات التجارية بقدرة معالجة يومية تتراوح من 500 كجم إلى 5 أطنان، ويستخدم على نطاق واسع في المقاصف الحكومية والمؤسساتية والحرم الجامعي ومحلات السوبر ماركت الكبيرة والمجمعات الصناعية والمجتمعات السكنية المركزة، مما يلبي متطلبات السياسة المحلية لتصنيف النفايات واستخدام موارد النفايات الصلبة. يبلغ إجمالي النص الكامل 2012 كلمة.

الهيكل العام للمعدات وتكوين الأجهزة الأساسية

المعداتتعتمد هيكلًا مغلقًا ومتكاملًا ومثبتًا على الانزلاق، والماكينة بأكملها ملحومة بـ 304 ألواح من الفولاذ المقاوم للصدأ الآمن غذائيًا، وهي مقاومة للتآكل بالأحماض العضوية وبقع الزيت وسهلة التنظيف. الآلة بأكملها مقسمة إلى ست وحدات متكاملة: وحدة المعالجة المسبقة، وحدة فصل الزيت عن الماء، وحدة التحلل الميكروبي الهوائي، وحدة إزالة الروائح الكريهة من غاز النفايات، وحدة تفريغ البقايا ووحدة التحكم الكهربائية الذكية. لا يتطلب أي دعم في الهندسة المدنية ويمكن استخدامه مباشرة بعد إمداد الطاقة والمياه.

تختلف عن معدات التكسير والتجفيف البسيطة الموجودة في السوق، فهذه الآلة تلغي تصميم خط الأنابيب المقسم الخارجي. تم بناء جميع خطوط الأنابيب والمراوح ومكونات التبادل الحراري في الخزانة، بمظهر أنيق ومساحة أرضية تبلغ 12-22 مترًا مربعًا فقط، وهي مناسبة لتركيب غرفة المعدات الداخلية والخارجية.

تعتمد أجهزة التحكم الكهربائية الأساسية نظام التحكم الصناعي المطابق مسبقًا:

• محطة التفاعل بين الإنسان والآلة: شاشة اللمس الصناعية Kunlun Tongtai مقاس 10 بوصات، مع مقاومة بقع الزيت، ومقاومة بخار الماء وقدرة التشغيل على درجة حرارة واسعة من الدرجة الصناعية، يمكن أن تعمل بثبات في بيئة المطبخ الخلفية الرطبة التي تتراوح من -10 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية.
• جوهر التحكم المنطقي: سلسلة Siemens S7-200 SMART PLC، مجهزة بمصدر تيار ثابت عالي التردد عالي الجهد من Shengyuan لإمدادات الطاقة الإضافية لإزالة الروائح الكريهة، مما يشكل بنية تحكم منطقية كاملة للحلقة المغلقة.

تشتمل مكونات الأجهزة المساعدة على الكسارة اللولبية الأوتوماتيكية بالكامل، ومجفف البثق اللولبي على مرحلتين، وفاصل الزيت والماء ثلاثي الطور، وخزان التحريك للتهوية بدرجة حرارة ثابتة، والتحلل الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية + وحدة إزالة الروائح المركبة بالرش البيولوجي، وخزان تجميع مياه الصرف الصحي المكثف ووحدة التسخين المساعدة للتعقيم بدرجة حرارة عالية. يتم توصيل جميع مكونات التشغيل بحافلة PLC لتحقيق حماية بدء التشغيل والإيقاف والتعشيق، مما يزيل تشويش المعدات وفشل الفائض الناجم عن سوء التشغيل اليدوي.

منطق التحكم المتكامل الذكي بالكامل (شرح تفصيلي لدعم نظام التحكم الصناعي)

تعتمد المعدات التحكم المنطقي الكامل في البرمجة المستقلة من Siemens PLC، متخلية عن التحكم التقليدي في التوقيت الفردي، ومجهزة بمنطق ردود الفعل لجهاز الاستشعار ذو الحلقة المغلقة، والذي يعد جوهر التشغيل الذكي للآلة بأكملها.

تم بناء النظام بخمسة أنواع من أجهزة الاستشعار لمحتوى رطوبة المواد، ودرجة حرارة الغرفة، وتركيز الأكسجين، وتركيز غاز النفايات، وتيار المعدات، والتي تجمع معلمات التشغيل في الوقت الحقيقي وترسلها مرة أخرى إلى شاشة اللمس Kunlun Tongtai. لا يحتاج المشغلون إلى معرفة احترافية بالتحكم الصناعي، ويمكنهم إكمال تعديل المعلمات وتبديل الأوضاع وعرض البيانات فقط من خلال شاشة اللمس. تنقسم واجهة الشاشة إلى خمسة أقسام: التصحيح اليدوي، والتشغيل التلقائي، وإنذار الخطأ، ودفتر البيانات والاتصال عن بعد، والتي يمكنها عرض وزن التغذية، ومعدل الجفاف، ودرجة حرارة التخمير في الغرفة، وتركيز انبعاث الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين، واستهلاك الطاقة التراكمي للمعدات في الوقت الحقيقي.

تنعكس الميزة الأساسية لتقنية التحكم المنطقي الكامل في التعديل التكيفي:

• يقوم النظام تلقائيًا بضبط سرعة التكسير وضغط تجفيف البثق وفقًا لمحتوى الرطوبة في التغذية.
• تقوم تلقائيًا بتشغيل وإيقاف مروحة التهوية وفقًا لتركيز الأكسجين في الغرفة، مما يتجنب الرائحة اللاهوائية الناتجة عن نقص الأكسجين في التخمير الهوائي.
• إنه يرتبط بمصدر تيار ثابت عالي الجهد وعالي التردد من Shengyuan وفقًا لتركيز غاز النفايات لضبط طاقة الخرج ذات الجهد العالي للتحلل الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية. يعمل بطاقة منخفضة لغاز النفايات منخفض التركيز لتوفير 30% من الكهرباء، ويعمل بكامل طاقته لتقليل الرائحة لغاز النفايات عالي التركيز.

في الوقت نفسه، تم ضبط النظام بمنطق قفل الأمان متعدد المستويات: يُحظر على الكسارة البدء عندما لا تكون غرفة التغذية مغلقة؛ تنعكس غرفة الجفاف تلقائيًا لإزالة الانسداد عند التحميل الزائد؛ يبدأ تبريد الرش تلقائيًا عندما تكون درجة الحرارة في الغرفة مرتفعة جدًا؛ يتم إجبار الآلة بأكملها على إيقاف التشغيل عندما تتعطل مروحة غاز النفايات، وذلك لتجنب مخاطر السلامة المحتملة على مستوى البرنامج.

بالإضافة إلى ذلك، تدعم المعدات توسيع IoT بمنفذ تسلسلي 485، والذي يمكن توصيله بمنصة الصرف الصحي الذكية بالمصنع لتحقيق إيقاف التشغيل عن بعد، وإنذار الرسائل القصيرة غير الطبيعية والتصدير التلقائي لتقارير العلاج الشهرية.

مؤشرات موحدة لتدفق العملية والعلاج

تعتمد الآلة بأكملها عملية حلقة مغلقة أوتوماتيكية بالكامل من "التغذية - التكسير وإزالة الشوائب - فصل الزيت عن الماء - تقليل الجفاف - التخمير الميكروبي الهوائي - غاز النفايات ومعالجة مياه الصرف الصحي - تصريف المخلفات". يتم إغلاق العملية برمتها دون التعرض، وتكون دورة العلاج دفعة واحدة في غضون 24 ساعة.

1. تغذية مغلقة: يدويًا أو عبر الحزام الناقل، قم بوضع نفايات المطبخ المصنفة من الحطام الكبير في قادوس التغذية المغلق. يتم إغلاق القادوس تلقائيًا عند استشعار المواد لمنع تدفق الرائحة.
2. سحق وإزالة الشوائب: تقوم الكسارة اللولبية بسحق خليط الفواكه والخضروات واللحوم والعظام إلى جزيئات أقل من 5 مم، وتزيل الحطام غير القابل للتحلل مثل البلاستيك والنسيج.
3. فصل الزيت عن الماء على ثلاث مراحل: يتم فصل المادة إلى نفايات الزيوت ومياه الصرف الصحي العضوية والبقايا الصلبة بواسطة تقنية الفصل بالطرد المركزي. يتم جمع نفايات الزيوت بشكل منفصل ويمكن إعادة تدويرها بواسطة وحدات مؤهلة لإنتاج وقود الديزل الحيوي، مما يحقق الاستفادة من موارد النفط.
4. الجفاف النتوء: تقليل محتوى الرطوبة للبقايا الصلبة من 80%-85% إلى أقل من 45%، ويتم تقليل حجم المادة مباشرة بأكثر من 70%.
5. التخمير الهوائي بدرجة حرارة ثابتة: إضافة سلالات ميكروبية مركبة خاصة مقاومة لدرجات الحرارة العالية. يتحكم PLC بدقة في درجة الحرارة في الغرفة عند 65-75 درجة مئوية. مع التهوية والتحريك المتقطع، تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحلل المواد العضوية بسرعة مثل النشا والبروتين والدهون، وتقتل مسببات الأمراض مثل السالمونيلا وبيض الإسكارس لإكمال التعقيم غير الضار.
6. العلاج النهائي: يتحلل غاز النفايات الناتج عن التخمير عن طريق التحلل الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية عالي الجهد عالي التردد والرذاذ البيولوجي، مما يزيل أكثر من 98% من الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين، ويلبي معايير الانبعاث على ارتفاعات منخفضة. يتم تفريغ مياه الصرف الصحي المنفصلة في خزان معالجة مياه الصرف الصحي بالمصنع، ومن ثم يتم تفريغها في شبكة الأنابيب بعد تلبية معايير قبول شبكة الأنابيب البلدية.

تم اختبارها من قبل وكالة حماية البيئة التابعة لجهة خارجية، وتتوافق مؤشرات المعالجة الأساسية للمعدات معالمواصفات الفنية لمعالجة نفايات المطبخ:

• معدل تخفيض المواد الإجمالي ≥ 92%، معدل إخراج البقايا ≥ 8%.
• انبعاث غاز النفايات يفي بمعايير الفئة الثانيةمعيار الانبعاثات للملوثات الرائحة.
• تصل نضج المادة العضوية للمخلفات إلى الدرجة 3 أو أعلى، والتي يمكن استخدامها مباشرة كسماد أساسي للحديقة ومحسن للتربة بدون نفايات صلبة ثانوية.

الحد من الضوضاء البيئية وتصميم حماية السلامة

من خلال استهداف نقاط الألم البيئية الثلاث الرئيسية وهي الرطوبة العالية والرائحة والضوضاء في المطابخ الخلفية، تم تحسين المعدات من خلال تقليل الضوضاء الشاملة وإزالة الروائح الكريهة والتصميم المضاد للتآكل.

منع الرائحة والسيطرة عليهايعتمد مخططًا مزدوجًا لختم المصدر + تدهور المحطة. يتم إغلاق جميع غرف نقل المواد بالضغط السلبي من هلام السيليكا، وتحافظ الحجرة على حالة الضغط السلبي الجزئي لمنع تسرب الرائحة عبر الفجوات. مُجهز بنظام توليد عالي الجهد عالي التردد وذكي بالكامل من شركة Shengyuan، فإنه يكسر جزيئات غاز النفايات من خلال التأين عالي الجهد، مما يعوض عيب كفاءة التحلل المنخفضة للرذاذ البيولوجي التقليدي عند درجة حرارة منخفضة، ويضمن تأثير إزالة الروائح المستقر في درجات الحرارة المنخفضة والطقس الممطر.

الحد من الضوضاء: الكسارة والمراوح كلها مجهزة بقواعد امتصاص الصدمات وخطوط أنابيب إسكات الصوت. يبلغ ضجيج تشغيل الجهاز بأكمله ≥ 58 ديسيبل، وهو أقل من حد الضوضاء البالغ 60 ديسيبل في المنشآت الصناعية، ولن يتداخل مع مناطق المكاتب والمعيشة المحيطة.

حماية السلامةتم تجهيزه بثلاث طبقات من الحماية الميكانيكية والكهربائية والحماية من الحرائق:

• نهاية ميكانيكية: مجهزة بجهاز إيقاف الطوارئ التعريفي لجسم الإنسان، والذي يقوم تلقائيًا بقطع مصدر الطاقة عندما يدخل الأفراد إلى منطقة التغذية عن طريق الخطأ.
• النهاية الكهربائية: تتمتع شركة Siemens PLC بحماية مدمجة من التسرب والحمل الزائد وفقدان الطور، وتعرض شاشة Kunlun Tongtai رموز الأعطال الكهربائية في الوقت الفعلي.
• الحماية من الحرائق: الغرفة مجهزة بجهاز إطفاء الحريق المستشعر لدرجة الحرارة للتعامل مع مخاطر الحريق غير الطبيعي الناتج عن التخمر في درجة الحرارة العالية.

لقد اجتازت الآلة بأكملها درجة الحماية ضد الماء والغبار IP54، وتتكيف مع ظروف العمل القاسية لغسل أرضية المطبخ الخلفي وبخار الماء المنتشر، وتتجنب مشاكل الدائرة القصيرة وتآكل اللوحة.

تكلفة التشغيل والصيانة والفوائد الاقتصادية للتطبيق

بالمقارنة مع النقل الخارجي التقليدي ووضع دفن النفايات، فإن المعالجة الذكية في الموقع لها مزايا اقتصادية كبيرة.

تشمل تكاليف التشغيل والصيانة بشكل رئيسي ثلاثة بنود: المواد الاستهلاكية، والمياه والكهرباء، والعمالة:

• تكون السلالات الميكروبية فعالة لمدة 6 أشهر بعد إضافة واحدة، بتكلفة استهلاكية يومية منخفضة للغاية.
• بالاعتماد على منطق توفير الطاقة التكيفي PLC، يستهلك الطراز 500 كجم فقط 22 كيلووات ساعة من الكهرباء يوميًا، وهو أقل بكثير من المعدات غير القياسية ذات نفس المواصفات.
• يتطلب المخاض تغذية واحدة فقط يوميًا وإزالة بقايا الطعام مرة واحدة أسبوعيًا. يمكن لشخص واحد إدارة 2-3 مجموعات من المعدات في نفس الوقت، ولا حاجة إلى موظفين للتشغيل والصيانة بدوام كامل.

من حيث مقارنة التكاليف، تبلغ تكلفة النقل الخارجي والتخلص من نفايات المطبخ الحضري بشكل عام 280-350 يوان للطن، بما في ذلك تكاليف النقل ومدافن النفايات ومعالجة حماية البيئة. بعد استخدام هذه الآلة، يمكن التخلص من نفقات النقل الخارجي بشكل كامل. وفي الوقت نفسه، يمكن بيع نفايات الزيوت والمخلفات المتحللة كموارد لتوليد الدخل في الاتجاه المعاكس. تم حسابه على أساس سيناريو المقصف بقدرة معالجة يومية تبلغ 3 أطنان، ويمكنه توفير أكثر من 300000 يوان من تكاليف النقل والتخلص الخارجي كل عام، والدخل السنوي من المنتجات الثانوية القائمة على الموارد هو 40000-60000 يوان.

عملية التشغيل والصيانة اليومية بسيطة للغاية. بالاعتماد على وظيفة الفحص الذاتي بنقرة واحدة لشاشة اللمس، تكتشف المعدات تلقائيًا حالة المراوح وأجهزة الاستشعار وإمدادات الطاقة ذات الجهد العالي ومحركات التحريك كل يوم عند بدء التشغيل. في حالة وجود خلل، تنبثق الشاشة لتوضيح نقطة الخطأ والحل، ولا حاجة لتفكيك الجهاز للفحص. يلزم إجراء تنظيف متعمق واحد فقط للجهاز بأكمله، وتزييت المحمل، ومعايرة مصدر التيار المستمر عالي الجهد كل عام، ولا يزيد وقت الصيانة الروتينية عن 4 ساعات، مع خسارة إيقاف تشغيل منخفضة للغاية.

قيود التطبيق وتعليمات الامتثال

هذامعداتيعالج فقط نفايات المطبخ العضوية النقية. يحظر وضع حطام غير قابل للتحلل مثل العظام الكبيرة والأصداف والبلاستيك والزجاج والمعادن والمناديل المبللة، وذلك لتجنب تآكل رأس القاطع وانسداد خطوط الأنابيب.

فيما يتعلق بالامتثال، فقد حصلت المعدات على شهادة منتج حماية البيئة، وتقرير اختبار انبعاث الرائحة، وتقرير اختبار السلامة الكهربائية. تتوافق بقايا الأسمدة العضوية المنتجة مع معايير تربة الحديقة، ولا يلزم وجود مؤهلات للتخلص من النفايات الخطرة. ولا يمكن استخدامه إلا بعد استكمال ملف حماية البيئة المحلي.

بالمقارنة مع محطات معالجة الهضم اللاهوائي المركزية واسعة النطاق، فإن هذه الآلة لا تتطلب دعمًا واسع النطاق للهندسة المدنية والغاز الحيوي المقاوم للانفجار. تبلغ تكلفة الاستثمار 1/8 فقط من المعدات المركزية، مع فترة بناء قصيرة وعتبة هبوط منخفضة. إنه الخيار السائد لمعالجة نفايات المطبخ الموزعة حاليًا.

ملخص

تدمج معدات معالجة نفايات المطبخ هذه ثلاث تقنيات داعمة مطورة ذاتيًا: العملية الميكانيكية المتكاملة، التحكم الذكي بشاشة اللمس Siemens PLC + Kunlun Tongtai، ومعالجة غاز النفايات بإمدادات الطاقة ذات الجهد العالي والتردد العالي Shengyuan. فهو يحل أربع نقاط ألم رئيسية في الصناعة تتعلق بمعالجة نفايات المطبخ التقليدية: تلوث وسائل النقل، والاستهلاك العالي للطاقة، والتشغيل والصيانة المعقدة، والرائحة الزائدة.

إنها تحقق تقليل المصدر، والتعقيم غير الضار، والاستخدام المزدوج للموارد من الزيت والماء من نفايات المطبخ. في نفس الوقت، بالاعتماد على التحكم المنطقي الكامل في الحلقة المغلقة، فإنه يضمن التشغيل المستقر ومنخفض الأخطاء للمعدات على المدى الطويل. في ظل خلفية التصنيف الطبيعي للنفايات المنزلية وسياسة "الكربون المزدوج" لتقليل انبعاثات النفايات الصلبة، يمكن لهذه المعدات أن تساعد وحدات الحكومة والمؤسسات على إكمال تقييم خفض انبعاثات النفايات الصلبة وتقليل تكاليف الاستعانة بمصادر خارجية للصرف الصحي، مع فوائد بيئية واقتصادية واجتماعية.