Système automatisé de traitement des déchets alimentaires pour la dégradation des déchets organiques

Cet équipement intégré de traitement des déchets de cuisine est équipé d'un écran tactile Kunlun Tongtai de 10 pouces et d'un système de contrôle intégré entièrement intelligent Siemens PLC. Il appartient à un équipement d'élimination des ressources distribué sur site, qui peut compléter la réduction, le traitement inoffensif et l'utilisation des ressources à la source de la production de déchets sans transport sur de longues distances. Adapté aux scénarios commerciaux avec une capacité de traitement quotidienne de 500 kg à 5 tonnes, il est largement utilisé dans les cantines gouvernementales et d'entreprise, les campus, les grands supermarchés, les parcs industriels et les communautés résidentielles concentrées, répondant aux exigences de la politique nationale en matière de classification des déchets et d'utilisation des ressources en déchets solides. Le texte intégral totalise 2012 mots.

Structure globale de l'équipement et configuration matérielle de base

Leéquipementadopte une structure fermée intégrée montée sur patins, et l'ensemble de la machine est soudé avec des plaques d'acier inoxydable 304 de qualité alimentaire, résistantes à la corrosion par les acides organiques, aux taches d'huile et faciles à nettoyer. L'ensemble de la machine est divisé en six unités intégrées : module de prétraitement, module de séparation huile-eau, module de dégradation microbienne aérobie, module de désodorisation des gaz résiduaires, module d'évacuation des résidus et unité de commande électrique intelligente. Il ne nécessite aucun support de génie civil et peut être mis en service directement après l'alimentation en électricité et en eau.

Différent des simples équipements de concassage et de déshydratation disponibles sur le marché, cette machine annule la conception du pipeline divisé externe. Tous les pipelines, ventilateurs et composants d'échange thermique sont construits dans l'armoire, avec une apparence soignée et une superficie au sol de seulement 12-22 ㎡, adaptée à l'installation d'une salle d'équipement intérieure et extérieure.

Le matériel de contrôle électrique de base adopte le schéma de contrôle industriel précédemment adapté :

• Terminal d'interaction homme-machine: L'écran tactile industriel Kunlun Tongtai de 10 pouces, avec une résistance aux taches d'huile, une résistance à la vapeur d'eau et une capacité de fonctionnement à large température de qualité industrielle, peut fonctionner de manière stable dans l'environnement humide de l'arrière-cuisine de -10 ℃ ~ 60 ℃.
• Noyau de contrôle logique: PLC série SMART Siemens S7-200, équipé d'une source de courant constant haute fréquence haute tension développée par Shengyuan pour l'alimentation auxiliaire de désodorisation, formant une architecture de contrôle en boucle fermée à logique complète.

Les composants matériels auxiliaires comprennent un broyeur à vis entièrement automatique, un déshydrateur par extrusion de vis à deux étages, un séparateur huile-eau triphasé, un réservoir d'agitation d'aération à température constante, une unité de désodorisation combinée par photolyse UV + pulvérisation biologique, un réservoir de collecte des eaux usées condensées et un module de chauffage auxiliaire de stérilisation à haute température. Tous les composants d'actionnement sont connectés au bus PLC pour réaliser une protection marche-arrêt et un verrouillage de liaison, éliminant ainsi le blocage de l'équipement et les pannes de débordement causées par une mauvaise opération manuelle.

Logique de contrôle intégrée entièrement intelligente (explication détaillée du système de contrôle industriel pris en charge)

L'équipement adopte le contrôle de programmation indépendant à logique complète Siemens PLC, abandonnant le contrôle de synchronisation unique traditionnel, et est équipé d'une logique de retour de capteur en boucle fermée, qui est au cœur du fonctionnement intelligent de l'ensemble de la machine.

Le système est construit avec cinq types de capteurs pour la teneur en humidité des matériaux, la température de la chambre, la concentration en oxygène, la concentration des gaz résiduaires et le courant de l'équipement, qui collectent les paramètres de fonctionnement en temps réel et les transmettent à l'écran tactile Kunlun Tongtai. Les opérateurs n'ont pas besoin de connaissances professionnelles en contrôle industriel et peuvent effectuer la modification des paramètres, le changement de mode et la visualisation des données uniquement via l'écran tactile. L'interface de l'écran est divisée en cinq sections : débogage manuel, fonctionnement automatique, alarme de défaut, registre de données et communication à distance, qui peuvent afficher le poids d'alimentation, le taux de déshydratation, la température de fermentation dans la chambre, la concentration d'émission d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène et la consommation d'énergie cumulée de l'équipement en temps réel.

Le principal avantage de la technologie de contrôle logique complet se reflète dans l’ajustement adaptatif :

• Le système ajuste automatiquement la vitesse de concassage et la pression de déshydratation par extrusion en fonction de la teneur en humidité de l'aliment.
• Il démarre et arrête automatiquement le ventilateur d'aération en fonction de la concentration en oxygène dans la chambre, évitant ainsi les odeurs anaérobies causées par un manque d'oxygène lors de la fermentation aérobie.
• Il se connecte à la source de courant constant haute tension haute fréquence Shengyuan en fonction de la concentration de gaz résiduaires pour ajuster la puissance de sortie haute tension de la photolyse UV. Il fonctionne à faible puissance pour les gaz résiduaires à faible concentration afin d'économiser 30 % d'électricité, et fonctionne à pleine puissance pour dégrader les odeurs pour les gaz résiduaires à haute concentration.

En même temps, le système est doté d'une logique de verrouillage de sécurité à plusieurs niveaux : il est interdit au concasseur de démarrer lorsque la chambre d'alimentation n'est pas fermée ; la chambre de déshydratation s'inverse automatiquement pour éliminer le blocage en cas de surcharge ; le refroidissement par pulvérisation démarre automatiquement lorsque la température dans la chambre est trop élevée ; l'ensemble de la machine est obligé de s'arrêter lorsque le ventilateur des gaz résiduaires tombe en panne, afin d'éviter les risques potentiels pour la sécurité au niveau du programme.

De plus, l'équipement prend en charge l'extension IoT de 485 ports série, qui peuvent être connectés à la plate-forme d'assainissement intelligente de l'usine pour réaliser un démarrage/arrêt à distance, une alarme SMS anormale et l'exportation automatique des rapports de traitement mensuels.

Indicateurs standardisés de flux de processus et de traitement

L'ensemble de la machine adopte un processus en boucle fermée entièrement automatique de « alimentation – concassage et élimination des impuretés – séparation huile-eau – réduction de la déshydratation – fermentation microbienne aérobie – traitement des gaz résiduaires et des eaux usées – évacuation des résidus ». L'ensemble du processus est fermé sans exposition et le cycle de traitement en un seul lot dure 24 heures.

1. Alimentation fermée: Manuellement ou via tapis roulant, déposez les déchets de cuisine triés des gros débris dans la trémie d'alimentation fermée. La trémie se ferme automatiquement lors de la détection de matériaux pour bloquer le débordement d'odeurs.
2. Concassage et élimination des impuretés: Le broyeur à vis écrase le mélange de fruits, légumes, viande et os en particules inférieures à 5 mm et élimine les débris non dégradables tels que le plastique et le tissu.
3. Séparation huile-eau triphasée: Le matériau est séparé en huiles usées, eaux usées organiques et résidus solides par la technologie de séparation centrifuge. Les huiles usées sont collectées séparément et peuvent être recyclées par des unités qualifiées pour produire du biodiesel, réalisant ainsi l'utilisation des ressources pétrolières.
4. Déshydratation par extrusion: Réduisez la teneur en humidité des résidus solides de 80 % à 85 % à moins de 45 %, et le volume du matériau est directement réduit de plus de 70 %.
5. Fermentation aérobie à température constante: Ajoutez des souches microbiennes composites spéciales résistantes aux hautes températures. Le PLC contrôle avec précision la température dans la chambre à 65-75℃. Avec une aération et une agitation intermittentes, les micro-organismes décomposent rapidement les matières organiques telles que l'amidon, les protéines et les graisses, et tuent les agents pathogènes tels que les œufs de salmonelle et d'ascaris pour compléter une stérilisation inoffensive.
6. Traitement terminal: Les gaz résiduaires générés par la fermentation sont dégradés par photolyse UV haute fréquence et pulvérisation biologique, éliminant plus de 98 % de l'ammoniac et du sulfure d'hydrogène et répondant à la norme d'émission à basse altitude. Les eaux usées séparées sont évacuées dans le réservoir de prétraitement des eaux usées de l'usine, puis évacuées dans le réseau de canalisations après avoir satisfait à la norme d'admission du réseau de canalisations municipal.

Testés par une agence tierce de protection de l'environnement, les indicateurs de traitement de base de l'équipement sont conformes auxSpécification technique pour le traitement des déchets de cuisine:

• Taux global de réduction des matériaux ≥ 92 %, taux de production de résidus ≤ 8 %.
• Les émissions de gaz résiduaires répondent à la norme de classe II deNorme d'émission pour les polluants odorants.
• La maturité de la matière organique des résidus atteint le grade Ⅲ ou supérieur, qui peut être directement utilisée comme engrais de base de jardin et amendement du sol sans déchets solides secondaires.

Conception de réduction du bruit environnemental et de protection de la sécurité

Visant les trois principaux problèmes environnementaux que sont l'humidité élevée, les odeurs et le bruit dans les arrière-cuisines, l'équipement est optimisé avec une conception globale de réduction du bruit, de désodorisation et d'anticorrosion.

Prévention et contrôle des odeursadopte un double schéma de scellement de la source + dégradation du terminal. Toutes les chambres de transfert de matériaux sont scellées avec une pression négative de gel de silice, et la chambre maintient un état de pression micro-négative pour empêcher les odeurs de s'échapper à travers les interstices. Équipé du système de génération haute tension entièrement intelligent et à haute fréquence développé par Shengyuan, il fissure les molécules de gaz résiduaires par ionisation à haute tension, compensant le défaut de faible efficacité de dégradation du spray biologique traditionnel à basse température et assurant un effet de désodorisation stable à basse température et par temps pluvieux.

Réduction du bruit: Le concasseur et les ventilateurs sont tous équipés de bases d'amortissement des chocs et de canalisations silencieuses. Le bruit de fonctionnement de l'ensemble de la machine est ≤ 58 dB, ce qui est inférieur à la limite de bruit de 60 dB des installations industrielles, et n'interférera pas avec les bureaux et les espaces de vie environnants.

Protection de sécuritéest doté de trois niveaux de protection mécanique, électrique et incendie :

• Fin mécanique: Équipé d'un dispositif d'arrêt d'urgence à induction du corps humain, qui coupe automatiquement l'alimentation électrique lorsque le personnel entre par erreur dans la zone d'alimentation.
• Fin électrique: Siemens PLC dispose d'une protection intégrée contre les fuites, les surcharges et les pertes de phase, et l'écran Kunlun Tongtai affiche les codes de défaut électrique en temps réel.
• Protection incendie: La chambre est équipée d'un dispositif d'extinction d'incendie à détection de température pour faire face au risque d'incendie anormal provoqué par une fermentation à haute température.

L'ensemble de la machine a passé le niveau de protection IP54 contre l'eau et la poussière, s'adapte aux conditions de travail difficiles du lavage des sols de l'arrière-cuisine et de la vapeur d'eau diffuse, et évite les problèmes de court-circuit et de corrosion des plaques.

Coûts d’exploitation et de maintenance et avantages économiques de l’application

Par rapport au mode traditionnel de transport vers l'extérieur et de mise en décharge, le traitement intelligent sur site présente des avantages économiques significatifs.

Les coûts d'exploitation et de maintenance comprennent principalement trois postes : les consommables de souche, l'eau et l'électricité, et la main d'œuvre :

• Les souches microbiennes sont efficaces pendant 6 mois après un seul ajout, avec un coût de consommation journalier extrêmement faible.
• S'appuyant sur une logique d'économie d'énergie adaptative PLC, le modèle de 500 kg ne consomme que 22 kWh d'électricité par jour, bien moins qu'un équipement non standard de même spécification.
• Le travail ne nécessite qu’une seule alimentation par jour et une élimination des résidus par semaine. Une personne peut gérer 2 à 3 ensembles d'équipements en même temps, et aucun personnel d'exploitation et de maintenance à temps plein n'est nécessaire.

En termes de comparaison des coûts, le coût actuel du transport et de l'élimination des déchets de cuisine urbains est généralement de 280 à 350 yuans par tonne, y compris les coûts de transport, de mise en décharge et de traitement pour la protection de l'environnement. Après avoir utilisé cette machine, les dépenses de transport aller peuvent être complètement éliminées. Dans le même temps, les huiles usées et les résidus décomposés peuvent être vendus comme ressources pour générer des revenus en sens inverse. Calculé sur la base du scénario d'une cantine avec une capacité de traitement quotidienne de 3 tonnes, cela permet d'économiser chaque année plus de 300 000 yuans en coûts de transport et d'élimination vers l'extérieur, et le revenu annuel des sous-produits basés sur les ressources est de 40 000 à 60 000 yuans.

Le processus quotidien d’exploitation et de maintenance est extrêmement simple. S'appuyant sur la fonction d'auto-inspection en un clic de l'écran tactile, l'équipement détecte automatiquement chaque jour l'état des ventilateurs, des capteurs, des alimentations haute tension et des moteurs d'agitation lors du démarrage. En cas d'anomalie, l'écran apparaît pour demander le point de défaut et la solution, pas besoin de démonter l'équipement pour inspection. Un seul nettoyage en profondeur de l'ensemble de la machine, une lubrification des roulements et un étalonnage de la source de courant constant haute tension sont nécessaires chaque année, et le temps de maintenance de routine ne dépasse pas 4 heures, avec une perte d'arrêt extrêmement faible.

Limites d’application et instructions de conformité

Ceéquipementne traite que les déchets organiques purs de la cuisine. Il est interdit de mettre des débris non dégradables tels que des gros os, des coquilles, du plastique, du verre, du métal et des lingettes humides, afin d'éviter l'usure de la tête de coupe et le blocage des canalisations.

En termes de conformité, l'équipement a obtenu la certification de produit de protection de l'environnement, un rapport de test d'émission d'odeurs et un rapport de test de sécurité électrique. Les résidus d'engrais organiques produits répondent aux normes des sols de jardin et aucune qualification d'élimination des déchets dangereux n'est requise. Il ne peut être mis en service qu’après avoir complété le dossier local de protection de l’environnement.

Comparée aux stations de traitement de digestion anaérobie centralisées à grande échelle, cette machine ne nécessite pas de génie civil à grande échelle ni de support antidéflagrant pour le biogaz. Le coût d'investissement ne représente que 1/8 de l'équipement centralisé, avec une période de construction courte et un seuil d'atterrissage bas. Il s’agit du choix courant pour le traitement distribué actuel des déchets de cuisine.

Résumé

Cet équipement de traitement des déchets de cuisine intègre trois technologies de support auto-développées : le processus mécanique intégré, le contrôle intelligent à écran tactile Siemens PLC + Kunlun Tongtai et le traitement des gaz résiduaires à haute fréquence et haute tension Shengyuan. Il résout quatre problèmes majeurs de l’industrie liés au traitement traditionnel des déchets de cuisine : la pollution liée aux transports, la consommation d’énergie élevée, l’exploitation et la maintenance complexes et les odeurs excessives.

Il réalise une réduction à la source, une stérilisation inoffensive et une double utilisation des ressources en huile et en eau des déchets de cuisine. En même temps, s'appuyant sur un contrôle en boucle fermée à logique complète, il garantit un fonctionnement stable à long terme et avec peu de défauts de l'équipement. Dans le contexte d'une classification normalisée des déchets domestiques et de la politique « double carbone » de réduction des émissions de déchets solides, cet équipement peut aider les unités gouvernementales et commerciales à réaliser une évaluation de la réduction des émissions de déchets solides et à réduire les coûts d'externalisation de l'assainissement, avec des avantages environnementaux, économiques et sociaux.