1 前言

餐廚垃圾，又稱泔水，食品加工產生的食物加工下腳料（廚余）和食用殘余（泔腳），其成份復雜，是城市固體廢棄物中有機廢棄物的重要組成部分。其主要特點是含水量高，油脂高，鹽分含量高，易腐爛變質，滋長寄生蟲、卵及病原微生物和霉菌等有害物質，若不經專門處理，在對環境造成污染的同時，地溝油現象的存在也對人民的身心健康造成了嚴重危害，必須進行無害化、減量化、資源化處理，而三相離心機則是餐廚垃圾處置的首選。

2 工藝流程

餐廚垃圾由環衛車收集后輸送到漿化機中打碎由渣液分離器對塑料、編織袋及液相進行篩選，篩選出的塑料、編織袋等由提渣機進行回收，液相經濾網過濾大顆粒的雜質后經緩沖罐輸送到滅菌罐中進行加熱，保溫（80℃～95℃）殺菌后進入LWS580ED離心機進行三相分離，分離后的渣相落入調漿緩沖罐中稀釋后進行氮氧發酵處理或制作有機肥；分離后的油相除雜質后進行提取工業柴油，液相進行厭氧發酵轉換成沼氣。

3 三相離心機結構、工作原理、技術特點及分離效果分析

3.1 三相離心機的結構特性、工作原理

以目前國內成熟的LWS580ED為例，LWS580ED離心機由主副驅動電機、行星齒輪差速器、螺旋部件、轉鼓部件、左右主軸承、機座、上機罩及傳動皮帶等部件組成。相關技術參數如下：

3.1.1 工作原理

高溫蒸煮后的餐廚垃圾混合液經輸送裝置進入離心機轉鼓，在高速旋轉所產生的離心力的作用下，渣相、油相、水相因存在比重差而產生分層，比重較大的固體渣相沉積在轉鼓內壁上，與轉鼓作相對運動的螺旋葉片不斷將沉積在轉鼓內壁上的固體渣相刮下并推出轉鼓排渣口；油相和水相則形成同心圓環，輕相液體（油相）在轉鼓內層，通過輕相堰板溢出轉鼓；重相液體（水相）在轉鼓外層，則經重相堰板溢出轉鼓溢流出轉鼓。由于螺旋轉速滯后轉鼓轉速，因而存在轉速差（即差轉速），轉速差的大小由副電機來控制，從而實現了離心機對物料的連續分離過程。

3.1.2 離心機電器系統的組成及特性

采用雙電機、雙變頻PLC自動控制，以人性化的液晶觸摸屏作為人機操作界面，組成了穩定可靠的LWS580ED離心機電器控制系統，離心機的進料、沖洗、PID差速調節、故障診定、自動保護及修正采用一鍵式操作，無需人為干預，真正實現了餐廚垃圾三相分離的全自動一體化操作。在進料過程中采用差速與力矩二種控制方式，有利于進行原始參數設定和適應進料濃度、處理量的變化而自動修正離心機的運行參數，以提高離心機對工藝波動的適應性，保證穩定的分離效果和離心機良好的運行狀態。

3.2 離心機技術特性及分離效果

3.2.1 技術特性

3.2.1.1 采用高性能不銹鋼材料

經過高溫水解后的餐廚垃圾料漿，由于固體顆粒細小，各相比重相差不大（油與水比較），離心機需要近3000G的分離因數，才能取得較為理想的分離效果。為保證離心機運行穩定性和使用壽命，采用高強度、耐腐蝕性更好的SAF2205。

3.2.1.2 關鍵部件的防磨保護技術

針對餐廚垃圾料漿中含中鹽類、玻璃碎片、砂石等具有腐蝕性和磨損性的物質，因此在轉鼓出料口采用可以更換的耐磨合金瓦結構及螺旋葉片采用堆碳化鎢鑲硬質合金技術，在耐磨的同時，大大延長了轉鼓出料口和螺旋體的使用壽命，同時也提高了離心機運行的穩定性和可靠性。轉鼓筒體內壁采用可更換的耐磨條結構，在防止物料在筒體內打滑的同時，也有效防止了轉鼓內壁的磨損，有利于順暢排料。

3.2.1.3 阻隔器結構

由于地域差異造成不同飲食習慣，餐廚漿料中不可避免地存在著或多或少的諸如花椒籽、辣椒籽、塑料片等懸浮物，因此有針對性的在螺旋體中增加了漂浮物阻隔器結構，該結構可在離心分離過程中把液相中的花椒籽、辣椒籽、塑料片等懸浮物阻擋住并使之從轉鼓排渣口排出，大大降低了分離過程中油相和水相中的含渣量，提高固體回收率。

3.2.1.4 合理的長徑比結構

LWS580ED離心機長徑比為4.14，這種長徑比結構可延長餐廚垃圾混合液物料在轉鼓內的沉降區域，增加了物料在轉鼓內的駐留時間，使油相和水相中含渣量大大降低，提高了固體回收率。

3.2.1.5 提高處理量所采取的措施

相對標準螺距的LWS580離心機，采用變螺旋的螺旋體設計制造技術，可有效降低螺旋推料扭矩，處理能力可提升10%以上。

3.2.1.6 螺旋進料口采用雙S渦流式設計

螺旋進料口采用雙S渦流式設計方法，使餐廚垃圾混合液注入流暢，避免物料堵塞現象的發生，同時也提高了處理量。

3.2.1.7 先進的節能省電技術

主副電機使用共直流母線技術，當副電機被拖動處于發電狀態時，所產生的電能經母線反饋到主電機上達到節能的目的，據測，節能效果15%以上。

3.2.1.8 CIP自動沖洗程序

LWS580ED離心機自動控制系統采用CIP自動沖洗程序，可有效地解決停機過程中因清洗不徹底影響環境衛生以及在二次開機過程中因內部積料引起的設備故障。

3.2.2 分離效果分析

LWS580ED離心機用于餐廚垃圾三相分離的效果如下：

物料名稱：餐廚垃圾混合液

進料溫度：85℃～100℃；進料含渣率：9%～11%，離心機處理量：18～20m3/h，分離后的水相含油率：≤0.05%，分離后油相水砸含量≤2%；分離后的渣相含水率：75%～78%。

3.2.3 影響分離效果的諸因素

3.2.3.1 進料溫度對分離效果的影響

溫度越高，餐廚垃圾固相內部油脂液化浸出進入液相的效果較佳；并且溫度越高，可浮油含量增長越快、混合液體的粘度小、流動性也較好，固、液、液的分離效果也越好。實踐證明，進料溫度控制在85℃～100℃為宜，否則會影響分離后的油中含水率、水中含油率以及渣相含油率等等。

3.2.3.2 轉速對分離效果的影響

離心機轉速越高，分離因數也就越高，三相分離效果也就越好。但當轉速提升一定值后，再提高不但不能提高離心機的分離效果，反而增加離心機的功率損耗。實踐得出，在餐廚垃圾分離過程中轉速控制在2950r/min即可達到良好的分離效果。

3.2.3.3 副電機轉速對分離效果的影響

當主電機轉速恒定時，要通過調節副電機的轉速來調整離心機分離效果，由于采用的是恒力矩控制方式，進料出現波動時，副電機轉速會隨著實際力矩檢測值來自動調整轉速，當實際力矩高于設定值時，副電機轉速自動降低，使轉鼓與螺旋之間的轉速差增大、螺旋排料速度增快，從而使力矩減小，反之副電機轉速增大，從而保證了三相分離的正常進行。

3.2.3.4 三相分離界面對分離效果的影響

根據油相、水相實測不同比重來分析油相與水相的分離界面，選擇合適的輕相或重相液層調節片的規格，液層調節板（片）的開口越接近轉鼓中心液層越深，反之越淺。

4 餐廚垃圾三相分離新老工藝的對比

（1）原餐廚垃圾處理工藝中，在二相離心機進行固液分離后還要有碟片離心機進行后續的油水分離；新工藝中，應用三相離心機，處理后的油相、水相、渣直接分別進入下道工序分別提取工業柴油、制作飼料和厭氧發酵處理，減少了工藝環節，并且投資可省。

（2）原餐廚垃圾處理工藝中，餐廚垃圾進行篩選后進入二相離心機進行固液分離后的液相再經加熱后進入碟片離心機進行固、液、液的分離，如前道工序出現問題則直接影響到后道工序的正常進行，故障點較多；新工藝中，應用三相離心機，餐廚垃圾經篩選、高溫蒸煮后直接進入三相離心機進行固-液-液的三相分離，在生產效率大大提高的同時，也提高了油相的回收率。

5 結論

用三相離心機對餐廚垃圾進行無害化、減量化、資源化處理，既改善了環境，又可變廢為寶。因此，無論從分離效能，還是從運行成本、離心機穩定性、可靠性方面來看，三相離心機都是一種較為理想的選擇，值得推廣。