城市餐厨垃圾是人们日常饮食后的食物残余,日常排放量巨大,具有有机质含量高、易腐败发臭和病原菌滋生速度快的特点,对餐厨垃圾进行综合处置能够实现资源再生和减少环境污染。为提高餐厨垃圾的减量化率和资源化利用效率,固-液分离预处理是十分必要的。采用螺旋挤装置研究用于餐厨垃圾的高效分离技术,并对餐厨垃圾资源再生装备进行设计,课题的主要研究成果如下:(1)针对城市餐厨垃圾的物料情况,构建考虑物性变化和流量变化的微元段离散计算模型,对单个微元段中水和有机固份构成的固-液混合物的挤压脱液机理进行分析,发现螺旋结构和初始物性参数是影响固-液分离的主要因素。(2)通过理论分析与实验研究,对影响固-液分离的因素进行分析。研究发现,螺旋结构与出口截面的参数、操作参数和物性参数是影响-固液分离的主要因素。增大螺旋内径锥角、减少出口截面可提高流场压力和降低物料含水率;提高螺旋转速不能使压力值稳定增加,反而引起含水率降低幅度不明显的问题。(3)在具有变径螺旋、变频调速和插板调节组合设计的工程样机上,针对餐厨垃圾进行中试实验研究,验证螺旋转速、初始含水率是影响分离的重要因素:发现就地处理能够提高分离效率和减少有机质损失,重力脱液与挤压脱液的组合模式能够适应高含水率餐厨垃圾处理。(4)构建具有前破碎、楔形滤网与压力调节的处理装备用以解决滤孔堵塞、块状有机质抑制分离和有机质损失量大的问题。建立正常挤压、间歇搓动和反向挤压的工作模式,优化脱液方案,提高设备对原料差异性的适应能力。