CN108947593A - 快速环保好氧发酵塔系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市生活污泥处理和有机肥生产领域，主要是一种快速环保好氧发酵塔系统，它包括一底部开放设置的塔体，塔体一侧设有上料件，塔体内设有耙料组件，塔体内沿竖直方向间隔设有若干个翻转分隔组件，各翻转分隔组件位置的塔体外侧分别设有一带动其翻转的驱动件；各翻转分隔组件的上侧分别设有一通气管件，各翻转分隔组件上侧的塔体上设有出气孔，通气管件的外端伸出塔体并与一热风机相连，它不仅能够向发酵塔内提供加热的恒温新鲜空气，保证发酵的最佳发酵温度，还可避免新鲜空气直接由排气孔向外排出，并且，还可有效避免发生污泥物料压实、成块的现象，进而避免了成块污泥物料对分隔板的冲击。本发明能够有效满足人们的需求。

Description

快速环保好氧发酵塔系统

技术领域：

本发明涉及城市生活污泥处理和有机肥生产领域，主要是一种快速环保好氧发酵塔系统。

背景技术：

随着我国经济的高速发展，以及城市人口数量的不断增长，城市生活污水的排放量也呈放量式增长，而因此带来的影响是污泥的产出量成倍增长。污泥的成分很复杂，是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物，以及少量的病原微生物和寄生虫卵等。大量未经处理的污泥，不仅额外占用土地，而且对水体、大气、土壤环境造成了巨大的污染。因此，目前必须针对城市污泥的特性，采用科学合理的无害化处理方式，使城市污泥资源化、无害化、减量化，使其变废为宝，更好的净化环境，消除污泥对环境的污染和对人体健康的危害。为人民提供卫生、安全的工作和生活环境。

目前，污泥处理的主要方式有以下几种：海洋投弃、填埋、脱水后焚烧、好氧发酵堆肥等。其中，污泥海洋投弃处置已经明确地被禁止；污泥填埋并不能最终避免环境的污染，只是延缓了环境污染的时间，而填埋行为也面临着越来越严格的环境标准，这使得填埋这种处置方式的投资及运营费用，趋于大幅度增加，许多国家已经开始禁止污泥的土地填埋；污泥脱水一般采用板框压滤机处理，脱水过程中要添加生石灰及三氯化铁等辅料，板框压滤后含水率较高，热值较低，必须增加煤等燃料助燃，易造成二次污染，脱水过程中添加的辅料容易腐蚀焚烧炉，其运营费用也较高。污泥好氧发酵堆肥，成本较低，处理后可做有机肥，营养土等，综合效益较高，但处理量较小，周期较长，不适用于处理大批量的污泥。因此，目前针对污泥治理多采用发酵法处理的方法，即将污泥放置于发酵塔内，通过污泥的自然发酵，利用污泥的自然发酵，去分解污泥中过盛的有机物，同时，利用发酵产生的高温杀死病原微生物和寄生虫卵等，并且可以对污泥除臭，使发酵后的污泥可作为种植土基或建筑土基应用。

目前，使用较多的污泥发酵装置为多段式发酵塔，在发酵塔内设有多个发酵层，各发酵层之间设有可翻转的分隔板，各发酵层内的污泥经发酵后，通过翻转发酵层内的分隔板，使该层中的污泥落至其下方的发酵层内进一步发酵，直至从底部一层的发酵层向外排出。其中，由于污泥发酵需维持在一定温度下方可保证发酵速率的稳定，因此，发酵塔多封闭设置；同时，为了提高发酵塔内的氧气浓度，在各发酵层内还设有进气孔和出气孔，以提高发酵塔内的含氧量。但是，现有的发酵塔存在以下问题：

其一，污泥在发酵塔的发酵层逐层下落时，通入发酵塔内的空气会使得发酵塔内温度降低，使各发酵层存在温差，影响污泥的发酵速度；其二，污泥在下落过程中，随着污泥堆积厚度的不断增加，通入的空气多直接经由出气孔排出，使得只有表层少量的污泥可以与通入的新鲜空气进行反应，而底部的污泥长时间处于缺氧环境下，影响发酵效率，致使发酵不彻底；其三，当污泥堆积厚度较大时，污泥极易出现压实、成块的现象，不仅阻碍了污泥内部与空气的接触，还影响分隔板翻转时污泥的下落，并且大块污泥的下落，对下层的分隔板冲击较大，影响整个装置的使用寿命。

显然，现有的污泥发酵装置存在发酵效率低、发酵不彻底等诸多弊端，已经无法有效满足人们的需求。

发明内容：

本发明提供了快速环保好氧发酵塔系统，它结构巧妙，设计合理，不仅能够向发酵塔内的污泥物料提供经加热的恒温新鲜空气，以减少各发酵塔内存在的温差，保证污泥物料发酵的最佳发酵温度，还可避免新鲜空气直接由排气孔向外排出，使污泥物料充分与新鲜空气进行反应，提高了氧气供给，并且，充分反应的污泥物料还可有效避免发生污泥物料压实、成块的现象，进而避免了成块污泥物料对分隔板的冲击。显然，本发明能够有效满足人们的需求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：快速环保好氧发酵塔系统，包括一底部开放设置的塔体，在塔体的一侧设有一与塔体顶部连通的上料件，在塔体内的上端设有一耙料组件，在塔体内沿竖直方向间隔设有若干个翻转分隔组件，在对应各翻转分隔组件位置的塔体外侧分别设有一带动其翻转的驱动件；在各翻转分隔组件的上侧分别设有一通气管件，在通气管件上设有进气孔，在各翻转分隔组件上侧的塔体上分别设有一出气孔，通气管件的外端伸出塔体外侧并与一热风机相连。

进一步的，所述通气管件包括一设置在塔体外侧的主通气管，在主通气管上间隔设有若干个支通气管，各支通气管的内端分别伸入塔体内侧，且在各支气管上均开设有进气孔。

进一步的，所述塔体包括一塔架，在塔架的内侧包覆有内护板，内护板的外侧设有外护板，在内护板上设有加热片。

进一步的，所述主通气管设置于内护板与外护板之间。

进一步的，所述进气孔开设于支通气管的下侧，在支通气管的上侧设有一挡板，所述挡板的横截面由下至上逐渐变小。

进一步的，所述翻转分隔组件包括若干个间隔设置的分隔板，各分隔板的两端部分别与对应位置处的塔架转动连接，在分隔板的一侧的塔体外侧设有一活动连杆，在各分隔板与活动连杆之间分别设有一第一铰接杆，第一铰接杆的一端与活动连杆铰接，另一端与分隔板偏心铰接，在活动连杆与背离分隔板一侧的对应第一铰接杆位置处分别设有一第二铰接杆，第二铰接杆的一端与活动连杆铰接且与第一铰接杆同轴转动，另一端与塔体铰接，所述第一铰接杆和第二铰接杆如此设置，当分隔板处于水平状态时，第一铰接杆与第二铰接杆共线；所述驱动件包括一与活动连杆铰接的液压伸缩杆。

进一步的，所述耙料组件包括一滑动设置在塔体内的耙架，耙架两侧的塔体上分别设有一链轮架，在各链轮架上分别设有一带动耙架滑动的链条，在塔体的一侧设有带动链条转动的第一电机。

进一步的，在所述塔体外壁上设有光伏件和与光伏件相连的电源处理箱，电源处理箱与热风机相连。

进一步的，在所述分隔板下侧设有加热片。

进一步的，所述上料件包括一提升上料器，在所述提升上料器出料口处设有一螺旋分料器，所述螺旋分料器包括一输料槽，所述输料槽的两端部分别伸入两相邻塔体内侧，在输料槽中部设有一接料漏斗，在输料槽的左右两端内分别设有一送料螺旋，在输料槽的两端部分别设有一与对应位置处送料螺旋相连的第二电机。

本发明的有益效果在于，它结构巧妙，设计合理，不仅能够向发酵塔内的污泥物料提供经加热的恒温新鲜空气，以减少各发酵塔内存在的温差，保证污泥物料发酵的最佳发酵温度，还可避免新鲜空气直接由排气孔向外排出，使污泥物料充分与新鲜空气进行反应，提高了氧气供给，并且，充分反应的污泥物料还可有效避免发生污泥物料压实、成块的现象，进而避免了成块污泥物料对分隔板的冲击。显然，本发明能够有效满足人们的需求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的通气管件的结构示意图；

图3为本发明的支通气管的结构示意图；

图4为本发明电热片的安装结构示意图；

图5为本发明中翻转分隔组件的第一结构示意图；

图6为本发明中翻转分隔组件的第二结构示意图；

图7为本发明中翻转分隔组件的第三结构示意图；

图8为本发明中耙料组件的结构示意图；

图9为本发明中螺旋分料器的第一安装结构示意图；

图10为本发明中螺旋分料器的第二安装结构示意图；

图中，1、塔体；101、塔架；102、内护板；103、外护板；2、进气孔；3、热风机；4、通气管件；401、主通气管；402、支通气管；5、加热片；6、挡板；7、分隔板；8、活动连杆；9、第一铰接杆；10、第二铰接杆；11、耙架；12、链轮架；13、第一电机；15、提升上料器；16、螺旋分料器；1601、输料槽；1602、接料漏斗；1603、送料螺旋；1604、第二电机。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

本发明的实施方式如图1-10所示，快速环保好氧发酵塔系统，包括一底部开放设置的塔体1，在塔体1的一侧设有一与塔体1顶部连通的上料件，在塔体1内的上端设有一耙料组件，在塔体1内沿竖直方向间隔设有若干个翻转分隔组件，各翻转分隔组件位置处的塔体1外侧分别设有一带动其翻转的驱动件；在各翻转分隔组件的上侧分别设有一通气管件4，在通气管件4上设有进气孔2，在各翻转分隔组件上侧的塔体1上分别设有一出气孔，通气管件的外端伸出塔体1外侧并与一热风机3相连。

由此可以在本发明使用时，将含水80％的污泥、适当比例的辅料、菌种等预混后，通过上料件向塔体1内输送待处理的污泥物料，并且，通过耙料组件将输入的污泥物料耙平，使得污泥物料在翻转分隔组件上分布均匀，期间通过热风机3向通风管件内供入热风，供入的热风不仅可以对翻转分隔组件上侧的污泥物料进行加热，大大降低了发酵塔内的温差，使得污泥物料快速达到最佳的发酵温度，提高了发酵效率；通过向发酵塔内通入的新鲜空气，提升了污泥物料内的氧气浓度，进一步的提升污泥物料的发酵效率，通过向污泥物料内通入空气，还可将污泥物料中的水汽吹出，便于污泥物料的脱水，在一些实施例中，还可在塔体1的出气孔处设置引风机和除臭装置，发酵产生的废气可通过引风机抽走进入除臭装置，避免造成二次污染。

污泥物料在塔体1内上根据好氧发酵工艺要求进行发酵，在最下层的污泥物料完成发酵分解后，各翻转分隔组件翻转，将其上侧的污泥物料落入下一层中，使得污泥物料逐级向下流转，当污泥物料到底层后，污泥物料中有机物被分解，形成类似腐殖土的物质完成好氧发酵。发酵完成后，污泥物料落入底层的皮带机输送出去。

并且，在污泥物料下落过程中，通气管件4还可对污泥起到分隔作用，防止污泥积压成块，通入的空气形成的气流可以进一步的疏松污泥物料，防止污泥压实堵结。在污泥正常自然分解发酵过程中，可间歇性的通过通气管件4向发酵塔内通气。

在发酵过程中根据需要向发酵塔内鼓入热风，以增加发酵塔的氧气含量，发酵产生的废气可通过引风机抽出进入除臭装置中，避免造成二次污染。通过以上措施可以大大缩短好氧发酵的周期。污泥物料经过快速环保好氧发酵后生产的物质即可为有机肥，也可作为营养土使用。实现了城市生活污泥的资源化、无害化、减量化，具有积极的现实意义。

其中，出气孔可设置在污泥物料层上侧的塔体1上，可多处设置，也可仅设置与塔体1的一端处。

在实际使用时，快速环保好氧发酵塔系统的设置方式也具有其他的形式，例如，单独设置一个发酵塔，或者发酵塔的层数为多于四层或少于四层，具体可以根据处理要求与当地环境条件等因素而确定。

进一步的具体的所，所述通气管件4包括一设置在塔体1外侧的主通气管401，在主通气管401上间隔设有若干个支通气管402，各支通气管402的内端分别伸入塔体1内侧，且在各支气管上均开设有进气孔2。由于本发明采用主通气管401向各支通气管402内供气，可以使得部分支通气管402被堵结时，不影响其他支通气管402的正常使用。

在本实施方式中，仅设置一个热风机3，各主通气管401的同一端部均通过一导气管与热风机3相连，由一个热风机3向各主通气管401供气，在实际使用时，也可设置多个热风机3，各主通气管401分别由一个热风机3供气。

当然，通气管件4也可具有其他形式，例如，通气管件4的主通气管401可直接伸入塔体1内侧，可在主通气管401上开设进气孔2，或者仅在支通气管402上设置通气孔，由此可以进一步的利用主通气管401的热量，提高热量利用率。

在一些优选的实施例中，所述塔体1包括一塔架101，在塔架101的内侧包覆有内护板102，内护板102的外侧设有外护板103，在内护板102上设有加热片5。由此可以通过加热片5对塔体1内加温，加快塔体1内的升温速度，提升发酵效率，并且，在冬季或一些温度较低的区域，加热片5还可持续加热，提高发酵的效率。外护板103处还设置有保温材料，具体可为保温板。

进一步的优化之处在于，所述主通气管401设置于内护板102与外护板103之间。由此可以降低主通气管401的热量向外界消散，提升主通气管401的热量使用效率。在本实施方式中，加热片5采用温控电热膜。

在塔体1的护板处设置温控电热膜，利用夜晚波谷电能(外接工业用电源)对物料进行加热，快速激活污泥微生物群，杀死杂菌和虫卵，并加快有机物分解。

在一些优选的实施例中，为了防止污泥进入支通气管402内将支通气管402堵塞，所述进气孔2开设于支通气管402的下侧，在支通气管402的上侧设有一挡板6，所述挡板6的横截面由下至上逐渐变小。并且，由于设置了挡板6，可以通过挡板6进一步的将污泥物料分隔开，增加污泥物料的透气性，还可防止污泥物料板结，并且，由于所述挡板6的横截面由下至上逐渐变小，具体的说分隔板7的截面为三角形，由此，可以在污泥物料下落时，降低污泥物料对支通气管402的冲击，降低了支通气管402上的压力，还可对部分大块污泥进行分割。

进一步具体的说，所述翻转分隔组件包括若干个间隔设置的分隔板7，各分隔板7的两端部分别与对应位置处的塔体1转动连接，在分隔板7的一侧的塔体1外侧设有一活动连杆8，在各分隔板7与活动连杆8之间分别设有一第一铰接杆9，第一铰接杆9的一端与活动连杆8铰接，另一端与分隔板7偏心铰接，在活动连杆8与背离分隔板7一侧的对应第一铰接杆9位置处分别设有一第二铰接杆10，第二铰接杆10的一端与活动连杆8铰接且与第一铰接杆9同轴转动，另一端与塔体1铰接，所述第一铰接杆9和第二铰接杆10如此设置，当分隔板7处于水平状态时，第一铰接杆9与第二铰接杆10共线；所述驱动件包括一与活动连杆8铰接的液压伸缩杆。由此可以在需要下放污泥物料时，通过液压伸缩杆带动活动连杆8，使得第一铰接杆9拉动分隔板7，转动，进而使得分隔板7立起，将污泥物料放下，在将污泥物料放下后，在再通过液压伸缩杆带动活动连杆8，使得第一铰接杆9带动分隔板7向初始方向转动，在分隔板7回复至水平状态时，第一铰接杆9和第二铰接杆10共线，由此可以使得分隔板7无法继续向右侧继续转动，起到锁止作用，并且，由于第一铰接杆9和第二铰接杆10之间共线，使得隔板在向左翻转时，第一铰接杆9和第二铰接杆10处于接近转动死点处，第一铰接杆9向第二铰接杆10传递的力通过第二铰接杆10的回转中心，所以隔板难以自动向左翻转，液压伸缩杆可以较为容易的限制第一铰接杆9的移动从而可以维持分隔板7水平状态的稳定性；并且，本发明的分隔板7通过在其一侧与第一铰接杆9之间铰接，控制分隔板7更加稳固。综上所述，本发明的翻转分隔组件，在分隔板7进行翻转时，易于操作，在分隔板7处于水平状态时，可以有效的、稳定对分隔板7锁止，即可防止向下漏料，有效的防止了上层污泥物料在未经充分发酵就下落这一问题，还可降低分隔板7的自由晃动，进而防止整个装置的自由晃动，可防止由于频繁晃动产生的连接结构故障，维持翻转分隔组件的稳定性。

需要说明的是，在本实施方式中，活动连杆8、第一铰接杆9和第二铰接杆10均位于外护板103的外侧，第一铰接杆9通过铰接轴穿过外护板103和内护板102于分隔板7铰接，且外护板103和内护板102上设有供铰接轴通过的通道。

并且，为了使得第二铰接杆10能够与塔体1之间稳定的铰接，在塔体1上还设有与第二铰接杆10相铰接的横梁；同时，为了提高驱动件的驱动性能，在本实施方式中，在同一翻转分隔组件内共设置了两个液压伸缩杆。

在本实施方式中，仅在翻转分隔组件的一侧设置活动杆、第一铰接杆9、第二铰接杆10和驱动件，在实际使用时，也可在翻转分隔组件的两侧均设置。

进一步具体的说，所述耙料组件包括一滑动设置在塔体1内的耙架11，耙架11两侧的塔体1上分别设有一链轮架12，在各链轮架12上分别设有一带动耙架11滑动的链条，在塔体1的一侧设有带动链条转动的第一电机13。

具体的说，链轮架12包括第一电机13、同步轴、支架导轨、链轮传动系统，耙架11包括动力小车、耙料小车，耙料板。第一电机13经过链条传动将动力传递给同步轴，同步轴两端安装有轴承座和小链轮。同步轴通过小链轮把动力传递给安装在塔体1横梁两侧的双联主链轮，在塔体1横梁的另一端安装有从动链轮。塔体1横梁上的两组链轮安装有循环链，循环链的两端连接动力小车内部的拉板。第一电机13通过正反转可使循环链沿横梁方向左右移动，带动动力小车左右移动。动力小车又和耙料小车相连，从而带动耙料小车在发酵仓内移动，耙料小车通过安装的耙料板把物料摊平。另外耙料小车和横梁上都装有行程检测装置，耙料小车可自动往复运动摊平物料。支架导轨由两段方管焊接而成并安装在塔体1横梁两侧，为防止大跨度链条下垂，链条从方管中穿过，方管下方开槽，并对链条进行间断支撑。同时支架轨道还是动力小车和耙料小车的轨道。

进一步的具体的说，在所述塔体1外壁上设有光伏件和与光伏件相连的电源处理箱，电源处理箱与热风机3相连。由此可以利用太阳能向热风机3提供电力，提高整个装置的环保性能，当然，也可采用其他清洁能源供电，例如风力发电。或者，直接采用空气集热器向通气管件4供风。

进一步的优化之处在于，为了提高对塔体1内的物料的加热效率，在一些优选的实施例中，还可在各翻转分隔组件的上侧设置热水管路，并在塔体1外侧设置太阳能热水器，通过太阳能加热的水对塔体1内的污泥物料进行进一步的加热，以对塔体1内进行加热。

进一步的优化之处在于，在所述分隔板7下侧设有加热片5。由此可以通过加热片5对分隔板7进行加热，对下侧的污泥进行加热处理。进一步的提高污泥物料的升温速度。

进一步具体的说，所述上料件包括一提升上料器15，在所述提升上料器15出料口处设有一螺旋分料器16，所述螺旋分料器16包括一输料槽1601，所述输料槽1601的两端部分别伸入两相邻塔体1内侧，在输料槽1601中部设有一接料漏斗1602，在输料槽1601的左右两端内分别设有一送料螺旋1603，在输料槽1601的两端部分别设有一与对应位置处送料螺旋1603相连的第二电机1604。由此可以通过一个上料件向两个塔体1内供料，效率更高。

在本实施方式中，提升上料器15选用大倾角挡边皮带输送机，不仅输送量大而且大大减小了占地面积。提升上料器15的卸料口位于塔体1的顶棚内上方，卸料口下方有接料漏斗1602，接料漏斗1602有一个进口，两个出口，混合好的物料在提升上料器15末端进入接料漏斗1602。接料漏斗1602下方的两个送料螺旋1603将物料送入各自的塔体1内。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于，包括一底部开放设置的塔体，在塔体的一侧设有一与塔体顶部连通的上料件，在塔体内的上端设有一耙料组件，在塔体内沿竖直方向间隔设有若干个翻转分隔组件，在对应各翻转分隔组件位置的塔体外侧分别设有一带动其翻转的驱动件；在各翻转分隔组件的上侧分别设有一通气管件，在通气管件上设有进气孔，在各翻转分隔组件上侧的塔体上分别设有一出气孔，通气管件的外端伸出塔体外侧并与一热风机相连。

2.根据权利要求1所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述通气管件包括一设置在塔体外侧的主通气管，在主通气管上间隔设有若干个支通气管，各支通气管的内端分别伸入塔体内侧，且在各支气管上均开设有进气孔。

3.根据权利要求2所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述塔体包括一塔架，在塔架的内侧包覆有内护板，内护板的外侧设有外护板，在内护板上设有加热片。

4.根据权利要求3所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述主通气管设置于内护板与外护板之间。

5.根据权利要求2所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述进气孔开设于支通气管的下侧，在支通气管的上侧设有一挡板，所述挡板的横截面由下至上逐渐变小。

6.根据权利要求3所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述翻转分隔组件包括若干个间隔设置的分隔板，各分隔板的两端部分别与对应位置处的塔架转动连接，在分隔板的一侧的塔体外侧设有一活动连杆，在各分隔板与活动连杆之间分别设有一第一铰接杆，第一铰接杆的一端与活动连杆铰接，另一端与分隔板偏心铰接，在活动连杆与背离分隔板一侧的对应第一铰接杆位置处分别设有一第二铰接杆，第二铰接杆的一端与活动连杆铰接且与第一铰接杆同轴转动，另一端与塔体铰接，所述第一铰接杆和第二铰接杆如此设置，当分隔板处于水平状态时，第一铰接杆与第二铰接杆共线；所述驱动件包括一与活动连杆铰接的液压伸缩杆。

7.根据权利要求1所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述耙料组件包括一滑动设置在塔体内的耙架，耙架两侧的塔体上分别设有一链轮架，在各链轮架上分别设有一带动耙架滑动的链条，在塔体的一侧设有带动链条转动的第一电机。

8.根据权利要求1所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：在所述塔体外壁上设有光伏件和与光伏件相连的电源处理箱，电源处理箱与热风机相连。

9.根据权利要求8所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：在所述分隔板下侧设有加热片。

10.根据权利要求1所述的快速环保好氧发酵塔系统，其特征在于：所述上料件包括一提升上料器，在所述提升上料器出料口处设有一螺旋分料器，所述螺旋分料器包括一输料槽，所述输料槽的两端部分别伸入两相邻塔体内侧，在输料槽中部设有一接料漏斗，在输料槽的左右两端内分别设有一送料螺旋，在输料槽的两端部分别设有一与对应位置处送料螺旋相连的第二电机。