CN112321108B - 仓式污泥好氧发酵设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于污泥发酵设备技术领域，具体为仓式污泥好氧发酵设备，包括外发酵仓、内发酵仓、夹层、进气管、出气管和温度传感器，所述外发酵仓和内发酵仓之间形成所述夹层，且外发酵仓上固定安装有进气管和出气管，所述进气管和出气管分别位于外发酵仓侧面的顶部和底部。该仓式污泥好氧发酵设备，通过启动超声波发生器，使超声波振动棒产生超声波，超声波在传递过程中产生的震荡波使污泥和内发酵仓的内壁产生共振，从而使粘附在内发酵仓内壁上的污泥脱落，进而达到自动清理内发酵仓内壁的目的，相较于传统和现有技术，内发酵仓内壁的清理更为高效、方便、简单，且不会对内发酵仓内搅拌机构的使用造成影响，能耗较低。

Description

仓式污泥好氧发酵设备

技术领域

本发明涉及污泥发酵设备技术领域，尤其涉及仓式污泥好氧发酵设备。

背景技术

污泥中具备农作物生长所必需的营养，有机成分含量也非常高。对污泥的回收利用工艺极为复杂，污泥好氧发酵是一种解决污泥处理的有效技术。将含水污泥中混入一定量好氧微生物，不仅可以对污泥进行稳定性高的无害化处理，还可以对发酵完成产生的有机物质进行回收再利用。

由于污泥具有一定的粘附性，容易粘附在发酵仓的内壁上，传统的仓式污泥好氧发酵设备通过打开发酵仓，通过人工对发酵苍的内壁进行清理，费时费力，现有技术中，通过在搅拌轴上设置壁挂板对其进行清理，但壁刮板的转动提高了发酵仓内搅拌机构的旋转阻力，降低了搅拌机构使用寿命的同时，提高了能耗。

为解决上述问题，本申请中提出仓式污泥好氧发酵设备。

发明内容

（一）发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出仓式污泥好氧发酵设备，具有自动清理发酵仓内壁且能耗较低的特点。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了仓式污泥好氧发酵设备，包括外发酵仓、内发酵仓、夹层、进气管、出气管和温度传感器，所述外发酵仓和内发酵仓之间形成所述夹层，且外发酵仓上固定安装有进气管和出气管，所述进气管和出气管分别位于外发酵仓侧面的顶部和底部，且进气管和出气管连通所述夹层，所述温度传感器固定安装在外发酵仓上，且温度传感器端部的检测头延伸至夹层内；

所述外发酵仓的顶部焊接有安装架，所述安装架的顶部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴上固定套装有主齿轮，所述内发酵仓的中部活动套装有搅拌轴，所述搅拌轴的顶部延伸至外发酵仓的外部并固定套装有从齿轮，且搅拌轴位于内发酵仓的一端上设有搅拌叶；

所述外发酵仓的顶部以及外侧的顶部分别设有进料管和排气管，所述进料管和排气管均延伸至内发酵仓内；

所述外发酵仓上固定安装有超声波振动棒，所述超声波振动棒电线连接有超声波发生器，且超声波振动棒的振动端延伸至内发酵仓内。

优选的，所述搅拌轴上固定套装有布气管，且搅拌轴的顶部活动装配有旋转接头，所述外发酵仓的顶部固定安装有空压机，所述空压机的输气端固定连接有连接管，所述连接管的一端与旋转接头固定套接在一起。

优选的，所述外发酵仓的底部设有出料管，所述出料管的底部连接有输料机构，所述输料机构包括输料机、第二电机、输送轴和输送叶片，所述输料机的端部固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴上固定连接有输送轴，所述输送轴活动套装在输料机内部，且输送轴上设有位于输料机内部的输送叶片。

优选的，所述主齿轮的外沿与从齿轮的外沿相啮合。

优选的，所述布气管的底部设有等距阵列的曝气气嘴，所述曝气气嘴斜向设置。

优选的，所述布气管和搅拌轴的中部均开设有通孔，且布气管内部的通孔连通搅拌轴内部的通孔和曝气气嘴，所述搅拌轴内部的通孔连通连接管。

优选的，所述输料机自左向右呈高度递减的斜向设置，且输料机右侧的底部开设有用于出料的开口。

优选的，内发酵仓底部锥形端与外发酵仓内壁之间有下部弹性支撑块，内发酵仓顶部与上盖内壁之间有上部弹性支撑块，内发酵仓外侧壁与外发酵仓内侧壁之间有弹性支撑块，用于对内外侧进行震动隔离。上部弹性支撑块是在内发酵仓顶部设置上环槽，上环槽内卡装有环形撑垫用于密封上部，下部弹性支撑块是在内发酵仓底部锥形端设置下环槽，在下环槽内卡装有环形撑垫用于密封下部，上环槽和下环槽为刚性部件用以提供绝对支撑和保护环形撑垫，环形撑垫直接接触上下支撑面用以提供支撑、密封和隔离震动。

优选的，内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间为套装关系，且在套装部位的内发酵仓端口设计有环形的内斜面，内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间匹配套装上垫环。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、该仓式污泥好氧发酵设备，通过启动超声波发生器，使超声波振动棒产生超声波，超声波在传递过程中产生的震荡波使污泥和内发酵仓的内壁产生共振，从而使粘附在内发酵仓内壁上的污泥脱落，进而达到自动清理内发酵仓内壁的目的，相较于传统和现有技术，内发酵仓内壁的清理更为高效、方便、简单，且不会对内发酵仓内搅拌机构的使用造成影响，能耗较低。

2、该仓式污泥好氧发酵设备，通过外发酵仓和内发酵仓之间所形成的夹层，在发酵过程中，可通过进气管向夹层内充入高温蒸汽或冷却介质，配合温度传感器，便于对内发酵仓的污泥发酵温度进行调控，从而达到污泥不同发酵温度的使用要求，适应性更强，有利于提高污泥的发酵环境。

3、该仓式污泥好氧发酵设备，通过在搅拌轴上设置布气管，在发酵过程中，通过搅拌轴的旋转带动布气管旋转，从而可提高曝气的均匀性，增强发酵效果，缩短发酵周期。

附图说明

图1为本发明的整体结构正视图。

图2为本发明的整体结构剖视图之一。

图3为本发明的搅拌轴和布气管结构剖视图。

图4是本发明控制***框图。

图5是图2中A部放大结构图。

图6是图2中B部放大结构图。

图7是图2中C部放大结构图。

图8是本发明的整体结构剖视图之二。

图9是图8中D部放大结构图。

附图标记：

1、外发酵仓；2、内发酵仓；3、夹层；4、进气管；5、出气管；6、温度传感器；7、安装架；8、第一电机；9、主齿轮；10、搅拌轴；11、从齿轮；12、搅拌叶；13、进料管；14、排气管；15、超声波振动棒；16、超声波发生器；17、布气管；18、旋转接头；19、空压机；20、连接管；21、出料管；22、输料机；23、第二电机；24、输送轴；25、输送叶片；26、电磁阀一；27、电磁阀二；28、内发酵仓上封盖；29、内斜面；30、上垫环；31、下垫环；32、上环槽；33、下环槽；34、环形撑垫；35、轴承；36、摆杆；37、边轮；38、凸块；39、扭簧。

具体实施方式

污泥好氧发酵是一种无害化、减容化、稳定化的污泥综合处理技术，亦称好氧堆肥技术。它是利用好氧嗜热菌、嗜热菌的作用，将污泥中有机物分解，形成一种类似腐殖质土壤的物质。代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，能有效杀灭病原体、寄生虫卵和病毒，提高污泥肥分。污泥发酵成品利用途径主要有：农田利用、林地利用、园林绿化利用、废弃矿场的土地修复、垃圾填埋场的覆盖土等，由于污泥农用与人类食物链***，所以污泥发酵后的产品应限制农用。好氧发酵技术以其低投资、低运行费用的特点受到人们的关注，适用范围广阔。困扰污泥发酵技术推广应用的技术瓶颈是污泥成分复杂，且易造成重金属污染等。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1：请参阅图2，本发明提供技术方案：仓式污泥好氧发酵设备，包括外发酵仓1、内发酵仓2、夹层3、进气管4、出气管5和温度传感器6。

如图1所示，所述外发酵仓1和内发酵仓2正面的顶部设有透明玻璃材质的观察窗，在污泥进料时，便于工作人员观察污泥的料位。

所述外发酵仓1和内发酵仓2之间形成所述夹层3，且外发酵仓1上固定安装有进气管4和出气管5，所述进气管4和出气管5分别位于外发酵仓1侧面的顶部和底部，且进气管4和出气管5连通所述夹层3。

在本实施中的污泥发酵过程中，通过进气管4向夹层3内充入高温气体或液体，从而提高内发酵仓2内的污泥发酵温度，进而达到提高污泥发酵效果和效率的目的，而污泥高温发酵后需要进行冷却，因而可通过进气管4向夹层3内充入冷却介质，进而达到污泥发酵后冷却的目的。

需要说明的是，所述出气管5，用于排出夹层3内的气体或液体介质。

所述温度传感器6固定安装在外发酵仓1上，且温度传感器6端部的检测头延伸至夹层3内。

通过设置所述温度传感器6，便于对夹层3内的加热或冷却温度进行检测，从而便于调控内发酵仓2内的发酵温度。

所述外发酵仓1的顶部焊接有安装架7，所述安装架7的顶部固定安装有第一电机8，所述第一电机8的输出轴上固定套装有主齿轮9，所述内发酵仓2的中部活动套装有搅拌轴10，所述搅拌轴10的顶部延伸至外发酵仓1的外部并固定套装有从齿轮11，且搅拌轴10位于内发酵仓2的一端上设有搅拌叶12。

需要说明的是，所述主齿轮9的外沿与从齿轮11的外沿相啮合。

在本实施例中，通过启动第一电机8带动主齿轮9转动，利用主齿轮9与从齿轮11的啮合传动，带动搅拌轴10上的搅拌叶12旋转，从而可对污泥进行搅拌，有利于提高污泥的发酵效率。

所述外发酵仓1的顶部以及外侧的顶部分别设有进料管13和排气管14，所述进料管13和排气管14均延伸至内发酵仓2内。

在本实施例中，所述进料管13和排气管14分别用于向内发酵仓2内填充污泥，以及排出发酵产生的废气。

所述外发酵仓1上固定安装有超声波振动棒15，所述超声波振动棒15电线连接有超声波发生器16，且超声波振动棒15的振动端延伸至内发酵仓2内。

在本实施例中，在发酵完成后排出污泥时，通过启动超声波发生器16，使超声波振动棒15位于内发酵仓2内的工具端产生超声波，在利用超声波在传递过程中产生的震荡波使污泥和内发酵仓2的内壁产生共振，从而使粘附在内发酵仓2内壁上的污泥脱落，进而达到自动清理内发酵仓2内壁的目的。

所述搅拌轴10上固定套装有布气管17，且搅拌轴10的顶部活动装配有旋转接头18，所述外发酵仓1的顶部固定安装有空压机19，所述空压机19的输气端固定连接有连接管20，所述连接管20的一端与旋转接头18固定套接在一起。

通过所述旋转接头18，将连接管20和搅拌轴10活动连接在一起，从而在搅拌轴10旋转时，确保连接管20位置不变。

所述外发酵仓1的底部设有出料管21，所述出料管21的底部连接有输料机构，所述输料机构包括输料机22、第二电机23、输送轴24和输送叶片25，所述输料机22的端部固定安装有第二电机23，所述第二电机23的输出轴上固定连接有输送轴24，所述输送轴24活动套装在输料机22内部，且输送轴24上设有位于输料机22内部的输送叶片25。

在本实施例中，通过启动第二电机23带动输送轴24上的输送叶片25转动，可对内发酵仓2排出的污泥进行自动输送，从而达到污泥出料的目的，而通过控制第二电机23的转速和启闭，可便于控制污泥的出料速率和出料量。

需要说明的是，所述输料机22自左向右呈高度递减的斜向设置，且输料机22右侧的底部开设有用于出料的开口。

通过将所述输料机22呈自左向右高度递减的斜向设置，使输料机22内的污泥可通过自身重力向输料机22右侧底部的开口一侧滑动，方便输料机22内污泥的排出。

如图3所示，所述布气管17的底部设有等距阵列的曝气气嘴，所述曝气气嘴斜向设置。

所述布气管17和搅拌轴10的中部均开设有通孔，且布气管17内部的通孔连通搅拌轴10内部的通孔和曝气气嘴，所述搅拌轴10内部的通孔连通连接管20。

在本实施中，通过将布气管17安装在搅拌轴10上，在发酵过程中，通过搅拌轴10的旋转带动布气管17旋转，从而可提高曝气气嘴曝气的均匀性，增强污泥发酵效果，缩短污泥的发酵周期。

在以上方案基础上，为实现向封闭的内发酵仓2内曝气，需要持续向内发酵仓2输入气体，还进一步在内发酵仓2顶部设置了输出气体通道，如图2中在内发酵仓顶部排气口，实现换气功能，换气管上应对有过滤结构。

本发明的工作原理及使用流程：首先，通过进料管13向内发酵仓2内充入污泥，再根据污泥的发酵温度，在温度传感器6的检测下，通过进气管4向夹层3充入高温气体后液体，调节内发酵仓2内的温度即可；然后，在发酵过程中，通过启动第一电机8带动主齿轮9转动，利用主齿轮9与从齿轮11的啮合传动，带动搅拌轴10上的搅拌叶12和布气管17旋转，对污泥进行搅拌，再通过启动空压机19，将氧气通过连接管20和搅拌轴10内部的通孔注入布气管17的通孔内，并通过布气管17底部的曝气气嘴注入污泥内即可；最后，在发酵完成后，通过向夹层3内注入冷却介质，对污泥进行冷却，再通过启动超声波发生器16，使超声波振动棒15位于内发酵仓2内的工具端产生超声波，在利用超声波在传递过程中产生的震荡波使污泥和内发酵仓2的内壁产生共振，从而使粘附在内发酵仓2内壁上的污泥脱落，打开出料管21上的电磁阀门，启动第二电机23带动输送轴24上的输送叶片25转动，将内发酵仓2排出的污泥自动输送出，即可。

实施例2：在实施例1以上构造方案基础上，进一步又在所述连接管上安装电磁阀一26，进一步又在排气管安装排气泵及电磁阀二27，或者将排气管与连接管连通。两电磁阀被控制器控制，以一定频率交替启闭，实现仓内曝气压力的正负变化，改善曝气效果（仓内顶部空气部分压力变大或变小，造成液体内气泡被压缩（液体不能被压缩但液体内的气泡能被压缩）后突然减压而快速膨大，随频率变化膨大与收缩交替，最终***于顶部空气部分），控制器的输出端同时控制两个电磁阀的交替性启闭。

实施例3：以实施例1或2为基础的设备，内外发酵仓之间安装方面，由于内发酵仓内部有较多的旋转部件，所以在内发酵仓顶部与其上部的柱形段之间为密封套接关系（密封套接），如图2。内发酵仓底部锥形端与外发酵仓内壁之间有支撑块，内发酵仓顶部与上盖内壁之间有支撑块。内发酵仓外侧壁与外发酵仓内侧壁之间有支撑块。弹性支撑块可隔离振动。上部和下部的支撑块的具体结构分别如图5和图7所示，在上环槽32内卡装有环形撑垫34用于密封上部，在下环槽33内卡装有环形撑垫34用于密封下部。上环槽和下环槽为刚性部件，能够提供绝对支撑和保护环形撑垫，环形撑垫直接接触内外发酵仓，提供支撑和密封，能够隔离震动，防止超声波震动的能力过多传递至外发酵仓而导致震动削弱和震动效果下降问题发生。如图6所示，内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间为套装关系，且在套装部位的内发酵仓端口设计有环形的内斜面29，内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间匹配套装上垫环30。内发酵仓底部锥形端与仓底支撑体之间套装有下垫环31，能够隔离震动，防止超声波震动的能力过多传递至仓底支撑体而导致震动削弱和震动效果下降问题发生。

实施例4：以上各实施例所提供的技术方案在应用时，针对污泥成分复杂，透气性和流动性差的情况，会存在因曝气射程有限而影响曝气效果和降低曝气效率问题。

本实施在以上实施例基础上，如图8和图9所示，在布气管下方的搅拌轴上，通过轴承35套装有能够转动的摆杆36，该摆杆与布气管之间安装有扭簧，摆杆的上表面与曝气孔之间近似接触，两者在扭簧作用下偏离一个小角度，在摆杆端部安装有边轮，内发酵仓内壁上相应位置安装有凸块，边轮37与凸块38接触后造成杆摆动。从而旋转过程中，摆杆相对于布气管左右摆动，提高曝气孔周围扰动以提高曝气效果。使摆杆与曝气孔之间形成阻滞关系，以提高曝气口局部压力，提高曝气射程。

本实施上述方案还可以解决因布气管和搅拌叶单向转动造成污泥离心运动而出现液面中心低而周边高的不均匀情况，解决因此存在曝气均匀性差的问题。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，增加底部采样口，增加顶部加药口。（发酵时间受污泥种类、脱水时加药方式及堆料前处理方法的影响，这是因为其中易分解有机物的种类和含量有所不同）。例如，增加补水管（污泥含水率低于30%时，微生物在水中提取营养物质的能力降低，有机物分解缓慢；当水分低于12%~15%时，微生物的活动几乎停止），增温换气过程会造成水分流失，取样检测后，调节到含水率55%~60%方可进入好氧发酵工序。含水率调节的方法有添加干物料（调理剂）、成品回流、热干化、晾晒等（含水率超过65%时，水就会充满物料颗粒间的间隙，堵塞空气的通道，使空气含量大量减少，发酵由好氧状态向厌氧转化，温度急剧下降，其结果是形成发臭的中间产物）。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.仓式污泥好氧发酵设备，其特征在于，包括外发酵仓（1）、内发酵仓（2）、夹层（3）、进气管（4）、出气管（5）和温度传感器（6），所述外发酵仓（1）和内发酵仓（2）之间形成所述夹层（3），且外发酵仓（1）上固定安装有进气管（4）和出气管（5），所述进气管（4）和出气管（5）分别位于外发酵仓（1）侧面的顶部和底部，且进气管（4）和出气管（5）连通所述夹层（3），所述温度传感器（6）固定安装在外发酵仓（1）上，且温度传感器（6）端部的检测头延伸至夹层（3）内；所述外发酵仓（1）的顶部焊接有安装架（7），所述安装架（7）的顶部固定安装有第一电机（8），所述第一电机（8）的输出轴上固定套装有主齿轮（9），所述内发酵仓（2）的中部活动套装有搅拌轴（10），所述搅拌轴（10）的顶部延伸至外发酵仓（1）的外部并固定套装有从齿轮（11），且搅拌轴（10）位于内发酵仓（2）的一端上设有搅拌叶（12）；所述外发酵仓（1）的顶部以及外侧的顶部分别设有进料管（13）和排气管（14），所述进料管（13）和排气管（14）均延伸至内发酵仓（2）内；所述外发酵仓（1）上固定安装有超声波振动棒（15），所述超声波振动棒（15）电线连接有超声波发生器（16），且超声波振动棒（15）的振动端延伸至内发酵仓（2）内；在内发酵仓（2）顶部设置了输出气体通道，在内发酵仓顶部排气实现换气功能，输出气体通道上有过滤结构；在内发酵仓顶部与其上部的柱形段之间为密封套接关系，内发酵仓底部锥形端与外发酵仓内壁之间有下部弹性支撑块，内发酵仓顶部与上盖内壁之间有上部弹性支撑块，内发酵仓外侧壁与外发酵仓内侧壁之间有支撑块，弹性支撑块可隔离振动；上部弹性支撑块是在内发酵仓顶部设置上环槽（32），在上环槽（32）内卡装有环形撑垫（34）用于密封上部，下部弹性支撑块是在内发酵仓底部锥形端设置下环槽（33），在下环槽（33）内卡装有环形撑垫（34）用于密封下部，上环槽和下环槽为刚性部件，能够提供绝对支撑和保护环形撑垫，环形撑垫直接接触内外发酵仓，提供支撑和密封，能够隔离震动，防止超声波震动的能力过多传递至外发酵仓而导致震动削弱和震动效果下降问题发生；内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间为套装关系，且在套装部位的内发酵仓端口设计有环形的内斜面（29），内发酵仓顶部与内发酵仓上封盖之间匹配套装上垫环（30），内发酵仓底部锥形端与仓底支撑体之间套装有下垫环（31），能够隔离震动，用以防止超声波震动的能力过多传递至仓底支撑体而导致震动削弱和震动效果下降；所述搅拌轴（10）上固定套装有布气管（17），所述布气管（17）的底部设有等距阵列的曝气气嘴，所述曝气气嘴斜向设置；所述布气管（17）和搅拌轴（10）的中部均开设有通孔，且布气管（17）内部的通孔连通搅拌轴（10）内部的通孔和曝气气嘴，所述搅拌轴（10）内部的通孔连通连接管（20）；搅拌轴（10）的顶部活动装配有旋转接头（18），所述外发酵仓（1）的顶部固定安装有空压机（19），所述空压机（19）的输气端固定连接有连接管（20），所述连接管（20）的一端与旋转接头（18）固定套接在一起；在所述连接管上安装电磁阀一（26），又在排气管安装排气泵及电磁阀二（27），两电磁阀被控制器控制，以一定频率交替启闭，实现仓内曝气压力的正负变化，改善曝气效果，使仓内顶部空气部分压力变大或变小，造成液体内气泡被压缩，液体不能被压缩但液体内的气泡能被压缩后突然减压而快速膨大，随频率变化膨大与收缩交替，最终***于顶部空气部分，控制器的输出端同时控制两个电磁阀的交替性启闭；在布气管下方的搅拌轴上，通过轴承（35）套装有能够转动的摆杆（36），该摆杆与布气管之间安装有扭簧，摆杆的上表面与曝气孔之间近似接触，两者在扭簧作用下偏离一个小角度，在摆杆端部安装有边轮，内发酵仓内壁上相应位置安装有凸块，边轮（37）与凸块（38）接触后造成杆摆动，从而旋转过程中，摆杆相对于布气管左右摆动，提高曝气孔周围扰动以提高曝气效果，使摆杆与曝气孔之间形成阻滞关系，以提高曝气口局部压力，提高曝气射程。

2.根据权利要求1所述的仓式污泥好氧发酵设备，其特征在于，所述外发酵仓（1）的底部设有出料管（21），所述出料管（21）的底部连接有输料机构，所述输料机构包括输料机（22）、第二电机（23）、输送轴（24）和输送叶片（25），所述输料机（22）的端部固定安装有第二电机（23），所述第二电机（23）的输出轴上固定连接有输送轴（24），所述输送轴（24）活动套装在输料机（22）内部，且输送轴（24）上设有位于输料机（22）内部的输送叶片（25）。

3.根据权利要求1所述的仓式污泥好氧发酵设备，其特征在于，所述主齿轮（9）的外沿与从齿轮（11）的外沿相啮合。

4.根据权利要求2所述的仓式污泥好氧发酵设备，其特征在于，所述输料机（22）自左向右呈高度递减的斜向设置，且输料机（22）右侧的底部开设有用于出料的开口。