CN113772909A - 一种污泥厌氧消化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥厌氧消化装置及方法,所述装置包括箱体、支撑架、第一搅拌桨、第二搅拌桨、正反转交替转动传动机构;箱体的一侧设进料口,另一侧设出料口;第一搅拌桨、第二搅拌桨设于箱体内;箱体的上方设支撑架;所述正反转交替转动传动机构由电机、凸轮、滑板、齿条、齿轮、蜗轮一、蜗轮二及蜗杆组成。本发明在保证厌氧消化反应在密闭空间内进行的同时,通过一个电机带动2个搅拌桨正反向交替且相对转动,有效提高了有机污泥与厌氧细菌的混合反应效率。

Description

一种污泥厌氧消化装置及方法
技术领域
本发明涉及有机固废处理技术领域,尤其涉及一种污泥厌氧消化装置及方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展,城市化进程加快,人民生活水平迅速提高,城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之大量增加。生活垃圾占用土地,污染环境的状况以及对人们健康的影响也越加明显。城市生活垃圾的大量增加使垃圾处理越来越困难,由此引发的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。
目前,厌氧消化处理技术在城市垃圾处理中得到较大的发展应用,该技术无害化程度较高,厌氧消化可通过人为控制,加速有机废物的稳定,使有机废物实现无害化处理;同时,还可以通过厌氧分解产生沼气,获得可再生的能源,实现有机废物的资源化利用;另外,其还具有较高的有机负荷承担能力。
现有的厌氧消化处理装置普遍设有搅拌装置,但其采用的搅拌方式较为单一,无法保证其内部的有机污泥与厌氧细菌充分接触混合,导致反应效率和搅拌混合效率低下。
发明内容
本发明提供了一种污泥厌氧消化装置及方法,在保证厌氧消化反应在密闭空间内进行的同时,通过一个电机带动2个搅拌桨正反向交替且相对转动,有效提高了有机污泥与厌氧细菌的混合反应效率。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种污泥厌氧消化装置,包括箱体、支撑架、第一搅拌桨、第二搅拌桨、正反转交替转动传动机构;所述箱体的一侧设进料口,另一侧设出料口;第一搅拌桨、第二搅拌桨设于箱体内;箱体的上方设支撑架;所述正反转交替转动传动机构由电机、凸轮、滑板、齿条、齿轮、蜗轮一、蜗轮二及蜗杆组成;电机设于支撑架的顶部,电机的输出轴通过转轴与凸轮相连,凸轮、滑板、齿条及齿轮均设于支撑架内侧;凸轮的两侧分别设置滑板,2个滑板同时与齿条相连,电机通过转轴带动凸轮转动时,通过滑板带动齿条水平往复移动;齿条与齿轮啮合传动,齿轮与蜗杆同轴相连,蜗杆穿过箱体的顶壁后向下延伸至箱体底部;第一搅拌桨通过蜗轮一与蜗杆传动连接,第二搅拌桨通过蜗轮二与蜗杆传动连接,第一搅拌桨与第二搅拌桨相对转动。
所述支撑架的内部在凸轮的两侧分别设2个U形架,U形架的顶端与支撑架的顶部固连;2个滑板分别与对应侧的U形架滑动连接;所述齿条设于滑板的底部,齿条水平设置,齿条的背面与导向杆滑动连接,导向杆的两端分别与支撑架的对应侧固连。
所述进料口设于箱体的上部,出料口靠近箱体的底部设置,出料口处设出料阀门。
所述齿轮与转轴同轴设置,转轴贯穿齿轮后向下方延伸,蜗杆的顶部设插孔与转轴插接;蜗杆的底部通过轴承与箱体的底壁转动连接;蜗杆在与蜗轮一传动的部位设啮合段一,在与蜗轮二传动的部位设啮合段二,啮合段一与啮合段二的螺旋方向相反。
所述第一搅拌桨、第二搅拌桨均由搅拌轴、搅拌叶片组成;搅拌轴水平设置,搅拌轴的两端分别通过轴承与箱体的对应侧壁转动连接;搅拌轴上沿轴向设多个搅拌叶片,且第一搅拌轴上的搅拌叶片与第二搅拌轴上的搅拌叶片交错设置。
一种污泥厌氧消化方法,包括如下过程:污泥自进料口注入箱体内进行厌氧消化反应,启动电机,转轴带动凸轮转动,凸轮轮流推动两侧的滑板使齿条水平往复移动;通过齿条与齿轮啮合传动实现齿轮的正反向转动,齿轮通过蜗杆带动第一搅拌桨、第二搅拌桨相对转动;通过正反向交替搅拌,使箱体内的有机污泥与厌氧细菌充分接触,提高反应效率。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)通过凸轮、蜗轮蜗杆传动和齿轮齿条传动实现第一搅拌桨、第二搅拌桨的正反转交替转动,在保证箱体为厌氧消化反应所需的密闭空间的同时,增加了箱体内有机污泥与厌氧细菌的混合程度,使有机污泥与厌氧细菌通过正反向交替搅拌方式,能够充分接触,均匀混合,进而提高反应效率;
2)通过在蜗杆上设置2段旋向相反的啮合段,使蜗杆转动时通过与之啮合的2个蜗轮实现第一搅拌桨与第二搅拌桨的相对转动,2个搅拌桨上多个搅拌叶片交错设置,进一步提高了有机污泥与厌氧细菌的混合效率。
附图说明
图1是本发明所述一种污泥厌氧消化装置的结构示意图。
图中:1.箱体 2.支撑架 3.电机 4.转轴 5.凸轮 6.滑板 7.齿条 8.齿轮 9.蜗杆10.蜗轮一 11.蜗轮二 12.第一搅拌桨 13.第二搅拌桨 14.搅拌叶片 15.U形架 16.导向杆 17.进料口 18.出料口
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
如图1所示,本发明所述一种污泥厌氧消化装置,包括箱体1、支撑架2、第一搅拌桨12、第二搅拌桨13、正反转交替转动传动机构;所述箱体1的一侧设进料口17,另一侧设出料口18;第一搅拌桨12、第二搅拌桨13设于箱体1内;箱体1的上方设支撑架2;所述正反转交替转动传动机构由电机3、凸轮5、滑板6、齿条7、齿轮8、蜗轮一10、蜗轮二11及蜗杆9组成;电机3设于支撑架2的顶部,电机3的输出轴通过转轴4与凸轮5相连,凸轮5、滑板6、齿条7及齿轮8均设于支撑架2内侧;凸轮5的两侧分别设置滑板6,2个滑板6同时与齿条7相连,电机3通过转轴4带动凸轮5转动时,通过滑板6带动齿条7水平往复移动;齿条7与齿轮8啮合传动,齿轮8与蜗杆9同轴相连,蜗杆9穿过箱体1的顶壁后向下延伸至箱体1底部;第一搅拌桨12通过蜗轮一10与蜗杆9传动连接,第二搅拌桨13通过蜗轮二11与蜗杆9传动连接,第一搅拌桨12与第二搅拌桨13相对转动。
所述支撑架2的内部在凸轮5的两侧分别设2个U形架15,U形架15的顶端与支撑架2的顶部固连;2个滑板6分别与对应侧的U形架15滑动连接;所述齿条7设于滑板6的底部,齿条7水平设置,齿条7的背面与导向杆16滑动连接,导向杆16的两端分别与支撑架2的对应侧固连。
所述进料口17设于箱体1的上部,出料口18靠近箱体1的底部设置,出料口18处设出料阀门。
所述齿轮8与转轴4同轴设置,转轴4贯穿齿轮8后向下方延伸,蜗杆9的顶部设插孔与转轴4插接;蜗杆9的底部通过轴承与箱体1的底壁转动连接;蜗杆9在与蜗轮一10传动的部位设啮合段一,在与蜗轮二11传动的部位设啮合段二,啮合段一与啮合段二的螺旋方向相反。
所述第一搅拌桨12、第二搅拌桨13均由搅拌轴、搅拌叶片14组成;搅拌轴水平设置,搅拌轴的两端分别通过轴承与箱体1的对应侧壁转动连接;搅拌轴上沿轴向设多个搅拌叶片14,且第一搅拌轴12上的搅拌叶片与第二搅拌轴13上的搅拌叶片交错设置。
一种污泥厌氧消化方法,包括如下过程:污泥自进料口17注入箱体1内进行厌氧消化反应,启动电机3,转轴4带动凸轮5转动,凸轮5轮流推动两侧的滑板6使齿条7水平往复移动;通过齿条7与齿轮8啮合传动实现齿轮8的正反向转动,齿轮8通过蜗杆9带动第一搅拌桨12、第二搅拌桨13相对转动;通过正反向交替搅拌,使箱体1内的有机污泥与厌氧细菌充分接触,提高反应效率。
本发明所述一种污泥厌氧消化装置,主要的反应容器为箱体1,箱体1的两侧分别设有进料口17和出料口18,箱体1的中部贯穿有蜗杆9,蜗杆9的底端与箱体1相接处设轴承,轴承可以保证蜗杆2在转动时更加稳定。
箱体1内设有2个搅拌桨,即第一搅拌桨12和第二搅拌桨13;2个搅拌桨的搅拌轴上均固定连接有多个搅拌叶片14,2个搅拌轴的中部分别固定连接蜗轮一10、蜗轮二11。蜗杆2上与2个蜗轮对应传动的部位即啮合段一、啮合段二的螺旋方向相反,当蜗杆9转动时,与2个啮合段啮合传动的蜗轮一10、蜗轮二11能够同步向相反的方向转动,从而使第一搅拌桨12、第二搅拌桨13相对转动,增加了箱体1内物料搅拌过程中的混乱程度,提高了有机污泥与厌氧细菌的混合效率。
蜗杆9的上端固定连接齿轮8,箱体1的顶部固定连接有支撑架2,支撑架2内的顶部两侧分别固定有2个U形架15,2个U形架15上均滑动连接滑板6,2个滑板6的下端同时固定连接同一齿条7,齿条7与齿轮8啮合传动;齿条7的背部插设有一导向杆16,导向杆16的两端与支撑架2的两侧固定连接,导向杆16可以使齿条7水平移动时更加稳定;再加上与齿条7相连的2个滑板6分别沿U形架15滑动,可确保齿条7不会翻转,实现齿条7与齿轮8的稳定啮合。
支撑架2的顶部固定有电机3(优选Y80M1-2型电机),电机3的输出轴连接贯穿支撑架2的转轴4,转轴4远离电机3的一端穿过齿轮8后与蜗杆9的上端插接,在转轴4和蜗杆9的转动互不影响的情况下,能使转轴4和蜗杆9的转动更加稳定。
转轴4在位于支撑架2内侧的一段设凸轮5,启动电机3后转轴4带动凸轮5转动,当凸轮5半径较长的一端与左侧的滑板接触时,推动左侧的滑板向左移动并带动齿条7左移,当凸半径较长的一端脱离左侧的滑板后与右侧的滑板接触时,推动右侧的滑板向右移动并带动齿条7右移;通过凸轮5的连续转动,实现齿条7的水平往复移动,进一步带动与齿条7啮合的齿轮8往复转动,最后通过蜗杆9往复转动带动2个搅拌桨正反向往复转动,从而大大增加了箱体1内有机污泥与厌氧细菌搅拌时的混乱程度,使两者充分接触,均匀搅拌,提高混合反应效率。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种污泥厌氧消化装置,其特征在于,包括箱体、支撑架、第一搅拌桨、第二搅拌桨、正反转交替转动传动机构;所述箱体的一侧设进料口,另一侧设出料口;第一搅拌桨、第二搅拌桨设于箱体内;箱体的上方设支撑架;所述正反转交替转动传动机构由电机、凸轮、滑板、齿条、齿轮、蜗轮一、蜗轮二及蜗杆组成;电机设于支撑架的顶部,电机的输出轴通过转轴与凸轮相连,凸轮、滑板、齿条及齿轮均设于支撑架内侧;凸轮的两侧分别设置滑板,2个滑板同时与齿条相连,电机通过转轴带动凸轮转动时,通过滑板带动齿条水平往复移动;齿条与齿轮啮合传动,齿轮与蜗杆同轴相连,蜗杆穿过箱体的顶壁后向下延伸至箱体底部;第一搅拌桨通过蜗轮一与蜗杆传动连接,第二搅拌桨通过蜗轮二与蜗杆传动连接,第一搅拌桨与第二搅拌桨相对转动。
2.根据权利要求1所述的一种污泥厌氧消化装置,其特征在于,所述支撑架的内部在凸轮的两侧分别设2个U形架,U形架的顶端与支撑架的顶部固连;2个滑板分别与对应侧的U形架滑动连接;所述齿条设于滑板的底部,齿条水平设置,齿条的背面与导向杆滑动连接,导向杆的两端分别与支撑架的对应侧固连。
3.根据权利要求1所述的一种污泥厌氧消化装置,其特征在于,所述进料口设于箱体的上部,出料口靠近箱体的底部设置,出料口处设出料阀门。
4.根据权利要求1所述的一种污泥厌氧消化装置,其特征在于,所述齿轮与转轴同轴设置,转轴贯穿齿轮后向下方延伸,蜗杆的顶部设插孔与转轴插接;蜗杆的底部通过轴承与箱体的底壁转动连接;蜗杆在与蜗轮一传动的部位设啮合段一,在与蜗轮二传动的部位设啮合段二,啮合段一与啮合段二的螺旋方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种污泥厌氧消化装置,其特征在于,所述第一搅拌桨、第二搅拌桨均由搅拌轴、搅拌叶片组成;搅拌轴水平设置,搅拌轴的两端分别通过轴承与箱体的对应侧壁转动连接;搅拌轴上沿轴向设多个搅拌叶片,且第一搅拌轴上的搅拌叶片与第二搅拌轴上的搅拌叶片交错设置。
6.基于权利要求1~5任意一种所述装置的污泥厌氧消化方法,其特征在于,包括如下过程:污泥自进料口注入箱体内进行厌氧消化反应,启动电机,转轴带动凸轮转动,凸轮轮流推动两侧的滑板使齿条水平往复移动;通过齿条与齿轮啮合传动实现齿轮的正反向转动,齿轮通过蜗杆带动第一搅拌桨、第二搅拌桨相对转动;通过正反向交替搅拌,使箱体内的有机污泥与厌氧细菌充分接触,提高反应效率。
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