CN107020765A - 多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统。该系统特征在于：①以分段式单元模块组合形成研磨仓体并由螺纹杆件填充，有效减小设备体积。②多组螺纹杆件按需要排列组合，可同异向传送，有效提高产量和稳定性。③分段式单元模块壁体或其外侧，通过加热并传导热量，进一步缩短处理时间，实现进出料持续运行。全系统实行智能化操控，在螺纹杆件和研磨仓体做好防腐措施后，可作为化学反应仓对污泥(或淤泥、粪便等)进行化学方式的处理处置。处理后的干料无臭味、无废液渗出、有害物质完全被高温杀灭降解，实现减量化、无害化和稳定化；干料便于打包运输，无药剂添加、无二次污染，可进一步资源化利用。

Description

多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统
一、技术领域
本发明涉及一种多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统，该系统以机械研磨的方式通过剪切力或压力破解含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)及其中的微生物细胞，使胞内物质和水份得以充分释放，同时利用加热系统和真空系统及时排出大量水蒸汽，从而实现含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)充分的干化脱水、灭菌除臭，最终产出含水率较低(含水率20％-60％)、减量显著(减量50％-75％)的干料，便于进一步资源化利用或者集中无害化、稳定化处理。
二、背景技术
中国城镇化进程的加快，大量人口聚集于城市之中，能源和资源的消耗也随之增大，城市环境问题日益突出。城市用水量的剧增、水资源的浪费、地下污水的排放和污染等对后续污水处理和污泥处理造成巨大的压力。此外，城市河道、湖泊等自然水体由于偷排屡禁不止，或河道清淤工作滞后等问题存在，河道湖泊中的淤泥长期淤塞，积累了大量的病原体、固体垃圾沉淀、腐殖质等，对环境造成污染。
目前，新建或者已经投入运行的城镇污水处理厂中，对于含水污泥多采用添加化学药剂后，使用机械压榨的方式进行一定程度的干化处理，最终产出的处理污泥再运送至垃圾填埋场填埋，或者集中焚烧。使用这种方式处理的污泥，含水率较高(80％左右)、臭味扰民、渗出液污染地下水、焚烧耗能大，容易造成环境的二次污染。另一方面，城市河道淤泥，以及城市居民生活产生的餐厨垃圾等，处理设备陈旧、处理工艺不完善、处理耗能巨大，后续物料运输储存过程中有废液渗出、臭味扰民等问题，也使得对于城市大量淤泥和餐厨垃圾的处理陷入困境。
随着人们环保意识的加强，以及国家相关政策的出台，对于水资源的保护以及污水处理、污泥处理得到越来越多的重视。因此，对上述含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)有效的无害化、稳定化、减量化处理和合理的资源化利用具有重大意义。
三、发明内容
本发明目的在于解决现有污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等含水废弃物处理工艺中设备耗能大、处理效果不彻底、后续物料二次污染严重等问题。该发明在总结现有机械破解技术经验的基础上，创新性地采用多组螺纹杆件磨合破解与高温干化灭菌相结合的物理方式，对含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)进行稳定化、减量化、无害化及后续资源化利用。根据实际需要，处理后的干料可控制在含水率20％-60％，体积减量50％-75％，产出的干料无废液渗出、无臭味溢出、有害病菌和腐殖质被彻底杀灭，不会造成二次污染。
本发明提供的多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统。整套系统包括1.螺纹杆件组合、2.研磨仓体、3.金属承压壁体、4.加热构件(加热板或加热棒)、5.压力控制构件、6.动力传动构件、7.进料口、8.出料口、9.排气口。(详见附图1)
具体过程为：
(1)通过外部电源和智能操作系统分别启动4.加热构件(加热板或加热棒)、5.压力控制构件、6.动力传动构件，设备系统按照设定好的温度进行预热，1.螺纹杆件组合转动并在2.研磨仓体内建立起压力，系统所有准备工作完成。
(2)利用外部加料系统，从7.进料口将含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)添加进2.研磨仓体内，螺纹之间由于转动摩擦产生较大的剪切力或压力，使得通过其中的含水废弃物充分研磨破解，菌体细胞破解释放出有用物质和胞内水份，原有含水废弃物中的絮状体被破坏、微生物细胞破解、黏性降低、可降解性提高。
(3)4.加热构件(加热板或加热棒)通过3.金属承压壁体的热传导，使1.螺纹杆件组合和2.研磨仓体达到设定好的温度，含水废弃物经由机械破解释放出的水份快速形成水蒸气，从9.排气口被及时抽出排尽。高温高压的环境也将含水废弃物中有害菌体和腐殖质彻底分解，灭菌除臭。
(4)含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)中絮状体的解体和黏性的下降，使得含水废弃物沿1.螺纹杆件组合持续输送，最后从8.出料口产出干料。
本发明提供的多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统有三方面控制：
第一方面，在6.动力传动构件设定转速不变的情况下，含水废弃物的干化程度通过4.加热构件的设定温度来控制。设定温度越高，含水废弃物干化程度越高，含水率越少，干料产量不变。加热温度控制设定：50℃-400℃；加热方式分为：加热板加热和加热棒加热。(详见附图2)
第二方面，在4.加热构件(加热板或加热棒)设定温度不变的情况下，含水废弃物的干化程度由6.动力传动构件的设定转速来控制。转速降低，含水废弃物在2.研磨仓体中停留的时间加长，干化程度越高，含水率越低，干料产量降低；反之亦然。螺纹杆件转速设定：100-1200转/分。
第三方面，含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)最后产出的干料的产量，在4.加热构件设定温度和6.动力传动构件设定转速不变的情况下，可由1.螺纹杆件组合的数量控制。螺纹杆件数量越多，含水废弃物机械破解干化和输送的途径越多，产出干料的产量越大；反之亦然。螺纹杆件的组合方式有：“一字型”、“三角型”和“圆周型”。(详见附图3)
本发明多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统，能将含水率大于95％的含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)进行物理方式的机械研磨破解、快速脱水干化、高温灭菌除臭，在控制好设定温度、设定转速和螺纹杆件组合方式的情况下，系统最后产出的干料含水率可控制在20％-60％，产出干料产量可控制在每小时50公斤至每小时1吨(具体还与全套系统设备的尺寸相关)。
四、附图说明
附图1：设备系统示意图
1——螺纹杆件组合、2——研磨仓体、3——金属承压壁体、4——加热构件(加热板或加热棒)、5——压力控制构件、6——动力传动构件、7——进料口、8——出料口、9——排气口
附图2：设备系统加热构件分类图
2.1——加热板方式加热、2.2——加热棒方式加热
附图3：设备系统螺纹杆件组合方式示意图
3.1——一字型组合方式、3.2——三角型组合方式、3.3——圆周型组合方式
五、具体实施方式
本发明是一种多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统。设备系统采用多组螺纹杆件转动中相互磨合剪切，以及加热系统提供给螺纹杆件和研磨仓体的高温相组合的方式，在不添加任何化学药剂的前提下通过物理方式对含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)进行机械研磨破解、快速干化脱水、高温灭菌除臭，进而产出含水率很低的干料。
该发明全套设备系统包括1.螺纹杆件组合、2.研磨仓体、3.金属承压壁体、4.加热构件(加热板或加热棒)、5.压力控制构件、6.动力传动构件、7.进料口、8.出料口、9.排气口，外部配套有电源、智能操作系统、加料系统、快速抽气系统、成品打包系统等。
具体实施方式为：设备系统通过外部电源和智能操作系统启动4.加热构件(加热板或加热棒)、5.压力控制构件、6.动力传动构件，使设备系统达到设定好的温度、转速和仓内压力。含水废弃物(污泥、淤泥、粪便或餐厨垃圾等)从7.进料口添加进2.研磨仓体内，沿1.螺纹杆件组合持续输送，最后从8.出料口产出干料。此过程中螺纹之间因转动摩擦产生较大的剪切力或压力，使含水废弃物充分研磨分解，菌体细胞破解并释放出有用物质和胞内水份，原有含水废弃物中的絮状体被破坏、微生物细胞破解，有害菌体和腐殖质彻底分解，灭菌除臭。同时，4.加热构件(加热板或加热棒)通过3.金属承压壁体的热传导，使1.螺纹杆件组合和2.研磨仓体达到设定好的高温，含水废弃物经由机械破解释放出的水份快速形成水蒸气，最后从9.排气口被及时抽出排尽。该系统处理过后的干料含水率很低，体积减量显著，无废液渗出、无臭味溢出、有害病菌和腐殖质被彻底杀灭，不会造成二次污染；便于运输储存、资源化利用、或者集中的无害化、稳定化处理。(详见附图1)
系统温度设定范围：50℃-400℃。
系统转速设定范围：100-1200转/分。
处理后的干料含水率控制范围：209-60％。

Claims (4)

1.本发明涉及一种多组螺纹杆件机械破解干化含水废弃物的设备系统。该设备是以物理方式，通过多组螺纹杆件转动过程中产生的剪切力或压力破解污泥(或淤泥、粪便、餐厨垃圾等)细胞，压滤同时充分释放胞内水份，高温高压的处理条件便于快速高效地脱水干化、灭菌除臭，最终可以产出含水率低于20％的干料；
该设备系统主要包括：1.螺纹杆件组合、2.研磨仓体、3.金属承压壁体、4.加热构件(加热板或加热棒)、5.压力控制构件、6.动力传动构件、7.进料口、8.出料口、9.排气口。其特征在于，整个设备系统各个构件部分以单元式模块组合、全密闭化连通，系统以外通过电子控制箱对温度和螺纹杆件的转速进行智能化操作调控，处理过程安全稳定、高效清洁。同时，在做好相关部位的防腐措施后，研磨仓体可作为化学反应仓体进行化学方式的处理处置。
2.根据权利要求1所述，本发明中所涉及的污泥包括城市污水处理厂中的生活污泥和工业污泥；粪便包括各种家禽粪便和畜牧业牲口粪便；淤泥包括河道和湖泊内的淤泥。
3.根据权利要求1所述，本发明中设定温度为50℃-400℃，压力为0.1MPa-1.2MPA，转速为100-1200转/分。
4.根据权利要求1所述，本发明中螺纹杆件转动分为同向转动或异向转动，螺纹杆件数量≥2，螺纹杆件排列组合方式为“一字型”、“三角型”、“圆周型”。
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