CN108558159A - 一种城市污泥干化发酵床系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种城市污泥干化发酵床系统，其包括干化发酵床，所述干化发酵床包括顺序设置的干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区，所述干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区由高到低呈阶梯状布置；所述干化预处理区设置有多个均匀并列设置的螺旋输送装置，所述发酵降解区和陈化稳定区分别设置有布料机构。本发明将整个干化发酵床中的干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区设置呈连续的且依次降低的阶梯形式，方便了物料的转移，通过螺旋输送装置和布料机构能够顺利实现物料的摊铺和推送转移。
Description
技术领域
本发明涉及城市污泥干化除臭发酵处理装置，尤其涉及一种城市污泥干化发酵床系统。
背景技术
城市污泥是城市污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比较较小，呈胶状液态，它是介于固体和液体之间的浓稠物，可以用泵运输，但是很难通过沉降进行固液分离，并且不易自然风干。
污泥的特性决定了污泥的危害，如不妥善处理，会占用大量土地，并形成沼泽，污染地下水和产生臭气污染大气，影响环境质量和人体健康。
由于污泥的特性，目前对污泥的处理主要采用热干化的方式。污泥热干化形式多样，有烟气直接干化、热介质间接干化、直接—间接联合干化等形式，所有形式都是利用热能使污泥中的水分蒸发的过程。经过热干化处理的污泥再通过好氧发酵是实现有机固体废弃物稳定化处理与资源化利用的一种有效途径。
现有技术中，专利号为201410272977.9的发明专利公开了一种有机固体废弃物干化发酵床系统，其包括发酵温室、设置在发酵温室内的干化发酵床、设置在发酵温室外的光能集热装置、污水源热泵、热量转换器以及空气净化系统，所述的干化发酵床包括干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区；其具有干化预处理功能、运行稳定、工艺周期短、好氧发酵效果好，处理后的废弃物可以用于直接填埋、填埋场覆土、燃料化利用、土壤修复等。其中，污泥在干化预处理区向发酵降解区转移，由发酵降解区向陈化稳定区转移，均采用布料翻抛装置，但是其布料翻抛装置的结构在实际使用中存在较多的问题：1.效率较低，在物料转移过程中，需要较多的时间；2.物料在处理过程中，尤其是干化预处理区，存在较严重的板结，导致布料翻抛装置无法正常工作；3.布料翻抛装置高度不能够调节，不能满足实际需求，在翻抛和布料中存在严重的阻碍，当物料的高度和厚度不适宜的时候，布料翻抛装置无法正常工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够顺利转移物料、实现物料自动布料和转移的城市污泥干化发酵床系统。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种城市污泥干化发酵床系统，其管家技术在于：其包括干化发酵床，所述干化发酵床包括顺序设置的干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区，所述干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区由高到低呈阶梯状布置；所述干化预处理区设置有多个均匀并列设置的螺旋输送装置，所述发酵降解区和陈化稳定区分别设置有布料机构；
多个所述螺旋输送装置的两端分别通过一固定滑板固定，所述固定滑板滑动设置在所述干化预处理区上，所述干化预处理区上设置有推动两所述固定滑板横向移动的螺旋输送装置位移驱动机构；
所述布料机构包括水平固定设置的轨道、推料板和支撑轴，所述推料板和所述支撑轴的两端分别滑动设置在所述轨道中，所述推料板顶部和所述支撑轴之间通过连接杆连接，所述连接杆和所述推料板之间为铰连，所述推料板和支撑轴之间还斜向设置有长度可调的调节连杆，所述调节连杆的两端分别与所述推料板和支撑轴铰连，通过所述调节连杆的伸缩能够改变所述推料板的倾斜角度；所述布料机构的两端还设置有牵引所述布料机构沿所述轨道移动的布料牵引机构。
作为本发明的进一步改进，所述螺旋输送装置包括转轴和设置在转轴上的螺旋片，所述转轴的前端和后端分别转动设置在一固定滑板上，其后端设置有皮带轮，所述皮带轮通过皮带与电机传动连接。
作为本发明的进一步改进，所述转轴的前端穿过固定滑板后通过固定座和支撑座与固定滑板固定连接，所述支撑座固定设置在所述固定滑板上，所述固定座固定设置在所述支撑座上，所述转轴端部设置在固定座内。
作为本发明的进一步改进，所述螺旋片上分布设置有凹槽或凸起的锯齿。
作为本发明的进一步改进，所述螺旋输送装置的末端延伸出干化预处理区并位于发酵降解区上方，螺旋输送装置的末端底部设置有可以开合的挡板，挡板打开形成出料口。
作为本发明的进一步改进，所述螺旋输送装置位移驱动机构包括分别与前后两个所述固定滑板对应的丝杆传动机构及驱动所述丝杆传动机构的链轮驱动机构；所述丝杆传动机构包括丝母和与之配合的丝杆，所述丝杆的前端与所述固定滑板连接，所述丝母上固定设置有链轮，两丝杆传动机构中的两个链轮通过链条传动连接，同步转动；链轮转动带动丝母转动，丝母转动驱动所述丝杆移动从而带动两块固定滑板同步移动。
作为本发明的进一步改进，所述推料板正面还设置有多个并列排布的肋板，所述肋板呈三角形。
作为本发明的进一步改进，所述布料牵引机构包括固定设置的两个链轮，两所述链轮通过链条传动连接，所述推料板的端部和支撑轴的端部均与所述链条固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述布料牵引机构中，推料板的左右两侧均设置有链轮和链条，所述推料板的左右两端部和支撑轴的左右两端部均与对应侧的链条固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述推料板的左右两端部固定设置有端轴，所述端轴上设置有轴承，所述推料板的两端通过轴承设置在所述轨道内；所述支撑轴两端设置有轴承，所述支撑轴通过轴承设置在所述轨道内。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明将整个干化发酵床中的干化预处理区、发酵降解区和陈化稳定区设置呈连续的且依次降低的阶梯形式，改变了原有的物料水平转移的方式，变为由高到低依次下落转移的形式，因此方便了物料的转移，为整个物料的布料和转移提供了便利条件。
由于在干化预处理区设置了螺旋输送装置，通过螺旋输送装置的作用，可以使物料不断的向前推送，同时，由于起初的污泥含水率高，干化处理过程中会出现严重的板结现象，通过螺旋输送装置能够有效的破除污泥板结，并且螺旋输送装置的正转和反转交替进行，能够起到搅拌物料的作用，避免污泥过度板结。螺旋输送装置能够横向移动，保证了感化预处理区污泥的搅拌和输送的彻底全面，避免出现部门污泥不能被转移到下一区域的问题。
通过在发酵降解区和陈化稳定区分别设置布料机构，通过推料板的水平移动，能够推动物料均匀铺布，由于推料板的倾斜角度可调，因此布料的高度厚度可调，当推料板处于垂直状态时，推料板底部边缘接近干化发酵床底，此时推料板的移动能够实现物料的转移，将物料全部推送的下一个区段。在物料转移的过程中，通过逐渐调整推料板的角度，可实现物料的逐步转移，避免布料机构过载无法正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是干化预处理区螺旋输送装置的俯视结构示意图。
图3是干化预处理区螺旋输送装置位移后的俯视结构示意图。
图4是螺旋输送装置位移驱动机构的结构示意图。
图5是图1中A部的局部放大结构示意图。
图6是布料机构的侧视结构示意图。
图7是布料机构的俯视结构示意图。
图8是链轮驱动机构的结构示意图。
其中：1干化预处理区、2发酵降解区、3陈化稳定区、4螺旋输送装置、5螺旋片、6固定滑板、7转轴、8固定座、9支撑座、10轨道、11布料机构、11-1推料板、11-2端轴、11-3肋板、11-4轴承、11-5支撑轴、11-6调节连杆、11-7连接杆、11-8套管、12第一链轮、13第二链轮、14链条、15皮带轮、16电机、17丝杆、18连接套、19丝母、20第三链轮、21第四链轮、22链条、23挡板、24联动轴、25主动链轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
如图1-8所示的一种城市污泥干化发酵床系统，其包括干化发酵床，所述干化发酵床包括顺序设置的干化预处理区1、发酵降解区2和陈化稳定区3，所述干化预处理区1、发酵降解区2和陈化稳定区3具体层状结构参照专利号为201410272977.9、主题名称为种有机固体废弃物干化发酵床系统的中国发明专利。
在本实施例中，所述干化预处理区1、发酵降解区2和陈化稳定区3由高到低呈阶梯状布置；可以在平地上做混凝土基础以抬高干化预处理区1、发酵降解区2，也可以在平地上下挖形成阶梯状基础；在山区可以利用自然地貌进行基础建设。由于污泥在干化发酵处理过程中是由干化预处理区1、发酵降解区2和陈化稳定区3依次进行转移的，因此，其各个床层逐渐降低形成阶梯结构，极大的方便了污泥物料的转移。
所述干化预处理区1、发酵降解区2和陈化稳定区3的四周均设置有矮墙对污泥物料进行封挡。
如图1所示，所述干化预处理区1设置有多个均匀并列设置的螺旋输送装置4，所述发酵降解区2和陈化稳定区3分别设置有布料机构；由于污泥最初是含水率较高的粘稠状形态，其直接倒入干化预处理区1中会由于污泥的流动性而自然摊开。
如图2和图3所示，在干化预处理区1内均匀布置有多个螺旋输送装置4，螺旋输送装置4可以紧密的排布，布满整个干化预处理区1的床面，这样能够起到对污泥的彻底搅拌和输送到下一区段，但是其成本较高，并且大大降低了干化预处理区1的容积，导致可使用的容积降低。因此，本实施里，将螺旋输送装置4间隔设置，并且在边缘的螺旋输送装置4与干化预处理区1的边缘之间留有合理的间隔，便于多个螺旋输送装置4整体横向移动，以达到螺旋输送装置4将干化预处理区1全覆盖的目的。
多个所述螺旋输送装置4的两端分别通过一个固定滑板6固定，所述固定滑板6滑动设置在所述干化预处理区1上，所述干化预处理区1上设置有推动两所述固定滑板6横向移动的螺旋输送装置位移驱动机构；如图4和5所示，所述螺旋输送装置4包括转轴7和设置在转轴7上的螺旋片5，所述转轴7的前端和后端分别转动设置在一固定滑板6上，其后端设置有皮带轮15，所述皮带轮15通过皮带与电机16传动连接。即前后两个固定滑板6将多个螺旋输送装置4固定连接在一块形成一个整体，能够使所有的螺旋输送装置4同步整体移动。
参见图5，螺旋输送装置4的转轴7的前端穿过固定滑板6后通过固定座8和支撑座9与固定滑板6固定连接，所述支撑座9固定设置在所述固定滑板6上，所述固定座8固定设置在所述支撑座9上，所述转轴7端部设置在固定座8内。通过固定座8和支撑座9对转轴7进一步加固，使整体结构强度增加，稳定性更好。
为了提升螺旋输送装置4破碎污泥板结块的能力，并且使其能够在旋转状态下顺利横移，所述螺旋片5上分布设置有凹槽或凸起的锯齿（图未示出）。
如图4所示，所述螺旋输送装置位移驱动机构包括分别与前后两个所述固定滑板6对应的丝杆传动机构及驱动所述丝杆传动机构的链轮驱动机构；所述丝杆传动机构包括丝母19和与之配合的丝杆17，所述丝杆17的前端通过连接套18与所述固定滑板6连接，连接套18与固定滑板6固定连接，连接套18与丝杆17端部卡接，即丝杆17可以自由转动，但是连接套18能够随之前后移动。所述丝母19上固定设置有链轮，具体为一侧的丝母19上固定设置有第三链轮20，另一侧的丝母19上固定设置有第四链轮21，第三链轮20和第四链轮通过链条22传动连接，同步转动；第三链轮20和第四链轮21转动带动相应的丝母19转动，丝母19转动驱动所述丝杆17移动从而带动两块固定滑板6同步移动。所述丝母19通过轴套设置，即其可以绕其轴线转动，但是不能移动。
如图8所示，其中，第三链轮20和第四链轮21均为从动链轮，所述的链轮驱动机构还包括主动链轮25，所述主动链轮25、第三链轮20和第四链轮21之间设置有链条22，所述主动链轮25通过电机减速机构驱动。
如图2和3所示，为螺旋输送装置4横向移动前后的位置示意图。所述主动链轮25能够驱动第三链轮20和第四链轮21正转和翻转，实现螺旋输送装置4横向往复移动。所述螺旋输送装置4也能够正反转动，起到对物料的搅动和输送的作用。
如图1和图5所示，所述螺旋输送装置4的末端延伸出干化预处理区1并位于发酵降解区2上方，螺旋输送装置4的末端底部设置有可以开合的挡板23，挡板23打开形成出料口。当挡板23合住的时候，污泥在干化预处理区1内被四周的矮墙封闭，通过螺旋输送装置4的正反转以及整体的横向往复移动，能够实现对污泥的搅动和破碎防止板结，加快污泥的干化处理进度。当挡板23打开时，打开处形成出料口，螺旋输送装置4一直正转，即可将污泥输送到出料口后污泥掉落到发酵降解区2上，螺旋输送装置4横向移动可以将干化预处理区1中的污泥全部推送到发酵降解区2上。
由干化预处理区1推送到发酵降解区2上的经过干化预处理的污泥会形成物料堆，需要进行摊铺布料，经过处理以后再推送到陈化稳定区3，同理，陈化稳定区3的物料也需要进行摊铺布料。因为上述两个区段中污泥经过干化预处理后含水率降低，因此可以采用其他形式的布料机构实现物料的摊铺和推送。本实施例中，所述发酵降解区2和陈化稳定区3均设置有结构相同的布料机构，以下对上述两个区段的布料机构进行详细描述。
如图5-7所示，所述布料机构包括水平固定设置的轨道10、推料板11-1和支撑轴11-5，所述推料板11-1和所述支撑轴11-5的两端分别滑动设置在所述轨道10中，具体的，所述推料板11-1的左右两端部固定设置有端轴11-2，所述端轴11-2上设置有轴承，所述推料板11-1的两端通过轴承11-4设置在所述轨道10内；所述支撑轴11-5两端设置有轴承11-4，所述支撑轴11-5通过轴承11-4设置在所述轨道10内。通过轴承11-4做为滚轮，能够降低布料机构的摩擦阻力。
所述推料板11-1顶部和所述支撑轴11-5之间通过连接杆11-7连接，所述连接杆11-7和所述推料板11-1之间通过套管11-8铰连，所述套管11-8与所述端轴11-2同轴。即推料板11-1顶部和支撑轴11-5之间的间距是固定不变的，但是推料板11-1可以以端轴11-2为轴进行摆动，从而可以调节推料板11-1的倾斜角度，从而实现推料板11-1垂直高度的调节变化。
所述推料板11-1和支撑轴11-5之间还斜向设置有长度可调的调节连杆11-6，所述调节连杆11-6的两端分别与所述推料板11-1和支撑轴11-5铰连，通过所述调节连杆11-6的伸缩能够改变所述推料板11-1的倾斜角度；所述调节连杆11-6可以是螺纹连接的伸缩机构，也可以是由液压缸构成，通过液压缸伸缩实现长度的调节。推料板11-1、支撑轴11-5、调节连杆11-6和连接杆11-7之间构成三角形的稳定结构。
所述推料板11-1正面还设置有多个并列排布的肋板11-3，其中，所述“正面”为临近污泥堆的一面，参见图5和图6，所述“正面”为右侧面。所述肋板11-3呈三角形，所述肋板11-3能够加强推料板11-1的结构强度，同时三角形的肋板11-3能够对污泥物料形成破碎和松动作用，使推料板11-1能够顺利实现物料的铺布和推移。如图6所示，所述肋板11-3前端还可以设置呈刀刃状，进一步增强其破碎板结污泥的效果。所述调节连杆11-6的一端可以铰连在肋板11-3上。
所述布料机构的两端还设置有牵引所述布料机构沿所述轨道10移动的布料牵引机构。如图7所示，所述布料牵引机构包括固定设置的两个链轮，即第一链轮12和第二链轮13,，所述第一链轮12和第二链轮13通过链条14传动连接，第一链轮12和第二链轮13其中一个可以为主动链轮。所述推料板11-1的端部和支撑轴11-5的端部均与所述链条14固定连接，链轮转动带动链条14移动，从而带动整个布料机构移动。
如图7所示，作为优选，所述布料牵引机构中，推料板11-1的左右两侧均设置有链轮和链条，所述推料板11-1的左右两端部和支撑轴11-5的左右两端部均与对应侧的链条固定连接。其中，第二链轮13为主动链轮，其通过联动轴24与对侧的链轮连接实现同步转动。通过两侧的链条同时带动推料板11-1移动，使其移动的牵引力更加稳定均衡。
如图5所示，其中展示了推料板11-1的几个不同倾斜角度时的状态。当物料堆积后开始初步摊铺时，调节连杆11-6伸长，使其倾斜角度足够大，一方面能够调整好推料板11-1底端距离床层底面的间距，一方面降低推料板11-1的移动阻力；经过一次或几次移动摊铺后，可以适当的缩短调节连杆11-6的长度，使推料板11-1倾斜角度降低，可以逐步的对大堆的物料实现摊铺。同理，当污泥物料发酵处理好以后，以同样的方式逐渐一层一层的将物料推送的下一个区段。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：其包括干化发酵床，所述干化发酵床包括顺序设置的干化预处理区（1）、发酵降解区（2）和陈化稳定区（3），所述干化预处理区（1）、发酵降解区（2）和陈化稳定区（3）由高到低呈阶梯状布置；所述干化预处理区（1）设置有多个均匀并列设置的螺旋输送装置（4），所述发酵降解区（2）和陈化稳定区（3）分别设置有布料机构；
多个所述螺旋输送装置4的两端分别通过一固定滑板（6）固定，所述固定滑板（6）滑动设置在所述干化预处理区（1）上，所述干化预处理区（1）上设置有推动两所述固定滑板（6）横向移动的螺旋输送装置位移驱动机构；
所述布料机构包括水平固定设置的轨道（10）、推料板（11-）1和支撑轴（11-5），所述推料板（11-1）和所述支撑轴（11-5）的两端分别滑动设置在所述轨道（10）中，所述推料板（11-1顶部和所述支撑轴（11-5）之间通过连接杆（11-7）连接，所述连接杆（11-7）和所述推料板（11-1）之间为铰连，所述推料板（11-1）和支撑轴（11-5）之间还斜向设置有长度可调的调节连杆（11-6），所述调节连杆（11-6）的两端分别与所述推料板（11-1）和支撑轴（11-5）铰连，通过所述调节连杆（11-6）的伸缩能够改变所述推料板（11-1）的倾斜角度；所述布料机构的两端还设置有牵引所述布料机构沿所述轨道（10）移动的布料牵引机构。
2.根据权利要求1所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述螺旋输送装置（4）包括转轴（7）和设置在转轴（7）上的螺旋片（5），所述转轴（7）的前端和后端分别转动设置在一固定滑板（6）上，其后端设置有皮带轮（15），所述皮带轮（15）通过皮带与电机（16）传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述转轴（7）的前端穿过固定滑板（6）后通过固定座（8）和支撑座（9）与固定滑板（6）固定连接，所述支撑座（9）固定设置在所述固定滑板（6）上，所述固定座（8）固定设置在所述支撑座（9）上，所述转轴（7）端部设置在固定座（8）内。
4.根据权利要求2或3所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述螺旋片（5）上分布设置有凹槽或凸起的锯齿。
5.根据权利要求1所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述螺旋输送装置（4）的末端延伸出干化预处理区（1）并位于发酵降解区（2）上方，螺旋输送装置（4）的末端底部设置有可以开合的挡板（23），挡板（23）打开形成出料口。
6.根据权利要求1所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述螺旋输送装置位移驱动机构包括分别与前后两个所述固定滑板（6）对应的丝杆传动机构及驱动所述丝杆传动机构的链轮驱动机构；所述丝杆传动机构包括丝母（19）和与之配合的丝杆（17），所述丝杆（17）的前端与所述固定滑板（6）连接，所述丝母（19）上固定设置有链轮，两丝杆传动机构中的两个链轮通过链条传动连接，同步转动；链轮转动带动丝母（19）转动，丝母（19）转动驱动所述丝杆（17）移动从而带动两块固定滑板（6）同步移动。
7.根据权利要求1所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述推料板（11-1）正面还设置有多个并列排布的肋板（11-3），所述肋板（11-3）呈三角形。
8.根据权利要求1所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述布料牵引机构包括固定设置的两个链轮，两所述链轮通过链条传动连接，所述推料板（11-1的端部和支撑轴（11-5）的端部均与所述链条固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述布料牵引机构中，推料板（11-1）的左右两侧均设置有链轮和链条，所述推料板（11-1）的左右两端部和支撑轴（11-5）的左右两端部均与对应侧的链条固定连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种城市污泥干化发酵床系统，其特征在于：所述推料板（11-1）的左右两端部固定设置有端轴（11-2），所述端轴（11-2）上设置有轴承，所述推料板（11-1）的两端通过轴承设置在所述轨道（10）内；所述支撑轴（11-5）两端设置有轴承，所述支撑轴（11-5）通过轴承设置在所述轨道（10）内。
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