CN110790465A - 一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理发酵设备领域，尤其是一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，包括带保温层的机体、多柱支撑架、高温发酵仓、进料口、出料口、供热系统、搅拌系统、氧气、温度、湿度传感器，远红外线电加热器、电热板、自动卸料机组成；机体设置在多柱支撑架上，机体内设置有发酵仓、供热系统、搅拌系统，氧气、温度、湿度传感器，远红外线电加热器，电热板、绝缘、耐火、隔热保温材料，其中：机体的外壳由外壁、保温材料和内壁三部分构成，为全封闭式结构；其保温材料位于外壁和内壁之间，采用挂钉固定；机体顶部一侧设置有入料口，另一侧分别设置氧气、温度和湿度传感器；机体中间设置搅拌系统；出料口设置在机体底部。

Description

一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机

技术领域

本发明的发明涉及发酵设备领域，尤其是一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机。

背景技术

污泥，是城市污水处理厂对生活污水和市政管网收集的雨水及工业废水进行处理过程中所产生的沉淀物和污水表面漂浮的残渣的混合废弃物，含水率较高，一般含水率在93%～99%；经过污水处理厂处理后的出厂污泥含水率为80%，污泥的成分及来源均比较复杂，其中含有大量的氮、磷、钾多种营养元素和有机污染物质及重金属元素和有毒有害物质；随着我国工业生产和经济的高速发展以及城市人口的不断增加和城市建设的快速发展，工业废水和生活污水的排放量日益增多，随着污水处理量的增加，污泥的产生量也迅速增加；大量积累的污泥，将占用大量的土地资源，其中的有害成分如重金属，铜、铬、砷、汞、镉，病原菌、寄生虫卵、有机污染物及臭气将成为影响城市环境卫生的一大危害；各级政府及有关部门都在积极寻找有效的处理技术，目前我国对城市污泥的处理方法，主要是采用简单的填埋方法进行处理，以减少对环境的污染；但是，污泥的成分比较复杂，特别是重金属，若未经处理直接填埋，将会污染土壤和地下水资源，容易形成二次污染，对环境造成危害；长期填埋需要占用大量的土地资源，如何妥善科学地对城市污泥进行处理处置，使其达到减量化、稳定化、无害化和资源化利用，已成为中国的科研人员广泛关注的一大研究课题之一。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述存在的问题而提供一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，该机体为全封闭式带保温层结构，占用场地面积小，对周围环境没有影响，可以在常温下进行污泥处理，包括工业污泥、含油污泥、化工污泥、市政污泥、生活垃圾、厨余垃圾等，不受季节影响；采用智能化全自动控制，处理污泥的发酵时间为8～12小时；从而解决了污泥对环境的污染，还解决了污泥的资源化再生利用，变废为宝，化害为益，实现了污泥的资源化良性循环利用。

一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的污泥发酵机包括带保温层的机体外壳、多柱支撑架、高温发酵仓、进料口、出料口、混料搅拌系统、氧气传感器、温度传感器、湿度传感器、远红外线电加热器、电热板、供氧设置和自动卸料机组成；机体设置在多柱支撑架上，机体内设置有高温发酵仓、混料搅拌系统、氧气传感器、温度传感器、湿度传感器、远红外线电加热器、电热板、绝缘、耐火、隔热保温材料；其中：机体的外壳由外壁、保温材料和内壁三部分构成，其保温材料位于外壁和内壁之间，采用挂钉固定,机体为全封闭式结构；发酵仓位于机体中，电加热器位于发酵仓的底部下面；机体顶部一侧设置有入料口，另一侧分别设置氧气传感器、温度传感器和湿度传感器；搅拌系统设置于机体发酵仓的中线水平位置；出料口和自动卸料机设置在机体底部。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的机体包括带温层的外壳、发酵仓、多柱支撑架、外壁、保温层、内壁；其中内外壁采用普通钢材，发酵仓采用不锈钢材料，为了使被搅拌物料能够形成自动翻滚无死角，减轻搅拌系统功能的负荷，将发酵仓设置为半圆型。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的混料搅拌系统的驱动组件，由电动机、变速箱、连接器、传动轴、搅拌臂组成；电动机连接变速箱，变速箱通过连接器与传动轴连接，传动轴上设置搅拌臂。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的供氧设置采用小型空气压缩机和塑胶管道进行供氧，为机体外接设置。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的供热采用远红外线电加热器，其内部系统采用碳化硅电加热板按顺序排列设置于加热器中，装上金属外壳，安装好加热器的接线柱便可通电使用进行电加热。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器具有内部系统的加热面积大，升温平稳、快、放热均匀，便于温度控制，可上、中、下分段控制，加热器对机体内物料无任何副作用，也不会出现机体中的物料碳化现象，加热器运行无噪音，无污染，使用寿命长，一般在30000小时以上。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器是新一代加热器内部系统的反应釜加热器，体积小、功率大，最高工作温度可达850℃，综合热效率高，运用电加热方式结合远红外线技术将热量均匀的输送到加热器中；节能效率高，一般在30%以上，成本低，比导热油、蒸汽加热节约生产成本35%以上。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器的控温系统采用加热器中的可控硅作为主要元器件加有电脑接口，利用计算机来分析控制温差，实施智能化操作，加热器中的远红外线能促进血液循环，对人体有益无害，是一种高效节能环保型的辐射型加热器，加热器通电后可在加热器的垂直空间形成极强的宽谱定向辐射，能够使加热器将电能有效转化为远红外线辐射能，通过加热器直接传递给被烘干污泥物料，使加热器迅速转化为分子热运动，加热器由内向外干燥，使被烘污泥物料的水分达到快速烘干的目的，减少污泥处理的发酵时间并获得节能效果。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器的电热板是碳化硅远红外线电热板，是用涂有金属氧化物即远红外线涂料的碳化硅板做辐射元件，在加热器的元件孔内（或槽内）装进电热丝，并在加热器元件的底部放有较厚的绝缘、耐火、隔热材料，然后装上金属外壳，安装好加热器的接线柱便可通电进行加热。

所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器中的碳化硅常温抗折强度45Mpa，1000℃高温抗折强度50Mpa，加热器体积密度2.7～2.75g/cm³，900℃热膨胀率0.42～0.48%，导热系数（350℃）10.3～16.7w/m.k；当加热器中的远红外线辐射到一个物体上时，可发生加热器的吸收、反射和透过；使加热器被加热干燥的物质在加热器内部和加热器的表层分子同时吸收远红外线辐射能，使加热器产生自发热效应，将发酵机中的物料溶剂或水分子蒸发，实现湿污泥干化的目的。

附图说明

图1为本发明的发明的结构示意图。

图2为本发明的发明传动轴与搅拌臂连接的结构示意图。

图3为本发明的发明机体的内、外壁与保温材料相结合的外壳结构示意图。

图4为本发明的发明传动轴与搅拌臂连接的另一种方式结构示意图。

图5为本发明的发明远红外线电加热器的结构示意图。

图6为本发明的发明发酵仓的结构示意图。

图中：1-机体；2-保温层；3-进料口；4-发酵仓；5-温度传感器；6-湿度传感器；7-氧气传感器；8-搅拌系统；9-电动机；10-变速箱；11-连接器；12-传动轴；13-多柱支撑架；14-自动卸料出料口；15-远红外线电加热器；16-搅拌臂；17-螺孔；18-机体外壁；19-机体内壁；20-远红外线电加热器外壳；21-碳化硅电加热板。

具体实施方式

如图1，2，3，4，5，6所示，一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，包括带保温层2的机体1、搅拌系统8、多柱支撑架13以及远红外线电加热器15；机体1安装在多柱支撑架13上，搅拌系统8位于机体1的左侧；驱动组件，由电动机9、变速箱10、连接器11、传动轴12、搅拌臂16组成；传动轴12设置于机体1内发酵仓4的中线水平位置；电动机9与变速箱10连接，变速箱10通过连接器11与传动轴12相连接，搅拌臂16由螺栓经过螺孔17固定安装在传动轴12上；远红外线电加热器15，由远红外加热器外壳20和碳化硅电加热板21组成，由螺栓经过螺孔17固定安装在发酵仓的底部下面；接通电源后可正常供应热量；

所述的机体1包括保温层2；进料口3、出料口14、发酵仓4、温度传感器5、湿度传感器6、氧气传感器7；机体1顶端分别设置进料口3、温度传感器5、湿度传感器6、氧气传感器7；发酵仓4设置在机体1内，由螺栓经过螺孔17固定分别与机体1的外壳相连接；自动卸料出料口14设置在机体1的底部；

所述的机体1包括带保温层2的机体外壳，外壳由外壁18、保温层2、内壁19组成；其中内外壁采用普通钢材，机体1的外壳由外壁、保温材料和内壁三部分构成，其保温材料位于外壁和内壁之间，采用挂钉固定,机体为全封闭式结构。

操作程序：将需要发酵处理的污泥和辅助材料，按照要求所需要配比的比例从进料口3投入到机体1内的发酵仓4中，并加入发酵需要的污泥专用发酵菌种，设定所需要的氧气、温度、湿度值数据，通过温度传感器5、湿度传感器6和氧气传感器7进行跟踪测量；开启搅拌系统8，由电动机9带动变速箱10经过连接器11带动传动轴12转动，由传动轴12带动搅拌臂16旋转来完成对污泥物料的搅拌工作；开启远红外线电加热器，进行电加热，将热能传送到发酵仓4中，利用计算机进行调控温差，直至发酵仓4的物料温度达到设定值，开通空气供氧设置系统，通过塑胶管道将空气送入机体1内的发酵仓4中进行供氧，加快发酵速度，由于机体1带有保温层2的设置，发酵仓4中的温度将很快达到设定的温度值；将搅拌系统8调至间歇性的搅拌功能，同时激活发酵菌种的活性，利用高温和菌种群体的活动功能加速发酵仓4中的污泥物料有机质的快速降解和腐殖质的形成；整个污泥在发酵机内的发酵时间为8～12小时，有效的杀灭了污泥中的有害微生物、虫卵、杂草种籽和病原菌体；经过发酵后的污泥熟料，从自动卸料出料口14放出，完成污泥发酵处理过程。

本发明与现有技术比较，目前，我国对污泥的处理处置方法主要是采用现有的焚烧、填埋、堆肥、抛海、土地利用资源化等现有技术；

焚烧：焚烧法是将脱水污泥直接送入焚烧炉焚烧，是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，有效杀死病原菌体，最大限度地减少了污泥体积；而且占地面积小，自动化程度高。由于污水处理厂的出厂污泥的含水率一般在80%，直接焚烧难度很大，必须要经过二次脱水处理将含水率降低至50%以下进行干燥后，才能够进行焚烧；但是，污泥直接焚烧投资较大，处理费用成本高，污泥中有机物质含量较高，在燃烧过程中容易产生烟气和二噁英等剧毒物质；对环境造成严重空气污染。

填埋法：我国目前对污泥采用最多的处理方法就是进行填埋，采用水泥、石灰材料将污泥固化后进行填埋；填埋不仅要求做好堆、填及埋的要求，还必须严格依照工程原理、土工规范科学、有效地进行污泥填埋处理，该方法的关键是要将填埋场做好防渗漏系统工程达到的技术标准要求，方可进行污泥填埋；因此，污泥填埋处理防渗层造价较高，若地基处理不当，容易造成周围土壤和地下水的二次污染；填埋深度大，易对地下水造成污染，填埋深度小，土地利用率低，占地面积大，在目前土地紧张的情况下，填埋不适用于污泥处置。

堆肥法，对污泥进行厌氧、好氧发酵堆肥，占用场地面积大，发酵时间长，一般需要20～30天，冬季达到40天以上，容易产生臭气污染周边环境，污泥厌氧、好氧发酵无法将污泥消化处理干净，还会产生二次污染物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该机体为全封闭式带保温层结构，占用场地面积小，对周围环境没有影响，可以在常温下进行污泥处理，包括工业污泥、含油污泥、化工污泥、市政污泥、生活垃圾、厨余垃圾等，不受季节影响；采用智能化全自动控制，处理污泥的发酵时间为8～12小时；处理时间短，从而解决了污泥对环境的污染，还解决了污泥的资源化再生利用，变废为宝，化害为益，实现了污泥的资源化良性循环利用。

Claims (10)

1.一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机；其特征在于，所述的污泥发酵机包括带保温层的机体外壳、多柱支撑架、高温发酵仓、进料口、出料口、混料搅拌系统、氧气传感器、温度传感器、湿度传感器、远红外线电加热器、电热板、供氧设置和自动卸料机组成；机体设置在多柱支撑架上，机体内设置有高温发酵仓、混料搅拌系统、氧气传感器、温度传感器、湿度传感器、远红外线电加热器、电热板、绝缘、耐火、隔热保温材料；其中：机体的外壳由外壁、保温材料和内壁三部分构成，其保温材料位于外壁和内壁之间，采用挂钉固定,机体为全封闭式结构；发酵仓位于机体中，电加热器位于发酵仓的底部下面；机体顶部一侧设置有入料口，另一侧分别设置氧气传感器、温度传感器和湿度传感器；搅拌系统设置于机体发酵仓的中线水平位置；出料口和自动卸料机设置在机体底部。

2.根据权利要求1所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的机体包括带保温层的外壳、发酵仓、多柱支撑架、外壁、保温层、内壁；其中内外壁采用普通钢材，发酵仓采用不锈钢材料，为了使被搅拌物料能够形成自动翻滚无死角，减轻搅拌系统功能的负荷，将发酵仓设置为半圆型。

3.根据权利要求1所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的混料搅拌系统的驱动组件，由电动机、变速箱、连接器、传动轴、搅拌臂组成；电动机连接变速箱，变速箱通过连接器与传动轴连接，传动轴上设置搅拌臂。

4.根据权利要求1所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的供氧设置采用小型空气压缩机和塑胶管道进行供氧，为机体外接设置。

5.根据权利要求1所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的供热采用远红外线电加热器，其内部系统采用碳化硅电加热板按顺序排列设置于加热器中，装上金属外壳，安装好加热器的接线柱便可通电使用进行电加热。

6.根据权利要求5所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器具有内部系统的加热面积大，升温平稳、快、放热均匀，便于温度控制，可上、中、下分段控制，加热器对机体内物料无任何副作用，也不会出现机体中的物料碳化现象，加热器运行无噪音，无污染，使用寿命长，一般在30000小时以上。

7.根据权利要求5所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器是新一代加热器内部系统的反应釜加热器，体积小、功率大，最高工作温度可达850℃，综合热效率高，运用电加热方式结合远红外线技术将热量均匀的输送到加热器中；节能效率高，一般在30%以上，成本低，比导热油、蒸汽加热节约生产成本35%以上。

8.根据权利要求5所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器的控温系统采用加热器中的可控硅作为主要元器件加有电脑接口，利用计算机来分析控制温差，实施智能化操作，加热器中的远红外线能促进血液循环，对人体有益无害，是一种高效节能环保型的辐射型加热器，加热器通电后可在加热器的垂直空间形成极强的宽谱定向辐射，能够使加热器将电能有效转化为远红外线辐射能，通过加热器直接传递给被烘干污泥物料，使加热器迅速转化为分子热运动，加热器由内向外干燥，使被烘污泥物料的水分达到快速烘干的目的，减少污泥处理的发酵时间并获得节能效果。

9.根据权利要求5所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器的电热板是碳化硅远红外线电热板，是用涂有金属氧化物即远红外线涂料的碳化硅板做辐射元件，在加热器的元件孔内（或槽内）装进电热丝，并在加热器元件的底部放有较厚的绝缘、耐火、隔热材料，然后装上金属外壳，安装好加热器的接线柱便可通电进行加热。

10.根据权利要求5所述的一种智能化快速高温处理含水率百分之八十的污泥发酵机，其特征在于，所述的远红外线电加热器中的碳化硅常温抗折强度45Mpa，1000℃高温抗折强度50Mpa，加热器的体积密度2.7～2.75g/cm³，900℃热膨胀率0.42～0.48%，导热系数（350℃）10.3～16.7w/m.k；当加热器中的远红外线辐射到一个物体上时，可发生加热器的吸收、反射和透过；使加热器被加热干燥的物质在加热器内部和加热器的表层分子同时吸收远红外线辐射能，使加热器产生自发热效应，将发酵机中的物料溶剂或水分子蒸发，实现湿污泥干化的目的。

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