CN111499140A - 一种多级加热好氧发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：包括发酵主体装置、多级热交换装置和鼓风装置，发酵主体装置与多级热交换装置连接，发酵主体装置包括壳体、驱动装置和空心传动轴，空心传动轴固接有水平搅拌桨叶，驱动装置与空心传动轴连接，空心传动轴的底端连接鼓风装置，多级热交换装置包括热源机、导热管、阀组、多级换热器和回流管，所述多级换热器包括内侧壁加热系统、主轴旋转加热系统和底板加热系统构成并联的三套供热系统构成多级并联热交换系统。有益效果：通过多级热交换装置的预热功能，混料迅速反应升温至90℃左右；其保温功能保障混料持续高温发酵，在好氧环境下，促进发酵菌高效催化。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种多级加热好氧发酵装置。
背景技术
传统的污泥处理主要有堆肥、热干化、焚烧等工艺，污泥堆肥是在好氧状态下通过自身有机物的分解所产生的高温进行好氧发酵，达到污泥减量化、无害化处理的目的。传统堆肥翻抛工艺占地面积大，通常在露天或车间内进行，污泥好氧发酵受周围环境影响，温度不易控制，运行中散发臭气、工作环境差，且污染周边环境。按现有工艺，污泥好氧发酵温度一般控制在55～70℃之间，好氧发酵周期在15天以上。授权公告号为203999292U的专利文献公开了一种智能高温好氧发酵污泥处理的装置，在送风机的出风管设有电加热装置，高温发酵主要依赖分解中释放的热量使混合物料自身温度升高，最高达到70℃，一次发酵过程持续8～15天，装置占地面积小，具有除臭功能且实现低温条件下连续生产。但是上述现有技术的发酵周期较长，处理能力偏小，不宜推广应用。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种一种多级加热好氧发酵装置，通过进料搅拌，实现了专用发酵菌与污泥的充分混合；通过多级热交换装置的预热和保温功能，混料短时间内迅速反应升温，保障混料持续高温发酵，在好氧环境下，促进发酵菌高效催化。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：包括发酵主体装置、多级热交换装置和鼓风装置，所述发酵主体装置与多级热交换装置连接，所述发酵主体装置包括圆柱形壳体、驱动装置和空心传动轴，所述驱动装置固接在壳体底部，空心传动轴通过轴套垂直支撑在壳体中心顶板和底板上，空心传动轴沿其轴向固接有多层水平搅拌桨叶，驱动装置与空心传动轴连接，所述空心传动轴的底端连接鼓风装置，所述多级热交换装置包括依次连接的热源机、导热管、阀组、多级换热器和回流管构成循环多级热交换系统，所述多级换热器包括内侧壁加热系统、主轴旋转加热系统和底板加热系统构成并联的三套供热系统，其中内侧壁加热系统通过第一阀Fa控制，主轴旋转加热系统通过第二阀Fb控制，底板加热系统通过第三阀Fc控制，其通过并联的阀组实时控制各系统温度，构成具有预热和保温功能的多级并联热交换系统。
所述鼓风装置包括鼓风机和保温管，所述保温管通过旋转接头与空心传动轴底端的中心接口连接，鼓风机通过保温管将热空气导入空心传动轴和搅拌桨叶，构成主轴旋转加热系统。
所述第一阀Fa与并联的上、中、下三个加热阀连接构成调节发酵加热温度的阀组。
所述并联的三套供热系统分别包括热源机、导热管、阀、换热器、导热管和回流管构成供热循环回路。
所述圆柱形壳体外表面设有保温层。
有益效果：与现有技术相比，本发明通过进料搅拌，实现专用发酵菌与污泥的充分混合；通过多级热交换装置的预热功能，混料短时间内迅速反应升温至90℃左右，专用药剂活性得以释放；利用多级热交换装置的机组保温功能，保障混料持续高温发酵，出料端实现余热回收；在好氧环境下，促进发酵菌高效催化。本发明实现3～5天高温、快速发酵的目的，将污泥的含水率从50％～60％降至35％以下，出料发酵物成色优良，有机质含量高，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明剖视结构图；
图2是本发明的平面图；
图3是本发明的多级并联热交换原理图。
图中：1、发酵主体装置，1-1、圆柱形壳体，1-2、驱动装置，1-3、空心传动轴，1-4、搅拌桨叶，1-5、保温层；2、多级热交换装置，2-1、热源机，2-2、导热管，2-3、多级换热器，2-4、回流管，3、鼓风装置，3-1、鼓风机，3-2、保温管，A、内侧壁加热系统，B、主轴旋转加热系统，C、底板加热系统。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：详见附图1-3，本实施例提供了一种多级加热好氧发酵装置，包括发酵主体装置1、多级热交换装置2和鼓风装置4，所述发酵主体装置与多级热交换装置连接，所述发酵主体装置包括圆柱形壳体1-1、驱动装置1-2和空心传动轴1-3，所述驱动装置固接在壳体底部，空心传动轴通过轴套垂直支撑在壳体中心顶板和底板上，空心传动轴沿其轴向固接有多层水平搅拌桨叶1-4，驱动装置与空心传动轴连接，保温管通过旋转接头(图中未示)与空心传动轴底端的中心接口连接，可以确保传动轴转动时，保温管不会随着传动轴转动。旋转接头是一种常规使用的360°旋转输送介质的密闭旋转连接器。凡用蒸气、水、油、煤气、空气、盐水、氨等气体和液体用于加热、干燥和冷却的圆筒形、鼓形、圆台形、球形转动设备和往复运动或摆(转)动任意一个角度的设备，以及用于夹紧、制动、抓牢的气、液动有关设备均可配用旋转接头。所述圆柱形壳体外表面设有保温层1-5。所述空心传动轴的底端连接鼓风装置，所述鼓风装置包括鼓风机3-1和保温管3-2，所述保温管与空心传动轴底端的中心接口连接，鼓风机通过保温管将热空气导入空心传动轴和搅拌桨叶，直接加热污泥，构成主轴旋转加热系统。所述多级热交换装置包括依次连接的热源机2-1、导热管2-2、阀组、多级换热器2-3和回流管2-4构成循环多级热交换系统。详见附图3，所述多级换热器包括内侧壁加热系统A、主轴旋转加热系统B和底板加热系统C构成并联的三套供热系统，其中内侧壁加热系统通过第一阀Fa控制，主轴旋转加热系统通过第二阀Fb控制，底板加热系统通过第三阀Fc控制，通过第一、二、三阀并联的阀组实时控制三套供热系统温度，构成具有预热和保温功能的多级并联热交换系统。具体地说，并联的三套供热系统均由热源机、导热管、阀、换热器、导热管和回流管组成；其中Fa控制内侧壁加热系统，Fb控制主轴加热系统，Fc控制底部加热系统，组成了多级换热器；Fa导热系统分F上、F中、F下三组并联，分别控制壳体内周物料所在的上、中、下区间的物料温度。Fb、Fc控制设备内整体温度。
本实施例的优选技术方案是，所述第一阀Fa与并联的上、中、下三个加热阀连接构成调节发酵加热温度的阀组。多级换热器通过控制阀组实现机组控制的具体方式是：1)预热时，调节第一二三阀Fa、Fb、Fc；2)发酵时，调节阀组F上、F中、F下：根据温度表T1调整上部加热阀门F上，根据温度表T2调整中部加热阀门F中，根据温度表T3调整底部加热阀门F下，同时根据温度反馈参数调节供风风量。
本实施例的驱动装置包括液压泵站、液压油缸、摇臂、棘爪、棘轮和制动爪，通过液压动力推动摇臂往复摆动，摇臂上的棘爪推动空心传动轴上的棘轮间歇转动，棘轮带动空心传动轴旋转。系统在工作过程中由液压泵站通过输油管路将一定压力的液压油通入液压油缸中，活塞杆伸出，推动摇臂绕主轴中心旋转，摇臂通过棘爪推动棘轮旋转，棘轮与空心传动轴再通过键连接实现空心传动轴旋转，从而实现羽翅的翻拌动作；液压油缸反向通油时，活塞杆退回，并带动摇臂和棘爪反向绕棘轮旋转，此时止回棘爪阻止棘轮反向旋转，使棘轮总是绕一个方向旋转，液压油缸回到起始位置，完成一个动作周期。在一个动作周期内，棘轮转过一至两个齿，可以通过增加行程开关来设定棘轮转过的齿数。通过调节液压泵站的出油量，可以实现无极调速。该驱动装置采用两套液压油缸、摇臂和棘爪共同推动棘轮旋转。
多级加热原理
热源机提供热量，加热导热油至90～100℃，并驱动导热管内导热油循环；三套供热系统并联：Fa控制内侧壁加热系统，导热油通过周边导热盘管，与内周物料进行热传导；Fb控制主轴加热系统，通过旋转接头，导热管附着在浆叶上，与轴及浆叶一同旋转，导热油通过热传导，加热钢板及浆叶导出的气体，给中心物料供热；Fc控制底部加热系统，导热油通过铺设在设备内面底部的导热盘管，与设备内物料进行热传导；通过多级加热，控制物料发酵温度在90℃左右。
多级外加热型好氧发酵方法
1、主轴采用金属导热材料旋转工作，主轴具有导热功能；
2、采用多级旋转热载体加热方法，通过导热油进行热传导；
3、采用多级旋转热风充氧方法：导热油加热浆叶导出的气体，直接加热污泥；
4、采用多级旋转翻抛搅拌方法，浆叶具有翻抛搅拌功能，利于物料好氧发酵；
5、底部采用热载体加热、热风充氧方法，导热油通过导热盘管，与设备内物料进行热传导；
6、采用环形多级内壁外盘管加热方法，导热油通过周边导热盘管，与内周物料进行热传导；
7、根据不同工况，实现分别控制加热方法的目标。
工作过程如下：
1)专用发酵菌与污泥通过搅拌，实现充分混合，进入发酵装置；
2)通过多级加热装置，物料短时间内迅速反应升温至90℃左右，释放专用药剂活性，促进发酵；预热时，调节阀组Fa、Fb、Fc；发酵时，调节阀组F上、F中、F下，根据温度T1调整上部加热阀门F上，根据温度T2调整中部加热阀门F中，根据温度T3调整底部加热阀门F下，同时根据温度反馈参数调节供风风量；
3)利用多级加热装置的保温功能，保障物料持续高温发酵，尾气通过配置的外部交换器实现余热回收；
4)通过加热、鼓风，物料在高温、好氧环境下，实现3～5天快速发酵出料。
污泥通过高温好氧发酵，去除污泥中的病原体，含水率从50％～60％降至35％以下，物料无害化、减量化、资源化显著。
上述参照实施例对该一种多级加热好氧发酵装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：包括发酵主体装置、多级热交换装置和鼓风装置，所述发酵主体装置与多级热交换装置连接，所述发酵主体装置包括圆柱形壳体、驱动装置和空心传动轴，所述驱动装置固接在壳体底部，空心传动轴通过轴套垂直支撑在壳体中心顶板和底板上，空心传动轴沿其轴向固接有多层水平搅拌桨叶，驱动装置与空心传动轴连接，所述空心传动轴的底端连接鼓风装置，所述多级热交换装置包括依次连接的热源机、导热管、阀组、多级换热器和回流管构成循环多级热交换系统，所述多级换热器包括内侧壁加热系统、主轴旋转加热系统和底板加热系统构成并联的三套供热系统，其中内侧壁加热系统通过第一阀(Fa)控制，主轴旋转加热系统通过第二阀(Fb)控制，底板加热系统通过第三阀(Fc)控制，其通过并联的阀组实时控制各系统温度，构成具有预热和保温功能的多级并联热交换系统。
2.根据权利要求1所述的一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：所述鼓风装置包括鼓风机和保温管，所述保温管通过旋转接头与空心传动轴底端的中心接口连接,鼓风机通过保温管将热空气导入空心传动轴和搅拌桨叶，构成主轴旋转加热系统。
3.根据权利要求1所述的一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：所述第一阀(Fa)与并联的上、中、下三个加热阀(F上、F中、F下)连接构成调节发酵加热温度的阀组。
4.根据权利要求1所述的一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：所述并联的三套供热系统分别包括热源机、导热管、阀、换热器、导热管和回流管构成供热循环回路。
5.根据权利要求1所述的一种多级加热好氧发酵装置，其特征是：所述圆柱形壳体外表面设有保温层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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