CN114907002A - 干化结构成型装置及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干化结构成型装置及其成型方法，包括至少两个布料机构和一输送机构，所述干化结构成型装置还包括至少两个传动机构，每个所述布料机构包括进料腔以及与所述进料腔远端连接的挤出机构，所述传动机构的输出端与所述输送机构的一部分连接，所述挤出机构的输出端与所述传动机构的输出端对应设置，使挤出污泥能够落在两层包覆料的间隙。本发明通过设置压延部充分搅碎压延污泥，破坏污泥中板结的部分，再通过挤出头挤出限定厚度和形状的污泥，增大污泥块与两面包覆料以及和空气的接触面积，提高了水分的蒸发速度，加快污泥干化效率。

Description

干化结构成型装置及其成型方法

技术领域

本发明涉及废物处理技术领域，尤其涉及干化结构成型装置及其成型方法。

背景技术

污泥干化是指通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分含水量的过程，一般指采用污泥干化场(床)等自蒸发设施对污泥实现干化处理。污泥干化在污水处理中得到了广泛的应用，其中污泥作为污水处理过程的伴生物，若不经处理处置会产生多方面的环境问题。

在文献号为CN114315089A，名称为一种干化结构、干化装置及干化方法的中国发明专利中公开了一种干化结构，所述干化结构包括至少两块网孔板以及置于所述网孔板之间的干化层，相邻网孔板之间具有至少一层间隙。

传统的干化结构成型装置需经过下述三个过程：S1,辐射干化，当处于常温的污泥接受热源的辐射后，温度升高，污泥的内部的水分不断向周围空气扩散；S2,通过自然循环和热风冲刷，将污泥表面的湿气排出；S3当污泥中的含水量减少至40-60％时，污泥中的有机物会在有氧的条件下进行发酵，污泥的内部的温度进一步升高干化。传统的干化结构成型装置及其成型方法存在以下缺陷：

(一)由于污泥通常较厚，传统的干化结构成型装置处理污泥的过程中污泥与空气的接触面积有限，从而影响了污泥中的水分的蒸发效率。

(二)传统的干化结构成型装置需要提供热能，能源浪费严重且不环保

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供干化结构成型装置及其成型方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

干化结构成型装置，包括至少一个布料机构和一输送机构，所述干化结构成型装置还包括至少两个传动机构，所述传动机构的输出端与所述输送机构的一部分连接，所述布料机构的输出端与所述传动机构的输出端对应设置，使挤出污泥能够落在两层包覆料的间隙。

进一步的，所述布料机构包括进料腔以及与所述进料腔远端连接的挤出机构，所述挤出机构包括壳体，所述壳体的一部分与进料腔远端连接，所述壳体内设置压延部与挤出部，所述压延部一部分连接所述挤出部的一部分。

进一步的，所述压延部包括至少两个第一螺杆，所述第一螺杆可旋转地设置在所述壳体内。

进一步的，所述挤出部包括至少一根第二螺杆和挤出头，所述第二螺杆可旋转地设置在所述壳体内，所述第二螺杆与所述第一螺杆啮合，所述挤出头设置在所述壳体远端。

进一步的，所述挤出头包括一本体，所述本体与所述壳体远端连接，所述本体上开设至少一贯穿的孔，所述孔的出口与所述传动机构的输出端对应设置。

进一步的，每个所述传动机构包括第一支架以及设置在所述第一支架近端的至少两个第一主动辊压轮，所述第一主动辊压轮安装包覆料筒，所述传动机构还包括第二支架，所述第二支架近端设置至少两个被动辊压轮，所述第二支架远端设置至少两个第二主动辊压轮。

进一步的，相邻所述第二主动辊压轮高低设置，用于控制挤压污泥的厚度。

进一步的，所述传动机构还包括调节结构，所述调节结构的一部分与所述第二主动辊压轮连接。

进一步的，所述输送机构包括传送带以及设置在所述传送带近端的切割机构，所述传送带远端设置载具。

本发明还公开了利用前述干化结构成型装置的成型方法，包括以下步骤：

向所述传动机构添加包覆料；

向所述布料机构中加入污泥，同时两台所述传动机构传送包覆料；

所述布料机构挤出污泥到两层包覆料的间隙；

调节所述传动机构中相邻所述第二主动辊压轮的相对高度对包覆料及污泥挤压成型并送入输送机构；

所述输送机构将两面包覆的污泥切块并输送至所述载具；

将所述载具送入烘烤室进行烘干。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

(一)本发明通过设置压延部充分搅碎压延污泥，破坏污泥中板结的部分，再通过挤出头挤出限定厚度和形状的污泥，增大污泥块与两层包覆料以及和空气的接触面积，提高了水分的蒸发速度，加快污泥干化效率。

(二)本发明通过挤出头挤出限定厚度和形状的污泥，增大污泥块与两层包覆料以及和空气的接触面积，充分利用有机物有氧发酵产生的自热能，减少了热量的提供，在常温下即可完成快速烘干，节约能源且绿色环保。

(三)本发明通过将污泥块放置在载具上，将载具层层堆叠，避免在污泥变薄的同时降低干化总量，在提高单位体积污泥干化速度的同时保障单位时间内污泥干化的总量，提高了生产效率。

附图说明

图1示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置的轴测图。

图2示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置的俯视结构示意图。

图3示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置的侧视结构示意图。

图4示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中压延部、挤出部的结构示意图。

图5示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中挤出头的轴测图。

图6示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中挤出头与第二主动辊压轮的位置关系图。

图7示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中第二主动辊压轮的结构示意图。

图8示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中载具承载两面包覆的污泥块的使用状态图。

图9示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中污泥含水率与干化时间关系表。

图10示出了本发明实施例一提供的干化结构成型装置中布料机构的结构示意图。

附图中标记：

1、布料机构；100、进料腔；2、传动机构；201、第一支架；202、第一主动辊压轮；203、第一电机；204、第二支架；205、被动辊压轮；206、第二主动辊压轮；207、包覆料筒；208、把手；300、壳体；301、管道；3011、直部；3012、弯部；302、第一螺杆；303、第二螺杆；304、挤出头；3041、本体；3042、孔；4、输送机构；401、传送带；4011、载具；4012、撑脚；402、切割机构；4021、滑块；4022、支杆；4023、切刀；5、第三支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

在本发明的描述中，限定术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了更加清楚地描述上述干化结构成型装置的结构，本发明限定术语“远端”和“近端”，具体而言，“远端”表示远离使用者投加污泥的一端，“近端”表示靠近使用者投加污泥的一端，以图1为例，图1中进料腔100、第一支架201、第二支架204的顶部为近端，传送带401的左侧为近端，图1中进料腔100、第一支架201、第二支架204的底部为远端，传送带401的右侧为远端。

实施例一

干化结构成型装置，包括至少一个布料机构1和一输送机构4，所述干化结构成型装置还包括至少两个传动机构2，所述传动机构2的输出端与所述输送机构4的一部分连接，所述布料机构1的输出端与所述传动机构2的输出端对应设置，使挤出污泥能够落在两层包覆料的间隙。

请参考图1和图10，具体的，在前后方向相对设置两台布料机构1，在左右方向相对设置两台传动机构2，所述传动机构2的传动方向相反。所述布料机构1的底部放置第三支架5，使布料机构1的输出端高于所述传动机构的输出端，使污泥能够落入两层包覆料的间隙。在本发明实施例一所述干化结构成型装置中，所述包覆料可以选用市售的吸水纸或吸水无纺布等纤维结构材料，其只要能够满足吸收水分、具有透气性，且不会被所述第一主动辊压轮202和第二主动辊压轮206撕裂即可，对此本发明不作进一步限制。

优选的，在本实施例一所述干化结构成型装置中，两面包覆有包覆料的污泥切块后放在所述载具上，形成所述干化结构。

下面描述所述挤出机构的具体结构如下：

进一步的，所述布料机构1包括进料腔100以及与所述进料腔100远端连接的挤出机构，所述挤出机构包括壳体300，所述壳体300的一部分与进料腔100远端连接，所述壳体300内设置压延部与挤出部，所述压延部一部分连接所述挤出部的一部分。

请参考图1、图2、图3、图10，具体的，所述进料腔100和所述壳体300为中空的金属壳，所述壳体300下端顶部具有开口与进料腔100底部连通，所述壳体300上端具有管道301。所述管道301包括直部3011以及与直部3011上端连接的弯部3012。

进一步的，所述压延部包括至少两个第一螺杆302，所述第一螺杆302可旋转地设置在所述壳体300内，相邻所述第一螺杆302啮合。

请参考图2和图4，所述第一螺杆302两端通过轴承(图中未示出)可旋转地设置在所述壳体300内，所述第一螺杆302下端连接第三电机(图中未示出)。优选的，在本实施例一所述干化结构成型装置中，旋转时其中一个第一螺杆302向内旋转，另一个第一螺杆302向外旋转，使进入的污泥被搅碎、压延的同时向挤出部挤压。在本发明的其他实施例中，相邻所述第一螺杆302的螺纹也可以非同向设置，旋转时相邻第一螺杆302可以同时向内或同时向外旋转，其只要满足使进入的污泥被搅碎、压延的同时向挤出部挤压即可，对此本发明不作进一步限制。

进一步的，所述挤出部包括至少一根第二螺杆303和挤出头304，所述第二螺杆303可旋转地设置在壳体300内，所述第二螺杆303与所述第一螺杆302啮合，所述挤出头304设置在所述壳体300远端。

请参考图2和图4，所述第二螺杆303的上端通过轴承(图中未示出)可旋转地设置在所述管道301的直部3011内，所述第二螺杆303与所述第一螺杆302同轴向同高度设置，所述第二螺杆303的下端分别与两根相邻的第一螺杆302啮合，在这种情况下两根第一螺杆302的螺纹与第二螺杆303反向设置，且旋转时相邻第一螺杆302其中一个向内旋转，另一个向外旋转，从而带动第二螺杆303旋转，节省内部空间。在本发明的其他实施例中，所述第二螺杆303的下端可以与电机连接，其只要满足使污泥向壳体300上端挤出即可，在这种情况下两根第一螺杆302的螺纹方向可以任意设置，对此本发明不作进一步限制。

进一步的，所述挤出头304包括一本体3041，所述本体3041与所述壳体300远端连接，所述本体3041上开设至少一贯穿的孔3042，所述孔3042的出口与所述传动机构2的输出端对应设置。

请参考图3、图5，优选的，在本实施例一所述干化结构成型装置中，所述本体3041卡接在所述管道301的弯部3012，所述本体3041为与所述管道301形状配合的圆柱形，便于安装以及便于污泥在管道301内流动。请参考图5、图6、图7，所述孔3042沿竖直轴向设置，便于污泥在重力和第二螺杆303的挤压力作用下挤出，提高出泥速度，所述孔3042的宽度大于下方第二主动辊压轮206的径向间距β且小于第二主动辊压轮206的半径，且所述孔3042的一部分位于第二主动辊压轮206的横向间距β上方，使挤出污泥精能够准落在两层包覆料的间隙中继续挤压。所述孔3042的形状为长方形，用于限制挤出污泥的形状，长方形状的污泥与两面覆盖的包覆料以及和空气接触面积大，更容易让水分蒸发烘干。在本发明的其他实施例中，所述本体3041可以是方形的、三角形的，所述本体3041可以与所述管道301螺纹连接或者在管道301外套设限位装置固定本体3041，所述孔3042可以是非竖直设置的，所述孔3042可以是椭圆形的或梯形的，其只要能够满足所述本体3041固定在所述管道301内且所述孔3042能够限制挤出污泥的形状即可，对此本发明不作进一步限制。

下面描述所述传动机构2的具体结构如下：

进一步的，每个所述传动机构2包括第一支架201以及设置在所述第一支架201近端的至少两个第一主动辊压轮202，所述第一主动辊压轮202安装包覆料筒207，所述传动机构2还包括第二支架204，所述第二支架204近端设置至少两个被动辊压轮205，所述第二支架204远端设置至少两个第二主动辊压轮206。

请参考图1、图2和图3，优选的，在本实施例一所述干化结构成型装置中，所述第一支架201为直角梯形的框架结构，两个所述第一主动辊压轮202平行设置在第一支架201梯形的腰部，两个所述被动辊压轮205竖直贴紧设置在所述第二支架204之间的上端，用于引导包覆料转向。两个所述第二主动辊压轮206设置在所述第二支架204之间的远端，所述第一主动辊压轮202与第一电机203连接，所述第二主动辊压轮206一端与第二电机(图中未示出)连接，所述第一电机203和第二电机优选为伺服电机，伺服电机能够精准控制转速，通过控制第一主动辊压轮202和第二主动辊压轮206具有一定的转速差能够使包覆料处于绷紧但又不会裂开的状态，使污泥能够摊平在包覆料上。

进一步的，相邻所述第二主动辊压轮206高低设置，用于控制挤压污泥的厚度。

请参考图7，优选的，两个所述第二主动辊压轮206具有竖向间距α和径向间距β，使得两层包覆料之间留有容纳污泥的间隙，污泥落入间隙后继续被两个所述第二主动辊压轮206挤压至所需的厚度。

优选的，在本实施例一所述干化结构成型装置中，所述第二支架204上设置调节结构，所述调节结构包括至少两个第三螺杆(图中未示出)以及连接在所述第三螺杆顶部的把手208，所述第二主动辊压轮另一端可旋转的设置滑块(图中未示出)，所述第三螺杆分别穿过所述滑块和第二电机，所述第三螺杆底部设置抵块(图中未示出)抵住所述所述滑块和第二电机，通过旋转所述第三螺杆调节抵块的高度，抵块顶住所述第二主动辊压轮206两端的滑块控制第二电机在竖直方向上运动。通过调节两个第二主动辊压轮206的竖向间距α，从而调节两个第二主动辊压轮206表面沿轴心的间距c，控制相邻两个所述第二主动辊压轮挤出污泥的厚度。

下面描述所述输送机构4的具体结构如下：

进一步的，所述输送机构4包括传送带401以及设置在所述传送带401近端的切割机构402，所述传送带401远端设置载具4011。

请参考图1，所述切割机构402包括滑杆(图中未示出)、滑块4021以及设置在滑杆上的支杆4022，所述滑块4021可移动地设置在所述滑杆，所述支杆4022上设置切刀4023，所述支杆4022与第四电机连接(图中未示出)，所述第四电机控制所述支杆4022上下移动，带动切刀4023将两面包覆的污泥切块。请参考图8，所述载具4011为金属丝网托盘，采用金属丝网托盘具有导热快、干化效率高的优点，所述金属丝网托盘的四角设置撑脚4012，便于所述载具4011堆叠。

本发明还公开了利用前述干化结构成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤S1，向所述传动机构2添加包覆料。

具体的，在所述传动机构2的第一主动辊压轮202上放置包覆料筒，手动将包覆料送入两个第二主动辊压轮206之间。

步骤S2，向所述布料机构1中加入污泥，同时两台所述传动机构2传送包覆料。

具体的，向所述进料腔100中加入污泥，加入污泥后，污泥在重力作用下落入壳体300的压延部，同时，所述第一电机203控制第一主动辊压轮202、第二电机控制第二主动辊压轮206旋转，包覆料从第一主动辊压轮202穿过两个被动辊压轮205之间，再经过第二主动辊压轮206进入传送带401。

步骤S3，所述布料机构1挤出污泥到两层包覆料的间隙。

具体的，压延部中两根第一螺杆302旋转使污泥在螺纹间重复流动、压延、混合并挤压至挤出部，挤出部的第二螺杆303通过旋转将污泥挤压至壳体300上端的管道301中，并通过挤出头304的孔3042中挤出长方形的污泥落到下方的包覆料上，并由上下两层包覆料包覆。

步骤S4,调节所述传动机构中相邻所述第二主动辊压轮的相对高度对包覆料及污泥挤压成型并送入输送机构。

请参考图7，具体的，通过转动所述调节结构的把手208分别调节相邻第二主动辊压轮206的高度，从而调节两个第二主动辊压轮206表面沿轴心的间距c，使两面包覆的污泥被相邻所述第二主动辊压轮206进一步挤压至设定的厚度，并送至所述传送带401。

步骤S5，所述输送机构4将两面包覆的污泥切块并输送至所述载具4011。

具体的，污泥随包覆料一起通过第二主动辊压轮206挤压进入传送带401后，所述第四电机控制所述支杆4022按一定的节拍时间上下移动，带动切刀4023将两面包覆的污泥切成等长的块状，并输送到载具4011中。

步骤S6，将所述载具4011送入烘烤室进行烘干。

将承载污泥块的载具4011堆叠，一并送入烘烤室内在湿度5％和常温条件下进行烘干。

所述载具4011堆叠层数为40层，烘干效果如表1所示。

表1

其中1mm、2mm、3mm、5mm是指干化物料厚度为1mm、2mm、3mm、5mm。

含水率：依据CJ/T221-2005《城市污水处理厂污泥检验方法》中的重量法采用含水率检测仪检测。

请参考图9并结合表1，图9中折线A为物料厚度1mm，折线B为物料厚度2mm，折线C为物料厚度3mm，折线D为物料厚度5mm。从图9中可以很明显的看出，在烘烤时长为10h时，厚度为1mm的物料在含水率55.67％开始急剧下降，厚度为2mm在含水率66.62％开始急剧下降，厚度为3mm、5mm的物料则在含水率70％～80％之间就开始急剧下降，在常温的前提下提前进入了有机物发酵升温环节加速水分蒸发，大大提高了污泥的干化速率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.干化结构成型装置，包括至少一个布料机构和一输送机构，其特征在于：所述干化结构成型装置还包括至少两个传动机构，所述传动机构的输出端与所述输送机构的一部分连接，所述布料机构的输出端与所述传动机构的输出端对应设置，使挤出污泥能够落在两层包覆料的间隙。

2.如权利要求1所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述布料机构包括进料腔以及与所述进料腔远端连接的挤出机构，所述挤出机构包括壳体，所述壳体的一部分与进料腔远端连接，所述壳体内设置压延部与挤出部，所述压延部一部分连接所述挤出部的一部分。

3.如权利要求2所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述压延部包括至少两个第一螺杆，所述第一螺杆可旋转地设置在所述壳体内。

4.如权利要求3所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述挤出部包括至少一根第二螺杆和挤出头，所述第二螺杆可旋转地设置在所述壳体内，所述第二螺杆与所述第一螺杆啮合，所述挤出头设置在所述壳体远端。

5.如权利要求4所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述挤出头包括一本体，所述本体与所述壳体远端连接，所述本体上开设至少一贯穿的孔，所述孔的出口与所述传动机构的输出端对应设置。

6.如权利要求1所述的干化结构成型装置，其特征在于：每个所述传动机构包括第一支架以及设置在所述第一支架近端的至少两个第一主动辊压轮，所述第一主动辊压轮安装包覆料筒，所述传动机构还包括第二支架，所述第二支架近端设置至少两个被动辊压轮，所述第二支架远端设置至少两个第二主动辊压轮。

7.如权利要求6所述的干化结构成型装置，其特征在于：相邻所述第二主动辊压轮高低设置，用于控制挤压污泥的厚度。

8.如权利要求6所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述传动机构还包括调节结构，所述调节结构的一部分与所述第二主动辊压轮连接。

9.如权利要求1所述的干化结构成型装置，其特征在于：所述输送机构包括传送带以及设置在所述传送带近端的切割机构，所述传送带远端设置载具。

10.利用如权利要求1～9任意一项所述干化结构成型装置的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

向所述传动机构添加包覆料；

向所述布料机构中加入污泥，同时两台所述传动机构传送包覆料；

所述布料机构挤出污泥到两层包覆料的间隙；

调节所述传动机构中相邻所述第二主动辊压轮的相对高度对包覆料及污泥挤压成型并送入输送机构；

所述输送机构将两面包覆的污泥切块并输送至所述载具；

将所述载具送入烘烤室进行烘干。

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