申请日2012.05.22
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F11/02
摘要
提供一种滚筒式高效污泥无害化处理设备，滚筒底部下方设有电机和减速机，减速机输出轴上设有主动齿轮，滚筒的筒体上套装有与主动齿轮啮合的被动齿轮;被动齿轮两侧的筒体上设有回转导轨，回转导轨与支撑导轮相适配，滚筒两端设有与滚筒的筒体两端旋转密封的端盖且端盖用支架支撑，一侧的端盖上设有进料口和空气进口，另一侧的端盖上设有出料口和臭气引风口;滚筒的内腔壁面上设有与滚筒轴心线呈夹度的搅拌齿，滚筒的内腔分为多个腔体且腔体间相互连通，相邻腔体间以隔板隔开且每个隔板上的通孔位置高低不一致。本发明使物料在滚筒内反复升高、跌落、多次从空气中穿过而充分吸入氧气，充分保证了微生物好氧分解的条件，灭菌处理后的物料(污泥)可用做绿化或园艺用肥料。
权利要求书
1.滚筒式高效污泥无害化处理设备，具有滚筒(1)，所述滚筒(1)底 部下方设有电机(2)和与之相连的减速机，所述减速机输出轴上设有 主动齿轮(3)，所述滚筒(1)的筒体上套装有与主动齿轮(3)啮合 的被动齿轮(4);所述被动齿轮(4)两侧的筒体上设有回转导轨( 8)，所述回转导轨(8)与设置在滚筒(1)底部下方的支撑导轮(9 )相适配，其特征在于：所述滚筒(1)两端设有与滚筒(1)的筒体 两端旋转密封的端盖(5)，所述两端的端盖(5)均用支架(17)支 撑，其中一侧的端盖(5)上设有进料口(6)和空气进口(16)，另 一侧的端盖(5)上设有出料口(7)和臭气引风口(29);所述滚筒 (1)的内腔壁面上设有与滚筒(1)轴心线呈夹度的搅拌齿(21)， 滚筒(1)的内腔分为多个腔体且腔体间相互连通，相邻腔体间以隔板 (15)隔开，且每个隔板(15)上的通孔彼此错开，周向间隔角度。
2.根据权利要求1所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述腔体顺序为：培育区(10)、升温区(11)、高温发酵灭菌区( 12)、冷却区(13)和滞留区(14)，其中，培育区(10)和升温区 (11)间的隔板(15)上的通孔Ⅰ(30)为圆形且与隔板(15)的轴 心线偏离距离，升温区(11)和高温发酵灭菌区(12)间的隔板(15 )上的通孔Ⅱ(31)为圆缺形且位于隔板(15)一侧边，高温发酵灭 菌区(12)和冷却区(13)间的隔板(15)上的通孔Ⅲ(32)也为圆 缺形且位于隔板(15)一侧边，冷却区(13)和滞留区(14)间的隔 板(15)上的通孔Ⅳ(33)为圆形且与隔板(15)的轴心线同轴，导 管(28)穿过臭气引风口(29)后一端置于冷却区(13)内，导管( 28)另一端与引风机(20)连接。
3.根据权利要求2所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述高温发酵灭菌区(12)由一号高温发酵灭菌区(22)、二号高温 发酵灭菌区(23)和三号高温发酵灭菌区(24)构成，所述升温区( 11)和一号高温发酵灭菌区(22)间的隔板(15)上的通孔Ⅱ(31) 为圆缺形且位于隔板(15)一侧边;一号高温发酵灭菌区(22)和二 号高温发酵灭菌区(23)间的隔板(15)上的通孔Ⅴ(34)为圆缺形 且位于隔板(15)另一侧边，并与通孔Ⅱ(31)对称设置且周向间隔 120°;二号高温灭菌区(23)和三号高温灭菌区(24)间的隔板(1 5)上的通孔Ⅵ(35)为圆缺形且位于隔板(15)侧边，且与通孔Ⅴ( 34)周向间隔120°;三号高温灭菌区(24)和冷却区(13)间的隔板 (15)上的通孔Ⅲ(32)位于隔板(15)一侧边，且与通孔Ⅵ(35) 周向间隔120°。
4.根据权利要求1、2或3所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征 在于：所述滚筒(1)的筒体倾斜设置，所述进料口(6)端高，所述 出料口(7)端低，夹角为1°— 5°。
5.根据权利要求4所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 靠近出料口(7)端的支撑导轮(9)侧边设有限位轮(18)，所述导 管(28)上制有密集网孔。
6.根据权利要求5所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述空气进口(16)的出口端设有冷风锥(19)，所述冷风锥(19) 置于培育区(10)内。
7.根据权利要求6所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述搅拌齿(21)为整体式结构，搅拌齿(21)沿滚筒(1)内腔壁面 轴向呈角度设置。
8.根据权利要求7所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述滚筒(1)的筒体上套装有弹簧支撑，所述被动齿轮(4)安装在 弹簧支撑上。
9.根据权利要求8所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述滚筒(1)的筒体表面设有保温层。
10.根据权利要求9所述的滚筒式高效污泥无害化处理设备，其特征在于： 所述滚筒(1)的腔体内均设有无线遥控温度监测系统。
说明书
滚筒式高效污泥无害化处理设备
技术领域
本发明属环保技术领域，具体涉及一种滚筒式高效污泥无害化处理设 备。
背景技术
随着我国经济和社会事业的飞速发展，随之带来的污水、餐厨垃圾、 污泥的产生量也在迅速增加，污水处理厂以前所未有的速度发展和扩 大。据有关资料记载， 2009年全国投入运行的城镇污水处理厂1992 座，处理污水量280亿m3,产生含水率80%的污泥约2005万吨。随着城镇 化水平和污水处理量的增加，污泥量将很快突破3000万吨。目前，我 国污泥处理与处置方式主要有下述几种：一是污泥消化，污泥消化工 艺主要分为二元消化工艺和两相厌氧消化工艺两类。二元消化工艺即 在第一级采用好氧消化，靠氧化产生的热量使体系温度大于50℃，然 后进入第二级中温厌氧消化。两相厌氧消化工艺，即第一级和第二级 分别采用中温和高温两相厌氧工艺组合;二是污泥填埋，污泥消化后 经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式， 经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后 作填埋处置是一种比较经济、简单的处理方式。污泥填埋处理成本低 、不需高度脱水或自然干化、既处理了污泥又增加了城市的建设用地 。但是污泥填埋不仅要占用大量土地，而且由于污泥中含有一定的各 种细菌及有毒物质，填埋不当或者由于填埋地质条件等因素，将造成 渗滤液的渗出而污染地下水层，影响给水水质;三是建筑材料利用， 伴随我国经济高速增长带来的建筑、房地产业的快速发展，面临着国 家保护耕地，限制开采黏土与使用大量建材的 矛盾之间，利用污泥生产建筑材料(例如制砖)，不仅可以减少污泥 填埋所占用的土地，减少自然资源消耗，而且可以使资源得到循环利 用。既解决了污泥的出路，又解决建材面临的需求，有利于国家的可 持续发展。但该技术，都处于研发阶段，还没有真正成熟，真正推广 还需要时日;四是污泥焚烧，污泥焚烧的处理法是最彻底、最大程度 的减容方法，一是脱水直接焚烧，另一类是脱水、干化再焚烧。但污 泥焚烧一次性投资大，运行费用高，成本高，管理水平和设备维修要 求高，焚烧的烟尘如果直接排放，污泥中的重金属物质会随着烟尘扩 散而污染空气。如焚烧来源于主要处理工业污水形成的污泥，经焚烧 排放到环境中造成二噁英的污染。从环境保护和循环经济的角度出发 ，污泥焚烧将不被提倡;五是污泥投海，该方法简单，不需花费大量 资源，但受地理位置和国际海洋有关公约的限制以及对海洋生态系统 和人类食物已造成威胁，中国政府已于1994年初接受三项国际协议， 承诺于1994年2月20日起不在海上处置工业废物和污水污泥，所以这种 方法已经受限制。六是污泥堆肥，将污泥脱水后堆肥农用技术，污泥 中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量 元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，能够改善土壤结构，增加土壤肥力，促 进作物的生长。此外，污泥还能够改变土壤的生物学性状，使土壤中 微生物总量及放线菌所占比例增加，土壤的代谢强度提高。且堆肥过 程中不需要其他能源和人工管理，投资及运行费用低，操作管理方便 ，很适用中小型污水处理厂，但是，这种设备制造技术复杂、难度较 大，目前国内正处于研发阶段。据不完全统计，目前全国城镇污水处 理厂的污泥只有10%左右通过堆肥等技术处理处置后回用到土地，大约 20%以上采用填埋，少量采用焚烧和建材利用等，其余大部分随意外运 、随处堆置，带来了大量的环境污染和社会问题，因此有必要加快改 进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种滚筒式高效污泥无害化处理设备， 将污泥加入辅料搅拌后置于滚筒内，利用好氧发酵灭菌原理，使物料 (污泥内加入谷糠和微生物菌初步搅拌后称作物料，下同)在滚筒内 反复升高、多次跌落氧化，利用无线测温装置，严格控制发酵温度， 使物料的温度、水分均匀化，达到充氧充分、温度和水分均匀，充分 保证了微生物好氧分解的条件，同时杀灭各种有害病菌，经处理后的 污泥可做绿化或园艺用肥料。
本发明采用的技术方案：滚筒式高效污泥无害化处理设备，具有滚筒 ，所述滚筒底部下方设有电机和与之相连的减速机，所述减速机输出 轴上设有主动齿轮，所述滚筒的筒体上套装有与主动齿轮啮合的被动 齿轮;所述被动齿轮两侧的筒体上设有回转导轨，所述回转导轨与设 置在滚筒底部下方的支撑导轮相适配，所述滚筒两端设有与滚筒的筒 体两端旋转密封的端盖，所述两端的端盖均用支架支撑，其中一侧的 端盖上设有进料口和空气进口，另一侧的端盖上设有出料口和臭气引 风口; 所述滚筒的内腔壁面上设有与滚筒轴心线呈夹度的搅拌齿， 滚筒的内腔分为多个腔体且腔体间相互连通，相邻腔体间以隔板隔开 ，且每个隔板上的通孔彼此错开，周向间隔角度。
其中，所述腔体顺序为：培育区、升温区、高温发酵灭菌区、冷却区 和滞留区，培育区(10)和升温区间的隔板上的通孔Ⅰ为圆形且与隔 板的轴心线偏离距离，升温区和高温发酵灭菌区间的隔板上的通孔Ⅱ 为圆缺形且位于隔板一侧边，高温发酵灭菌区和冷却区间的隔板上的 通孔Ⅲ也为圆缺形且位于隔板一侧边，冷却区和滞留区间的隔板上的 通孔Ⅳ为圆形且与隔板的轴心线同轴，导管穿过臭气引风口后一端置 于冷却区内，导管另一端与引风机连接。
进一步地，所述高温发酵灭菌区由一号高温发酵灭菌区、二号高温发 酵灭 菌区和三号高温发酵灭菌区构成，所述升温区和一号高温发酵灭菌区 间的隔板上的通孔Ⅱ为圆缺形且位于隔板一侧边;一号高温发酵灭菌 区和二号高温发酵灭菌区间的隔板上的通孔Ⅴ为圆缺形且位于隔板另 一侧边，并与通孔Ⅱ对称设置且周向间隔120°;二号高温灭菌区和三 号高温灭菌区间的隔板上的通孔Ⅵ为圆缺形且位于隔板侧边，且与通 孔Ⅴ周向间隔120°;三号高温灭菌区和冷却区间的隔板上的通孔Ⅲ位 于隔板一侧边，且与通孔Ⅵ周向间隔120°。
进一步地，所述滚筒的筒体倾斜设置，所述进料口端高，所述出料口 端低，夹角为1°— 5°。
进一步地，靠近出料口端的支撑导轮侧边设有限位轮，所述导管上制 有密集网孔。
进一步地，所述空气进口的出口端设有冷风锥，所述冷风锥置于培育 区内。
进一步地，所述搅拌齿为整体式结构，搅拌齿沿滚筒内腔壁面轴向呈 角度设置。
进一步地，所述滚筒的筒体上套装有弹簧支撑，所述被动齿轮安装在 弹簧支撑上。
进一步地，所述滚筒的筒体表面设有保温层。
进一步地，所述滚筒的腔体内均设有无线遥控温度监测系统。
本发明与现有技术相比的优点：
1、设计形式上采用滚筒式：利用空间高，占地面积小、投资少，可以 在露天安装，使用中不受天气的影响，发酵产品质量稳定;
2、将滚筒分为多个腔体：腔体内壁上设有搅拌齿，类似螺旋齿，滚筒 转动时采用螺旋形式可以实现物料少量螺旋前进，增加物料在筒内的 滞留时间， 保证发酵质量;
3、对空气进口处设有冷风锥：防止空气进入滚筒后被堵塞，扩大空气 扩散断面，有利于空气在滚筒内迅速扩散;
4、除臭效果好：污泥内的臭气、水分、废气在滚筒内易挥发、易收集 、用管道排在筒外净化器进行处理、排放;
5、滚筒两端采用滚动式橡胶密封，易检查、清理和维修;
6、运行方式灵活：可以连续进出料，也可以间断运行;
7、无需成品回流接种：一般发酵装置，需要一个成品回流接种系统， 该设备的每个腔体在运行途中，总会剩余一些物料，本身起到了接种 作用;
8、系统可以无线遥控检测滚筒内部温度的变换，自动加减进筒空气;
9、控制采用无线测控传感及PLC自动控制运转，自动化程度高，人工 劳动强度低;
10、该设备具有充气和吸气两套供氧系统，保证氧气充分的供给，以 及废气、臭气及时排出净化。转动装置采用变频控制，转速在0-3r/m in内可连续调整。同时，该装置每个腔体内都有温度无线遥控监测系 统，该系统与供氧装置和转动装置联动，保证发酵过程的稳定进行和 发酵产品的稳定;
11、该设备具有独立的进出料系统，可以实现连续的进料和连续出料 ，完全实现自动化运行，为了保证在低温条件下运行，在筒身设有保 温层，确保装置内的温度满足发酵的要求;
12、为了检查每个仓内的发酵情况，每个发酵仓都设有取样口，随时 可以取样检查;
13、物料从进料口连续进入滚筒时，物料随滚筒旋转而不断地跌落， 以使物料每转一周，均能从空气中穿过一次，达到充分曝气的目的， 新鲜空气 不断的进入，废气不断被抽走，充分保证了微生物好氧分解的条件。
14、滚筒设备的物料出口下端设专门的吸气管道并与引风机20连通， 使物料产生的臭(废)气可及时排出滚筒1外，再接臭(废)气净化处 理器，得到净化处理、消除污染。
15、该设备的处理效果明显：从根本上消除了污泥对空气、土地、地 下水等环境的污染，消除了污泥挥发出的恶臭气味;消灭了污泥内的 病源微生物;变废为宝、循环利用，处理后的物料内有大量的氮、磷 、钾可制作绿化或园艺用肥;低水平碳排放;环评总体安全;
16、该设备无害化处理污泥的效率高，日处理量达20—60m3。
