公布日：2022.04.12
申请日：2022.03.07
分类号：C02F11/02(2006.01)I;C05F7/00(2006.01)I;C05F17/60(2020.01)I;C05F17/70(2020.01)I;C05F17/964(2020.01)I;C05F17/979(2020.01)I
摘要
本发明涉及一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备及方法，包括：支撑架及安装在所述支撑架上的多个支腿；还包括发酵筒，所述发酵筒的两端分别转动安装有第一侧板及第二侧板，所述第一侧板铰接在所述支撑架上，第二侧板在所述发酵筒处于水平放置状态时与所述支撑架抵接且通过锁止件固定，所述发酵筒由安装在所述支撑架上的驱动件驱动转动；所述支腿上安装有转动驱动机构，所述转动驱动机构与转动安装在所述发酵筒外侧的承接环连接，用于驱动所述发酵筒转动；所述发酵筒的内侧安装有多组抄板件，且相邻两组的抄板件高度不同，位于所述发酵筒内侧两端的位置处分别设置有螺旋条板，且两个螺旋条板的螺旋方向相反。
权利要求书
1.一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，包括：支撑架（1）及安装在所述支撑架（1）上的多个支腿（2）；还包括发酵筒（3），所述发酵筒（3）的两端分别转动安装有第一侧板（7）及第二侧板（9），所述第一侧板（7）铰接在所述支撑架（1）上，第二侧板（9）在所述发酵筒（3）处于水平放置状态时与所述支撑架（1）抵接且通过锁止件固定，所述发酵筒（3）由安装在所述支撑架（1）上的驱动件驱动转动；所述支腿（2）上安装有转动驱动机构，所述转动驱动机构与转动安装在所述发酵筒（3）外侧的承接环（5）连接，用于驱动所述发酵筒（3）转动；所述发酵筒（3）的内侧安装有多组抄板件，且相邻两组的抄板件高度不同，位于所述发酵筒（3）内侧两端的位置处分别设置有螺旋条板（28），且两个螺旋条板（28）的螺旋方向相反；所述第二侧板（9）上设置有连通所述发酵筒（3）内外侧的通槽（23），所述通槽（23）通过端盖封堵，所述端盖远离所述发酵筒（3）的一侧固定有输送管（19），所述输送管（19）由安装在所述第二侧板（9）上的电动伸缩杆（20）驱动插入所述发酵筒（3）内或从所述发酵筒（3）内拉出；所述输送管（19）的内侧转动安装有驱动轴，所述驱动轴上安装有螺旋叶片（21），且所述驱动轴贯穿所述输送管（19）的端部且与安装在所述输送管（19）上的第三电机（18）的输出轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述发酵筒（3）上设置有两个关于所述发酵筒（3）中垂线对称的环形抵接槽（6），在所述发酵筒（3）处于水平放置状态时，所述环形抵接槽（6）与安装在所述支撑架（1）上的滚动件抵接，其中，所述滚动件包括转动安装在支撑架（1）上的两个抵接轮（10），两个所述抵接轮（10）之间的距离小于所述发酵筒（3）的直径。
3.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述驱动件包括安装在所述支撑架（1）上的第一电机（11），所述第一电机（11）的输出轴上安装有驱动齿轮（12），当所述发酵筒（3）处于水平放置状态时，所述驱动齿轮（12）与固定在所述发酵筒（3）中间位置处的环形齿（4）啮合。
4.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备还包括温控模块，所述温控模块包括嵌入在所述发酵筒（3）内的温度传感器及与所述温度传感器建立通讯的风机，所述风机的出风口通过导管与设置在所述第二侧板（9）上的进气孔（24）连通，所述第一侧板（7）上设置有用于气体排放的出气孔（26）。
5.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述转动驱动机构包括转动安装在所述支腿（2）上且与所述支撑架（1）长度方向平行的螺纹杆（14），且所述螺纹杆（14）的一端由第二电机（13）驱动转动；还包括位于所述螺纹杆（14）两侧的两个与所述支腿（2）固定的导向杆（15），所述导向杆（15）的长度方向与所述螺纹杆（14）的轴向平行；所述螺纹杆（14）上螺纹连接有活动块（16），其所述活动块（16）与两个所述导向杆（15）滑动配合，所述活动块（16）远离所述螺纹杆（14）的一端铰接有连接杆（17），所述连接杆（17）远离所述活动块（16）的一端与所述承接环（5）铰接。
6.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述转动驱动机构包括铰接在其中一个所述支腿（2）上的至少两个液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的活动端与铰接承接环（5）铰接。
7.根据权利要求1所述的一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，其特征在于，所述第一侧板（7）上设置有进料孔，且所述进料孔连通所述发酵筒（3）的内外侧，所述进料孔内转动安装有进料斗（8）。
8.一种用于低含水率污泥高温好氧发酵方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，包括以下步骤：将含水率40%-60%的污泥及新鲜牧草为原料，加入到发酵筒（3）内；启动驱动件带动发酵筒（3）转动，使得原料在发酵筒（3）内翻动，并通过设置的抄板件和螺旋条板（28）进行原料扰动；温度传感器检测发酵筒（3）内温度，并控制风机自动启停，以对发酵筒（3）内温度实时监测并控制；当需要出料时，启动转动驱动机构带动发酵筒（3）转动到倾斜状态，以实现出料，完成发酵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备，包括：
支撑架及安装在所述支撑架上的多个支腿；
还包括发酵筒，所述发酵筒的两端分别转动安装有第一侧板及第二侧板，所述第一侧板铰接在所述支撑架上，第二侧板在所述发酵筒处于水平放置状态时与所述支撑架抵接且通过锁止件固定，所述发酵筒由安装在所述支撑架上的驱动件驱动转动；
所述支腿上安装有转动驱动机构，所述转动驱动机构与转动安装在所述发酵筒外侧的承接环连接，用于驱动所述发酵筒转动；
所述发酵筒的内侧安装有多组抄板件，且相邻两组的抄板件高度不同，位于所述发酵筒内侧两端的位置处分别设置有螺旋条板，且两个螺旋条板的螺旋方向相反。
作为本发明进一步的方案：所述发酵筒上设置有两个关于所述发酵筒中垂线对称的环形抵接槽，在所述发酵筒处于水平放置状态时，所述环形抵接槽与安装在所述支撑架上的滚动件抵接，其中，
所述滚动件包括转动安装在支撑架上的两个抵接轮，两个所述抵接轮之间的距离小于所述发酵筒的直径。
作为本发明再进一步的方案：所述驱动件包括安装在所述支撑架上的第一电机，所述第一电机的输出轴上安装有驱动齿轮，当所述发酵筒处于水平放置状态时，所述驱动齿轮与固定在所述发酵筒中间位置处的环形齿啮合。
作为本发明再进一步的方案：所述用于低含水率污泥高温好氧发酵的集成装备还包括温控模块，所述温控模块包括嵌入在所述发酵筒内的温度传感器及与所述温度传感器建立通讯的风机，所述风机的出风口通过导管与设置在所述第二侧板上的进气孔连通，所述第一侧板上设置有用于气体排放的出气孔。
作为本发明再进一步的方案：所述转动驱动机构包括转动安装在所述支腿上且与所述支撑架长度方向平行的螺纹杆，且所述螺纹杆的一端由第二电机驱动转动；
还包括位于所述螺纹杆两侧的两个与所述支腿固定的导向杆，所述导向杆的长度方向与所述螺纹杆的轴向平行；
所述螺纹杆上螺纹连接有活动块，其所述活动块与两个所述导向杆滑动配合，所述活动块远离所述螺纹杆的一端铰接有连接杆，所述连接杆远离所述活动块的一端与所述承接环铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述转动驱动机构包括铰接在其中一个所述支腿上的至少两个液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的活动端与铰接承接环铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述第二侧板上设置有连通所述发酵筒内外侧的通槽，所述通槽通过端盖封堵，所述端盖远离所述发酵筒的一侧固定有输送管，所述输送管由安装在所述第二侧板上的电动伸缩杆驱动插入所述发酵筒内或从所述发酵筒内拉出；
所述输送管的内侧转动安装有驱动轴，所述驱动轴上安装有螺旋叶片，且所述驱动轴贯穿所述输送管的端部且与安装在所述输送管上的第三电机的输出轴固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述第一侧板上设置有进料孔，且所述进料孔连通所述发酵筒的内外侧，所述进料孔内转动安装有进料斗。
一种用于低含水率污泥高温好氧发酵方法，包括以下步骤：
将含水率40%-60%的污泥及新鲜牧草作为原料，加入到发酵筒内；
启动驱动件带动发酵筒转动，使得原料在发酵筒内翻动，并通过设置的抄板件和螺旋条板进行原料扰动；
温度传感器检测发酵筒内温度，并控制风机自动启停，以对发酵筒内温度实时监测并控制；
当需要出料时，启动转动驱动机构带动发酵筒转动到倾斜状态，以实现出料，完成发酵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用含水率40%-60%的污泥及新鲜牧草作为原料，除满足饲料需求外，还可用于污泥好氧堆肥，突破了秸秆及稻草等辅料的季节局限性，将物料含水率控制在50-60%之间，碳氮比为20-30，堆温即可顺利快速上升；
好氧发酵集成装备内环境是一种非线性、强耦合性、多干扰性、时滞性的动态环境系统。温度、湿度、氧含量等环境因子与细菌数量、堆体温度、反应物碳氮比等生物条件因子形成强耦合，因此，实现在不同温湿度、不同反应物条件下的高效、节能控制是一个多目标优化的复杂控制过程；
将风机设置在发酵筒的进料端，空气的流动方向和原料运动方向相反。靠近滚筒的出料端，堆肥由新鲜空气冷却；在滚筒的中部，气流温度升高且堆肥速度加快；采用纯自然过程进行工艺好氧发酵，无需辅助反应热源及外加微生物菌剂；
采用变频式电机以调节罐体不同的运转速度，在进料期间可加快发酵筒运转实现快速铺料，避免布料不均影响机器翻转，物料好氧发酵期间可降低发酵筒运转速率以维持高温期。
（发明人：刘惠琼;黄庆;赖涵;郑恒;胡维;汤婷;熊红莲）
