申请日2019.04.28
公开(公告)日2019.06.25
IPC分类号C12M1/12; C12M1/04; C12M1/02; C12M1/00
摘要
本发明涉及粪便污泥处理技术领域，粪便污泥好氧发酵单元及其多层好氧发酵系统，包括用于容纳粪便污泥的发酵室，沿所述发酵室内侧壁一周设有过滤粪便污泥水分的边部过滤器，所述发酵室侧壁上设有与边部过滤器配合将水分排出的边部排水口，所述发酵室内部间隔设有多个过滤粪便污泥水分的中部过滤器，所述中部过滤器内设有通道，所述通道内设有供热风和氧气的供风管，所述中部过滤器两端与边部过滤器连接，所述发酵室一侧侧壁上设有至少一个排风口，具有结构设计合理、排水效果佳、供氧充足、好氧发酵效率高等优点。
权利要求书
1.粪便污泥好氧发酵单元，其特征在于，包括用于容纳粪便污泥的发酵室，沿所述发酵室内侧壁一周设有过滤粪便污泥水分的边部过滤器，所述发酵室侧壁上设有与边部过滤器配合将水分排出的边部排水口，所述发酵室内部间隔设有多个过滤粪便污泥水分的中部过滤器，所述中部过滤器内设有通道，所述通道内设有供热风和氧气的供风管，所述中部过滤器两端与边部过滤器连接，所述发酵室一侧侧壁上设有至少一个排风口。
2.根据权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元，其特征在于：所述边部过滤器包括倾斜设置的边部过滤网，所述边部过滤网底部设有将水分导入边部排水口的边部底板，所述边部过滤器呈∠状，且安装在所述发酵室侧壁上，所述中部过滤器呈梯形状，所述中部过滤器中部设有通道，所述中部过滤器底边为中部底板，其他边为中部过滤网，所述中部过滤器四个边角处设有加强杆，所述供风管上端设有截面为三角形导流板，所述供风管下端沿其长度方向间隔设有多个出气口。
3.根据权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元，其特征在于：所述发酵室底部设有用于将粪便污泥导出的翻转机构，所述翻转机构包括多个紧邻设置的翻板，所述翻板底部中心设有翻转转轴，所述翻转转轴两端通过轴承安装在发酵室两侧，所述翻板侧壁上偏心设有推杆，所述推杆上铰接连接有铰接杆A，所有所述铰接杆A分别与驱动杆铰接连接，所述驱动杆一端与驱动翻板旋转的翻转驱动器连接，所述翻转驱动器与发酵室铰接连接，所述翻转驱动器为液压缸或气缸，所述铰接杆A与驱动杆铰接连接处还铰接连接有铰接杆B，所有所述铰接杆B分别与固定杆铰接连接，所述固定杆两端固连在发酵室上。
4.根据权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元，其特征在于：所述排风口呈棱台状，所述排风口入口端设有过滤颗粒的颗粒过滤网，所述供风管通过进风管道与热风机A连接，所述排风口通过排风管道与引风机A连接，所述边部排水口通过边部排水管与污水池连接，所述底部排水口通过底部排水管与污水池连接。
5.如权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：多层好氧发酵系统，包括机架、进排风系统和控制器，所述机架上设有上料机构和耙料机构，所述机架上自上而下设有多个粪便污泥好氧发酵单元，所述上料机构和耙料机构配合将粪便污泥均匀导入最上层所述粪便污泥好氧发酵单元的发酵室内，从上往下数至少有一层所述粪便污泥好氧发酵单元上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括水平设置在相邻两个中部过滤器之间的搅拌器，所有所述搅拌器相同的一端连接有搅拌驱动器，所述进排风系统为每层所述粪便污泥好氧发酵单元供风和排风，所述上料机构、耙料机构、搅拌机构和进排风系统分别与控制器连接。
6.如权利要求5所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：所述搅拌驱动器包括设置在搅拌器一端的链轮，所述链轮通过链条连接，所述链条上还连接有驱动链轮，所述驱动链轮通过传动轴与驱动电机连接，所述驱动电机与控制器电连接，所述搅拌器为桨式搅拌器，从上往下数第二层所述粪便污泥好氧发酵单元上设有所述搅拌机构。
7.如权利要求5所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：从上往下数至少有一层所述粪便污泥好氧发酵单元中的所述翻转机构上设有底部过滤机构，所述底部过滤机构包括设置在翻板上的若干通孔，所述通孔上方覆盖有过滤粪便污泥水分的底部过滤网，所述底部过滤网安装在翻板上，翻板底部设有导水器，所述导水器包括多个间隔设置的V型板，相邻两个V型板之间上方设有能够将水引入V型板的倒V型板，所述倒V型板与V型板两端端部通过连杆连接，且倒V型板与V型板之间留有间隙，所述导水器一端的下方设有将导水器中的水导出的导流板，所述导流板与设置在发酵室下方的支撑板铰接连接，且导流板与支撑板之间连接有复位弹簧，所述支撑板上设有与导流板配合将水导出的底部排水口。
8.如权利要求7所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：所述V型板和倒V型板远离底部排水口的一端高度大于靠近底部排水口的一端高度，所述翻板两端与最外侧的V型板通过连接板连接，所述粪便污泥好氧发酵单元中的导流板设置在其下方一层的粪便污泥好氧发酵单元的侧壁上。
9.如权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：所述进排风系统包括风机B和引风机B，所述风机B的出风口通过管道分别与每层粪便污泥好氧发酵单元中的进风管道连接，每层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上设有控制开关，且最上层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上还设有加热器，所述引风机B通过管道分别与排风管道连接，所述风机B、引风机B、控制开关和加热器分别与控制器电连接。
或者，所述进排风系统为循环风系统，所述循环风系统包括蒸发器，所述蒸发器入口分别通过管道与每层所述粪便污泥好氧发酵单元中的排风管道连接，所述蒸发器通过管道与冷凝器连接，所述蒸发器通过管道与污水池连接，所述蒸发器与冷凝器之间还连接有压缩机，所述蒸发器与冷凝器之间还连接有膨胀阀和次冷凝器，所述冷凝器出口连接有循环风机，所述循环风机通过管道将干燥热空气分别送入每层所述粪便污泥好氧发酵单元的进风管道中，每层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上分别设有控制开关，最上层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上还设有加热器，所述蒸发器、冷凝器、次冷凝器、压缩机和循环风机、控制开关和加热器分别与控制器连接。
10.如权利要求1所述的粪便污泥好氧发酵单元的多层好氧发酵系统，其特征在于：所述上料机构包括提升上料器，所述提升上料器出料口对应设有螺旋分料器，所述螺旋分料器上端设有接料斗，所述螺旋分料器末端设置在发酵室内，所述耙料机构包括耙架，所述耙架两端分别安装在耙料链条上，每条所述耙料链条两端分别安装有耙料链轮，同一端的两个耙料链轮通过耙料转轴连接，其中一个耙料转轴上安装有耙料驱动链轮，所述耙料驱动链轮通过耙料驱动链条与耙料驱动电机连接，所述控制器为PLC控制器，本机电气控制运行由PLC控制器程序控制。
说明书
粪便污泥好氧发酵单元及其多层好氧发酵系统
技术领域
本发明涉及粪便污泥处理技术领域，具体涉及粪便污泥好氧发酵单元及其多层好氧发酵系统。
背景技术
城镇居民生活会产生大量的粪便污泥，污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均物体。粪便污泥中除了含有大量的水分外，还含有大量的有机物以及多种微生物。大量未经处理的污泥直接排放不仅容易腐化发臭，而且对水质、大气和土壤造成污染。因此，有必要对城镇粪便污泥进行科学无害处理，降低城镇粪便污泥带来的不利影响，同时将粪便污泥中的有用资源提取使其变废为宝。
好氧发酵技术是目前处理粪便污泥的有效途径之一，通过好氧发酵技术可以实现低成本对粪便污泥进行处理，而且处理后的粪便污泥可以加工成有机肥、营养肥，在一定程度上解决了粪便污泥处理的难题。现有的好氧发酵技术大多采用发酵塔的形式进行处理，现有的污泥好氧发酵塔系统主要由上料机构、多层发酵塔、翻转机构、进气机构和排气机构等组成，核心就是提供氧气、适宜的温度进行有氧发酵处理。众所周知，粪便污泥中含有大量的水分(含水量通常在85%-90%)，在发酵过程中。大量的水分阻挡了氧气进入粪便污泥中进行有氧发酵，导致整个有氧发酵系统发酵效率较低，难以满足需求。另外，粪便污泥在供氧不足的情况下还容易腐化发臭。因此，如何快速、低成本的将粪便污泥中的水分去除，同时又能保证供氧充足是当下进一步提高有氧发酵装置性能的关键。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容
本发明提供了粪便污泥好氧发酵单元及其多层好氧发酵系统，它具有结构设计合理、排水效果佳、供氧充足、好氧发酵效率高等优点，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
粪便污泥好氧发酵单元，包括用于容纳粪便污泥的发酵室，沿所述发酵室内侧壁一周设有过滤粪便污泥水分的边部过滤器，所述发酵室侧壁上设有与边部过滤器配合将水分排出的边部排水口，所述发酵室内部间隔设有多个过滤粪便污泥水分的中部过滤器，所述中部过滤器内设有通道，所述通道内设有供热风和氧气的供风管，所述中部过滤器两端与边部过滤器连接，所述发酵室一侧侧壁上设有至少一个排风口。
所述边部过滤器包括倾斜设置的边部过滤网，所述边部过滤网底部设有将水分导入边部排水口的边部底板，所述边部过滤器呈∠状，且安装在所述发酵室侧壁上。
所述中部过滤器呈梯形状，所述中部过滤器中部设有通道，所述中部过滤器底边为中部底板，其他边为中部过滤网。
所述中部过滤器四个边角处设有加强杆。
所述供风管上端设有截面为三角形导流板，所述供风管下端沿其长度方向间隔设有多个出气口。
所述发酵室底部设有用于将粪便污泥导出的翻转机构，所述翻转机构包括多个紧邻设置的翻板，所述翻板底部中心设有翻转转轴，所述翻转转轴两端通过轴承安装在发酵室两侧，所述翻板侧壁上偏心设有推杆，所述推杆上铰接连接有铰接杆A，所有所述铰接杆A分别与驱动杆铰接连接，所述驱动杆一端与驱动翻板旋转的翻转驱动器连接，所述翻转驱动器与发酵室铰接连接。
所述翻转驱动器为液压缸或气缸。
所述铰接杆A与驱动杆铰接连接处还铰接连接有铰接杆B，所有所述铰接杆B分别与固定杆铰接连接，所述固定杆两端固连在发酵室上。
所述排风口呈棱台状，所述排风口入口端设有过滤颗粒的颗粒过滤网。
所述供风管通过进风管道与热风机A连接，所述排风口通过排风管道与引风机A连接，所述边部排水口通过边部排水管与污水池连接，所述底部排水口通过底部排水管与污水池连接。
多层好氧发酵系统，包括机架、进排风系统和控制器，所述机架上设有上料机构和耙料机构，所述机架上自上而下设有多个粪便污泥好氧发酵单元，所述上料机构和耙料机构配合将粪便污泥均匀导入最上层所述粪便污泥好氧发酵单元的发酵室内，从上往下数至少有一层所述粪便污泥好氧发酵单元上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括水平设置在相邻两个中部过滤器之间的搅拌器，所有所述搅拌器相同的一端连接有搅拌驱动器，所述进排风系统为每层所述粪便污泥好氧发酵单元供风和排风，所述上料机构、耙料机构、搅拌机构和进排风系统分别与控制器连接。
所述搅拌驱动器包括设置在搅拌器一端的链轮，所述链轮通过链条连接，所述链条上还连接有驱动链轮，所述驱动链轮通过传动轴与驱动电机连接，所述驱动电机与控制器电连接。
所述搅拌器为桨式搅拌器。
从上往下数第二层所述粪便污泥好氧发酵单元上设有所述搅拌机构。
从上往下数至少有一层所述粪便污泥好氧发酵单元中的所述翻转机构上设有底部过滤机构，所述底部过滤机构包括设置在翻板上的若干通孔，所述通孔上方覆盖有过滤粪便污泥水分的底部过滤网，所述底部过滤网安装在翻板上，翻板底部设有导水器，所述导水器包括多个间隔设置的V型板，相邻两个V型板之间上方设有能够将水引入V型板的倒V型板，所述倒V型板与V型板两端端部通过连杆连接，且倒V型板与V型板之间留有间隙，所述导水器一端的下方设有将导水器中的水导出的导流板，所述导流板与设置在发酵室下方的支撑板铰接连接，且导流板与支撑板之间连接有复位弹簧，所述支撑板上设有与导流板配合将水导出的底部排水口。
所述V型板和倒V型板远离底部排水口的一端高度大于靠近底部排水口的一端高度。
所述翻板两端与最外侧的V型板通过连接板连接。
所述粪便污泥好氧发酵单元中的导流板设置在其下方一层的粪便污泥好氧发酵单元的侧壁上。
所述进排风系统包括风机B和引风机B，所述风机B的出风口通过管道分别与每层粪便污泥好氧发酵单元中的进风管道连接，每层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上设有控制开关，且最上层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上还设有加热器，所述引风机B通过管道分别与排风管道连接，所述风机B、引风机B、控制开关和加热器分别与控制器电连接。
或者，所述进排风系统为循环风系统，所述循环风系统包括蒸发器，所述蒸发器入口分别通过管道与每层所述粪便污泥好氧发酵单元中的排风管道连接，所述蒸发器通过管道与冷凝器连接，所述蒸发器通过管道与污水池连接，所述蒸发器与冷凝器之间还连接有压缩机，所述蒸发器与冷凝器之间还连接有膨胀阀和次冷凝器，所述冷凝器出口连接有循环风机，所述循环风机通过管道将干燥热空气分别送入每层所述粪便污泥好氧发酵单元的进风管道中，每层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上分别设有控制开关，最上层所述粪便污泥好氧发酵单元对应的进风管道上还设有加热器，所述蒸发器、冷凝器、次冷凝器、压缩机和循环风机、控制开关和加热器分别与控制器连接。
所述上料机构包括提升上料器，所述提升上料器出料口对应设有螺旋分料器，所述螺旋分料器上端设有接料斗，所述螺旋分料器末端设置在发酵室内。
所述耙料机构包括耙架，所述耙架两端分别安装在耙料链条上，每条所述耙料链条两端分别安装有耙料链轮，同一端的两个耙料链轮通过耙料转轴连接，其中一个耙料转轴上安装有耙料驱动链轮，所述耙料驱动链轮通过耙料驱动链条与耙料驱动电机连接。
所述控制器为PLC控制器，本机电气控制运行由PLC控制器程序控制。
本发明采用上述技术方案，能够带来如下有益效果：
1、通过设计好氧发酵单元，特别是在发酵室内四周以及中部设计过滤器，实现将粪便污泥中水分及时快速的排出，可以使空气能够快速及时的进入粪便污泥中进行好氧发酵。
2、通过在好氧发酵单元底部设置翻转机构，可以实现将发酵后的粪便污泥能够快速的导出;通过在翻板上设置底部过滤机构，能够实现从粪便污泥的底部快速的将水导出，进一步提高排水效率。
3、将导水器设置成V型板和倒V型板配合的形式不能能够快速的将粪便污泥中的水及时排出，而且粪便污泥在发酵过程中产生的水汽上升与翻板遇冷凝结成水，水落入V型板中导出，可以对遇冷产生的水进行及时排出。
4、通过设置导流板，且导流板铰接在发酵室侧壁上，同时通过复位弹簧对导流板进行复位，当翻板水平时，导流板在复位弹簧的作用下靠近翻板的一侧高度大于远离翻板的一侧，从而更好的将水导出;当翻板翻转时，在翻板的作用下驱动导流板向下翻转，从而导致靠近翻板的一侧高度小于远离翻板的一侧，进而有效防止粪便污泥在落料时从导流板导出。
5、针对粪便污泥好氧发酵单元，采用风机供风(最上层的加装加热器)，采用引风机排风，具有结构简单，成本低，设备维护简单方便，可以提供充足的氧气和适宜发酵温度空气等优点。
6、通过设计多层好氧发酵系统，能够提高好氧发酵量，提高生产效率，同时在最上面一层或最上面的两层设置搅拌机构，可以有效防止粪便污泥因水分大量排出导致的粪便污泥压实、结块的问题，为后续氧气充分与粪便污泥接触，快速好氧发酵提供前提。