污泥改性均质机的制作方法

本发明涉及一种均质机，具体涉及一种用于湿态污泥及深度脱水污泥改性的均质机。

背景技术：

当前，我国已建污水处理厂产生的脱水污泥（含水率80%）已超过3000万吨/年。这些含有有机质的污泥的主要处置方法有海洋与涵洞阴沟倾倒、卫生填埋、固化堆放、污泥堆肥及污泥烘干、焚烧等，少量的制陶粒、烧砖及厌氧化处理造沼气。

公知的，污泥的倾倒、填埋（包括卫生填埋、固化填埋和减量化填埋）客观上已造成无法掩饰的持续的严重的环境污染；污泥的堆肥处理亦造成了区域环境大气污染及病原微生物污染和重金属污染；当前世界上称之为最先进的污泥处理技术方法有二，其一是污泥烘干减量化作为燃料利用，其二是污泥厌氧处理造气，但由于能耗大，投资大，存在二次污染等问题，目前实际处理技术和设备很少。

客观上，污泥处理目前尚无稳定而合理的出路。这主要由污泥的特性决定：第一，污泥的含水量高（湿态污泥的含水量约在72-90%之间，深度脱水污泥的含水量约在30-60%之间），其絮凝状保水结构和大量的亲水菌团，导致其脱水困难，脱水能耗非常高；第二，污泥的有机质含量高，极易腐败产生恶臭，处置过程中容易产生二次污染；同时，污泥中的无机粘泥造成污泥的输送阻力大，且容易粘附在处理设备内壁；第三，污泥中含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病的大面积传播，需要经过消毒处理，即杀灭虫卵、病原菌和病毒；第四，污泥中含有重金属(如铅、镉、汞等)、“三致”有机污染物等物质，若不合理处置会导致渗入地下水中，导致二次污染；第五，污泥是一种资源，部分污泥其有机物含量高达80%，其干基热值在10000～15000kj/kg之间，高于煤和焦炭，但污泥的高含水量导致其无法燃烧。

目前在污泥处理过程中，实现污泥的能源化改性利用已成为了探索污泥彻底根治的优选途径。在污泥能源化改性过程中，需加入改性剂来处理污泥以上存在的问题。与此同时，如何满足污泥和改性剂充分反应的设备开发也成为了新的课题。根据污泥的特性分析发现，污泥改性设备需能解决以下问题：

1）须能确保污泥和改性剂快速充分接触并改性，从而使污泥中的大量高含水菌团的生物膜壁被破坏、污泥的微观结构和特性改变，使其易于脱水干燥；

2）须解决污泥改性过程中有异味气体扩散对区域大气环境的影响；

3）须解决深度脱水污泥的固态特性，对其破碎来实现均质效果；

4）须确保湿态污泥的塑性特性，对其多方位搅拌翻转来实现均质效果；

5）须确保污泥改性设备对改性剂的适应性，确保设备可长期运转；

6）须确保污泥改性设备在入料、均质搅拌、出料等过程中无污泥泄漏。

目前市面上的搅拌设备、轮碾机仅能完成污泥简单搅拌，无法满足异味气体扩散、对改性剂的适应性等要求，出料也存在泄漏风险。目前没有适合的设备能满足污泥改性需要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种污泥改性均质机，以解决污泥能源化难题中对湿态污泥及深度脱水污泥改性均质的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污泥改性均质机，包括壳体、动力装置、辗压混合装置、加料配料装置、卸料装置和聚排气装置；

所述动力装置与辗压混合装置相连，所述辗压混合装置固定在壳体内；所述辗压混合装置包括支撑柱、行星式齿轮箱、行星式混合机构、辗压机构和刮料机构，所述支撑柱固定在壳体内的底板上，所述行星式齿轮箱设于支撑柱顶部，所述行星式混合机构与行星式齿轮箱相连，所述辗压机构与行星式齿轮箱相连，所述刮料机构与行星式齿轮箱相连；

所述加料配料装置包括污泥加布料机构、改性剂加布料机构和计量器，所述污泥加布料机构固定在壳体的侧壁上部或壳体的顶部，所述改性剂加布料机构固定在壳体的侧壁上部或壳体的顶部，所述计量器设置在壳体的底部，或者设置在污泥加布料机构上；

所述卸料装置固定在壳体的底部，所述聚排气装置固定在壳体的顶部。

进一步，所述壳体包括外壳和衬板，所述衬板固定于外壳内的底板上和环向侧面上。

进一步，所述动力装置立式或卧式固定在壳体的顶部，或卧式固定在壳体的底部；所述动力装置包括电机和减速机，所述电机与减速机相连，所述减速机与行星式齿轮箱以轴相连。所述动力装置也可立式固定在壳体的侧部，并采用皮带传动机构进行传动。

进一步，所述行星式混合机构包括支撑架ⅰ、行星式切刀和可调式刮板，所述行星式切刀与支撑架ⅰ相连，所述可调式刮板与行星式切刀相连。

进一步，所述行星式齿轮箱包括箱体、主轴、a轴、b轴、齿轮；所述主轴和减速机连接，固定在箱体上；所述a轴和支撑架ⅰ连接，固定在箱体上；所述b轴和主轴及a轴连接，固定在箱体上；所述齿轮固定在b轴上，从而实现动力从动力装置传递到支撑架ⅰ上。

进一步，所述辗压机构包括支撑架ⅱ、辗轮和升降机构，所述辗轮安装在支撑架ⅱ上，所述升降机构与支撑架ⅱ相连。

进一步，所述刮料机构包括支撑杆和可调式侧刮板，所述可调式侧刮板与支撑杆相连。

进一步，所述污泥加布料机构为进料管/进料斗，或进料管/进料斗和布料板；所述污泥加布料机构为二个以上，用于加入湿态污泥或固态污泥。

进一步，所述改性剂加布料机构由管道、喷枪和管道阀构成；所述改性剂加布料机构为两个以上，用于雾化喷入一种或两种以上改性剂。

进一步，所述卸料装置包括气动机构、摆动机构、密封罩，所述气动机构与摆动机构相连；所述卸料装置为两个。

进一步，所述聚排气装置包括排气管道和排气阀，所述排气阀安装在排气管道上，所述聚排气装置用于聚集抽吸壳体内污泥辗混过程中产生的异臭气体。

所述的壳体具有防腐的全密封混合仓；其形状包含但不限于伞状、圆盘状以及其他复合的结构形式。

所述的动力装置是指成熟的动力传动机构和必要的电控系统，成熟的动力传动机构包含电动机、柴油机和减速机构及液压马达等，其减速机构包含但不限于齿轮传动的减速机构和皮带传动的减速机构，其安装形式包含但不限于立式、卧式、侧装式等，其动力装置安装位置包含但不限于顶装、底装及侧装等。

所述的辗压混合装置包含但不限于采用一组、两组或多组辗轮机构、行星搅拌机构及侧壁刮板机构。

所述的加料配料装置包含进料管/进料斗或进料管/进料斗和布料板，计量器包含成熟的重量检测、压力检测、流量检测或其他物位检测机构。

所述的卸料装置的动力机构包含气动机构及液压动力机构。

本发明可以将污泥充分搅拌、辗压、均质、快速脱水解决其难燃问题，同时又可以在加入复合改性调整剂过程中，彻底性消毒（杀灭全部细菌病毒及寄生虫卵），完全性消除病原体微生物的扩散污染问题，并且能消除污泥异臭和抽吸异味气体至气体处理设备。

本发明的技术原理：

1）采用辗压混合装置的碾压机构可短时间将固态深度脱水污泥碾压破碎；

2）采用辗压混合装置的行星式搅拌机构及可调刮料机构可快速、无死角的实现湿态及深度脱水污泥和改性剂的搅拌、翻转、混合、改性达到均质效果；

3）加入复合改性调整剂均质后，污泥中的大量高含水菌团的生物膜壁被破坏、污泥的微观结构和特性改变，使其易于脱水干燥；

4）设计改性剂加布料机构，通过行星式搅拌机构及辗压机构双重及多重处理，多方位搅拌、混合、提高混合均匀程度，提升改性剂效果；

5）设计聚排气装置，便于废气的密封收集处理；设计壳体加衬板，防腐性能优异；设计计量器，可精确控制污泥量；

6）本发明为计量、辗压、搅拌、翻转、刮壁、加药、改性、密封、集气及防腐的一体化多功能污泥改性均质机。

本发明的有益效果：

1）可实现湿态污泥及深度脱水污泥和改性剂的快速碾压、翻转混合到均质效果，处理快速，能耗低，轻松的实现污泥的能源化改性；

2）充分均质搅拌后，改性污泥可完全消除异味、彻底性消毒（杀灭全部细菌病毒及寄生虫卵），完全性消除了病原体微生物的扩散污染问题；

3）充分均质搅拌后，有效解决污泥的难燃性问题，即解决污泥本身的燃烧性问题；

4）同时充分均质搅拌后，可确保污泥中的重金属和改性剂有效反应，有效消除可能的重金属污染；

5）相对传统的搅拌设备，配置的聚排气装置和密封下料装置，有效避免二次污染，对环境无不利影响，环保；

6）采用衬板，简单实用，可有效防止改性剂对设备金属外壳的腐蚀，结构简单，经济性能好、稳定性强。

附图说明

图1为本发明实施例1-立式动力上输入齿轮传动伞状污泥改性均质机的结构剖视图；

图2为本发明实施例2-卧式动力上输入齿轮传动伞状污泥改性均质机的结构剖视图；

图3为本发明实施例3-卧式动力下输入齿轮传动圆盘状污泥改性均质机的结构剖视图；

图4为本发明实施例4-侧式皮带传动圆盘状污泥改性均质机的结构剖视图；

图5为辗压机构及行星式混合机构一种方案的俯视图；

图6为辗压机构及行星式混合机构另一种方案的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1，本实施例包括壳体1、动力装置2、辗压混合装置3、加料配料装置4、卸料装置5和聚排气装置6；

所述动力装置2与辗压混合装置3相连，所述辗压混合装置3固定在壳体1内；所述辗压混合装置3包括支撑柱301、行星式齿轮箱302、行星式混合机构303、辗压机构304和刮料机构305，所述支撑柱301固定在壳体1内中心的底板上，所述行星式齿轮箱302设于支撑柱301顶部通过轴承座相连，所述行星式混合机构303与行星式齿轮箱302以轴相连，所述辗压机构304与行星式齿轮箱302相连，所述刮料机构305与行星式齿轮箱302相连；

所述加料配料装置4包括污泥加布料机构401、改性剂加布料机构402和计量器403，所述污泥加布料机构401固定在壳体1的侧壁上部(或壳体1的顶部)，所述改性剂加布料机构402固定在壳体1的侧壁上部(或壳体1的顶部)，所述计量器403设置在壳体1的底部，用以计量污泥改性均质机内重量的变化（或者设置在污泥加布料机构上，用于计量污泥布料方量）；

所述卸料装置5固定在壳体1的底部，所述聚排气装置6固定在壳体1的顶部。

本实施例中，所述壳体1包括外壳101和衬板102，所述衬板102固定于外壳101内的底板上和环向侧面上。

本实施例中，所述动力装置2立式固定在壳体1的顶部，所述动力装置2包括电机201和减速机202，所述电机201与减速机202相连，所述减速机202与行星式齿轮箱302以轴相连。

本实施例中，所述行星式混合机构303包括支撑架ⅰ303a、行星式切刀303b和可调式刮板303c，所述行星式切刀303b与支撑架ⅰ303a相连，所述可调式刮板303c与行星式切刀303b相连。

本实施例中，所述行星式齿轮箱302包括箱体302a、主轴302b、a轴302c、b轴302d、齿轮302e，所述主轴302b和减速机202连接，固定在箱体302a上；所述a轴302c和支撑架ⅰ303a连接，固定在箱体302a上；所述b轴302d和主轴302b及a轴302c连接，固定在箱体302a上；所述齿轮302e固定在b轴302d上，从而实现动力从动力装置2传递到支撑架ⅰ303a上，如图4和图5所示。

本实施例中，所述辗压机构304包括支撑架ⅱ304a、辗轮304b和升降机构304c，所述辗轮304b安装在支撑架ⅱ304a上，所述升降机构304c与支撑架ⅱ304a相连。

本实施例中，所述刮料机构305包括支撑杆305a和可调式侧刮板305b，所述可调式侧刮板305b与支撑杆305a相连，如图4和图5所示。

本实施例中，所述污泥加布料机构401为进料管（或进料斗，或进料管/进料斗和布料板），在壳体1侧壁上部(或壳体1顶部)设置二个污泥加布料机构401，用于加入湿态污泥或固态污泥。

本实施例中，所述改性剂加布料机构402有管道、喷枪和管道阀构成，在壳体1上设置两个以上改性剂加布料机构402，用于雾化喷入一种（或两种以上）改性剂。

本实施例中，在壳体1的底部设置两个对称的卸料装置，所述卸料装置5包括气动机构501、摆动机构502、密封罩503，所述气动机构501与摆动机构502相连，如图4和图5所示。

本实施例中，所述聚排气装置6包括排气管道601和排气阀602，所述排气阀602安装在排气管道601上，所述聚排气装置6用于聚集抽吸壳体1内污泥辗混过程中产生的异臭气体。

工作时，污泥从污泥加布料机构401加入壳体1内，计量器403达到设定重量后，污泥加布料机构401停止加污泥；污泥加布料机构401加料同时，动力装置2的电机201和减速机202带动行星式齿轮箱302带动刮料机构305，将污泥向内侧移动至行星式混合机构303下，推动、翻转，配合辗压机构304辗压、破碎，改性剂加布料机构402加入改性剂，聚排气装置6的排气阀602打开引导处理气体，壳体1内污泥搅拌混合均质后，卸料装置5的气动机构501推动摆动机构502推动卸料门打开，密封罩503连接装料机构，卸料完成。每次改性、均质处理过程只需几分钟，简单快速且环境无异味、无二次污染。

实施例2

参照图2，本实施例与实施例1的区别在于：所述动力装置2卧式固定在壳体1的上部。

实施例3

参照图3，本实施例与实施例1的区别在于：所述动力装置2卧式固定在壳体1的底部。

实施例4

参照图4，本实施例与实施例1的区别在于：所述动力装置2立式固定在壳体1的侧部，并采用皮带传动机构进行传动。

以上所述实施例安装、接口连接方便，动力装置2的电机201连接动力源，卸料装置5的气动机构501连接动力源，改性剂加布料机构402连接改性剂加入装置，聚排气装置6连接气体收集装置及卸料装置5的密封罩503连接装料机构。本发明控制方便，整个系统操作配置电控系统，可实现自动加料、卸料及改性剂加入控制。