公布日：2024.12.17
申请日：2024.11.15
分类号：C02F11/02(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F101/32(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种污泥无害化降解设备及其方法，设备包括预处理组件、联合降解组件和脱水组件；预处理组件包括预处理箱、匀质板和为匀质板提供动力的推动电机；联合降解组件包括降解箱、溶气罐、打捞构件、升降电机和第一污泥泵；脱水组件包括脱水箱、挤压构件、联动构件、第一电推杆和第二污泥泵；本发明的设备结构设计合理，通过对污泥进行微生物降解、化学氧化联合处理和机械脱水处理，实现了污泥的无害化和减量化处理；同时，本发明所使用的微生物菌剂和氧化剂不会使污泥产生二次污染，与传统的污泥处理设备相比，具有降解条件温和、安全高效的优势，适宜推广使用。
权利要求书
1.一种污泥无害化降解设备，其特征在于，包括预处理组件（1）、与所述预处理组件（1）连接的联合降解组件（2）和与所述联合降解组件（2）连接的脱水组件（3）；所述预处理组件（1）包括预处理箱（10）、滑动卡接在所述预处理箱（10）内部的匀质板（11）和设置在预处理箱（10）顶端且为所述匀质板（11）提供动力的推动电机（12）；所述联合降解组件（2）包括降解箱（20）、设置在所述降解箱（20）内底部的溶气罐（21）、设置在降解箱（20）内顶部的打捞构件（22）、设置在降解箱（20）顶端且为所述打捞构件（22）提供升降动力的升降电机（23）和设置在降解箱（20）外侧壁上且分别与预处理箱（10）、降解箱（20）连通的第一污泥泵（24）；所述降解箱（20）内部下端设置有隔板（202）；所述隔板（202）上等距分布有数个溶气喷嘴（210）；所述溶气罐（21）通过导管同时与各个所述溶气喷嘴（210）连接；所述脱水组件（3）包括脱水箱（30）、设置在所述脱水箱（30）内部的挤压构件（31）和联动构件（32）、设置在脱水箱（30）外侧壁上且为所述联动构件（32）提供动力的第一电推杆（33）和设置在降解箱（20）顶端且分别与降解箱（20）、挤压构件（31）连通的第二污泥泵（34）；所述预处理箱（10）外侧壁上设置有进水法兰（100）；所述匀质板（11）上贯穿设置有数个通槽（110），匀质板（11）顶端设置有两个分别贯穿预处理箱（10）且分别与预处理箱（10）滑动卡接的螺纹座（111）；预处理箱（10）顶端通过立板（101）转动卡接有两个移动丝杠（13）；两个所述移动丝杠（13）分别与两个所述螺纹座（111）一一对应螺纹连接，两个移动丝杠（13）的端部均设置有小链轮（130）；所述推动电机（12）的输出端连接有主链轮（120），所述主链轮（120）与两个所述小链轮（130）之间通过链条传动连接；所述降解箱（20）外侧壁上端面设置有排污斗（200）、顶端设置有加药管（201）；所述第一污泥泵（24）的输入端通过导管与预处理箱（10）内部下端连通，第一污泥泵（24）的输出端通过导管与降解箱（20）内部上端连通；所述脱水箱（30）外侧壁下端设置有排泥口（300）和排水口（301）；所述第二污泥泵（34）的输入端通过导管与降解箱（20）内部下端连通，第二污泥泵（34）的输出端通过导管与挤压构件（31）内部连通；所述匀质板（11）中部上下并列设置有数个连接轴（14），各个所述连接轴（14）上均套设有位于匀质板（11）内部的连接齿轮（140），各个连接轴（14）的两端均设置有旋转网筒（141）；各个所述旋转网筒（141）上均设置有粉碎刀（142），旋转网筒（141）上且位于粉碎刀（142）与旋转网筒（141）连接处贯穿设置有收集槽（1410）；匀质板（11）顶端设置有贯穿预处理箱（10）且与预处理箱（10）滑动卡接的随动座（112）；所述随动座（112）上贯穿设置有与匀质板（11）的内壁滑动卡接且同时与各个所述连接齿轮（140）啮合连接的推动齿条（15）；随动座（112）上设置有辅助电机（16），所述辅助电机（16）的输出端连接有偏心转盘（160），所述偏心转盘（160）与推动齿条（15）的顶端之间通过铰接杆（161）活动铰接；预处理箱（10）外侧壁上卡接有密封门（17）；所述打捞构件（22）包括打捞框（220）、活动设置在所述打捞框（220）内底部的多孔板组件（221）和设置在打捞框（220）内部且为所述多孔板组件（221）提供动力的第二电推杆（222）；所述打捞框（220）侧壁上且与所述排污斗（200）位置对应处设置有转移孔（2200），打捞框（220）内底部中心位置设置有固定板（223），所述固定板（223）上设置有螺纹套（2230）；所述多孔板组件（221）有数个，且均匀分布在固定板（223）的两侧；每个多孔板组件（221）由两个活动多孔板（2210）构成，两个活动多孔板（2210）相互靠近的一侧通过T型板（2211）活动铰接，位于两端的两个活动多孔板（2210）分别与打捞框（220）的内侧壁滑动卡接；打捞框（220）内部设置有同时与各个所述T型板（2211）连接的推动横梁（2212）；所述第二电推杆（222）与所述推动横梁（2212）下底面连接；所述升降电机（23）的输出端连接有贯穿降解箱（20）且与所述螺纹套（2230）螺纹连接的升降丝杠（230）。
2.根据权利要求1所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，所述降解箱（20）内底部滑动卡接有刮板（25），所述降解箱（20）外侧壁上滑动卡接有与所述刮板（25）连接的U型架（250），降解箱（20）外侧壁上设置有与所述U型架（250）连接的第三电推杆（251）。
3.根据权利要求1所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，所述挤压构件（31）包括两个对称设置在脱水箱（30）内部的挤压箱（310）和分别一一对应活动卡接在两个所述挤压箱（310）上的挤压板（311）；所述挤压箱（310）的一端敞口设置，另一端设置有脱水网板（312），两个挤压箱（310）的敞口端相互靠近，两个所述挤压板（311）分别一一对应滑动卡接在两个挤压箱（310）的敞口端；第二污泥泵（34）的输出端通过导管与挤压箱（310）内部连通。
4.根据权利要求3所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，所述联动构件（32）设置在两个挤压板（311）之间，联动构件（32）包括旋转杆（320）和推动杆（321）；所述旋转杆（320）和推动杆（321）均设置有两个，两个旋转杆（320）的中心位置相互铰接，且与脱水箱（30）的内壁转动卡接；两个推动杆（321）分别位于两个旋转杆（320）的铰接点的两侧，且分别与两个旋转杆（320）一一对应滑动卡接；两个推动杆（321）的侧壁上均设置有贯穿脱水箱（30）且与脱水箱（30）滑动卡接的延长座（322）；所述第一电推杆（33）设置有两个，两个第一电推杆（33）分别与两个所述延长座（322）一一对应连接。
5.根据权利要求4所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，两个所述旋转杆（320）的端部均转动卡接有滚轮（3200）。
6.根据权利要求4所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，所述挤压构件（31）设置有数个，各个挤压构件（31）并列设置在脱水箱（30）内部，所述联动构件（32）的数量与挤压构件（31）的数量对应一致；各个延长座（322）之间通过滑动梁（323）连接，所述第一电推杆（33）与对应位置处的滑动梁（323）连接。
7.一种污泥无害化降解方法，基于权利要求1-6任一所述的一种污泥无害化降解设备，其特征在于，包括以下步骤：S1、将待处理污泥通入预处理箱（10）内部，并向预处理箱（10）内部注入清水，调节污泥含水率至45~55%；然后利用推动电机（12）带动匀质板（11）在预处理箱（10）内部往复移动，利用匀质板（11）对污泥进行搅动，提高污泥的流动性；S2、利用第一污泥泵（24）将预处理箱（10）内部的污泥导入降解箱（20）内部，向降解箱（20）内部注入微生物菌剂，并利用溶气罐（21）将气浮水通过溶气喷嘴（210）注入污泥中，使污泥中产生向上移动的气泡；污泥中的油性污染物在气泡的作用下移动至污泥液面上，利用打捞构件（22）对所述油性污染物进行打捞收集；微生物菌剂在气浮水的作用下扩散至污泥中，利用微生物菌剂分解污泥中的烃类污染物；其中，所述微生物菌剂由叶状微杆菌、恶臭假单胞菌、施氏微杆菌按照体积比1:1:2混合配制而成，微生物菌剂的投加量为0.005~0.009mg/L；S3、向降解箱（20）内部注入氧化剂，氧化剂在气浮水的作用下扩散至污泥中，对污泥中的污染物进行氧化分解；其中，所述氧化剂为体积浓度为15~20%的双氧水，氧化剂的投加量为0.01~0.04ml/L；S4、利用第二污泥泵（34）将降解箱（20）内部污泥导入挤压构件（31）内部，利用第一电推杆（33）驱动联动构件（32），利用联动构件（32）使得挤压构件（31）产生动作，对污泥进行挤压脱水处理。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种污泥无害化降解设备及其方法。
本发明的技术方案为：一种污泥无害化降解设备，包括预处理组件、与预处理组件连接的联合降解组件和与联合降解组件连接的脱水组件；预处理组件包括预处理箱、滑动卡接在预处理箱内部的匀质板和设置在预处理箱顶端且为匀质板提供动力的推动电机；
联合降解组件包括降解箱、设置在降解箱内底部的溶气罐、设置在降解箱内顶部的打捞构件、设置在降解箱顶端且为打捞构件提供升降动力的升降电机和设置在降解箱外侧壁上且分别与预处理箱、降解箱连通的第一污泥泵；降解箱内部下端设置有隔板；隔板上等距分布有数个溶气喷嘴；溶气罐通过导管同时与各个溶气喷嘴连接；
脱水组件包括脱水箱、设置在脱水箱内部的挤压构件和联动构件、设置在脱水箱外侧壁上且为联动构件提供动力的第一电推杆和设置在降解箱顶端且分别与降解箱、挤压构件连通的第二污泥泵。
进一步地，预处理箱外侧壁上设置有进水法兰；匀质板上贯穿设置有数个通槽，匀质板顶端设置有两个分别贯穿预处理箱且分别与预处理箱滑动卡接的螺纹座；预处理箱顶端通过立板转动卡接有两个移动丝杠；两个移动丝杠分别与两个螺纹座一一对应螺纹连接，两个移动丝杠的端部均设置有小链轮；推动电机的输出端连接有主链轮，主链轮与两个小链轮之间通过链条传动连接；
降解箱外侧壁上端面设置有排污斗、顶端设置有加药管；第一污泥泵的输入端通过导管与预处理箱内部下端连通，第一污泥泵的输出端通过导管与降解箱内部上端连通；
脱水箱外侧壁下端设置有排泥口和排水口；第二污泥泵的输入端通过导管与降解箱内部下端连通，第二污泥泵的输出端通过导管与挤压构件内部连通。
进一步地，匀质板中部上下并列设置有数个连接轴，各个连接轴上均套设有位于匀质板内部的连接齿轮，各个连接轴的两端均设置有旋转网筒；各个旋转网筒上均设置有粉碎刀，旋转网筒上且位于粉碎刀与旋转网筒连接处贯穿设置有收集槽；匀质板顶端设置有贯穿预处理箱且与预处理箱滑动卡接的随动座；随动座上贯穿设置有与匀质板的内壁滑动卡接且同时与各个连接齿轮啮合连接的推动齿条；随动座上设置有辅助电机，辅助电机的输出端连接有偏心转盘，偏心转盘与推动齿条的顶端之间通过铰接杆活动铰接；预处理箱外侧壁上卡接有密封门；
说明：匀质板移动过程中，利用辅助电机带动偏心转盘旋转，此时推动齿条在铰接杆和偏心转盘的共同作用下沿匀质板的内壁往复移动，各个连接轴在连接齿轮和推动齿条的啮合作用下往复旋转，并带动对应的旋转网筒往复旋转；旋转网筒旋转时利用粉碎刀对污泥中的大颗粒杂物进行粉碎处理，降低污泥后续处理的难度；同时，污泥中的难溶性物质通过旋转网筒上的收集槽进入旋转网筒内部，最后通过密封门对旋转网筒内部收集的难溶性物质进行转移。
进一步地，打捞构件包括打捞框、活动设置在打捞框内底部的多孔板组件和设置在打捞框内部且为多孔板组件提供动力的第二电推杆；打捞框侧壁上且与排污斗位置对应处设置有转移孔，打捞框内底部中心位置设置有固定板，固定板上设置有螺纹套；多孔板组件有数个，且均匀分布在固定板的两侧；每个多孔板组件由两个活动多孔板构成，两个活动多孔板相互靠近的一侧通过T型板活动铰接，位于两端的两个活动多孔板分别与打捞框的内侧壁滑动卡接；打捞框内部设置有同时与各个T型板连接的推动横梁；第二电推杆与推动横梁下底面连接；升降电机的输出端连接有贯穿降解箱且与螺纹套螺纹连接的升降丝杠；
说明：利用升降电机带动升降丝杠旋转，打捞框在螺纹套和升降丝杠的共同作用下沿降解箱的内壁上下移动；打捞框下降过程中，利用第二电推杆带动推动横梁向上移动，此时通过T型板连接的两个活动多孔板相互靠近，将打捞框底部打开；打捞框上升过程中，利用第二电推杆带动推动横梁下移动，此时活动多孔板关闭打捞框底部，利用活动多孔板阻隔污泥表面漂浮的污染物；打捞框移动过程中，也能够促进微生物菌剂、氧化剂与污泥混合的均匀性。
进一步地，降解箱内底部滑动卡接有刮板，降解箱外侧壁上滑动卡接有与刮板连接的U型架，降解箱外侧壁上设置有与U型架连接的第三电推杆；
说明：利用第三电推杆推动U型架移动，此时刮板在降解箱内部移动，对打捞框内底部打捞的污染物进行刮除，有利于提高打捞构件的工作连续性。
进一步地，挤压构件包括两个对称设置在脱水箱内部的挤压箱和分别一一对应活动卡接在两个挤压箱上的挤压板；挤压箱的一端敞口设置，另一端设置有脱水网板，两个挤压箱的敞口端相互靠近，两个挤压板分别一一对应滑动卡接在两个挤压箱的敞口端；第二污泥泵的输出端通过导管与挤压箱内部连通；
说明：使用时，利用联动构件推动两个挤压板相互远离，对两个挤压箱内部的污泥进行挤压，污泥中的水分通过脱水网板后经过排水口排出，脱水后的污泥通过排泥口排出，实现了污泥的减量化处理。
进一步地，联动构件设置在两个挤压板之间，联动构件包括旋转杆和推动杆；旋转杆和推动杆均设置有两个，两个旋转杆的中心位置相互铰接，且与脱水箱的内壁转动卡接；两个推动杆分别位于两个旋转杆的铰接点的两侧，且分别与两个旋转杆一一对应滑动卡接；两个推动杆的侧壁上均设置有贯穿脱水箱且与脱水箱滑动卡接的延长座；第一电推杆设置有两个，两个第一电推杆分别与两个延长座一一对应连接；
说明：使用时，利用两个第一电推杆推动对应的延长座相互靠近，此时两个推动杆相互靠近，使得两个旋转杆相互张开，并推动两个挤压板相互远离。
进一步地，两个旋转杆的端部均转动卡接有滚轮；
说明：通过在旋转杆上设置滚轮，有利于降低旋转杆与挤压板之间的摩擦阻力，降低第一电推杆的功率损耗。
进一步地，挤压构件设置有数个，各个挤压构件并列设置在脱水箱内部，联动构件的数量与挤压构件的数量对应一致；各个延长座之间通过滑动梁连接，第一电推杆与对应位置处的滑动梁连接；
说明：通过设置多个挤压构件，便于对污泥进行分散脱水处理，降低了污泥堆积在一起的脱水难度，同时也降低了设备的能耗。
本发明还提供了一种污泥无害化降解方法，基于上述的一种污泥无害化降解设备，包括以下步骤：
S1、将待处理污泥通入预处理箱内部，并向预处理箱内部注入清水，调节污泥含水率至45~55%；然后利用推动电机带动匀质板在预处理箱内部往复移动，利用匀质板对污泥进行搅动，提高污泥的流动性；
S2、利用第一污泥泵将预处理箱内部的污泥导入降解箱内部，向降解箱内部注入微生物菌剂，并利用溶气罐将气浮水通过溶气喷嘴注入污泥中，使污泥中产生向上移动的气泡；污泥中的油性污染物在气泡的作用下移动至污泥液面上，利用打捞构件对油性污染物进行打捞收集；微生物菌剂在气浮水的作用下扩散至污泥中，利用微生物菌剂分解污泥中的烃类污染物；其中，微生物菌剂由叶状微杆菌、恶臭假单胞菌、施氏微杆菌按照体积比1:1:2混合配制而成，微生物菌剂的投加量为0.005~0.009mg/L；
S3、向降解箱内部注入氧化剂，氧化剂在气浮水的作用下扩散至污泥中，对污泥中的污染物进行氧化分解；其中，氧化剂为体积浓度为15~20%的双氧水，氧化剂的投加量为0.01~0.04ml/L；
S4、利用第二污泥泵将降解箱内部污泥导入挤压构件内部，利用第一电推杆驱动联动构件，利用联动构件使得挤压构件产生动作，对污泥进行挤压脱水处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
第一、本发明通过对污泥进行微生物降解、化学氧化联合处理和机械脱水处理，实现了污泥的无害化和减量化处理；同时，本发明所使用的微生物菌剂和氧化剂不会使污泥产生二次污染，与传统的污泥处理设备相比，具有处理条件温和、安全高效的优势；
第二、本发明利用气浮原理，不仅能够提高微生物菌剂和氧化剂在污泥中的扩散均匀性，同时能够使污泥中的油性污染物随气泡排出，降低了污泥的处理难度，提高了处理效率；
第三、本发明通过预处理组件对污泥进行预处理，能够对污泥中的大颗粒杂质进行粉碎处理，有效提高了污泥的流动性，为污泥的微生物、化学、脱水处理奠定了基础；同时，预处理过程中，污泥中的难溶性物质被收集并排出，降低了污泥后续处理的难度。
（发明人：古文;郭敏;周林军;杜紫嫣;蔡印萤;单筱寒;章勇;梁梦园;朱椿元;徐淑娴）
