一种智能高温型卧式翻抛发酵系统及工作方法与流程

1.本发明属于好氧发酵技术领域，尤其涉及一种智能高温型卧式翻抛发酵系统及工作方法。


背景技术：

2.好氧发酵的目的是为了有效地实现污泥、畜禽粪污等有机垃圾等的无害化、减量化和稳定化。根据好氧发酵反应特性，持续为待发酵物料提供发酵所需的氧气并维持系统高温能提高发酵效率并分解有机物，快速脱水及高温环境能使细菌、病原体、虫卵等有害物质等得到充分灭杀，使有机废物中的抗生素加速降解，使污泥中的重金属得到钝化。
3.现有发酵系统技术中，为了增加待发酵物与空气中氧气的接触面积，使发酵更充分，在卧式好氧发酵罐内增加抄板；随着发酵罐及抄板的滚动，增加了待发酵物与空气的接触面积。但因某些污泥(如有机污泥)的结构比较致密，很难简单通过发酵罐及抄板的滚动，使待发酵物内部获得足够的氧气，出现曝气不充分的问题。
4.现有技术中，卧式好氧发酵罐未设置完整的保温措施，冬季卧式好氧发酵罐工作时会出现发酵温度上升慢及发酵温度不达标等情况；发酵温度不够会导致发酵不充分，降低了发酵效率。为了维持发酵系统温度的稳定，现有技术多在通入空气的过程中采用外源加热的方式加热卧式好氧发酵罐，但是外源加热能耗高，经济性差。
5.现有技术中，发酵系统为了达到去除水分的效果，直接抽出卧式好氧发酵罐内的含尘发酵尾气并进行排放，容易造成尾气排放不达标、堵塞管道和堵塞风机等情况；另外，卧式好氧发酵罐中的发酵参数(如温湿度、氧含量等)的采集样本较少、不规律，需要人工采集且不能实时显示，人工成本高且较为繁琐。


技术实现要素：

6.本发明为了解决卧式好氧发酵罐保温、发酵参数的采集、灰尘及尾气的排放问题，提供一种智能高温型卧式翻抛发酵系统及工作方法。
7.这种智能高温型卧式翻抛发酵系统，包括：进料机、曝气风机、卧式翻抛发酵装置、出料机、旋风除尘装置、除臭系统、排气风机、控制系统和云平台；
8.进料机连接卧式翻抛发酵装置上的进料口，曝气风机连接卧式翻抛发酵装置上的进气口，卧式翻抛发酵装置上的出气口连接排气风机的抽吸气管道a，排气风机上的排气管道连接旋风除尘装置上的进气口，旋风除尘装置上的排气管道连接除臭系统的进气口，除臭系统的排气口通过管道连接排气风机的抽吸气管道b，抽吸气管道b连接气体外排管道；
9.卧式翻抛发酵装置内设有发酵数据发送端，控制系统内设有发酵数据接收端，发酵数据发送端无线连接发酵数据接收端；控制系统电连接进料机、曝气风机、卧式翻抛发酵装置、出料机、旋风除尘装置、除臭系统和排气风机；控制系统无线连接云平台；云平台无线连接上位机；
10.卧式翻抛发酵装置上设有多个滚筒发酵舱、多个驱动装置、出料口、进料口、曝气
管、温湿度传感器、氧含量传感器、排气口、曝气口、环抄板和纵抄板；
11.卧式翻抛发酵装置的进料口连接滚筒发酵舱，滚筒发酵舱两端均连接有驱动装置；滚筒发酵舱内均匀设有多个环抄板和纵抄板，其中环抄板为中心对称结构，环抄板在自身对称中心处通过转动装置固定在滚筒发酵舱内；曝气口连接卧式翻抛发酵装置的曝气管，曝气管起搅拌作用；曝气管上均匀分布多个曝气孔，曝气孔用作曝气出口，曝气孔连通卧式翻抛发酵装置的滚筒发酵舱；滚筒发酵舱内设有多个温湿度传感器和氧含量传感器，温湿度传感器和氧含量传感器均电连接发酵数据发送端。
12.作为优选，上位机为移动设备。
13.作为优选，环抄板的的旋转角度为绕自身对称中心360
°
或绕自身对称中心180
°
；旋转角度为绕自身对称中心180
°
的环抄板平行设于滚筒发酵舱长度方向上的侧壁附近，旋转方向为朝向滚筒发酵舱内部；旋转角度为绕自身对称中心360
°
的环抄板，设于离滚筒发酵舱长度方向上的侧壁朝内设定距离处。
14.作为优选，滚筒发酵舱上设有保温层。
15.作为优选，卧式翻抛发酵装置底部设有底座和托轮。
16.作为优选，卧式翻抛发酵装置上设有观察口和检修口。
17.作为优选，卧式翻抛发酵装置上设有排空口。
18.作为优选，卧式翻抛发酵装置上设有加湿器。
19.这种智能高温型卧式翻抛发酵系统的工作方法，包括以下步骤：
20.步骤1、进料机将待发酵物料由进料口输送至卧式翻抛发酵装置的滚筒发酵舱内，滚筒发酵舱在驱动装置的带动下旋转；每隔设定时长，待发酵物料在滚筒发酵舱内穿插进行以下操作来完成发酵过程：
21.通过环抄板和纵抄板配合对待发酵物料进行翻抛，进入的发酵物料在环抄板和纵抄板的推动下向出料口移动；
22.通过曝气风机将空气由曝气口进入曝气管，并从曝气管上分布的曝气孔进入滚筒发酵舱内进行曝气，曝气管用作搅拌轴对待发酵物料进行搅拌，曝气到设定时间后，在排气风机的作用下排气；
23.发酵过程中：
24.保温层对滚筒发酵舱进行保温；
25.排气风机将发酵尾气抽出，旋风除尘装置对发酵尾气中夹杂的颗粒物进行过滤；过滤后的发酵尾气再进入除臭系统进行除臭处理；
26.温湿度传感器和氧含量传感器将收集到的温湿度数据和氧含量数据传送给发酵数据发送端，发酵数据发送端将温湿度数据和氧含量数据发送至控制系统内的发酵数据接收端，控制系统根据接收到的数据，开启或关闭曝气风机、驱动装置、旋风除尘装置、除臭系统和排气风机；
27.步骤2、重复执行步骤1，待发酵物料在滚筒发酵舱内逐步完成发酵；除臭系统排出的发酵尾气达标后，控制系统控制排气风机抽吸达标发酵尾气，达标发酵尾气经排气口排出；发酵完成的发酵物料在出料机的输送下从出料口排出；
28.步骤3、每个周期进料机将新的待发酵物料输送至卧式翻抛发酵装置，出料机从出料口排出一部分发酵完成的物料，循环进行。
29.作为优选，步骤1中控制系统将发酵数据传输并存储在云平台上，不在现场的操作人员通过移动设备查看物料及设备的运行情况。
30.本发明的有益效果是：
31.本发明在卧式翻抛发酵装置上设有观察口和检修口，便于观察和检修卧式翻抛发酵装置的内部状态；设有排空口来排出曝气风机通入的多余空气；设有加湿器来调节曝气风机通入的空气湿度；滚筒发酵舱内均匀设有多个环抄板和纵抄板，物料在滚筒发酵舱的旋转带动下不断被卷起，经环抄板和纵抄板的综合作用，对物料进行全面的翻抛；设有与滚筒发酵舱配套的保温层，减少物料在发酵过程的热量流失，同时物料在曝气温度降低后能快速的回温，保温层既起到了物料保温的效果，又减少了外源热源的消耗；设有旋风除尘装置来对发酵尾气中夹杂的灰尘等颗粒物进行过滤，减少对环境的影响；
32.本发明的智能高温型卧式翻抛发酵系统，发酵效率高、周期短、能耗低；本系统的控制系统为整个发酵系统的控制中枢，控制系统的智能采集功能一直处于工作状态，能实时地将发酵参数通过无线端收集并传输呈现在工作人员面前，起到智能采集的作用，智能高效，增强了发酵过程的参数检测，控制系统根据采集的数据对整个系统进行全面控制，可实现无人操作，避免了现有发酵系统的不足；在同等规模下，整个发酵过程实现智能自动化，极大的降低了人力及劳动成本，能够获得优质的发酵产品。
附图说明
33.图1为本发明发酵系统俯视图；
34.图2为本发明发酵系统立体图；
35.图3为卧式翻抛发酵装置主视图；
36.图4为卧式翻抛发酵装置左视图；
37.图5为卧式翻抛发酵装置右视图；
38.图6为卧式翻抛发酵装置俯视图。
39.附图标记说明：进料机1，曝气风机2，卧式翻抛发酵装置3，出料机4，旋风除尘装置5，除臭系统6，排气风机7，控制系统8，云平台9，底座3.1，托轮3.2，滚筒发酵舱3.3，驱动装置3.4，保温层3.5，出料口3.6，进料口3.7，曝气管3.8，温湿度传感器3.9，氧含量传感器3.10，观察口3.11，检修口3.12，排空口3.13，排气口3.14，曝气口3.15，加湿器3.16，环抄板3.17，纵抄板3.18。
具体实施方式
40.下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
41.实施例1
42.本技术实施例1提供了一种如图1至图6所示的智能高温型卧式翻抛发酵系统，包括：进料机1、曝气风机2、卧式翻抛发酵装置3、出料机4、旋风除尘装置5、除臭系统6、排气风机7、控制系统8和云平台9；控制系统为整个发酵系统的控制中枢，发酵参数通过无线端收集并传输，起到智能采集的作用；
43.进料机1连接卧式翻抛发酵装置3上的进料口，曝气风机2连接卧式翻抛发酵装置3上的进气口，卧式翻抛发酵装置3上的出气口连接排气风机7的抽吸气管道a，排气风机7上的排气管道连接旋风除尘装置5上的进气口，旋风除尘装置5上的排气管道连接除臭系统6的进气口，除臭系统6的排气口通过管道连接排气风机7的抽吸气管道b，抽吸气管道b连接气体外排管道；
44.卧式翻抛发酵装置3内设有发酵数据发送端，控制系统8内设有发酵数据接收端，发酵数据发送端无线连接发酵数据接收端；控制系统8电连接进料机1、曝气风机2、卧式翻抛发酵装置3、出料机4、旋风除尘装置5、除臭系统6和排气风机7；控制系统8无线连接云平台9；云平台9无线连接手机、电脑和平板等移动设备；卧式翻抛发酵装置3底部设有底座3.1和托轮3.2，用于支撑和移动卧式翻抛发酵装置；卧式翻抛发酵装置3上设有观察口3.11和检修口3.12，便于观察和检修卧式翻抛发酵装置的内部状态；卧式翻抛发酵装置3上设有排空口3.13，用于排出曝气风机通入的多余空气；卧式翻抛发酵装置3上设有加湿器3.16，用于调节曝气风机通入的空气湿度；
45.卧式翻抛发酵装置3上设有多个滚筒发酵舱3.3、多个驱动装置3.4、出料口3.6、进料口3.7、曝气管3.8、温湿度传感器3.9、氧含量传感器3.10、排气口3.14、曝气口3.15、环抄板3.17和纵抄板3.18；环抄板3.17的的旋转角度为绕自身对称中心360
°
或绕自身对称中心180
°
；旋转角度为绕自身对称中心180
°
的环抄板3.17平行设于滚筒发酵舱3.3长度方向上的侧壁附近，其旋转方向为朝向滚筒发酵舱3.3内部；旋转角度为绕自身对称中心360
°
的环抄板3.17，设于离滚筒发酵舱3.3长度方向上的侧壁朝内设定距离处；滚筒发酵舱3.3上设有保温层3.5；
46.卧式翻抛发酵装置3的进料口3.7连接滚筒发酵舱3.3，滚筒发酵舱3.3两端均连接有驱动装置3.4；滚筒发酵舱3.3内均匀设有多个环抄板3.17和纵抄板3.18，其中环抄板3.17为中心对称结构，环抄板3.17在自身对称中心处通过转动装置固定在滚筒发酵舱3.3内，环抄板3.17的旋转轴为自身的对称中心；曝气口3.15连接卧式翻抛发酵装置3的曝气管3.8，曝气管起搅拌作用；曝气管3.8上均匀分布多个曝气孔，曝气孔用作曝气出口，曝气孔连通卧式翻抛发酵装置3的滚筒发酵舱3.3；滚筒发酵舱3.3内设有多个温湿度传感器3.9和氧含量传感器3.10，温湿度传感器3.9和氧含量传感器3.10均电连接发酵数据发送端。
47.实施例2
48.在实施例1的基础上，本技术实施例2提供了一种智能高温型卧式翻抛发酵系统的工作方法，包括以下步骤：
49.步骤1、进料机1将待发酵物料由进料口3.7输送至卧式翻抛发酵装置3的滚筒发酵舱3.3内，滚筒发酵舱3.3在驱动装置3.4的带动下旋转；每隔设定时长，待发酵物料在滚筒发酵舱3.3内穿插进行以下操作来完成发酵过程：
50.通过环抄板3.17和纵抄板3.18配合对待发酵物料进行翻抛物料在滚筒发酵舱的旋转带动下不断被卷起，经环抄板和纵抄板的综合作用，对物料进行全面的翻抛，进入的发酵物料在环抄板3.17和纵抄板3.18的推动下很缓慢地向出料口3.6移动；
51.通过曝气风机2将新鲜空气由曝气口3.15进入曝气管3.8，并从曝气管3.8上分布的曝气孔进入滚筒发酵舱3.3内进行曝气，曝气管3.8用作搅拌轴对待发酵物料进行搅拌，曝气到设定时间后，在排气风机7的作用下排气；
52.发酵过程中：
53.保温层3.5对滚筒发酵舱3.3进行全面的保温，减少物料在发酵过程的热量流失，同时物料在曝气温度降低后能快速的回温，保温层既起到了物料保温的效果，又减少了外源热源的消耗；
54.排气风机7将发酵尾气抽出，旋风除尘装置5对发酵尾气中夹杂的灰尘等颗粒物进行过滤，减少对环境的影响；过滤后的发酵尾气再进入除臭系统6进行除臭处理；
55.温湿度传感器3.9和氧含量传感器3.10将收集到的温湿度数据和氧含量数据传送给发酵数据发送端，发酵数据发送端将温湿度数据和氧含量数据发送至控制系统8内的发酵数据接收端，控制系统8根据接收到的数据及预设程序，开启或关闭曝气风机2、驱动装置3.4、旋风除尘装置5、除臭系统6和排气风机7，使发酵过程充分完成；控制系统的智能采集功能一直处于工作状态，能实时地将物料发酵参数呈现在工作人员面前；控制系统根据采集的数据对整个系统进行全面控制，整个发酵过程实现智能自动化，人工需求大为降低；
56.控制系统8将发酵数据传输并存储在云平台9上，即使不在现场的操作人员也能随时通过手机、电脑、平板等移动设备查看物料及设备的运行情况，智能高效；
57.步骤2、重复执行步骤1，待发酵物料在滚筒发酵舱3.3内不断进行生物化学反应从而逐步完成发酵；除臭系统6排出的发酵尾气达标后，控制系统8控制排气风机7抽吸达标发酵尾气，达标的高温高湿发酵尾气经排气口3.14排出；发酵完成的发酵物料在出料机4的输送下从出料口3.6排出；
58.步骤3、本发酵过程是持续进行的，每个周期进料机1将新的待发酵物料输送至卧式翻抛发酵装置3，出料机4从出料口3.6排出一部分发酵完成的物料，循环进行。

技术特征：
1.一种智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于，包括：进料机（1）、曝气风机（2）、卧式翻抛发酵装置（3）、出料机（4）、旋风除尘装置（5）、除臭系统（6）、排气风机（7）、控制系统（8）和云平台（9）；进料机（1）连接卧式翻抛发酵装置（3）上的进料口，曝气风机（2）连接卧式翻抛发酵装置（3）上的进气口，卧式翻抛发酵装置（3）上的出气口连接排气风机（7）的抽吸气管道a，排气风机（7）上的排气管道连接旋风除尘装置（5）上的进气口，旋风除尘装置（5）上的排气管道连接除臭系统（6）的进气口，除臭系统（6）的排气口通过管道连接排气风机（7）的抽吸气管道b，抽吸气管道b连接气体外排管道；卧式翻抛发酵装置（3）内设有发酵数据发送端，控制系统（8）内设有发酵数据接收端，发酵数据发送端无线连接发酵数据接收端；控制系统（8）电连接进料机（1）、曝气风机（2）、卧式翻抛发酵装置（3）、出料机（4）、旋风除尘装置（5）、除臭系统（6）和排气风机（7）；控制系统（8）无线连接云平台（9）；云平台（9）无线连接上位机；卧式翻抛发酵装置（3）上设有多个滚筒发酵舱（3.3）、多个驱动装置（3.4）、出料口（3.6）、进料口（3.7）、曝气管（3.8）、温湿度传感器（3.9）、氧含量传感器（3.10）、排气口（3.14）、曝气口（3.15）、环抄板（3.17）和纵抄板（3.18）；卧式翻抛发酵装置（3）的进料口（3.7）连接滚筒发酵舱（3.3），滚筒发酵舱（3.3）两端均连接有驱动装置（3.4）；滚筒发酵舱（3.3）内均匀设有多个环抄板（3.17）和纵抄板（3.18），其中环抄板（3.17）为中心对称结构，环抄板（3.17）在自身对称中心处通过转动装置固定在滚筒发酵舱（3.3）内；曝气口（3.15）连接卧式翻抛发酵装置（3）的曝气管（3.8），曝气管起搅拌作用；曝气管（3.8）上均匀分布多个曝气孔，曝气孔用作曝气出口，曝气孔连通卧式翻抛发酵装置（3）的滚筒发酵舱（3.3）；滚筒发酵舱（3.3）内设有多个温湿度传感器（3.9）和氧含量传感器（3.10），温湿度传感器（3.9）和氧含量传感器（3.10）均电连接发酵数据发送端。2.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：上位机为移动设备。3.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：环抄板（3.17）的的旋转角度为绕自身对称中心360
°
或绕自身对称中心180
°
；旋转角度为绕自身对称中心180
°
的环抄板（3.17）平行设于滚筒发酵舱（3.3）长度方向上的侧壁附近，其旋转方向为朝向滚筒发酵舱（3.3）内部；旋转角度为绕自身对称中心360
°
的环抄板（3.17），设于离滚筒发酵舱（3.3）长度方向上的侧壁朝内设定距离处。4.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：滚筒发酵舱（3.3）上设有保温层（3.5）。5.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：卧式翻抛发酵装置（3）底部设有底座（3.1）和托轮（3.2）。6.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：卧式翻抛发酵装置（3）上设有观察口（3.11）和检修口（3.12）。7.根据权利要求1所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：卧式翻抛发酵装置（3）上设有排空口（3.13）。8.根据权利要求7所述智能高温型卧式翻抛发酵系统，其特征在于：卧式翻抛发酵装置（3）上设有加湿器（3.16）。
9.一种如权利要求1至7所述智能高温型卧式翻抛发酵系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、进料机（1）将待发酵物料由进料口（3.7）输送至卧式翻抛发酵装置（3）的滚筒发酵舱（3.3）内，滚筒发酵舱（3.3）在驱动装置（3.4）的带动下旋转；每隔设定时长，待发酵物料在滚筒发酵舱（3.3）内穿插进行以下操作来完成发酵过程：通过环抄板（3.17）和纵抄板（3.18）配合对待发酵物料进行翻抛，进入的发酵物料在环抄板（3.17）和纵抄板（3.18）的推动下向出料口（3.6）移动；通过曝气风机（2）将空气由曝气口（3.15）进入曝气管（3.8），并从曝气管（3.8）上分布的曝气孔进入滚筒发酵舱（3.3）内进行曝气，曝气管（3.8）用作搅拌轴对待发酵物料进行搅拌，曝气到设定时间后，在排气风机（7）的作用下排气；发酵过程中：保温层（3.5）对滚筒发酵舱（3.3）进行保温；排气风机（7）将发酵尾气抽出，旋风除尘装置（5）对发酵尾气中夹杂的颗粒物进行过滤；过滤后的发酵尾气再进入除臭系统（6）进行除臭处理；温湿度传感器（3.9）和氧含量传感器（3.10）将收集到的温湿度数据和氧含量数据传送给发酵数据发送端，发酵数据发送端将温湿度数据和氧含量数据发送至控制系统（8）内的发酵数据接收端，控制系统（8）根据接收到的数据，开启或关闭曝气风机（2）、驱动装置（3.4）、旋风除尘装置（5）、除臭系统（6）和排气风机（7）；步骤2、重复执行步骤1，待发酵物料在滚筒发酵舱（3.3）内逐步完成发酵；除臭系统（6）排出的发酵尾气达标后，控制系统（8）控制排气风机（7）抽吸达标发酵尾气，达标发酵尾气经排气口（3.14）排出；发酵完成的发酵物料在出料机（4）的输送下从出料口（3.6）排出；步骤3、每个周期进料机（1）将新的待发酵物料输送至卧式翻抛发酵装置（3），出料机（4）从出料口（3.6）排出一部分发酵完成的物料，循环进行。10.根据权利要求9所述的智能高温型卧式翻抛发酵系统的工作方法，其特征在于：步骤1中控制系统（8）将发酵数据传输并存储在云平台（9）上，不在现场的操作人员通过移动设备查看物料及设备的运行情况。

技术总结
本发明涉及一种智能高温型卧式翻抛发酵系统，包括：进料机、曝气风机、卧式翻抛发酵装置、出料机、旋风除尘装置、除臭系统、排气风机、控制系统和云平台；本发明还涉及智能高温型卧式翻抛发酵系统的工作方法。本发明的有益效果是：观察口和检修口便于观察和检修卧式翻抛发酵装置的内部状态；设有排空口来排出曝气风机通入的多余空气；设有加湿器来调节曝气风机通入的空气湿度；设有环抄板和纵抄板，对物料进行全面的翻抛；设有保温层，减少物料在发酵过程的热量流失，物料在曝气温度降低后能快速回温，既起到物料保温效果，又减少外源热源的消耗；旋风除尘装置对发酵尾气中夹杂的灰尘等颗粒物进行过滤，减少对环境的影响。减少对环境的影响。减少对环境的影响。


技术研发人员：蒋子厚 印辉阳 黄超
受保护的技术使用者：田园牧歌生态环境科技（江苏）有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/7/20