本發(fā)明涉及生物質(zhì)發(fā)電物料干燥技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

2015年“水十條”對污泥處理處置提出了明確的工作目標(biāo)，污泥問題逐步成為我國生態(tài)文明建設(shè)的工作重點(diǎn)。作為污水處理的“衍生品”，近年來隨著居民生活用水量和工業(yè)用水量的不斷增加，污水處理量也隨之上升，污泥產(chǎn)量隨之不斷增加，2015年我國城鎮(zhèn)污泥年產(chǎn)量達(dá)到3500萬噸，同比增長16％。

污泥處理本身是一個(gè)新崛起的行業(yè)，在我國仍然處于萌芽階段，相關(guān)企業(yè)較少，行業(yè)集中度低。與此同時(shí)，在我國污水處理過程中，長期以來普遍存在“重水輕泥”現(xiàn)象，使得我國污水處理快速發(fā)展但是污泥處理行業(yè)卻停滯不前，污泥處理處置缺口巨大，行業(yè)未來發(fā)展前景非?？捎^。

與污泥產(chǎn)量連續(xù)遞增趨勢相背，我國污泥有效處理率還很低，大量污水廠采取直接傾倒或是簡單填埋處置手段處理污泥，全國有效處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于30％。由于我國城鎮(zhèn)污水處理企業(yè)處置能力不足、處置手段落后，大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理，直接造成了了“二次污染”。

我國污泥處理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，這四種處理方法的占比分別為65％、15％、6％、3％，無害化處理是未來的發(fā)展方向，填埋將會(huì)越來越少地被用到，中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)計(jì)，“十三五”期間這四類處理方式的占比將分別為40％、25％、15％、8％。

目前太陽能污泥干燥設(shè)備在一定程度上受到了推廣，但其僅利用太陽能，污泥干燥效率較低，普遍采用的措施是增加晾曬面積，增加熱泵等地暖干燥設(shè)備，這在一定程度上相當(dāng)于增加了初期建設(shè)成本，以及后期運(yùn)維成本，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由于熱泵系統(tǒng)運(yùn)行成本較高，80％以上的污泥干化系統(tǒng)備用熱源平時(shí)均處在未啟動(dòng)的狀態(tài)，在一定程度上造成設(shè)備的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供一種無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)及其控制方法，能夠加速污泥干燥，降低污泥干燥成本，提高能源利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)，包括：風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，用于將自然風(fēng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)能，具有輸出轉(zhuǎn)動(dòng)作用力的輸出端；送風(fēng)裝置，連接至風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出端，并由風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；布風(fēng)裝置，連接在送風(fēng)裝置的送風(fēng)端，用于分配送風(fēng)裝置的送風(fēng)，布風(fēng)裝置具有多個(gè)并行設(shè)置的布風(fēng)管，布風(fēng)管設(shè)置在污泥上方，布風(fēng)管的下部具有朝向污泥的吹風(fēng)口，多個(gè)布風(fēng)管沿著污泥的鋪開方向布設(shè)。

優(yōu)選地，風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置包括風(fēng)力葉片，送風(fēng)裝置包括鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)力葉片傳動(dòng)連接至鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)，并驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，風(fēng)力葉片與鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)之間通過變速箱連接，變速箱用于提高鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，風(fēng)力葉片的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置；或，風(fēng)力葉片的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置；或，風(fēng)力葉片的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置；或，風(fēng)力葉片的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置。

優(yōu)選地，沿著空氣的流動(dòng)方向，布風(fēng)管上的吹風(fēng)口的開口面積遞增。

優(yōu)選地，布風(fēng)裝置與送風(fēng)裝置的出風(fēng)口柔性連接，布風(fēng)裝置在送風(fēng)裝置的出風(fēng)口處相對于污泥可翻轉(zhuǎn)地設(shè)置。

優(yōu)選地，布風(fēng)裝置還包括托架，布風(fēng)管卡設(shè)在托架上。

優(yōu)選地，干燥系統(tǒng)還包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定端相對于送風(fēng)裝置固定設(shè)置，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸縮端與托架連接，驅(qū)動(dòng)托架相對于污泥翻轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，托架上設(shè)置有連接耳板，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端鉸接在安裝結(jié)構(gòu)上，另一端鉸接在托架的連接耳板上。

優(yōu)選地，干燥系統(tǒng)還包括遮蓋在污泥上方的頂棚，布風(fēng)裝置設(shè)置在頂棚和污泥之間的空間里。

優(yōu)選地，各吹風(fēng)口均沿布風(fēng)管的徑向延伸，各吹風(fēng)口沿著徑向延伸方向由內(nèi)到外形成擴(kuò)口。

優(yōu)選地，送風(fēng)裝置的出風(fēng)口或者布風(fēng)裝置的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置有干燥過濾器。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)包括：風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，用于將自然風(fēng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)能，具有輸出轉(zhuǎn)動(dòng)作用力的輸出端；送風(fēng)裝置，連接至風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出端，并由風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；布風(fēng)裝置，連接在送風(fēng)裝置的送風(fēng)端，用于分配送風(fēng)裝置的送風(fēng)，布風(fēng)裝置具有多個(gè)并行設(shè)置的布風(fēng)管，布風(fēng)管設(shè)置在污泥上方，布風(fēng)管的下部具有朝向污泥的吹風(fēng)口，多個(gè)布風(fēng)管沿著污泥的鋪開方向布設(shè)。該污泥干燥系統(tǒng)利用自然風(fēng)提供動(dòng)能對污泥進(jìn)行吹風(fēng)干燥，可以不消耗電能，僅利用環(huán)境風(fēng)能來提供污泥干燥動(dòng)力，因此能夠降低污泥干燥設(shè)備成本，提高能源利用率。

由于污泥大多是采用活性污泥法，在污水處理過程中產(chǎn)生的，其主要成分是微生物細(xì)胞，具有一定的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，對于其內(nèi)，有一定的鎖水作用，因此長時(shí)間吹，干燥速度增加不明顯，介于以上因素，從一定程度上來說，吸收環(huán)境風(fēng)，對污泥進(jìn)行吹風(fēng)方式，能提高干燥效率，且相對于用電的強(qiáng)制通風(fēng)循環(huán)，差別不大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)的布風(fēng)管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)的布風(fēng)管排布結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、布風(fēng)管；2、吹風(fēng)口；3、風(fēng)力葉片；4、鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)；5、變速箱；6、托架；7、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；8、頂棚；9、干燥過濾器；10、連接耳板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

目前市場上主流的污泥干燥設(shè)備是建設(shè)太陽能涼棚，通過吸收太陽能，在涼棚內(nèi)由于溫室作用，增加溫室內(nèi)的溫度，從而加快污泥干燥過程，然而干燥效率有限，往往占地面積較大，造價(jià)較高，且僅利用環(huán)境的中的太陽能，在一定程度上造成能源的浪費(fèi)。

有些則是在料棚頂端增加強(qiáng)制鼓風(fēng)設(shè)備，這樣的干燥方式，加速了污泥在太陽能涼棚內(nèi)的干燥速度，但同時(shí)也增加了一次性投入成本，鼓風(fēng)電耗的增加，增加設(shè)備運(yùn)營成本，整體來看經(jīng)濟(jì)性較差，急需一種新技術(shù)替代鼓風(fēng)設(shè)備，同時(shí)又不增加能耗。

為充分利用自然環(huán)境中的資源，本發(fā)明通過努力，充分利用環(huán)境中的風(fēng)、光資源，利用環(huán)境風(fēng)能對污泥進(jìn)行吹掃、干燥，在不增加一次性投資成本的情況下，能夠降低運(yùn)行費(fèi)用，增加污泥處理廠的整體收益。

結(jié)合參見圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式污泥干燥系統(tǒng)包括：風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，用于將自然風(fēng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)能，具有輸出轉(zhuǎn)動(dòng)作用力的輸出端；送風(fēng)裝置，連接至風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出端，并由風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；布風(fēng)裝置，連接在送風(fēng)裝置的送風(fēng)端，用于分配送風(fēng)裝置的送風(fēng)，布風(fēng)裝置具有多個(gè)并行設(shè)置的布風(fēng)管1，布風(fēng)管1設(shè)置在污泥上方，布風(fēng)管1的下部具有朝向污泥的吹風(fēng)口2，多個(gè)布風(fēng)管1沿著污泥的鋪開方向布設(shè)。

該污泥干燥系統(tǒng)利用自然風(fēng)提供動(dòng)能對污泥進(jìn)行吹風(fēng)干燥，可以不消耗電能，僅利用風(fēng)能來提供污泥干燥動(dòng)力，因此能夠降低污泥干燥設(shè)備成本，提高能源利用率。由于吹風(fēng)口2朝向污泥，因此可以使得干燥空氣直接吹向污泥，能夠增大吹風(fēng)距離，同時(shí)增強(qiáng)吹風(fēng)強(qiáng)度，提高干燥效率。由于多個(gè)布風(fēng)管1沿著污泥的鋪開方向布設(shè)，因此能夠使得布風(fēng)管1在污泥的整個(gè)鋪開表面進(jìn)行干燥，可以加大干燥面積，提高干燥效率。

優(yōu)選地，風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置包括風(fēng)力葉片3，送風(fēng)裝置包括鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4，風(fēng)力葉片3傳動(dòng)連接至鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4，并驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)力葉片3為風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，可以對自然風(fēng)能進(jìn)行有效利用，使得自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換成為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能，并驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)從外界吸風(fēng)，然后向布風(fēng)管1內(nèi)吹風(fēng)。該鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)例如為渦輪風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選地，風(fēng)力葉片3與鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4之間通過變速箱5連接，變速箱5用于提高鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速。一般而言，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，這樣才能夠提供充足轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，但也導(dǎo)致風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)速一般較慢，如果依靠風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)速，難以保證鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能，不能夠向布風(fēng)管1內(nèi)吹入足夠壓力和速度的空氣，因此，為了提高鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速，可以在風(fēng)力葉片3與鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4之間設(shè)置變速箱5，通過變速箱5來提高鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速，使得鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速能夠較好地滿足污泥干燥需要。變速箱5優(yōu)選地為變速齒輪箱，變速箱5的轉(zhuǎn)動(dòng)比優(yōu)選地為1:8到1:2，如果轉(zhuǎn)動(dòng)比過大，則容易導(dǎo)致大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)會(huì)很大,齒輪箱也會(huì)變得很大,齒輪不好加工和裝配，傳動(dòng)比過小，則容易導(dǎo)致鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速過小，不能滿足污泥干燥要求。

優(yōu)選地，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置；或，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置；或，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置；或，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置。風(fēng)力葉片3和鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的相對位置關(guān)系可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。在本實(shí)施例中，風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，兩者之間通過錐齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，由于風(fēng)力葉片3的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，因此可以使得風(fēng)力葉片3所處位置較高，自然風(fēng)不易受到阻擋，可以更加有效地利用自然風(fēng)，同時(shí)，由于風(fēng)力葉片3未設(shè)置在鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的進(jìn)風(fēng)路徑上，因此不會(huì)對鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的進(jìn)風(fēng)造成阻礙，可以提高鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)4的進(jìn)風(fēng)效率。

優(yōu)選地，沿著空氣的流動(dòng)方向，布風(fēng)管1上的吹風(fēng)口2的開口面積遞增。多個(gè)吹風(fēng)口2在布風(fēng)管1的長度方向上間隔設(shè)置，且多個(gè)吹風(fēng)口2沿著空氣的流動(dòng)方向開口面積遞增，這是由于沿著空氣的流動(dòng)方向，空氣的流動(dòng)速度和壓力都會(huì)降低，因此，為了保證布風(fēng)管1的出風(fēng)均勻，需要在風(fēng)速和風(fēng)壓較大的地方設(shè)置較小的吹風(fēng)口2，在風(fēng)速和風(fēng)壓較小的地方設(shè)置較大的吹風(fēng)口2，從而保證布風(fēng)管1的各個(gè)位置處的風(fēng)量保持一致，具有良好的污泥干燥效果。

優(yōu)選地，布風(fēng)裝置與送風(fēng)裝置的出風(fēng)口柔性連接，布風(fēng)裝置在送風(fēng)裝置的出風(fēng)口處相對于污泥可翻轉(zhuǎn)地設(shè)置。當(dāng)干燥系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，布風(fēng)管1水平平行于底面，吹掃污泥，當(dāng)吹掃一段時(shí)間后，可以控制布風(fēng)裝置進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使得布風(fēng)裝置垂直于地面，避開污泥上方，此時(shí)可以操作螺旋布料器，清楚已經(jīng)干燥好的污泥，同時(shí)布上新的濕污泥。當(dāng)污泥布好后，就可以放下布風(fēng)裝置，繼續(xù)對布好的濕污泥進(jìn)行吹掃。

優(yōu)選地，布風(fēng)裝置還包括托架6，布風(fēng)管1卡設(shè)在托架6上。托架6可以用于支撐布風(fēng)裝置，從而使得布風(fēng)管1具有穩(wěn)定的吹掃結(jié)構(gòu)避免布風(fēng)管1出現(xiàn)下垂等現(xiàn)象，提高布風(fēng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)也更加便于對布風(fēng)管1進(jìn)行整體操作，提高布風(fēng)結(jié)構(gòu)的操作便利性。布風(fēng)管1可以從多個(gè)位置處通過卡箍等卡緊在托架6上，托架6需要避開布風(fēng)管1上的吹風(fēng)口2，避免遮擋吹風(fēng)口2而對污泥干燥造成不利影響。優(yōu)選地，托架6可以為剛性結(jié)構(gòu)，布風(fēng)管1可以為柔性結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，干燥系統(tǒng)還包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的固定端相對于送風(fēng)裝置固定設(shè)置，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的伸縮端與托架6連接，驅(qū)動(dòng)托架6相對于污泥翻轉(zhuǎn)。該伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7能夠驅(qū)動(dòng)托架6相對于污泥發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)布風(fēng)裝置相對于污泥發(fā)生翻轉(zhuǎn)，方便進(jìn)行布料或者是清除干燥好的污泥。該伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7例如為伸縮油缸、伸縮氣缸、電推桿或者是其他的伸縮結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，托架6上設(shè)置有連接耳板10，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的一端鉸接在安裝結(jié)構(gòu)上，另一端鉸接在托架6的連接耳板10上，托架6的遠(yuǎn)離污泥一端的端部鉸接在固定結(jié)構(gòu)上，托架6在固定結(jié)構(gòu)上的鉸接點(diǎn)與伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7在固定結(jié)構(gòu)上的鉸點(diǎn)之間具有一定距離。該固定結(jié)構(gòu)例如為底面，或者是設(shè)置干燥系統(tǒng)的工作臺(tái)等。連接耳板10可以方便將伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7鉸接在托架6上，提高了連接的便利性。由于伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的一端鉸接在安裝結(jié)構(gòu)上，另一端鉸接在托架6上，因此具有較大的運(yùn)動(dòng)靈活性，可以與托架6的兩個(gè)鉸點(diǎn)之間形成三角形支撐結(jié)構(gòu)，能夠更加方便地對托架6的擺動(dòng)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。

優(yōu)選地，干燥系統(tǒng)還包括遮蓋在污泥上方的頂棚8，布風(fēng)裝置設(shè)置在頂棚8和污泥之間的空間里。頂棚8可以具有擋水和集熱的作用，能夠防止雨水進(jìn)入到干燥空間內(nèi)，同時(shí)在天氣晴朗時(shí)，能夠?qū)μ柲苓M(jìn)行集熱，對干燥空間內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，提高干燥空氣的溫度，從而提高污泥的干燥效率。

優(yōu)選地，各吹風(fēng)口2均沿布風(fēng)管1的徑向延伸，各吹風(fēng)口2沿著徑向延伸方向由內(nèi)到外形成擴(kuò)口，從而可以增大各個(gè)吹風(fēng)口2的吹風(fēng)面積，使得干燥空氣能夠具有更大的分布面積，能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行更加全面的干燥。

優(yōu)選地，送風(fēng)裝置的出風(fēng)口或者布風(fēng)裝置的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置有干燥過濾器9，可以對進(jìn)入布風(fēng)裝置內(nèi)進(jìn)行污泥干燥的空氣進(jìn)行干燥過濾，避免空氣中的水分與空氣一起進(jìn)入到布風(fēng)管1內(nèi)，提高布風(fēng)管1內(nèi)空氣的干燥度，提高污泥的干燥效率。

當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。