申請日2017.11.05

　　公開(公告)日2018.01.30

　　IPC分類號B01D25/164; B01D25/28; B01D25/34; C02F11/12

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機(jī)構(gòu)(1)、前板(2)、連接螺母(3)、推板(4)、后板(10)、機(jī)架(14)、濾板(8)，頭板(6)、尾板(9)，所述動力機(jī)構(gòu)、前板、推板、后板、中間濾板(8)、頭板和尾板設(shè)置在機(jī)架(14)上，所述的嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置還包括濾板位移控制機(jī)構(gòu)、高壓氣體組件和濾板自調(diào)平衡模塊，所述中間濾板為凹凸模濾板，中間濾板的凸板嵌入到相鄰中間濾板凹槽內(nèi)，形成壓濾腔室，在一定數(shù)量的中間濾板形成的濾板組上設(shè)置一套濾板自調(diào)平衡模塊，濾板位移控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述中間濾板上，以控制中間濾板的運(yùn)動.采用本發(fā)明，具有易損件少、能耗低，脫水后污泥含水率較低的優(yōu)點(diǎn)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機(jī)構(gòu)(1)、前板(2)、連接螺母(3)、推板(4)、后板(10)、機(jī)架(14)、濾板(8)，頭板(6)、尾板(9)，所述的動力機(jī)構(gòu)(1)、前板(2)、推板(4)、后板(10)、中間濾板(8)、頭板(6)和尾板(9)設(shè)置在機(jī)架(14)上，其特征在于：所述的嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置還包括濾板位移控制機(jī)構(gòu)、高壓氣體組件和濾板自調(diào)平衡模塊，所述中間濾板(8)為凹凸模濾板，中間濾板(8)的凸板嵌入到相鄰中間濾板(8)凹槽內(nèi)，形成壓濾腔室，在一定數(shù)量的中間濾板(8)形成的濾板組上設(shè)置一套濾板自調(diào)平衡模塊，濾板位移控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述中間濾板(8)上，以控制中間濾板的運(yùn)動，所述的高壓氣體組件與所述中間濾板(8)相連接，實(shí)現(xiàn)高壓氣體通入壓濾腔室內(nèi)，形成機(jī)械壓榨及高壓氣流攜帶干燥雙重脫水效果。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述中間濾板(8)包括濾板體(8-6)、襯板(8-3)、加強(qiáng)襯布(8-2)和濾布(8-1)，所述的襯板(8-3)、加強(qiáng)襯布(8-2)通過螺釘固定在濾板體(8-6)兩側(cè)上，濾布通過壓圈及螺釘固定在濾板體(8-6)兩側(cè)上，所述的襯板(8-3)上開設(shè)有多個通孔，襯板(8-3)上還開有多條的通水槽。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的濾板體(8-6)為凹凸模形狀，一端結(jié)構(gòu)為凸模結(jié)構(gòu)，另一端為凹模結(jié)構(gòu)，在所述的凸模結(jié)構(gòu)上安裝有密封件(15)及刮泥環(huán)(16)，所述的凸模結(jié)構(gòu)與凹模結(jié)構(gòu)配合，凸模結(jié)構(gòu)、凹模結(jié)構(gòu)及密封件組成了一個大小可調(diào)節(jié)的污泥壓榨腔室，在所述的濾板體(8-6)上部開設(shè)有進(jìn)氣孔(8-5)和通氣槽(8-4)，下部開設(shè)有通水槽(8-7)、出水孔(8-8)，所述的濾板體(8-6)裝有導(dǎo)向柱和開導(dǎo)向孔。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的濾板自調(diào)平衡模塊包括凸球頭板(7-1)、凹球頭板(7-2)及軟管(7-3)，所述的凸球頭板(7-1)橫截面的邊緣為半球形，所述的凹球頭板(7-2)的內(nèi)壁邊緣為球面，凸球頭板(7-1)與凹球頭板(7-2)配合，凸球頭板(7-1)與凹球頭板(7-2)中間開孔，所述的軟管(7-3)安裝在孔內(nèi)，所述的凸球頭板(7-1)固定在中間濾板(8)上，凹球頭板(7-2)安裝在相鄰的另一個塊中間濾板(8)上。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的濾板位移控制機(jī)構(gòu)包括支架(11-1)、導(dǎo)桿(11-2)、卡位閥板(11-3)、限位閥體(11-6)、內(nèi)螺栓(11-4)、外螺栓(11-5)及導(dǎo)桿驅(qū)動氣缸(11-7)，所述支架(11-1)固定安裝在中間濾板(8)上，所述限位閥體(11-6)安裝在支架(11-1)上，限位閥體(11-6)還開設(shè)有大小不同的兩個通孔，其中直徑小的孔為螺栓孔，該螺栓孔與螺栓嚙合，另一個孔直徑超過螺栓頭部尺寸，相鄰的限位閥體(11-6)上的兩個通孔方向相反，所述的卡位閥板(11-3)插入限位閥體(11-6)內(nèi)，卡位閥板(11-3)根據(jù)限位閥體(11-6)對應(yīng)的開設(shè)卡孔，所述的卡孔尺寸大于螺栓公稱直徑而小于螺栓頭部尺寸，所述的內(nèi)螺栓(11-4)和外螺栓(11-5)分別安裝在限位閥體(11-6)的螺栓孔內(nèi)，所述的卡位閥板(11-3)通過孔穿在導(dǎo)桿(11-2)，可沿著導(dǎo)桿軸向方向移動，所述的導(dǎo)桿(11-2)與導(dǎo)桿驅(qū)動油缸(11-7)相連接。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的壓濾腔室大小可以根據(jù)內(nèi)螺栓(11-4)、外螺栓(11-5)與卡位閥板(11-3)的螺紋孔旋合深度來調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泥餅厚度及最終的泥餅含水率。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的高壓氣體組件包括高壓氣泵(5-1)、氣體主管(5-2)、氣體支管(5-3)，所述的氣體支管(5-3)與所有的中間濾板(8)及頭板(6)、尾板(9)上的進(jìn)氣孔(8-5)相連接。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的濾板(8)通過支架(11-1)在線性導(dǎo)軌(12)上滑動，所述的線性導(dǎo)軌(12)安裝在機(jī)架(14)上，所述的線性導(dǎo)軌一頭還安裝有限位塊(13)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：壓榨參數(shù)為：污泥壓榨壓力在8-10MPa，所述的泥餅厚度在5-10mm，所述的壓榨時間為0.5-1.0小時。

　　說明書

　　嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水污泥處理領(lǐng)域，具體地說是一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置。

　　背景技術(shù)

　　污泥高含水率是制約污泥處理處置的瓶頸，含水率高的污泥不僅體積龐大，而且所含的大量有機(jī)質(zhì)、重金屬和有害微生物也容易腐化或釋放到環(huán)境中，引起二次污染，對污泥后續(xù)的填埋、焚燒、資源化利用等都造成不利的影響。因此，污泥深度脫水減量化是污泥處理首要目的，減量化是實(shí)現(xiàn)污泥其它“三化”的基礎(chǔ)，污泥越干，對后續(xù)處理處置越有利。

　　早期污泥常用的脫水設(shè)備有板框壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)和帶式過濾壓濾機(jī)，經(jīng)這些設(shè)備脫水后，污泥含水率一般在75%-80%，這些污泥因含水率過高，而造成運(yùn)輸不便且成本較高，而且無法在填埋場直接處置致使干化時間長，污泥中含有的大量有機(jī)物及豐富的氮磷鉀等營養(yǎng)物，易腐爛產(chǎn)生惡臭造成環(huán)境污染。

　　目前市場上運(yùn)用較多的污泥深度脫水設(shè)備是隔膜板框壓濾機(jī)，但在脫水時，效率較低，壓榨壓力僅為1.6MPa，其壓榨由高壓水泵將污水注入隔膜板框內(nèi)部，鼓脹隔膜來減小濾室面積，隔膜板框靠板框的塑性變形來擠壓;隔膜板框壓縮比小，相對工作周期長。另外，市面上常見的彈性壓榨板框在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，過濾板都是一個整體的注塑模件，過濾板容易受損變形，而且損壞后的過濾板需要整體更換，使得維護(hù)成本較高，更重要的是，由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及壓榨壓力不高，當(dāng)前采用該隔膜板框壓濾機(jī)可能將市政污泥壓榨脫水至60%左右，比之前的板框壓濾機(jī)含水率降低不少，主要原因是因?yàn)楦裟す拿泴ξ勰喈a(chǎn)生二次壓榨，即污泥壓濾腔室為可變腔室，但是該設(shè)備需要添加絕干泥量30%左右的石灰和鐵鹽，從而大大增加了污泥的量，而且添加的石灰及氯化鐵等會對污泥后續(xù)的處理處置帶來不利的影響，違背污泥處理處置的減量化及無害化原則。

　　當(dāng)前還有一種超高壓彈性壓榨污泥脫水機(jī)，該設(shè)備主要包括高壓油缸、超高壓濾板、配板、彈簧介質(zhì)、專用濾布、尾板、推板、主梁等組成，該超高壓壓榨板框包括濾框、濾板、濾布、工作室、彈簧和活塞板，彈簧設(shè)置于濾框和濾板之間，活塞板設(shè)置在工作室和濾板之間，使得濾板通過活塞板對工作室產(chǎn)生壓縮作用。壓榨板脫水過程主要分為兩級，第一級是由進(jìn)料泵將物料輸送到濾室，進(jìn)料的同時借助進(jìn)料泵的壓力進(jìn)行固液分離，即一次過濾脫水;第二級是彈性壓榨，設(shè)備的一端固定，另一端通過液壓油缸施加外界壓力，通過彈性傳力裝置(彈簧)壓縮濾室空間對物料進(jìn)行壓榨進(jìn)行二次脫水。通過對污泥進(jìn)行超高壓壓榨，壓榨壓力在5MPa左右，高壓油泵需要提供25-30MPa左右的壓力，可將污泥含水率降至50%左右。同樣，該超高壓彈性壓榨機(jī)通過設(shè)置彈簧來實(shí)現(xiàn)對污泥壓榨腔室體積的改變來實(shí)現(xiàn)超高壓擠壓，由于彈簧經(jīng)常完成伸長-壓縮等過程，需要承受交變載荷，彈簧容易發(fā)生疲勞破壞，彈簧是一種易損件，而且每組板框之間需要10-20個高強(qiáng)度彈簧，50-100塊板框則需要將近1000-2000個高強(qiáng)度彈簧，而且，對彈簧進(jìn)行擠壓時還需要克服彈簧初始的彈力作用，二次壓榨時污泥所受到實(shí)際的壓榨壓力要比超高壓油泵提供給的壓力小。例如，進(jìn)料壓力為1MPa時，彈簧必須提供大于1MPa彈力，使得濾板和濾框之間能保持腔室的最大化，當(dāng)進(jìn)料壓榨結(jié)束時，高壓泵對污泥進(jìn)行第二次高壓壓榨時，必須要克服彈簧開始所具有的彈力，此部分壓力為消耗的壓力，從而導(dǎo)致高壓泵對污泥所產(chǎn)生的壓力要小于實(shí)際上的壓力。

　　目前市場還有一種超高壓隔膜板框壓濾機(jī)，該設(shè)備為在原先的隔膜板框壓濾機(jī)上的升級，通過在隔膜內(nèi)注射10MPa的水對污泥提供將近10MPa的壓力，也是為二級壓榨過程，即開始通過進(jìn)料壓力，然后在隔膜內(nèi)注射高壓液體，對隔膜進(jìn)行鼓脹進(jìn)一步對污泥進(jìn)行壓榨脫水，經(jīng)過該設(shè)備脫水后市政污泥含水率可降至50%左右。該設(shè)備存在一個主要問題是隔膜在如此高的壓力及大變形下，影響隔膜的使用壽命之問題。

　　通過以上分析，可以看出，要實(shí)現(xiàn)污泥的深度脫水必須要實(shí)現(xiàn)污泥壓榨腔室體積的可變性，同時對污泥進(jìn)行高壓壓榨。不管是隔膜板框壓濾機(jī)還是超高壓彈性壓榨機(jī)都具有污泥壓榨腔室的可變性，但是目前污泥深度脫水設(shè)備存在以下幾個主要問題：(1)普通的隔膜板框壓濾機(jī)的污泥壓榨壓力較小，超高壓隔膜板框壓濾機(jī)壓榨壓力足夠，但是隔膜的壽命不高;(2)超高壓彈性壓榨機(jī)依靠彈簧來是實(shí)現(xiàn)污泥壓榨腔室體積的變化，彈簧易損壞而且會消耗大量的壓榨壓力;(3)壓力越大，在緊貼在濾板上的污泥就越結(jié)實(shí)，容易形成一層密實(shí)的污泥層，該污泥層粘結(jié)在濾布上，增大水分排出阻力，影響脫水效果;(4)由于污水污泥具有的高壓縮性、高含水率及污水污泥含有毛細(xì)水、吸附水及內(nèi)部水導(dǎo)致的污泥脫水困難的特點(diǎn)，完全采用機(jī)械壓力很難對污泥進(jìn)行高深度脫水，使得污泥含水率達(dá)到一個較低的水平;(5)所有的壓力直接來自于高壓油缸的壓力，沒有經(jīng)過任何力的放大機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致油缸壓力及油缸體積過大，對設(shè)備密封及的可靠性提出了更高的要求。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　有鑒于此，本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的易損件多，能耗高，油缸壓力要求高、脫水后污泥含水率仍較高的技術(shù)問題，提出一種易損件少、能耗低，脫水后污泥含水率較低的嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置。

　　本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的一種嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機(jī)構(gòu)、前板、連接螺母、推板、后板、機(jī)架、濾板，頭板、尾板，所述的動力機(jī)構(gòu)、前板、推板、后板、中間濾板、頭板和尾板設(shè)置在機(jī)架上，所述的嵌連多腔室污泥高干度脫水裝置還包括濾板位移控制機(jī)構(gòu)、高壓氣體組件和濾板自調(diào)平衡模塊，所述中間濾板為凹凸模濾板，中間濾板的凸板嵌入到相鄰中間濾板凹槽內(nèi)，形成壓濾腔室，在一定數(shù)量的中間濾板形成的濾板組上設(shè)置一套濾板自調(diào)平衡模塊，濾板位移控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述中間濾板上，以控制中間濾板的運(yùn)動，所述的高壓氣體組件與所述中間濾板相連接，實(shí)現(xiàn)高壓氣體通入壓濾腔室內(nèi)，形成機(jī)械壓榨及高壓氣流攜帶干燥雙重脫水效果。

　　可選的，所述中間濾板包括濾板體、襯板、加強(qiáng)襯布和濾布，所述的襯板、加強(qiáng)襯布通過螺釘固定在濾板體兩側(cè)上，濾布通過壓圈及螺釘固定在濾板體兩側(cè)上，所述的襯板上開設(shè)有多個通孔，襯板上還開有多條的通水槽。通過設(shè)置襯板使得水分更容易流出以及高壓氣體易于分布到整個污泥腔室內(nèi)，提高脫水效果，設(shè)置加強(qiáng)襯布，保護(hù)濾布，提高濾布使用壽命。

　　可選的，所述的濾板體為凹凸模形狀，一端結(jié)構(gòu)為凸模結(jié)構(gòu)，另一端為凹模結(jié)構(gòu)，在所述的凸模結(jié)構(gòu)上安裝有密封件及刮泥環(huán)，所述的凸模結(jié)構(gòu)與凹模結(jié)構(gòu)配合，凸模結(jié)構(gòu)、凹模結(jié)構(gòu)及密封件組成了一個大小可調(diào)節(jié)的污泥壓榨腔室，在所述的濾板體上部開設(shè)有進(jìn)氣孔和通氣槽，下部開設(shè)有通水槽、出水孔，所述的濾板體裝有導(dǎo)向柱和開導(dǎo)向孔。由于凹凸模有相對運(yùn)動，為了更好的實(shí)現(xiàn)密封效果，采用刮泥環(huán)現(xiàn)將污泥刮干凈，然后采用雙層密封，保證密封效果，設(shè)置導(dǎo)向柱與導(dǎo)向孔，保證相鄰濾板可順利進(jìn)入以及凹凸模的配合。

　　可選的，所述的濾板自調(diào)平衡模塊包括凸球頭板、凹球頭板及軟管，所述的凸球頭板橫截面的邊緣為半球形，所述的凹球頭板的內(nèi)壁邊緣為球面，凸球頭板與凹球頭板配合，凸球頭板與凹球頭板中間開孔，所述的軟管安裝在孔內(nèi)，所述的凸球頭板固定在中間濾板上，凹球頭板安裝在相鄰的另一個塊中間濾板上。采用濾板自平衡模塊，在一定數(shù)量的濾板后設(shè)置該自平衡調(diào)節(jié)模塊，當(dāng)濾板受力不均時，濾板傾斜一定角度，與前端連接的濾板的凸球頭板會自動調(diào)整到垂直狀態(tài)，即自動找平衡，可保證整個裝置的濾板都處于有足夠壓力狀態(tài)，中間設(shè)置的軟件對于有點(diǎn)變形也可以自適應(yīng)。

　　可選的，所述的濾板位移控制機(jī)構(gòu)包括支架、導(dǎo)桿、卡位閥板、限位閥體、內(nèi)螺栓、外螺栓及導(dǎo)桿驅(qū)動氣缸，所述支架固定安裝在中間濾板上，所述限位閥體安裝在支架上，限位閥體還開設(shè)有大小不同的兩個通孔，其中直徑小的孔為螺栓孔，該螺栓孔與螺栓嚙合，另一個孔直徑超過螺栓頭部尺寸，相鄰的限位閥體上的兩個通孔方向相反，所述的卡位閥板插入限位閥體內(nèi)，卡位閥板根據(jù)限位閥體對應(yīng)的開設(shè)卡孔，所述的卡孔尺寸大于螺栓公稱直徑而小于螺栓頭部尺寸，所述的內(nèi)螺栓和外螺栓分別安裝在限位閥體的螺栓孔內(nèi)，所述的卡位閥板通過孔穿在導(dǎo)桿，可沿著導(dǎo)桿軸向方向移動，所述的導(dǎo)桿與導(dǎo)桿驅(qū)動油缸相連接。污泥在進(jìn)料時進(jìn)行進(jìn)料壓榨，腔室應(yīng)該處于最大體積狀態(tài)，此時兩塊濾板必須形成封閉腔室但是距離需最遠(yuǎn)，當(dāng)進(jìn)料壓榨結(jié)束后，進(jìn)行二次壓榨，在動力機(jī)構(gòu)作用壓榨下，污泥厚度變小，體積縮小，兩塊濾板互相靠近，當(dāng)壓榨脫水結(jié)束后，污泥厚度最小，此時必須將兩塊濾板拉開，泥餅?zāi)艿袈湎聛�。通過支架、導(dǎo)桿、卡位閥板、限位閥體、內(nèi)螺栓、外螺栓及導(dǎo)桿驅(qū)動氣缸可實(shí)現(xiàn)濾板的壓濾腔室最大化→縮小→拉開過程，同時又保證在壓榨過程中的密封狀態(tài)。

　　可選的，所述的壓濾腔室大小可以根據(jù)內(nèi)螺栓、外螺栓與卡位閥板的螺紋孔旋合深度來調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泥餅厚度及最終的泥餅含水率。采用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要更低的污泥含水率時，通過將內(nèi)螺栓、外螺栓在螺紋孔中旋合深度更深，此時兩塊濾板之間的最大距離將縮短，在同樣的壓縮率下，最終的泥餅將變薄，根據(jù)本發(fā)明前期的研究結(jié)果，污泥越薄，脫水效果越好，則污泥的含水率越低。如果對含水率要求不高，而對處理效率(單位時間的污泥處理量)要求高時，則可將旋合深度調(diào)淺，濾板距離增大，則泥餅厚度變厚，含水率增加。

　　可選的，所述的高壓氣體組件包括高壓氣泵、氣體主管、氣體支管，所述的氣體支管與所有的中間濾板及頭板、尾板上的進(jìn)氣孔相連接。由于機(jī)械壓榨脫水的含水率存在一個最低極限值，而要進(jìn)一步減低污泥含水率，實(shí)現(xiàn)高干度，則可采用機(jī)械+氣流攜帶作用，通過該結(jié)構(gòu)，高壓氣體將可進(jìn)入到壓濾腔體內(nèi)，通過氣體的作用，將污泥的水分帶出，類似時吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)的原理，高速風(fēng)將機(jī)械方式不能去除的水分去除，同時，也可將當(dāng)前的泥餅吹落，不像現(xiàn)在需要人工將黏在濾板上的泥餅鏟下，可節(jié)省勞動強(qiáng)度，再次，通過高速氣體的作用將堵塞在濾布網(wǎng)孔上的污泥顆粒吹掉，降低水分流出的阻力。

　　可選的，所述的濾板通過支架在線性導(dǎo)軌上滑動，所述的線性導(dǎo)軌安裝在機(jī)架上，所述的線性導(dǎo)軌一頭還安裝有限位塊。通過安裝線性導(dǎo)軌，保證每塊濾板的凹凸部分能互相嵌入。

　　可選的，壓榨參數(shù)為：污泥壓榨壓力在8-10MPa，所述的泥餅厚度在5-10mm，所述的壓榨時間為0.5-1.0小時。

　　采用以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)通過相鄰凹凸模濾板及密封件之間的配合以及濾板位移控制機(jī)構(gòu)，可形成體積任意可變的封閉腔體，適合不同壓縮特性的污泥，不存在采用彈簧、隔膜等易損件，提高設(shè)備可靠性及使用壽命;(2)單純的機(jī)械方式脫水存在一個極限脫水率，還有部分水分是機(jī)械方法所不能去除的，本方案采用了高壓氣體發(fā)生器及組件，通過高壓氣體作用，將污泥內(nèi)機(jī)械方式難以脫除的水分通過高壓氣流方式帶走，即實(shí)現(xiàn)機(jī)械壓榨及氣流雙效作用，從而進(jìn)一步降低污泥的水分，達(dá)到污泥深度減量化目的;(3)采用濾板自平衡模塊，在一定數(shù)量的濾板后設(shè)置該自平衡調(diào)節(jié)模塊，當(dāng)濾板受力不均時，濾板傾斜一定角度，與前端連接的濾板的凸球頭板會自動調(diào)整到垂直狀態(tài)，即自適應(yīng)調(diào)節(jié)平衡，可保證整個裝置的濾板都處于有足夠壓力的狀態(tài)。