申請日2017.11.05

　　公開(公告)日2018.02.09

　　IPC分類號B01D25/21; C02F11/12

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機構(gòu)(1)、濾板機構(gòu)、和機架(14)，所述的動力機構(gòu)(1)和濾板機構(gòu)安裝于機架(14)上，所述的濾板機構(gòu)包括頭板(6)、尾板(9)和多塊中間濾板(8)，所述的頭板(6)和與其相鄰的中間濾板(8)之間、相鄰的中間濾板(8)之間、尾板(9)和與其相鄰的中間濾板(8)之間均形成多個壓濾腔室;污泥進入所述多個壓濾腔室內(nèi)，通過所述動力機構(gòu)(1)作用于所述濾板機構(gòu)，實現(xiàn)壓濾脫水。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。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機構(gòu)(1)、濾板機構(gòu)、和機架(14)，其特征在于：所述的動力機構(gòu)(1)和濾板機構(gòu)安裝于機架(14)上，所述的濾板機構(gòu)包括頭板(6)、尾板(9)和多塊中間濾板(8)，所述的頭板(6)和與其相鄰的中間濾板(8)之間、相鄰的中間濾板(8)之間、尾板(9)和與其相鄰的中間濾板(8)之間均形成多個壓濾腔室;污泥進入所述多個壓濾腔室內(nèi)，通過所述動力機構(gòu)(1)作用于所述濾板機構(gòu)，實現(xiàn)壓濾脫水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的中間濾板(8)為凹凸模濾板，中間濾板(8)的凸板嵌入到相鄰濾板(8)凹槽內(nèi)，形成壓濾腔室。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述脫水裝置還包括高壓氣體組件包括高壓氣泵(5-1)、氣體主管(5-2)和多個氣體支管(5-3)，所述多個氣體支管(5-3)均與所述氣體主管(5-2)相連通，所述多個氣體支管(5-3)與所有的中間濾板(8)、頭板(6)和尾板(9)上的相應(yīng)進氣孔(8-5)連接。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述多塊中間濾板(8)分成若干個濾板組，相鄰兩個濾板組之間設(shè)置一套濾板自調(diào)平衡模塊，所述濾板自調(diào)平衡模塊包括凸球頭板(7-1)、凹球頭板(7-2)和軟管(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，所述凸球頭板(7-1)與凹球頭板(7-2)配合，所述凸球頭板(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2所述的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構(gòu)包括支架(11-1)、導(dǎo)桿(11-2)、卡位閥板(11-3)和限位閥體(11-6)，所述支架(11-1)固定安裝在相應(yīng)中間濾板(8)上，所述限位閥體(11-6)安裝在相應(yīng)的支架(11-1)上，所述卡位閥板(11-3)設(shè)置在所述導(dǎo)桿(11-2)上，相鄰兩個限位閥體(11-6)之間設(shè)置有限位柱，在限位時所述卡位閥板(11-3)插入所述限位閥體(11-6)以鎖住所述限位柱。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述導(dǎo)桿(11-2)與所述濾板機構(gòu)平行設(shè)置，并由導(dǎo)桿驅(qū)動氣缸(11-7)驅(qū)動其運動，實現(xiàn)所述卡位閥板(11-3)插入和拔出所述卡位閥板(11-3)。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述限位柱包括內(nèi)螺栓(11-4)和外螺栓(11-5)，限位閥體(11-6)開設(shè)有大小不同的兩個通孔，其中直徑小的孔為螺栓孔，該螺栓孔與內(nèi)螺栓或外螺栓的螺紋嚙合，另一個孔直徑超過螺栓頭部尺寸，相鄰的限位閥體(11-6)上的兩個通孔位置相反，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)開設(shè)卡孔，所述的卡孔尺寸要求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)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的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)、加強襯布(8-2)和濾布(8-1)，所述的襯板(8-3)和加強襯布(8-2)固定在所述濾板體(8-6)兩側(cè)上，所述濾布(8-1)設(shè)置在加強襯布(8-2)外側(cè)上，所述的襯板(8-3)上開設(shè)有多個通孔和多條通水槽。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的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)，相鄰濾板體(8-6)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)的壓濾腔室，在所述的濾板體(8-6)上部開設(shè)有進氣孔(8-5)和通氣槽(8-4)，下部開設(shè)有通水槽(8-7)和出水孔(8-8)。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的多腔室污泥高干度脫水裝置，其特征在于：所述的中間濾板(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)安裝在機架(14)上，所述的線性導(dǎo)軌的端部還安裝有限位塊(13)。

　　說明書

　　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、轉(zhuǎn)鼓離心機和帶式過濾壓濾機，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。

　　目前市場上運用較多的污泥深度脫水設(shè)備是隔膜板框壓濾機，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，使得維護成本較高，更重要的是，由于結(jié)構(gòu)特點及壓榨壓力不高，當前采用該隔膜板框壓濾機可能將市政污泥壓榨脫水至60%左右，比之前的板框壓濾機含水率降低不少，主要原因是因為隔膜鼓脹對污泥產(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。

　　當前還有一種超高壓彈性壓榨污泥脫水機，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，第一級是由進料泵將物料輸送到濾室，進料的同時借助進料泵的壓力進行固液分離，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行壓榨進行二次脫水。通過對污泥進行超高壓壓榨，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通過設(shè)置彈簧來實現(xiàn)對污泥壓榨腔室體積的改變來實現(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個高強度彈簧，50-100塊板框則需要將近1000-2000個高強度彈簧，而且，對彈簧進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際的壓榨壓力要比超高壓油泵提供給的壓力小。例如，進料壓力為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，當進料壓榨結(jié)束時，高壓泵對污泥進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)生的壓力要小于實際上的壓力。

　　目前市場還有一種超高壓隔膜板框壓濾機，該設(shè)備為在原先的隔膜板框壓濾機上的升級，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，即開始通過進料壓力，然后在隔膜內(nèi)注射高壓液體，對隔膜進行鼓脹進一步對污泥進行壓榨脫水，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，要實現(xiàn)污泥的深度脫水必須要實現(xiàn)污泥壓榨腔室體積的可變性，同時對污泥進行高壓壓榨。不管是隔膜板框壓濾機還是超高壓彈性壓榨機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的污泥壓榨壓力較小，超高壓隔膜板框壓濾機壓榨壓力足夠，但是隔膜的壽命不高;(2)超高壓彈性壓榨機依靠彈簧來是實現(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，容易形成一層密實的污泥層，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水、吸附水及內(nèi)部水導(dǎo)致的污泥脫水困難的特點，完全采用機械壓力很難對污泥進行高深度脫水，使得污泥含水率達到一個較低的水平;(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)的一種多腔室污泥高干度脫水裝置，包括動力機構(gòu)、濾板機構(gòu)、和機架，所述的動力機構(gòu)和濾板機構(gòu)安裝于機架上，所述的濾板機構(gòu)包括頭板、尾板和多塊中間濾板，所述的頭板和與其相鄰的中間濾板之間、相鄰的中間濾板之間、尾板和與其相鄰的中間濾板之間均形成多個壓濾腔室;污泥進入所述多個壓濾腔室內(nèi)，通過所述動力機構(gòu)作用于所述濾板機構(gòu)，實現(xiàn)壓濾脫水。

　　可選的，所述的中間濾板為凹凸模濾板，中間濾板的凸板嵌入到相鄰濾板凹槽內(nèi)，形成壓濾腔室。

　　可選的，所述脫水裝置還包括高壓氣體組件包括高壓氣泵、氣體主管和多個氣體支管，所述多個氣體支管均與所述氣體主管相連通，所述多個氣體支管與所有的中間濾板、頭板和尾板上的相應(yīng)進氣孔連接。

　　可選的，所述多塊中間濾板分成若干個濾板組，相鄰兩個濾板組之間設(shè)置一套濾板自調(diào)平衡模塊，所述濾板自調(diào)平衡模塊包括凸球頭板、凹球頭板和軟管，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，所述凸球頭板與凹球頭板配合，所述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濾板上，凹球頭板安裝在相鄰的另一個塊中間濾板上。

　　可選的，所述的濾板位移控制機構(gòu)包括支架、導(dǎo)桿、卡位閥板和限位閥體，所述支架固定安裝在相應(yīng)中間濾板上，所述限位閥體安裝在相應(yīng)的支架上，所述卡位閥板設(shè)置在所述導(dǎo)桿上，相鄰兩個限位閥體之間設(shè)置有限位柱，在限位時所述卡位閥板插入所述限位閥體以鎖住所述限位柱。

　　可選的，所述導(dǎo)桿與所述濾板機構(gòu)平行設(shè)置，并由導(dǎo)桿驅(qū)動氣缸驅(qū)動其運動，實現(xiàn)所述卡位閥板插入和拔出所述卡位閥板。

　　可選的，所述限位柱包括內(nèi)螺栓和外螺栓，限位閥體開設(shè)有大小不同的兩個通孔，其中直徑小的孔為螺栓孔，該螺栓孔與內(nèi)螺栓或外螺栓的螺紋嚙合，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位置相反，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)開設(shè)卡孔，所述的卡孔尺寸要求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)。

　　可選的，所述中間濾板包括濾板體、襯板、加強襯布和濾布，所述的襯板和加強襯布固定在所述濾板體兩側(cè)上，所述濾布設(shè)置在加強襯布外側(cè)上，所述的襯板上開設(shè)有多個通孔和多條通水槽。

　　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)，相鄰濾板體的凸模結(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)的壓濾腔室，在所述的濾板體上部開設(shè)有進氣孔和通氣槽，下部開設(shè)有通水槽和出水孔。

　　可選的，所述的中間濾板通過支架在線性導(dǎo)軌上滑動，所述的線性導(dǎo)軌安裝在機架上，所述的線性導(dǎo)軌的端部還安裝有限位塊。

　　采用以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(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)單純的機械方式脫水存在一個極限脫水率，還有部分水分是機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)機械方式難以脫除的水分通過高壓氣流方式帶走，即實現(xiàn)機械壓榨及氣流雙效作用，從而進一步降低污泥的水分，達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)