CN101544461A - 污泥搅拌系统 - Google Patents

Abstract

污泥搅拌系统，包括搅拌罐、污泥入口和污泥出口、驱动装置、与驱动装置同轴安装的搅拌轴、搅拌叶片、折流板，每组折流板均匀安装在其对应组的搅拌叶片的上方搅拌罐内侧壁同一高度上，与其对应组的搅拌叶片垂直间距大于或等于0.3米；折流板安装的角度与搅拌叶片的旋转方向呈逆时针方向，并与水平面成30°－60°；折流板的径向宽度为搅拌罐内径的5％－15％，且大于或等于0.1米，长度大于或等于0.15米。本发明的优点是絮凝的污泥颗粒粗大，固液分离明显，掰开泥饼看不到不溶的添加剂被污泥包裹的现象，也没有在搅拌罐中被泥包裹着没有参加反应的添加剂，脱水后泥饼含水率低于60％。

Description

污泥搅拌系统

技术领域

本发明涉及一种将污泥搅拌均匀的污泥搅拌系统。

背景技术

现有的污泥搅拌系统，如专利号为200720069024.8的实用新型专利，公开了一种污泥和垃圾混合固化系统，包括搅拌罐，入料口，出料口，搅拌罐内设有若干搅拌轴，搅拌轴上固定有若干搅拌臂，每个搅拌臂前端装有至少一个搅拌叶片，每个搅拌臂后端装有与搅拌叶片数目相同的侧叶片。

这种污泥和垃圾混合固化系统，也就是污泥搅拌系统，由于没有安装折流板，存在以下缺点：液体搅拌不均匀；在同样的转速，搅拌罐在没有加装折流板时，加入添加剂的量大，搅拌时间长，掰开泥饼可以看到有些添加剂与泥饼混合在一起，有些添加剂滞留在搅拌罐中，没有参加反应；上述缺点导致脱水效果差，整个生产成本高。原因是在搅拌过程中，污水污泥由于线速度的原因，液面形成两个旋转圈，一个外圈，一个内圈；污水污泥在搅拌过程中外圈总是比内圈线速度快很多，液面形成的外圈壁厚大大小于内圈壁厚，内圈是外圈壁厚的几倍，一般为4倍左右；而且外圈的液面形成波浪的翻滚状，内圈的液面在搅拌时不会出现翻滚的现象，而是形成平流，流动缓慢，因此无法在短时间内将内圈的添加剂打散与污水污泥混合均匀。由于污水污泥的粘度较大，一旦添加剂不能在短时间内打散并与污水污泥反应，就会被污水污泥包裹，导致加入的添加剂部分不能起到调理的作用。

没有加装折流板，由于污水污泥的粘度较大，添加剂不能在短时间内打散并与污水污泥反应，就会被污水污泥包裹，导致加入的添加剂部分不能起到调理的作用，影响脱水效果，脱水后泥饼含水率比加装折流板高约5％左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种污泥搅拌系统，能改变污水污泥的运动方向，使整个液体形成一个翻滚的漩涡，改变液面形成的内圈与外圈壁厚之比，使液面形成的外圈壁厚大大大于内圈壁厚；在同样的转速，减少加入添加剂的量，缩短搅拌时间，改善搅拌效果。

实现本发明的污泥搅拌系统，包括搅拌罐、污泥入口和污泥出口、驱动装置、与驱动装置同轴安装的搅拌轴、安装在搅拌轴上的一组或一组以上的搅拌叶片，对应每组搅拌叶片设有一组折流板，每组折流板的个数为两个或两个以上，均匀安装在其对应组搅拌叶片的上方搅拌罐内侧壁的同一高度上，与其对应组的搅拌叶片垂直间距大于或等于0.3米；折流板安装的角度与搅拌叶片的旋转方向呈逆时针方向，并与水平面成30°—60°；折流板的径向宽度为搅拌罐外径的5％—15％，且大于或等于0.1米，长度大于或等于0.15米。

搅拌叶片尽可能靠近搅拌罐的底部安装，折流板以液面没过一定高度即可。搅拌叶片一般顺时针方向旋转，折流板的安装角度则朝向逆时针方向。

当搅拌罐的材质为钢板、铝合金时，折流板可通过焊接方式固定在搅拌罐内侧壁上，折流板的形状可为长方形，折流板与搅拌罐配合的面也可根据搅拌罐的弧面改变为弧形；折流板通过紧固件固定在搅拌罐内侧壁上时，为了固定方便，折流板可延伸固定面，为L型或T型。

在搅拌时污水污泥向上向外翻滚，由于增加上述角度、位置和大小的折流板(也可叫挡板)，污水污泥受到折流板阻挡产生压降，改变污水污泥的运动方向，污水污泥在折流板的引导作用下向下压及向搅拌轴方向导送，使整个液体形成一个翻滚的漩涡，液面形成的内圈与外圈壁厚之比发生明显的改变，由原来的内圈壁厚远远大于外圈壁厚改变为内圈壁厚远远小于外圈壁厚，外圈壁厚为内圈壁厚的4倍左右。搅拌效果得到极大的改善，加入的添加剂就能够在短时间内与污泥搅拌混合均匀。

试验证明，在同样的转速，加入同样多的添加剂，搅拌罐加装上述角度、位置和大小的折流板后，絮凝的污泥颗粒(矾花)粗大，固液分离明显，搅拌时间短，掰开泥饼再也看不到不溶的添加剂被污泥包裹的现象，也没有发现在搅拌罐中被泥包裹着没有参加反应的添加剂，搅拌效果得到极大的改善，加入的添加剂就能够在短时间内与污泥搅拌混合均匀，脱水效果后，脱水后的泥饼含水率低于60％以下。

作为改进，搅拌罐为玻璃钢材质，壁厚大于或等于2厘米。

玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。玻璃钢是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以一种或数种热固性或热塑性树脂作基体材料复合而成的材料，这些树脂如酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂等。

玻璃钢可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志提出的，由建材系统推广至全国，现在还被普遍采用。

随着玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。考虑到历史的由来和发展，通常仍称为玻璃钢。

玻璃钢属于优质复合材料，性价比高。玻璃钢搅拌罐具有价格便宜、比重小、强度高、保温效果好、对酸、碱、盐、油等各种腐蚀介质都具有特殊的防腐功能、不会发生锈蚀、使用寿命长等优点。但由于玻璃钢搅拌罐具有防震效果差、不能焊接等缺点，而污泥在搅拌时会产生剧烈的震动和需焊接一些附加构件，因此人们习惯性思维将玻璃钢搅拌罐排除使用在作为污泥搅拌罐上。

作为进一步改进，折流板为L型或T型，通过紧固件固定在搅拌罐的内侧壁上。污泥搅拌罐上常常会根据功能的需要增加一些附加构件，如折流板、污泥出口连接管等，这些附加构件不能通过焊接方式固定在玻璃钢搅拌罐的内侧壁上，采用紧固件固定方式固定效果好、结构简单。紧固件可为螺钉或螺柱等。

作为进一步的改进，在搅拌罐的底部设有搅拌罐底盘，在搅拌罐底盘内装有细沙，搅拌罐置放在细沙上。细沙也可用别的防震物质代替。污泥在搅拌时会产生剧烈的震动，玻璃钢搅拌罐的防震效果不如现有的金属搅拌罐的防震效果，如果采用现有的将搅拌罐安装在固定支架的方式防震，玻璃钢搅拌罐会因剧烈震动而影响其使用寿命，这也是现有的污泥搅拌罐一直采用金属材料而习惯性排除玻璃钢材料最重要的原因。而将搅拌罐放在一定厚度的细沙上，防震效果大大提高，克服了玻璃钢搅拌罐防震效果差的缺点，满足了搅拌罐防震性能的要求。

作为上述方案的共同改进，搅拌叶片外径与搅拌罐内侧壁的径向距离为0.08米—0.12米。在搅拌污泥时，搅拌轴因受到强大的阻力而产生很大的变形。搅拌叶片与搅拌罐内侧壁的径向距离过小，搅拌轴会因变形使搅拌叶片碰撞搅拌罐损坏搅拌轴、搅拌叶片和搅拌罐；搅拌叶片与搅拌罐内侧壁的径向距离过大，靠近搅拌罐内侧壁的污泥搅拌效果不好。而本方案可有效克服上述缺点。

作为改进，在搅拌罐的底部设有搅拌轴定位装置。这样可完全避免搅拌轴因变形使搅拌叶片碰撞搅拌罐损坏搅拌轴、搅拌叶片和搅拌罐，也能大大减小搅拌叶片与搅拌罐内侧壁的径向距离，使靠近搅拌罐内侧壁的污泥搅拌效果好。

作为又一种方式的改进，搅拌叶片为二组，折流板为二组；在搅拌轴上设有以搅拌轴为对称中心并与搅拌轴垂直的叶片轴，每组搅拌叶片包括两个与水平面成45°的板状叶片，两个板状叶片固定在叶片轴的两侧并互相垂直；在靠近搅拌罐底部的叶片轴上设有加强杆，加强杆一端固定在叶片轴的端部，一端固定在搅拌轴的底端；叶片轴的外径与搅拌罐内侧壁的径向距离为0.08米—0.12米。将搅拌叶片固定在叶片轴上，大大增强叶片的强度，有效避免在污泥搅拌时因搅拌叶片受到强大的阻力而折断。

作为上述方案的进一步改进，每组折流板的个数为两个，其中一个折流板相对另一个折流板的安装关系为以搅拌轴的轴心旋转180°。这样既不会过大增加搅拌时的阻力，又可使污水污泥在折流板的引导作用下向下压及向搅拌轴方向导送，使整个液体形成一个翻滚的漩涡。

作为上述方案的进一步改进，搅拌罐为圆柱形，外径3米、高4.3米；折流板为两组，折流板的径向宽度为0.2米，长度为0.3米，折流板与水平面成45°。上述技术方案，生产效率最大化，加装折流板的生产周期明显缩短于没有加装折流板的生产周期，同一台压滤机在没有加装折流板时的生产周期3小时/每板，加装折流板时的生产周期2.5小时/每板。也就是说加装折流板后每天可增加生产2板泥饼。每板泥饼含水率60％以下的产量是4吨，则提高处理含水率80％的污泥8吨，产量提高了，添加剂减少了，用电量减少了，也就是说整个生产成本减少.

作为又一种方式的改进，在搅拌罐上还安装有罐盖，搅拌罐和罐盖形成封闭的内腔，驱动装置安装在罐盖上，污泥入口设在罐盖上，污泥出口设在搅拌罐的侧壁上并靠近搅拌罐的底部位置。由于污泥在搅拌时，在污泥添加剂的作用下，会产生大量的有毒和难闻气体，使用密闭式的搅拌系统，改善工作环境，减少环境污染。

附图说明

图1是实施例1的立体示意图。

图2是实施例2的立体示意图。

图3是实施例3的立体示意图。

图4是实施例4的立体示意图。

图5是实施例5的立体示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，污泥搅拌系统，包括圆柱形的搅拌罐1、安装在搅拌罐1上的罐盖2、设在罐盖2上的污泥入口3、设在搅拌罐1的侧壁上并靠近搅拌罐1的底部位置的污泥出口4、安装在罐盖2上的驱动装置5、与驱动装置5同轴安装的搅拌轴6、固定在搅拌轴6上以搅拌轴6为对称中心并与搅拌轴6垂直的叶片轴7、固定在叶片轴7上的搅拌叶片8、安装在其对应的搅拌叶片8的上方搅拌罐1的内侧壁上的折流板9、固定在搅拌罐1底部的支架12。

搅拌罐1采用不锈钢材料，外径4米、高5米。搅拌罐1和罐盖2形成封闭的内腔。

搅拌叶片8为两组。每组搅拌叶片8包括两个与水平面成45°的板状叶片，两个板状叶片固定在叶片轴7的两侧并互相垂直；在靠近搅拌罐1底部的叶片轴7上设有加强杆13，加强杆13一端固定在叶片轴7的端部，一端固定在搅拌轴6的底端；叶片轴7的外径与搅拌罐1内侧壁的径向距离为0.12米。在搅拌罐1的底部凸设有定位环11，搅拌轴6安装在定位环11内。

对应每组搅拌叶片8设有一组折流板9，每组折流板9的个数为两个，其中一个折流板9相对另一个折流板9的安装关系为以搅拌轴6的轴心旋转180°。折流板与其对应的搅拌叶片8垂直间距为1.4米；折流板9安装的角度与搅拌叶片8的旋转方向呈逆时针方向，并与水平面成30°；折流板9为长方形，宽0.2米，长0.35米，焊接固定在搅拌罐1的内侧壁上。实施例2

如图2所示，与实施例1不同的是，搅拌罐21采用铝合金材料，外径1米、高1.5米。搅拌叶片22为一组，叶片轴26的外径与搅拌罐21内侧壁的径向距离为0.08米。在搅拌罐21的底部凸设有定位凸起23，在搅拌轴的末端设有与定位凸起23配合的定位凹陷部24。

每组折流板25的个数为2个，与其对应的搅拌叶片22垂直间距为0.3米；折流板25安装的角度与水平面成40°；折流板25与搅拌罐21配合的面根据搅拌罐21的弧面改变为弧形，最大径向宽度为0.1米，长度为0.15米。

实施例3

如图3所示，与实施例1不同的是，搅拌罐31为玻璃钢材质，外径3米、高4.3米，壁厚为3厘米。

搅拌叶片32为一组，叶片轴38的外径与搅拌罐31内侧壁的径向距离为0.1米。

折流板33为L型，与其对应的搅拌叶片32垂直间距为1.1米，通过螺钉34将折流板33的短臂35固定在搅拌罐31的内侧壁上。折流板33的长臂36安装的角度与搅拌叶片32的旋转方向呈逆时针方向，并与水平面成45°；折流板32的长臂36为长方形，宽0.2米，长0.3米。

在搅拌罐的底部不设有固定支架，而是设有搅拌罐底盘37，在搅拌罐底盘37内装有细沙(未示出)，搅拌罐31置放在细沙上。

实施例4

如图4所示，与实施例3不同的是，搅拌罐41外径1米、高1.5米，壁厚为2厘米。

搅拌叶片42为一组，叶片轴47的外径与搅拌罐内侧壁的径向距离为0.09米。

每组折流板43与其对应的搅拌叶片垂直间距为0.4米。折流板43为T型，通过螺柱44将折流板两短臂45固定在搅拌罐的内侧壁上。折流板长臂46与水平面成60°；折流板长臂46为长方形，宽0.12米，长0.16米。

实施例5

如图5所示，与实施例3不同的是，搅拌罐51外径1米、高1.5米，壁厚为2厘米。叶片轴55的外径与搅拌罐51内侧壁的径向距离为0.11米。

每组折流板53与其对应的搅拌叶片52垂直间距为0.5米。折流板53的长臂54与水平面成50°；折流板长臂54为长方形，宽0.15米，长0.18米。

效果试验

将含水率80％的生活污水污泥用水稀释至含水率93％，由污泥泵输送到搅拌罐中，搅拌罐能承接含水率93％的污水污泥30m³。选用的电机是11kw，转速1460转/分钟，摆针式减速机，最大转速42转/分钟，扭矩42，传动比35，采用变频控制转速。

①、加入无机添加剂三价鉄盐1.5％，设定快速搅拌40转/分钟，搅拌时间3分钟，慢速搅拌30转/分钟，搅拌时间2分钟；

②、加入有机高分子添加剂PAM0.05‰，设定快速搅拌40转/分钟，设定快速搅拌40转/分钟，搅拌时间4分钟，慢速搅拌30转/分钟，搅拌时间6分钟；

1、实施例1的污泥搅拌系统去掉折流板

现象：污水污泥由于线速度的原因，液面形成两个旋转圈，一个外圈；一个内圈；污水污泥在搅拌过程中外圈总是比内圈旋转速度快很多，液面形成的外圈壁厚大大小于内圈壁厚，而且外圈的液面形成波浪的翻滚状浪花较大，内圈壁厚是外圈壁厚的约4倍，内圈在搅拌时不会出现翻滚的现象，而是形成平流，流动缓慢的形状。污水污泥絮凝的污泥颗粒(矾花)细小，基本看不到固液分离的现象。

效果：掰开泥饼可以看到有些添加剂与泥饼混合在一起，有些添加剂滞留在搅拌罐中，并没有参加反应，搅拌效果差。用1250×1250的压滤机压滤，每一个生产周期(从进泥开始到卸泥结束)耗时3.2小时，泥饼含水率66％。

2、实施例1的污泥搅拌系统

现象：在同样的转速，搅拌时污水污泥向中轴方向和向罐底方向翻滚上向外翻滚，整个液体形成一个翻滚的漩涡，液面形成的内圈与外圈壁厚之比发生明显的改变，由原来的内圈壁厚远远大于外圈壁厚改变为内圈壁厚远远小于外圈壁厚，内圈与外圈壁厚之比约为1：4，搅拌效果得到极大的改善，加入的添加剂就能够在短时间内与污泥搅拌混合均匀反应完全。絮凝的污泥颗粒(矾花)粗大，固液分离明显，

效果：搅拌时间短，掰开泥饼再也看不到不溶的添加剂被污泥包裹的现象，也没有发现在搅拌罐中被泥包裹着没有没有参加反应的添加剂，搅拌效果得到极大的改善。用1250×1250的压滤机压滤，每一个生产周期(从进泥开始到卸泥结束)耗时2.4小时，泥饼含水率56％。

3、实施例2的污泥搅拌系统去掉折流板

与实施例1的污泥搅拌系统去掉折流板不同的是：

现象：内圈壁厚是外圈壁厚的4.2倍，污水污泥絮凝的污泥颗粒(矾花)更细小。

效果：每一个生产周期耗时3.4小时，泥饼含水率67％。

4、实施例2的污泥搅拌系统

与安装实施例1的折流板不同的是：

现象：内圈与外圈壁厚之比约为1：3.5，污泥颗粒(矾花)较实施例1小。

效果：用1250×1250的压滤机压滤，每一个生产周期耗时2.7小时，泥饼含水率60％。

5、实施例3的污泥搅拌系统去掉折流板

与实施例1的污泥搅拌系统去掉折流板不同的是：

现象：内圈壁厚是外圈壁厚的3.5倍，污水污泥絮凝的污泥颗粒(矾花)稍大些。

效果：每一个生产周期耗时3小时，泥饼含水率65％。

6、实施例3的污泥搅拌系统

与安装实施例1的折流板不同的是：

现象：内圈与外圈壁厚之比约为1：4.5，絮凝的污泥颗粒(矾花)更大。

效果：每一个生产周期耗时2.3小时，泥饼含水率55％。

7、实施例4的污泥搅拌系统去掉折流板

与实施例1的污泥搅拌系统去掉折流板不同的是：

现象：内圈壁厚是外圈壁厚的4.2倍，污水污泥絮凝的污泥颗粒(矾花)更细小。

效果：每一个生产周期耗时3.4小时，泥饼含水率67％。

8、实施例4的污泥搅拌系统

与安装实施例1的折流板不同的是：

现象：内圈与外圈壁厚之比约为1：3.7，絮凝的污泥颗粒(矾花)更细小。

效果：每一个生产周期耗时2.6小时，泥饼含水率58％。

9、实施例5的污泥搅拌系统去掉折流板

与实施例1的污泥搅拌系统去掉折流板不同的是：

现象：内圈壁厚是外圈壁厚的4.2倍，污水污泥絮凝的污泥颗粒(矾花)更细小。

效果：每一个生产周期耗时3.4小时，泥饼含水率67％。

10、实施例5的污泥搅拌系统

与安装实施例1的折流板不同的是：

现象：内圈与外圈壁厚之比约为1:4，絮凝的污泥颗粒(矾花)稍小。

效果：每一个生产周期耗时2.5小时，泥饼含水率57％。

Claims (10)

1、污泥搅拌系统，包括搅拌罐、污泥入口和污泥出口、驱动装置、与驱动装置同轴安装的搅拌轴、安装在搅拌轴上的一组或一组以上的搅拌叶片，其特征在于：对应每组搅拌叶片设有一组折流板，每组折流板的个数为两个或两个以上，均匀安装在其对应组搅拌叶片的上方搅拌罐内侧壁的同一高度上，与其对应组的搅拌叶片垂直间距大于或等于0.3米；折流板安装的角度与搅拌叶片的旋转方向呈逆时针方向，并与水平面成30°—60°；折流板的径向宽度为搅拌罐外径的5％—15％，且大于或等于0.1米，长度大于或等于0.15米。

2、如权利要求1所述的污泥搅拌系统，其特征在于：搅拌罐为玻璃钢材质，壁厚大于或等于2厘米。

3、如权利要求2所述的污泥搅拌系统，其特征在于：折流板为L型或T型，通过紧固件固定在搅拌罐的内侧壁上。

4、如权利要求3所述的污泥搅拌系统，其特征在于：在搅拌罐的底部设有搅拌罐底盘，在搅拌罐底盘内装有细沙，搅拌罐置放在细沙上。

5、如权利要求1至4任意项所述的污泥搅拌系统，其特征在于：搅拌叶片外径与搅拌罐内侧壁的径向距离为0.08米—0.12米。

6、如权利要求5所述的污泥搅拌系统，其特征在于：在搅拌罐的底部设有搅拌轴定位装置。

7、如权利要求5所述的污泥搅拌系统，其特征在于：搅拌叶片为二组，折流板为二组；在搅拌轴上设有以搅拌轴为对称中心并与搅拌轴垂直的叶片轴，每组搅拌叶片包括两个与水平面成45°的板状叶片，两个板状叶片固定在叶片轴的两侧并互相垂直；在靠近搅拌罐底部的叶片轴上设有加强杆，加强杆一端固定在叶片轴的端部，一端固定在搅拌轴的底端；叶片轴的外径与搅拌罐内侧壁的径向距离为0.08米—0.12米。

8、如权利要求7所述的污泥搅拌系统，其特征在于：每组折流板的个数为两个，其中一个折流板相对另一个折流板的安装关系为以搅拌轴的轴心旋转180°。

9、如权利要求8所述的污泥搅拌系统，其特征在于：搅拌罐为圆柱形，外径3米、高4.3米；折流板为两组，折流板的径向宽度为0.2米，长度为0.3米，折流板与水平面成45°。

10、如权利要求5所述的污泥搅拌系统，其特征在于：在搅拌罐上还安装有罐盖，搅拌罐和罐盖形成封闭的内腔，驱动装置安装在罐盖上，污泥入口设在罐盖上，污泥出口设在搅拌罐的侧壁上并靠近搅拌罐的底部位置。

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