CN101587048A - 反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪 - Google Patents

Abstract

本发明属环境岩土工程技术领域，具体涉及一种反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪。由顶板、压缩容器、压力活塞、土工布、连接管、渗滤液收集器、塑料排水板、托盘、位移计、蠕动泵、千斤顶、立柱和底座组成，压力活塞位于压缩容器上方，压缩容器位于托盘上方，压缩容器内铺有土工布，位于顶部的土工布位于压缩盘下方，压缩容器中插有塑料排水板；托盘侧壁设有排水孔；千斤顶位于托盘与底座之间；位移计由磁座和测试仪表组成；蠕动泵安装在立柱上，抽水管位于压缩盘上方，排水管位于托盘上方；连接管一端连接托盘侧壁排水孔，另一端连接渗滤液收集器。本发明排水路径多，尺寸大，部分部件经过了防腐处理，解决了现有仪器测试污泥的固化压缩特性所存在的问题，能够合理的对污泥固化压缩特性进行评价。

Description

反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪

技术领域

本发明属环境岩土工程技术领域，具体涉及一种反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪。

背景技术

污泥主要来自于工业废水处理、自来水厂和生活污水厂等，其含水量高、有机物含量高，可能会含有化学有毒有害物质及生物细菌、病原菌，根据产生原因的不同成分有较大的差异，如果污泥不进行处理直接排放，将会对环境造成严重的危害。目前，对污泥的处理方法主要是填埋和焚烧。对于填埋处理，污泥进行固化脱水能够增加填埋高度；对于焚烧处理，污泥进行固化脱水后能够提供更多的热值。无论是采用填埋或者焚烧处理，固化脱水都是最主要的，也是最关键的预处理阶段。所以，研究污泥的固化脱水特性是污泥处理的最主要问题之一。

为了研究污泥固化脱水特性，必须采用固化压缩试验深入研究污泥的压缩变形机理。由于污泥含水量高，含有大量的有机质成分，目前传统的土工压缩仪只有上下透水面可以透水，排水路径少，而且试样尺寸小，进行污泥固化压缩试验效果差。污泥的腐蚀性也要求仪器具有一定的抗腐蚀性，这也是传统的土工压缩仪无法满足的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪。

本发明提出的反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，由顶板1、压缩容器2、压力活塞3、土工布4、连接管5、渗滤液收集器6、塑料排水板7、托盘8、位移计9、蠕动泵10、千斤顶11、立柱12和底座13组成，其结构如图1和图2所示。其中，顶板1、立柱12和底座13组成反力架系统，立柱12一端通过螺栓连接底座13，另一端通过螺栓连接顶板1；压力活塞3位于压缩容器2上方，压力活塞3由连接杆14和位于连接杆14底部的压缩盘15连接组成，压缩盘15中间设有排水孔，连接杆14顶端通过螺栓连接顶板1；压缩容器2位于托盘8上方，其底部及侧壁上均设有排水孔，压缩容器2内的顶部、底部及侧壁都铺有土工布4，顶部的土工布4位于压缩盘15下方；压缩容器2中插有塑料排水板7，塑料排水板7的数量视具体情况而定，塑料排水板7一端位于压缩容器2底部，另一端连接顶部的土工布4；托盘8侧壁设有排水孔；连接管5一端与托盘8侧壁排水孔相连，另一端连接渗滤液收集器6；托盘8通过螺栓连接千斤顶11，千斤顶11位于托盘8下方，并固定于底座13上方；蠕动泵10固定在立柱12上，抽水管16一端位于压缩盘15上方，另一端连接蠕动泵10，排水管17一端位于托盘8上方，另一端连接蠕动泵10；位移计9由磁座18和测试仪表19组成，磁座18固定于立柱12上，测试仪表19固定于压缩容器2一侧。

本发明中，立柱12为2根。

本发明中，压缩容器2、压力活塞3的压缩盘15、托盘8为钢制品，其与污泥及渗滤液接触的表面均经过防腐处理，具有一定的抗腐蚀能力。

本发明中，压缩容器2底面以上1/3部位设有钢箍，测试仪表19固定于该钢箍上。

本发明中，压力活塞3的压缩盘15直径应该小于压缩容器2的内径，以确保压缩试验过程中，压缩活塞3和压缩容器2之间不要产生摩阻力，确保试验的准确性。

本发明中，托盘8的四周比中间要高一些，方便收集从压缩容器2中排出的渗滤液。

本发明的工作过程如下：

在压缩容器2的底部及侧壁铺设土工布4，在压缩容器2中装污泥作为试样，在试样中插入塑料排水板7，在试样的顶部铺上土工布4；将压力活塞3放在压缩容器2中，让压力活塞3的压缩盘15与顶部土工布4相接触；由于压力活塞3是通过螺栓固定在顶板1上，压力活塞3的底盘不会发生运动，通过千斤顶11施加荷载，托盘8和压缩容器2就会向上运动，使得污泥发生压缩变形；千斤顶11为电动式，千斤顶11的顶升压力可以通过千斤顶上的量测仪表直接确定；污泥的变形通过位移计9测试压缩容器2上升量来计算。得到污泥的受力大小和变形量，就可以确定污泥的压缩变形特性和固化脱水效果。污泥压缩过程中产生的一部分渗滤液通过压缩容器2底部及侧壁的排水孔直接排到托盘8上，另一部分渗滤液通过压缩盘15的排水孔排到压缩盘15上，被蠕动泵10抽取并排放到托盘8上。渗滤液通过托盘8侧壁的排水孔，经过连接管5，汇集到渗滤液收集器6中。

本发明的有益效果：

本发明排水路径多，尺寸大，部分部件经过了防腐处理，解决了现有仪器测试污泥的固化压缩特性所存在的问题，能够合理的对污泥固化压缩特性进行评价。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的A-A剖视图。

图中标号：1顶板、2为压缩容器、3为压力活塞、4为土工布、5为连接管、6为渗滤液收集器、7为塑料排水板、8为托盘、9为位移计、10为蠕动泵、11为千斤顶、12为立柱、13为底座、14为连接杆、15为压缩盘、16为抽水管、17为排水管、18为磁座、19为测量仪表。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明。

实施例1，顶板1采用钢材制作，长为800毫米，宽为500毫米，厚度为20毫米，距离顶板两端100毫米中心处分别留有直径为20毫米的圆形空洞，用于固定立柱12，顶板1中间也留有直径为25毫米的圆形空洞，用于固定连接杆14；立柱12长度为1400毫米，直径为20毫米，立柱12两端加工有螺纹，仪器两侧各有一根立柱12；压力活塞3由连接杆14和压缩盘15组成，连接杆14长度为300毫米，直径为25毫米，压缩盘15直径为390毫米，厚度为20毫米，在压缩盘15上均匀分布有20个直径为2毫米的竖向孔洞用于排水，连接杆14和压缩盘15焊接在一起；压缩容器2的外径为430毫米，高度为600毫米，壁厚为15毫米，压缩容器2底部及周壁都均匀分布有直径2毫米的排水孔，相邻排水孔的距离为50毫米，压缩容器2底面以上1/3部位设有一道钢箍；在压缩容器2中均匀插入2块塑料排水板7，塑料排水板7的长度为600毫米，宽度100毫米，厚度为10毫米；土工布4的厚度为1.5毫米，铺设时应该紧贴压缩容器2；千斤顶8的最大伸长距离为300毫米，最大油压顶升压力为100kN；底座9为槽钢，长为800毫米，宽为500毫米，翼缘高度为40毫米，宽度为20毫米，腹板厚度为15毫米；位移计9的最大量程为200毫米，精度为0.1毫米；蠕动泵10安装在立柱12上，抽水管16位于压缩盘15上方，直径为8毫米，长度为200毫米，排水管17位于托盘8上方，直径为8毫米，长度为650毫米；托盘8外径为500毫米，壁厚为10毫米，侧壁高度为100毫米，托盘8厚度为10毫米，托盘8侧壁底部留有一个直径为2毫米的孔洞用于排水；连接管5为直径2毫米的塑料管，长度为550毫米；渗滤液收集器6为最大量程2升的量筒。将上述部件按图1～图2所示方式连接，本领域的技术人员均能顺利实施。

Claims (5)

1、一种反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，由顶板(1)、压缩容器(2)、压力活塞(3)、土工布(4)、连接管(5)、渗滤液收集器(6)、塑料排水板(7)、托盘(8)、位移计(9)、蠕动泵(10)、千斤顶(11)、立柱(12)和底座(13)组成，其特征在于顶板(1)、立柱(12)和底座(13)组成反力架系统，立柱(12)一端通过螺栓连接底座(13)，另一端通过螺栓连接顶板(1)；压力活塞(3)位于压缩容器(2)上方，压力活塞(3)由连接杆(14)和位于连接杆(14)底部的压缩盘(15)连接组成，压缩盘(15)中间设有排水孔，连接杆(14)顶端通过螺栓连接顶板(1)；压缩容器(2)位于托盘(8)上方，其底部及侧壁上均设有排水孔，压缩容器(2)内的顶部、底部及侧壁都铺有土工布(4)，顶部的土工布(4)位于压缩盘(15)下方；压缩容器(2)中插有塑料排水板(7)，塑料排水板(7)一端位于压缩容器(2)底部，另一端连接顶部的土工布(4)；托盘(8)侧壁设有排水孔；连接管(5)一端与托盘(8)侧壁排水孔相连，另一端连接渗滤液收集器(6)；托盘(8)通过螺栓连接千斤顶(11)，千斤顶(11)位于托盘(8)下方，并固定于底座(13)上方；蠕动泵(10)固定在立柱(12)上，抽水管(16)一端位于压缩盘(15)上方，另一端连接蠕动泵(10)，排水管(17)一端位于托盘(8)上方，另一端连接蠕动泵(10)；位移计(9)由磁座(18)和测试仪表(19)组成，磁座(18)固定于立柱(12)上，测试仪表(19)固定于压缩容器(2)一侧。

2、根据权利要求1所述的反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，其特征在于立柱(12)为2根。

3、根据权利要求1所述的反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，其特征在于压缩容器(2)底面以上1/3部位设有钢箍，测试仪表(19)固定于该钢箍上。

4、根据权利要求1所述的反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，其特征在于压力活塞(3)的压缩盘(15)直径应该小于压缩容器(2)的内径。

5、根据权利要求1所述的反力式大尺寸污泥固化压缩试验仪，其特征在于托盘(8)的四周比中间高一些。

Images