CN101823829A - 挤出式污泥脱水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤出式污泥脱水系统，其中的污泥搅拌罐、反应器和挤出式脱水机通过污泥输送管依次连接，污泥搅拌罐入口经第一污泥泵连接用于储存污泥的污水沉降罐，污泥搅拌罐和反应器之间的污泥输送管上设有第二污泥泵；污泥输送机位于挤出式脱水机的出泥口下方，第一加药装置的出药管连接污泥搅拌罐入口处的污泥输送管；第二加药装置的出药管连接反应器的加药口。该发明结构紧凑，操作简单，自动程度高，分离回收效率高，没有二次污染。在节能、节水、保护环境等方面具有较好的经济效益。当处理更大的污水，只需增加单机即可，所以该设备具有模块组合功能。

Description

挤出式污泥脱水系统

技术领域

本发明涉及一种环保设备，具体是一种挤出式污泥脱水系统，其作用是将油、气田开发所产生的含油、含醇污水泥进行脱水分离。

背景技术

目前，在油、气田开发所产生的含油、含醇低浓度污水泥中，还没有设备从污泥水中把污泥分离出来。原来是在采油、气及含油污水浓缩工艺中所产生含油、含醇污水泥用车拉到污泥池，污泥池中的污水泥是通过太阳自然晾晒，蒸发污泥中的水、甲醇及凝析油，蒸发凉干后，把污泥再用车运置后焚烧或埋地。这种处理方式的缺点是：1、自然蒸发、凉干存在不安全因素，含油、含醇污水泥中含可挥发性的轻油(如凝析油)、甲醇、原油等，具有毒性、易爆、腐蚀性强等危害，如有明火易发生爆炸引起安全事故，所以污泥池只适用于挥发性油含量小，没有毒、不易爆、没有腐蚀性的场合。2、资源浪费，无法对污泥中的甲醇及凝析油回收利用。3、污染环境，大量挥发性的轻油扩散到空气中，对周边环境会造成严重影响。4、需要建设污泥池，增加了处理成本。5、处理时间长，由于污泥处理需要长时间自然蒸发，处理效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理油气田含油、醇的低浓度污水泥的脱水系统，其结构简单，分离出来的污泥含水率低，油、甲醇的回收率高，且处理效率相对现有方法大大提高。

本发明所述的挤出式污泥脱水系统，其主要包括污泥搅拌罐、反应器、挤出式脱水机、污泥输送机、第一加药装置和第二加药装置，所述污泥搅拌罐、反应器和挤出式脱水机通过污泥输送管依次连接，污泥搅拌罐入口经第一污泥泵连接用于储存污泥的污水沉降罐，污泥搅拌罐和反应器之间的污泥输送管上设有第二污泥泵；污泥输送机位于挤出式脱水机的出泥口下方，第一加药装置的出药管连接污泥搅拌罐入口处的污泥输送管；第二加药装置的出药管连接反应器的加药口。

上述污泥搅拌罐包括罐体、中心反应器、集油环、第一电动机、搅拌桨、电动阀，所述第一电动机安装在罐体顶部，第一电动机的输出轴一直延伸至罐体内底部，在罐体内同轴安装固定式中心反应器，污泥输送管的管口呈水平斜向插入中心反应器上部，中空的集油环设在中心反应器顶端并与中心反应器内部连通，集油环接有集油管将收集的轻油输出污泥搅拌罐；搅拌桨安装在第一电动机输出轴底端，电动阀安装在由罐体底部伸出的污泥输送管上。

作为本发明的改进，所述中心反应器呈薄壁中空的阶梯状圆锥台型，在中心反应器底端通过若干垂直格栅连接挡水板。搅拌桨可以为十字V型搅拌桨。

所述反应器包括调节装置和反应装置两部分，所述调节装置和反应装置为两个中间仅由隔板分隔开的密封箱体，隔板上方留有连通调节装置和反应装置的污泥流通通道，在调节装置底部设有污泥入口，在入口上方设有挡料降压板，反应装置顶部装有第二电动机，第二电动机的输出轴穿过反应装置顶壁并延伸至底部，在第二电动机输出轴上装有搅拌叶片，反应装置上部侧壁设有污泥出口并通过污泥输送管连接挤出式脱水机，反应装置顶壁还设有加药口以插入第二加药装置的出药管。

作为本发明的改进，在调节装置内部设有溢流管和液位控制器，所述溢流管的溢流口设在调节装置内部预定高度，溢流管连接污泥搅拌罐，液位控制器设在调节装置顶壁上并控制第二污泥泵开闭。

所述挤出式脱水机包括倾斜设置的隧道式螺旋挤出机，螺旋挤出机较低一端设有污泥入口，较高一端设有出泥口，在螺旋挤出机下方设有水箱，水箱和螺旋挤出机通过设在隧道底部的落水孔连通。

作为本发明的改进，在隧道式螺旋挤出机的隧道内壁上设有若干组相互匹配的固定环和游动环，且固定环和游动环之间的轴向间隙由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。隧道式螺旋挤出机的螺旋挤出轴螺距由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。在所述隧道式螺旋挤出机的出泥口内侧还设有被压板。

本发明的有益效果：

1、系统构成简单、操作简便，体积小，自动程度高，维护工作量少，管理方便，能耗低，运行成本少。

2、所有设备组装在一个公用底座上、便于运输、方便安装。

3、污泥处理量手动可调，不受罐内液面高低及污泥含水率影响，分离出来的污泥含水率低，油、甲醇回收效率高，没有二次污染，在节能、节水、保护环境等方面具有较好的经济效益。

4、具有模块组合功能，当处理更大的污水，无需进行设备改造，只需增加单机即可。

附图说明

图1是本发明的系统结构图，

图2是图1中污泥搅拌罐的结构示意图，

图3是图2A-A向剖面图，

图4是图1中反应器的结构示意图，

图5是图1中挤出式脱水机的结构示意图。

图6是图5中固定环的结构示意图，

图7是图5中游动环的结构示意图。

具体实施方式

本发明的整套设备安装于污水沉降罐体外，用污泥泵把罐内的污泥水自由地抽出池体外。如图1，本发明主要由第一污泥泵1、污泥搅拌罐2、第二污泥泵3、反应器4、挤出式脱水机5、污泥输送机6、第一加药装置7、第二加药装置8等组成，各设备可以安装在同一撬座10上，这样便于整套设备的移动。第一污泥泵1的进泥管与污水沉降罐(图中未示出)底部出泥水口连接，第一污泥泵1的出泥管上置有阀门，用泵把含油、含醇污水泥提升至污泥搅拌罐2进行搅拌及混合，在搅拌罐底出口处安装第二污泥泵3，把含油、含醇污水泥提升至反应器4，反应器4在泵入污水泥的同时，由第一加药装置7加入混凝剂、絮凝剂，充分絮凝反应后进入挤出式脱水机5进行污水分离，把含＜80％脱水污泥挤出体外，达到脱水目的，落下的污泥有输污泥机6输到车上拉到焚烧场焚烧，而分离出油、水、甲醇和凝析油进入油水分离和提取系统进行提取。

以下分别具体介绍各主要设备的细节组成。

1、污泥搅拌罐

如图2，污泥搅拌罐主要由罐体、中心反应器21、集油环22、第一电动机23、搅拌桨25、电动阀26组成，其中：

第一电动机23安装在罐体顶部，其输出轴延伸至罐体内底部，在罐体内同轴安装固定式中心反应器21，该中心反应器21为薄壁中空的阶梯状圆锥台型，在中心反应器底端通过若干垂直格栅27连接挡水板28。污泥输送管的管口呈水平斜向插入中心反应器21上部，集油环22设在中心反应器顶端并与中心反应器内部的反应室24连通，集油环22接有集油管将收集的轻油输出污泥搅拌罐2；搅拌桨25安装在第一电动机输出轴底端，该搅拌桨25为十字V型搅拌桨。电动阀26安装在由罐体底部伸出的污泥输送管上。如图3，十字V型搅拌桨由四片带三十度角度有、v字型的叶片组成，搅拌桨转速为3～5r/min，其转向和螺旋状水流方向相反，使污水泥搅拌更均匀，使污泥和水不分离，使污泥不沉降，为了后续的稳定而定量加药絮凝反应打好了基础。

浓度在2000mg/L～60000mg/L的低浓度含油污水泥通过第一污泥泵1打入污泥搅拌罐，通过喷口的设计，使污水泥在水平面以偏离中心的斜向喷入中心反应器中的反应室24内，进水同时通过第一加药装置7开始加混凝剂，使药剂和进水得到了充份混合反应，污水泥从上部旋转进入中心反应器，在中心反应器的反应室内呈旋流状态以延长流经线路，保证反应时间，水中分散的小油珠通过破乳、接触碰撞变成大油珠，在浮力及水力冲刷下，粒径变大了的油珠和水中浮油很容易漂浮至进口上方形成油层，聚集于中心反应器顶部的大部份浮油通过集油环自动放油。水流螺旋状进入下部沉降区，落到档水板上再流入罐体内，通过档水板不直接冲刷污泥搅拌罐底部的污泥，设备内的固液混合物呈层流状态，以利于泥砂的沉降分离，为了不使污泥沉降结实，本发明设置了十字V型搅拌桨，转速3～5r/min，转向和螺旋状水流方向相反，使污水泥搅拌更均匀，混合更彻底，待污泥水搅拌机均匀10～15min后自动打开电动阀，阀开启的同时开启污泥搅拌罐底部的第二污泥泵2，把搅拌均匀的污水泥提升到反应器中的调节装置，为了减少加药量，而且效果好，节省成本，污泥搅拌罐是关健。

2、反应器

如图4，反应器4包括调节装置41和反应装置42两部分，所述调节装置41和反应装置42为两个中间仅由隔板43分隔开的密封箱体，隔板43上方留有连通调节装置41和反应装置42的污泥流通通道，在调节装置41底部设有污泥入口，在入口上方设有挡料降压板44，调节装置41内部设有溢流管46和液位控制器47，所述溢流管46的溢流口设在调节装置内部预定高度，溢流管46连接污泥搅拌罐2，液位控制器47设在调节装置顶壁上并控制第二污泥泵3开闭。反应装置42顶部装有第二电动机45，第二电动机45的输出轴穿过反应装置42顶壁并延伸至底部，在第二电动机输出轴上装有搅拌叶片，反应装置42上部侧壁设有污泥出口并通过污泥输送管连接挤出式脱水机5，反应装置42顶壁还设有加药口以插入第二加药装置8的出药管。

通过第二污泥泵3把污水泥提升至调节装置41中，满液后均匀地自流入反应装置42，该调节装置设置挡料降压板，使有压力的来液一下失压，均匀上升，不会喷出设备，在调节装置中心设置溢流管46，如来液量大与该设备处理能力时把多余来液回到污泥搅拌罐中，同时在顶部安装了液位控制器47，如来液满到液位控制器的触点，自动停止第二污泥泵3，确保整个系统的正常运行。

当污水泥从调节装置41均匀地自流入反应装置42的同时，通过第二加药装置8加入高分子有机絮凝剂，启动搅拌装置，该搅拌装置采用变频调速，根据不同的污水泥，加的药剂也不一样，搅拌转速也不一样，污水泥加药絮凝后，小的矾花变成大而结实的矾花，变频调速的好处是防止把絮凝好的大矾花打碎，充分絮凝反应后自流进入挤出式脱水机51进行脱水分离。

3、挤出式脱水机

如图5，挤出式脱水机5包括倾斜设置的隧道式螺旋挤出机51，螺旋挤出机51较低一端设有污泥入口52，较高一端设有出泥口53，在螺旋挤出机51下方设有水箱54，水箱54和螺旋挤出机51通过设在隧道底部的落水孔55连通。隧道式螺旋挤出机51的隧道内壁上设有若干组相互匹配的固定环56和游动环57，且固定环56和游动环57之间的轴向间隙由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。同时螺旋挤出轴螺距也由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。在出泥口53内侧设有被压板。

如图6、7，固定环56由安装在隧道内壁上的四根轴固定，每2个固定环之间，在四个轴连接处分别加有1个固定垫片58，游动环57安装在固定环四个角装好的四个固定垫片之间，这样游动环不会走偏及卡死。

固定垫片58比游动环片要厚一点，游动环片的内径比螺旋挤出轴叶片的外径大2丝。螺旋挤出机整体可分为浓缩段和脱水段两部分，从浓缩段的污水进口到脱水段的出泥口，螺旋挤出轴的螺距逐渐变小，固定环片与游动环片之间的间隙也逐渐变小，其中脱水段的固定垫片比浓缩段的固定垫片要厚10～20丝。在重力作用下，水从相对移动的环片间隙中滤出，而固体物则不断在运动中被压缩，实现快速浓缩。污泥出口处设有背压板，以调节螺旋腔内的压力。挤出式污泥脱水装置将污泥的浓缩和压榨脱水工作在一筒内完成，以独特微妙的滤体模式取代了传统的滤布和离心的过滤方式。

螺旋挤出轴的螺旋叶片在挤出轴的圆周上具有一定角度，随着螺旋挤出轴的旋转，推动游动环片不断转动，设备依靠固定环和游动环之间的移动实现连续自清洗过程，从而巧妙地避免了堵塞问题。

其余的加药装置和污泥输送机等都是现有设备，只是根据需要进行了适应性改造，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种挤出式污泥脱水系统，其特征在于主要包括污泥搅拌罐(2)、反应器(4)、挤出式脱水机(5)、污泥输送机(6)、第一加药装置(7)和第二加药装置(8)，所述污泥搅拌罐(2)、反应器(4)和挤出式脱水机(5)通过污泥输送管依次连接，污泥搅拌罐(2)入口经第一污泥泵(1)连接用于储存污泥的污水沉降罐，污泥搅拌罐(2)和反应器(4)之间的污泥输送管上设有第二污泥泵(3)；污泥输送机(6)位于挤出式脱水机(5)的出泥口下方，第一加药装置(7)的出药管连接污泥搅拌罐(2)入口处的污泥输送管；第二加药装置(8)的出药管连接反应器(4)的加药口。

2.根据权利要求1所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于污泥搅拌罐(2)包括罐体、中心反应器(21)、集油环(22)、第一电动机(23)、搅拌桨(25)、电动阀(26)，所述第一电动机(23)安装在罐体顶部，第一电动机(23)的输出轴一直延伸至罐体内底部，在罐体内同轴安装固定式的中心反应器(21)，污泥输送管的管口呈水平斜向插入中心反应器(21)上部，中空的集油环(22)设在中心反应器顶端并与中心反应器内部连通，集油环(22)接有集油管将收集的轻油输出污泥搅拌罐(2)；搅拌桨(25)安装在第一电动机输出轴底端，电动阀(26)安装在由罐体底部伸出的污泥输送管上。

3.根据权利要求2所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述中心反应器(21)呈薄壁中空的阶梯状圆锥台型，在中心反应器底端通过若干垂直格栅(27)连接挡水板(28)。

4.根据权利要求2所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述搅拌桨(25)为十字V型搅拌桨。

5.根据权利要求1-4任何一项所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述反应器(4)包括调节装置(41)和反应装置(42)两部分，所述调节装置(41)和反应装置(42)为两个中间仅由隔板(43)分隔开的密封箱体，隔板(43)上方留有连通调节装置(41)和反应装置(42)的污泥流通通道，在调节装置(41)底部设有污泥入口，在入口上方设有挡料降压板(44)，反应装置(42)顶部装有第二电动机(45)，第二电动机(45)的输出轴穿过反应装置(42)顶壁并延伸至底部，在第二电动机输出轴上装有搅拌叶片，反应装置(42)上部侧壁设有污泥出口并通过污泥输送管连接挤出式脱水机(5)，反应装置(42)顶壁还设有加药口以插入第二加药装置(8)的出药管。

6.根据权利要求5所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于调节装置(41)内部设有溢流管(46)和液位控制器(47)，所述溢流管(46)的溢流口设在调节装置内部预定高度，溢流管(46)连接污泥搅拌罐(2)，液位控制器(47)设在调节装置顶壁上并控制第二污泥泵(3)开闭。

7.根据权利要求1-4任何一项所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述挤出式脱水机(5)包括倾斜设置的隧道式螺旋挤出机(51)，螺旋挤出机(51)较低一端设有污泥入口(52)，较高一端设有出泥口(53)，在螺旋挤出机(51)下方设有水箱(54)，水箱(54)和螺旋挤出机(51)通过设在隧道底部的落水孔(55)连通。

8.根据权利要求7所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述隧道式螺旋挤出机(51)的隧道内壁上设有若干组相互匹配的固定环(56)和游动环(57)，且固定环(56)和游动环(57)之间的轴向间隙由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。

9.根据权利要求7所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述隧道式螺旋挤出机(51)的螺旋挤出轴螺距由污泥入口向出泥口方向逐渐变小。

10.根据权利要求7所述的挤出式污泥脱水系统，其特征在于所述隧道式螺旋挤出机的出泥口(53)内侧设有被压板。

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