CN101993183B - 污泥脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种污泥脱水装置，属于污泥处理设备领域。该装置包括：机架、阳极滚筒、阴极滤网、导向辊和驱动辊；阳极滚筒为金属滚筒，设在机架内，与电源正极电气连接；阴极滤网为非金属螺旋网，非金属螺旋网的螺旋筒中穿有多条金属丝作为导电体，各金属丝沿横向穿过非金属螺旋网，各金属丝的两端均伸出在非金属螺旋网外，各金属丝均与电源负极电气连接；驱动辊和导向辊设置在机架上，阴极滤网设在驱动辊和导向辊上，通过驱动辊驱动，阴极滤网的一部分围绕在阳极滚筒外，与阳极滚筒之间形成挤压污泥的间隙。该脱水装置阴极的过水面积大，提高了脱水效率，增加了阴极滤网的寿命。

Description

污泥脱水装置

技术领域

本发明涉及脱水处理技术领域，尤其是涉及一种污泥脱水装置。

背景技术

随着社会经济和城市化的发展，城市污水的产量和数量在不断增长。据不完全统计，2006年全国污水排放量约为537亿吨。随着污水处理率的提高，中国城市污水处理量在未来的20年还会有较大的增长，伴随着会产生大量的剩余污泥。预计中国城市干污泥的产量最终将达到每年840万吨左右(折合含水率80％的湿污泥4200万吨)，占全国总固体废弃物排放量的3.2％，而且年增长率大于10％。

污泥的成分很复杂，是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外(经过机械挤压脱水后仍高达80％以上)，还含有难降解的有机团、重金属和盐类，以及病原微生物和寄生虫卵等。大量未经处理的污泥如果任意堆放和排放会对环境造成新的污染，特别是我国城市化水平较高的几个城市与地区，污泥处置问题已经十分突出。

目前污泥的最终处理工艺主要包括卫生填埋、焚烧和堆肥，但是这些处理方法都存在一些问题。

污泥填埋主要体现在以下两个方面：

第一，污泥的土力学性质差，目前送到填埋场填埋的污泥含固率在20％，单独填埋极易形成沼泽地带，如果在南方的雨季还会有滑坡坍塌等现象，这些都会造成填埋场使用寿命提早结束。

第二，污泥的渗滤液会对地下水源造成污染。我国建设部在2007年颁布的《CJ/T249-2007城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》中明确规定从2007年10月1日起，禁止含水率大于60％的污泥直接进入垃圾填埋场。

污泥焚烧也存在一些问题，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗上也极不经济，由于水分过多需要添加很多辅助燃料，增加了很多成本。

而污泥堆肥同样也需要对污泥进行干化处理或添加锯末、树叶等来提高污泥的固体比例。

目前国内外污水处理厂常见设备主要包括：带式压滤机、离心脱水机和板框压滤机等设备。这些设备处理后的污泥含水率一般只能达到80％左右，无论后续采用何种最终处理技术再对处理后的污泥进行脱水都存在一定的困难，因此污泥干化技术是国内目前刻不容缓需要解决的问题。目前国内主要的采用热干化技术对含水率为80％左右的污水进行进一步的干化处理，这种处理技术从投资、占地面积和运行成本等方面来说，推广起来都存在一定的难度。

污泥电渗透脱水技术是一种新的污泥处理技术，主要是将饼状污泥在电场和机械挤压力同时作用下进行脱水，并使污泥中的水通过电渗透作用脱除，这样对处理的污泥就达到了更高的脱水率。现有的一种污泥电渗透脱水装置是采用滚筒作为阳极，将作为阴极的金属丝网与阳极滚筒部分包覆，在阳极滚筒的表面增加一层滤布防止阴极的金属丝网与阳极滚筒发生接触。这种阴极金属丝网的缺点是使用中弹性差，易发生塑性疲劳变形，使用寿命短；而由于水分向阴极聚集，靠近阳极一侧水分很少，阳极与阴极之间的滤布会造成阴极与阳极间的电阻变大，会使脱水速度变得很慢。现有技术还提供一种采用金属平板作为阳极，阴极采用金属打孔板的电渗透脱水装置，将阴极板固定，阳极板采用液压驱动挤压阴极与阳极之间的污泥饼，而在阴极与阳极之间采用一条非金属编制网，保证阴极与阳极不发生接触，同时起到输送与过滤的作用。挤压脱水的时候非金属编织网停止行走，挤压结束，阳极板抬起，非金属网行走，带走脱完水的污泥，同时带入没有脱水的污泥进行下一轮脱水。但这种技术的缺点是它属于断续工作方式，工作效率低，并且作为阴极的金属打孔板存在过水面积少的问题，脱水效率低。

发明内容

基于上述现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种污泥脱水装置，可以解决现有的电渗透脱水装置的阴极寿命短、过水面积少，造成脱水装置脱水效率低的问题。

本发明实施例是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例一种污泥脱水装置，其特征在于，包括：

机架、阳极滚筒、阴极滤网、导向辊和驱动辊；

所述阳极滚筒，为金属滚筒，设置在机架内，与电源正极电气连接；

所述阴极滤网，为非金属螺旋网，非金属螺旋网的螺旋筒中穿有多条金属丝作为导电体，各金属丝沿横向穿过非金属螺旋网，各金属丝的两端均伸出在非金属螺旋网外，各金属丝均与所述电源负极电气连接；

所述驱动辊和导向辊设置在机架上，阴极滤网设置在驱动辊和导向辊上，通过驱动辊驱动，阴极滤网的一部分围绕在阳极滚筒外，与阳极滚筒之间形成挤压污泥的间隙。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中通过将阴极滤网部分围绕包覆在阳极滚筒外，并通过驱动辊和导向辊驱动阴极滤网运转，可以以连续方式对经过阳极滚筒与阴极滤布之间的污泥进行压缩和电渗透双重作用脱水，达到了更高的脱水率。并且由于阴极滤网采用非金属螺旋网内穿过金属丝，并在金属丝两端通过金属片将金属丝连接整体的导电体，这样不但保证了阴极的过水面积，提高了脱水效率，同时也增加了阴极的寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的脱水装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的脱水装置的阴极滤网的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖面视图；

图中各标号为：1-滤网涨紧装置；2-阴极滤网；3-进泥挤出装置；4-驱动辊；5-刮泥装置；6-滤网纠偏装置；7-阳极滚筒；8-集电装置；9-辅助挤压辊；10-滤网冲洗装置；11-导向辊；

21-金属丝，22-非金属螺旋网。

具体实施方式

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例

本发明实施例提供一种污泥脱水装置，用于对污泥进行脱水，如图1、2所示，该脱水装置包括：

机架、阳极滚筒7、阴极滤网2、导向辊11和驱动辊4；其中，阳极滚筒7为金属滚筒，设置在机架内，与电源正极电气连接；阳极滚筒7的金属表面可以覆盖特殊的金属覆层，金属覆层可采用钛板表面高温烧结含铱的配方涂料，这种特殊的金属覆层可实现阳极滚筒的表面电腐蚀保护，与牺牲阳极保护技术相比这种技术使阳极滚筒的尺寸稳定性好，电能利用率更高；

阴极滤网2为非金属螺旋网，非金属螺旋网22的螺旋筒中穿有多条金属丝21作为导电体(见图2)，各金属丝21沿横向穿过非金属螺旋网22，各金属丝22的两端均伸出在非金属螺旋网23外，各金属丝均与所述电源负极电气连接；驱动辊4和导向辊11设置在机架上，阴极滤网2设置在导向辊11和驱动辊4上，阴极滤网2的一部分围绕在阳极滚筒7外，通过驱动辊4驱动和导向辊11实现阴极滤网2的导向，阴极滤网2与阳极滚筒7之间形成挤压污泥的间隙。实际中，阴极滤网2的非金属螺旋网的螺旋环金属丝直径为0.6mm，穿丝直径为0.8mm。

上述结构的脱水装置，阳极滚筒7与阴极滤网2之间可形成圆弧形电场，可保证连续运行，而相比水平电场大大提高了对污泥的脱水效率。

上述脱水装置中还包括集电装置8，阳极滚筒7通过集电装置8与电源正极电气连接；阴极滤网2的各金属丝21也通过集电装置8与电源负极电气连接。集电装置8由阳极导电环、阴极导电环、阳极电刷、阴极电刷和两组金属阴极接触环构成；其中，阳极导电环、阴极导电环均固定在阳极滚筒7主轴上，阳极导电环与电源正极连接，阴极导电环与电源负极连接，阳极电刷设置在阳极滚筒7上并与阳极滚筒7电气连接，阳极电刷与所述阳极导电环滑动连接，通过阳极电刷、阳极导电环实现阳极滚筒7与电源正极连接；阴极电刷也设置在阳极滚筒7上，与阳极滚筒7之间设置绝缘体，阴极电刷与阴极导电环滑动连接，两组金属阴极接触环分别设置在阳极滚筒7两端，与阳极滚筒7之间设有绝缘层，两组金属阴极接触环均与阴极电刷电气连接，围绕在阳极滚筒7外的阴极滤网2的两侧金属丝21的金属边分别与阴极接触环相接触，实现阴极滤网2与电源负极连接。

上述的脱水装置中还包括进泥挤出装置3，该进泥挤出装置3位于机架顶部的进泥口，进泥挤出装置整体呈扁平扇形，其进口为圆形，出口为一条狭缝，狭缝宽度为8mm，从进口至出口之间的截面面积均相等，从而保证物料在挤压从出口排出时的形状连续且均匀。

上述脱水装置中还设置刮泥装置5、滤网冲洗装置10；其中，刮泥装置5设置在机架上的出泥口处，通过刮泥装置5把脱水后的泥饼从阴极滤网2表面刮落，刮泥装置5由刮板和压紧气缸组成，压紧气缸与刮板连接，将刮板压紧在出泥口处的阴极滤网2表面上。刮板可以刮掉泥饼中含有的大量纤维、毛发等杂质，刮板的刮刃部位工作一段时间刮满纤维、毛发等杂质，可通过压紧气缸抬起刮板方便清除刮刃上附着的纤维、毛发等杂质。

滤网冲洗装置10设置在机架上，位于机架内侧，处于刮泥装置5之后，滤网冲洗装置10与设置在机架的驱动辊4上的阴极滤网2相对应，该滤网冲洗装置10可以对阴极滤网2进行冲洗，保证阴极滤网2的网眼不被所处理的污泥堵住，保证阴极滤网2的透水面积和脱水效率。

上述脱水装置中，为调节阴极滤网的位置，还可以设置滤网纠偏装置6和滤网涨紧装置1，其中，阴极滤网纠偏装置6设置在机架上，其上设有纠偏辊，经过此处的阴极滤网2设置在纠偏辊上；而滤网涨紧装置1也设置在机架上，其上设有调整辊，经过此处的阴极滤网2设置在调整辊上。实际中，滤网纠偏装置6可采用气动纠偏辊，而滤网涨紧装置1可采用气动张紧辊，脱水装置运行过程中，阴极滤网2通过驱动辊4驱动，通过导向辊11改变方向，通过作为滤网涨紧装置1的气动张紧辊撑紧阴极滤网2，达到调整阴极滤网2松紧度的作用；当阴极滤网2在运转过程中偏离中心位置的时候，通过作为滤网纠偏装置6的气动纠偏辊将阴极滤网2调整回中心位置。这样通过滤网纠偏装置6的限制作用，即可防止阴极滤网在运行过程中发生偏差，影响后续对污泥的处理效果。

上述脱水装置中，还可以设置多个辅助挤压辊9，多个辅助挤压辊9均分布设置在机架上，分布在阳极滚筒7圆周外，压在阴极滤网2的外侧，可以将阴极滤网2压在阳极滚筒7上，从而调节阴极滤网2与阳极滚筒7之间的间隙，达到提高脱水装置脱水效率的作用。

上述脱水装置可以对饼状污泥在电场和机械挤压力同时作用下进行脱水，根据双电层理论物料中离子表面被反电荷包附，在外加电场的作用下被正电荷包附的极性液体便向阴极流动的原理，在机械挤压的物料脱水过程随着物料孔隙率的变小，物料中的水便很难被挤出，所以水处理工艺中污泥机械挤压脱水的处理后污泥含水率通常只能达到80％左右，而本发明脱水装置在外加电场和机械挤压的双重作用下对污泥进行脱水时，脱水后的污泥的含水率可以达到60％以下，而且出水的速度也大大提高。

综上所述，本发明实施例中的脱水装置，通过阳极滚筒与阴极滤网的配合，使处理的污泥达到较高的脱水率，尤其是采用特殊结构的阴极滤网，使阴极的寿命大大延长，并且保证了很好的过水面积，提高了脱水装置的脱水效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种污泥脱水装置，其特征在于，包括：

机架、阳极滚筒、阴极滤网、导向辊和驱动辊；

所述阳极滚筒，为金属滚筒，设置在机架内，与电源正极电气连接；阳极滚筒表面覆盖有防腐材料形成的防腐蚀层；

所述阴极滤网，为非金属螺旋网，非金属螺旋网的螺旋筒中穿有多条金属丝作为导电体，各金属丝沿横向穿过非金属螺旋网，各金属丝的两端均伸出在非金属螺旋网外，各金属丝均与所述电源负极电气连接；

所述驱动辊和导向辊设置在机架上，阴极滤网设置在驱动辊和导向辊上，通过驱动辊驱动，阴极滤网的一部分围绕在阳极滚筒外，与阳极滚筒之间形成挤压污泥的间隙。

2.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述脱水装置还包括：集电装置，所述阳极滚筒通过所述集电装置与电源正极电气连接；所述阴极滤网的金属丝也通过所述集电装置与所述电源负极电气连接。

3.根据权利要求2所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述集电装置包括：

阳极导电环、阴极导电环、阳极电刷、阴极电刷、和两组金属阴极接触环；

阳极导电环、阴极导电环均固定在阳极滚筒主轴上，阳极导电环与电源正极连接，阴极导电环与电源负极连接，阳极电刷设置在阳极滚筒上并与阳极滚筒电气连接，阳极电刷与所述阳极导电环滑动连接；阴极电刷设置在阳极滚筒上，与阳极滚筒之间设置绝缘体，阴极电刷与阴极导电环滑动连接，两组金属阴极接触环分别设置在阳极滚筒两端，与阳极滚筒之间设有绝缘层，两组金属阴极接触环均与阴极电刷电气连接，围绕在阳极滚筒外的阴极滤网的金属边与阴极接触环相接触。

4.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述脱水装置还包括：进泥挤出装置，所述进泥挤出装置位于机架顶部的进泥口，进泥挤出装置整体呈扁平扇形，其进口为圆形，出口为一条宽度为8mm的狭缝，从进口至出口之间的截面面积均相等。

5.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述脱水装置还包括：刮泥装置和滤网冲洗装置；

所述刮泥装置，设置在所述机架上的出泥口处，该刮泥装置的刮泥板与所述驱动辊上的阴极滤网相对应；

所述滤网冲洗装置，设置在机架上，与设置在机架上的驱动辊上的所述阴极滤网相对应。

6.根据权利要求5所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述刮泥装置由刮板和压紧气缸组成，气缸与刮板连接，将刮板压紧在出泥口处的阴极滤网表面上。

7.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述脱水装置还包括：滤网纠偏装置和滤网涨紧装置；

所述滤网纠偏装置，设置在机架上，其上设有纠偏辊，阴极滤网设置在所述纠偏辊上；

所述滤网涨紧装置，设置在机架上，其上设有调整辊，经过的阴极滤网设置在所述调整辊上。

8.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述脱水装置还包括：多个辅助挤压辊，分布设置在阳极滚筒的圆周上，压在阴极滤网的外侧。

9.根据权利要求1所述的污泥脱水装置，其特征在于，所述非金属螺旋网的螺旋环金属丝直径为0.6mm，穿丝直径0.8mm。

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