CN102583601B

CN102583601B - 多功能蝶泳式固液分离机

Info

Publication number: CN102583601B
Application number: CN 201210078036
Authority: CN
Inventors: 刘力学
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: CN102583601A

Abstract

本发明公开了一种多功能蝶泳式固液分离机，其特征是它包括固体收集桶（2），固体收集桶（2）上安装有防护罩（1），固体收集桶（2）内部设有液体收集桶（3），液体收集桶（3）内设有蝶栅转子（4），蝶栅转子（4）上安装有滤网（5），蝶栅转子（4）由电动机（23）驱动旋转，所述液体收集桶（3）的底部设有液体排泄管（28），所述蝶栅转子（4）内安装粉碎输送泵（34）的出料端。本发明可将混合液中的固体颗粒物质提取能力有效地控制在30um～5um，固体物质含水率控制在75～65%。在固液分离的同时还起到了气浮、曝气、充氧的作用，使被处理后液体曝气增氧与水体化学需氧量（COD）满足污水排放的国家标准。

Description

多功能蝶泳式固液分离机

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，具体地说是一种能对污水进行固液分离与固体物质筛选的设备。

背景技术

根据第一次全国污染源普查公报显示，我国工业、农副产品、畜牧业等生产产生废水排放总量2092.81亿吨，主要污染物排放总量：化学需氧量3028.96万吨，氨氮172.91万吨，石油类78.21万吨，重金属(镉、铬、砷、汞、铅，下同)0.09万吨，总磷42.32万吨，总氮472.89万吨，二氧化硫2320.00万吨，烟尘1166.64万吨，氮氧化物1797.70万吨。其污水中绝大多数残留物质可回收再利用、“变废为宝”。因此，发展我国污染源治理学科技术与治理装备技术进步已经成为当代社会进步、节能减排、环境污染治理、人类健康发展的必然选择。

目前国内化工、造纸、淀粉、烟酒等行业需要对污水进行固体物质提取、降低水体水质污染度与化学需氧量（COD）、净化水质以及尾料、下脚料回收再利用。

现有固液分离设备中螺旋卸料沉降离心机、三足式沉降离心机、管式分离机、碟式分离机、刮刀卸料沉降离心机普遍存在着的堵塞问题、纤维缠绕问题、固体卸料难、固体颗粒分离能力≥30um，不能满足发展需要，尤其固体物质自动卸出难、功能单一、稳定性差、分离能耗高、使用成本高等,给污水处理、颗粒筛选行业带来了制约与影响。

发明内容

本发明的目的则是针对上述技术不足提供的一种处理效率高，处理后渣料含水率低，分离能耗低的多功能蝶泳式固液分离机。

本发明采用的技术方案如下：

一种多功能蝶泳式固液分离机，其特征是它包括固体收集桶，固体收集桶上安装有防护罩，固体收集桶内部设有液体收集桶，液体收集桶内设有蝶栅转子，蝶栅转子上安装有滤网，蝶栅转子由电动机驱动旋转，所述液体收集桶的底部设有液体排泄管，所述蝶栅转子内安装粉碎输送泵的进料端。

所述蝶栅转子呈喇叭形，其上端口直径较大，蝶栅转子底部安装有传动轴，传动轴的下端安装有分离机皮带轮，分离机皮带轮与安装在所述电动机输出轴上的电动机皮带轮通过传动皮带相连，或在蝶栅转子底部安装传动轴，传动轴的下端安装连轴器，连轴器与电动机上的连轴器同步弹性连接传递电动机动力。

所述固体收集桶安装在分离机架上，其上下端均敞开式布置，在固体收集桶的下方设有固体物料承接池。

所述传动轴上设有上、下两组轴承结构与密封防水、防止润滑渗漏结构。

所述粉碎输送泵位于污水池内，污水混合液输送管、气管、气液混合器呈钢性组合安装于固体收集桶上，气液混合器的中轴线与蝶栅转子的中心轴心相对，并按与泳流器的配合尺寸技术要求高度悬挂。气液混合器的下端有相配合的泳流器。

所述气液混合器包括有涡流发生器和混合器壳体，涡流发生器通过空气输送管与加气机连接用于输入空气，混合器壳体上端通过混合液输送管与粉碎输送泵相连输入混合液体。

所述气液混合器下部的泳流器包括涌流器壳体和固定搅拌翼，固定搅拌翼固定在涌流器壳体中部，涌流器壳体的固定搅拌翼下部壁面上设有导流栅，所述涌流器壳体固定在蝶栅转子底部随蝶栅转子旋转，所述气液混合器随空气输送管和混合液输送管固定于固体收集桶上，并对准蝶栅转子中心轴线，并伸入泳流器中30毫米。

所述蝶栅转子的上端口沿边直径大于液体收集桶的上端口直径，略高于液体收集桶，确保分离、提取出的固体物质被抛到固体收集桶。

所述滤网安装在蝶栅转子的内侧壁上。

所述电动机安装在分离机架一侧或底部。

本发明的有益效果有：

根据机械动力学、流体力学等科学原理，将机械能传送到蝶栅转子，使高速旋转的蝶栅转子产生离心力，当污水、混合液、渣料经输送泵（机）送入分离机泳流器调节导出，在蝶栅转子离心力的作用下泳入蝶栅转子内。蝶栅转子上设有大量的渗漏孔，蝶栅转子内衬托有滤网，根据不同分离物质、不同分离技术指标，滤网则设计有不同材质、不同机械强度、不同密度。因此当分离物质在离心力的作用下、精密滤网的拦截下根据预先设定的指标，固体颗粒物质留存于蝶栅转子的滤网内，而液体则通过滤网渗漏甩出，进入液体收集桶。蝶栅转子滤网内拦截的固体物质，随着存量逐步累积，在离心力、蝶栅转子几何锥面的折射折引力作用下，固体物质向几何锥面的展开方向形成泳动、滑移，在离心力的作用下、壁体的阻止下挤出水分、保留固体物质直至被抛出蝶栅转子上口，跌入固体收集桶，至此便完成了污水、混合液、渣料的固液分离与脱水的目的。为了提高被分离液体的含氧量与化学需氧量（COD）符合国家污水排放标准，本产品上还设有加气管与气液混合器。空气在加气机或射流卷吸器的吸引作用下被送入气液混合器内形成扩散混合，一方面促进混合液气浮反应，使固、液分子结构扩散、疏松，提高固液分离效果，另一方面在分离机离心力与滤网的切割作用下加大液体与空气的接触，增强液体的溶氧效率，促进曝气，为分离后液体进一步精密过滤与气浮节能打下基础。

经固液分离后，可将混合液中的固体颗粒物质提取能力根据不同需求有效地控制在10mm～5um之间，固体物质含水率控制在75～65%。在通过混合污水固液分离的同时还起到了气浮、曝气、充氧的作用，满足了被处理后液体曝气增氧与水体化学需氧量（COD），快速满足污水排放的国家标准需要。多功能蝶泳式固液分离机，主要应用于各种污水处理工程、沼气工程的固液分离、回收，降低水体水质污染度、浊度，也可应用于造纸、淀粉加工、糖烟酒等尾料回收再利用，也可以用于粮食等颗粒物质的筛选。

通过多功能蝶泳式固液分离机的工作，可将混合污水中的固体物质与水进行有效分离，并起到气浮、曝气、充氧的作用，旨在获得人类生产、生活中的污水净化达标排放，并获得混合液中固体物质回收再利用，为工业化生产的尾料回收再利用服务，也为工业筛选服务，最终促进资源回收再利用，促进资源节约，促进节能减排的环境污染治理技术进步。

本发明必将为我国环境污染治理的固液分离技术进步与推广应用、能源节约起到非常积极的作用。

为了防止堵塞、纤维缠绕，本发明采取将蝶栅转子分离收益器设计成锥形开放式结构。工作时，蝶栅转子在传动轴的动力传输下产生高速旋转，在蝶栅转子专用滤网拦截下固体物质则被拦截于蝶栅转子的滤网内，随着存量逐步累积，在离心力、蝶栅转子几何锥面的折射折引力作用下，固体物质向几何锥面的展开方向形成泳动、滑移，边泳动，边滑移，边挤出水分直至被抛出蝶栅转子口，跌入固体收集桶。由于分离过程没有封闭、半封闭过流结构，也没有死角或障碍物，因此能够行之有效地将污水混合液中大颗粒、纤维物质脱水分离，且分离浓度达TS 30%（干物质含量），解决长期以来螺旋卸料沉降离心机、三足式沉降离心机、管式分离机、碟式分离机、刮刀卸料沉降离心机存在的堵塞问题、纤维缠绕问题、固体卸料难、分离浓度低（TS ≤8%）等问题。

本发明采取对滤网强度要求、密度选择进行定量、分级，分离提取能力在10mm～0.5um任意调节配置，使得同一台机器可以根据需要，对不同直径颗粒进行分离提取、筛选，达到一机多功能能、多用途的目的。因此本发明根据规格尺寸的不同，转速设计设定的不同，滤网的强度密度的不同选择，可对不同品质、浓度的污水垃圾进行分离提取，也可广泛用于粮食、饲料、化工产品等行业的颗粒物质的筛选、分离需要。而目前常见的用于污水处理分离机均为混合分离提取的分离机，不能满足定量、分级分离提取，且分离能力往往≥20um。即使选择高分离能力的精密离心机，但由于污水处理成本问题、堵塞问题以及机器价值问题等而被放弃。

本发明的使用能耗很低，以与螺旋卸料沉降离心机对比为例，通常分离污水混合液TS 4%浓度，颗粒物分离提取能力为40um时，电力消费≥1.8kw·h/吨。而本发明“多功能蝶泳式固液分离机”在分离污水混合液TS 4%浓度、颗粒物分离提取能力为40um时，电力消费≤1.1kw·h/吨。

在功能上，本发明不但一机多功能、多用途，而且通过气液混合器的气液混合，泳流器气浮、曝气，行之有效地改善了污水，尤其是厌氧消化后产出的沼液的分离水平与水体的生化需氧量水体含氧指标，为化学需氧量COD、生化耗氧量BOD₅指标的瞬时改善，起到了非常积极、重要的作用，而这是其它固液分离机所不能做到的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中气液混合器的结构示意图。

图3为本发明中泳流器的结构示意图。

图4为本发明泳流器中固定搅拌翼的俯视结构示意图。

图5为本发明泳流器中固定搅拌翼的剖视结构示意图。

图6为本发明泳流器的涌流器壳体的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

如图1所示，本发明包括固体收集桶2，固体收集桶2上安装有防护罩1，固体收集桶2内部设有液体收集桶3。液体收集桶3内设有蝶栅转子4，蝶栅转子4上安装有滤网5。滤网5根据需要选择安装于蝶栅转子4的内侧壁上。蝶栅转子4由电动机23驱动旋转，具体结构为蝶栅转子4底部安装有传动轴12，传动轴12的下端安装有分离机皮带轮17，分离机皮带轮17与安装在所述电动机23输出轴上的电动机皮带轮24通过传动皮带27相连。

本发明蝶栅转子4呈喇叭形，其下端小、上端口直径较大，呈锥形结构。蝶栅转子4的上端口沿边直径大于液体收集桶3的上端口直径且略高，使从蝶栅转子4旋转挤压分离出来的固体渣料不会落入液体收集桶3内。

本发明蝶栅转子4内安装有与粉碎输送泵34、混合液输送管30、加气机32、与空气输送管31相连接组合的气液混合器33。输送泵34位于污水池35内，工作时通过混合液输送管30向气液混合器33输送待处理的混合液。与此同时，通过加气机32空气输送管31向气液混合器33输送空气，同时送入的混合液与空气在隘口发生初步射流预混合后被送入安装在蝶栅转子4底部内的泳流器6。泳流器6随蝶栅转子4转动，泳流器6与蝶栅转子4装配后一起做动平衡，确保整机运行平衡、平稳。

泳流器6上部与气液混合器33下口部呈间隙性套装配合，气液混合器33下口部伸入长度根据机器的规格大小约30mm～70mm。当气液混合器33预混气液送入泳流器6后，在泳流器6中偏上部位的固定搅拌翼40的干预下形成向下加速运动推力，形成预混气液进一步切割混合并形成气浮效应，通过泳流器6下部的导流栅41形成再分散性切割抛入蝶栅转子4与滤网5内进行固液分离。在混合液中的液体在旋转离心力与滤网5拦截分解作用下，液体透过滤网5被抛入液体收集桶3内。拦截获取的固体物质随着存量逐步累积，在离心力、蝶栅转子4与滤网5几何锥面的折射折引力作用下，固体物质向几何锥面的展开方向形成泳动、滑移，边泳动，边滑移，最终在离心力的作用下，壁体的阻止下挤出水分，保留固体物质直至被抛出蝶栅转子4与滤网5上口，跌入固体收集桶2。

本发明固体收集桶2安装在分离机架20上，其上下端开口，在固体收集桶2的下方设有固体物料承接池21。液体收集桶3的底部设有液体排泄管28。电动机23安装在分离机架20一侧。

本发明传动轴12上可以设成上下两组轴承结构，具体结构包括传动轴紧帽7、防松垫片8、上轴承座密封盖9、上密封件10、传动轴12、轴承座13、下轴承座密封盖16、防松垫片18、紧固螺栓19、防松垫片25和紧固螺栓26，通过两组轴承能保证蝶栅转子4的机械强度与传播的平稳运行。

本发明中渣液粉碎输送泵34可以采用普通污水输送泵，也可以采用具体结构，见中国专利号为ZL201120099522.3公开文件中公开的结构产品。

如图2所示，本发明气液混合器33由涡流发生器36和混合器壳体37组成，空气输送管36与加气机32的出气端相连，混合器壳体37上端与混合液输送管30、粉碎输送泵34相连，混合器壳体37的下端设有导流翼38。

如图3所示，本发明气液混合器33下端的泳流器6包括涌流器壳体39和固定搅拌翼40。固定搅拌翼40固定在涌流器壳体39内部，涌流器壳体39的外侧壁设有位于固定搅拌翼40下方的导流栅41，所述涌流器壳体39固定在蝶栅转子4底部随蝶栅转子4旋转。

本发明的泳流器6偏上部为与气液混合器33的配合段，中偏上部设有固定搅拌翼40，下部有导流栅41。当气液混合器33预混气液送入泳流器6后，在泳流器6中偏上部位的固定搅拌翼40的干预下形成向下加速运动推力，并形成预混气液进一步切割混合形成气浮效应，通过泳流器6下部的导流栅41形成再分散性切割抛入蝶栅转子4与滤网5内进行固液分离。

如图5如示，本发明泳流器6中的固定搅拌翼40将根据多功能蝶泳式固液分离机的规格不同呈4叶或多叶结构，其叶片优选为倾斜一定角度，在与水平面的倾斜几何内角角度为22⁰～52⁰。如图6所示，涌流器壳体39下部周边壁上有贯通导流栅41，导流栅41根据分离物料的不同有柱状，也有放散形翅翼状，通常翅翼与垂直方向呈几何内夹角为45⁰～28⁰度。

本发明的工作过程如下：

打开电器控制台22电源，启动电动机23将动力经电机皮带轮24、传动皮带27、分离机皮带轮17通过传动轴12将动力传送到蝶栅转子4，再启动渣液粉碎输送泵34将污水池35内的混合液通过混合液输送管30送入气液混合器33，同时启动加气机32将压力空气通过空气输送管31送入气液混合器33，当混合液与空气在气液混合器33边混合边进入泳流器6，经泳流器6切割、加速调节后经导流栅41输入蝶栅转子4、滤网5中，在机械动力作用下旋转产生离心力，混合液则在离心力的作用下，液体透过滤网5抛出蝶栅转子4进入液体收集桶3，再经液体收集桶3底部的液体排泄管28输送到配套的储水池；固体物质被拦截于滤网5内，经离心力、蝶锥几何角度折射折引力作用下，固体物质向几何锥面的展开方向形成涌动、滑移，在离心力不断作用下，固体物质边涌动滑移边挤去残余水分直至被抛出蝶栅转子4，跌落于固体收集桶2，再跌落到下方固体物料承接池21，完成固液分离、自动卸出固体物质。根据不同混合液浓度、分离提取率的要求不同，蝶栅转子4的几何角度、尺寸、转速各不相同，同时滤网5的密度、层次、材质、强度也要求不同。

本发明技术的关键部件蝶栅转子4、滤网5、泳流器6、气液混合器33采用不锈钢材料或高强度有机工程塑料、尼龙材料制造，具有机械强度高、抗剪切、耐腐蚀、滤孔致密性稳定性好、磨擦系数低、易于清洁再利用。上密封件10、下密封件15主要采用金属、橡胶、合成材料复合制造。传动皮带27主要由橡胶材料制造。轴承14由特种钢制造。污水池35采用有机工程塑料、金属或混凝土材料生产。

本发明技术产品可广泛用于环境污染治理的污水、混合液固液分离、固体物质提取、水质净化，用于化工、造纸、淀粉、烟酒等行业生产过程的脱水作业或尾料、下脚料回收再利用，也可用于颗粒物质筛选。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同。

Claims

1.一种多功能蝶泳式固液分离机，其特征是它包括固体收集桶（2），固体收集桶（2）上安装有防护罩（1），固体收集桶（2）内部设有液体收集桶（3），液体收集桶（3）内设有蝶栅转子（4），蝶栅转子（4）上安装有滤网（5），蝶栅转子（4）由电动机（23）驱动旋转，所述液体收集桶（3）的底部设有液体排泄管（28），所述蝶栅转子（4）内安装粉碎输送泵（34）的出料端，所述粉碎输送泵（34）位于污水池（35）内，安装在蝶栅转子（4）内的粉碎输送泵（34）出料端连接气液混合器（33），气液混合器（33）的下端设有泳流器（6），所述气液混合器（33）上还连接着加气机（32）的出气端，所述气液混合器（33）包括有涡流发生器(36)和混合器壳体（37），涡流发生器(36)通过空气输送管(31)与加气机（32）连接用于输入空气，混合器壳体（37）上端通过混合液输送管（30）与粉碎输送泵（34）相连输入混合液体。

2.根据权利要求1所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述蝶栅转子（4）呈喇叭形，其上端口直径较大，蝶栅转子（4）底部安装有传动轴（12），传动轴（12）的下端安装有分离机皮带轮（17），分离机皮带轮（17）与安装在所述电动机（23）输出轴上的电动机皮带轮（24）通过传动皮带（27）相连。

3.根据权利要求2所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述固体收集桶（2）安装在分离机架（20）上，其上下端开口，在固体收集桶（2）的下方设有固体物料承接池（21）。

4.根据权利要求2所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述传动轴（12）上设有上下两组轴承结构。

5.根据权利要求1所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述气液混合器（33）下部的泳流器（6）包括有涌流器壳体(39)和固定搅拌翼（40），固定搅拌翼（40）固定在涌流器壳体（39）中部，涌流器壳体(39)的固定搅拌翼（40）下部壁面上设有导流栅（41），所述涌流器壳体(39)固定在蝶栅转子（4）底部随蝶栅转子（4）旋转，所述气液混合器（33）随空气输送管(31)和混合液输送管（30）固定于固体收集桶（2）上，并对准蝶栅转子（4）中心轴线，并伸入泳流器（6）30毫米。

6.根据权利要求1所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述蝶栅转子（4）的上端口沿边直径大于液体收集桶（3）的上端口直径，蝶栅转子（4）的上端口沿高于液体收集桶（3）的上端。

7.根据权利要求1所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述滤网（5）安装在蝶栅转子（4）的内侧壁面上。

8.根据权利要求2所述的多功能蝶泳式固液分离机，其特征是所述电动机（23）安装在分离机架（20）一侧或液体收集桶（3）的下部。