CN102951778B - 一种应用于污泥中的杂质筛分收集装置 - Google Patents
一种应用于污泥中的杂质筛分收集装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种应用于污泥中的杂质筛分收集装置，由杂质筛分系统、杂质收集系统和尾水收集系统组成。本发明采用两端弯曲成多段弧筛网形成多个倾斜U形通道，含杂质的污泥混合液进入U型微网通道，部分杂质被筛网截留，小于筛网孔径的杂质颗粒、污泥絮体及间隙水透过筛网，被分离至尾水收集系统，汇集后排出系统。筛网上的杂质颗粒在外界机械力的振动作用下，在U形槽内沿弧形轨迹水平往复振动，整个过程为连续流，利用进口到出口处的高低位差沿U型通道一边逐渐形成直径越来越大的棒状污泥杂质混合物，一边脱水，在出口处利用自身重量断裂被分离至杂质收集系统，在杂质收集系统内汇集后集中外运。本发明装置动力消耗低、噪声少，工作稳定性好，筛网易于拆卸、清洗，且分离出的物料含水率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于污泥中的杂质筛分收集装置，适用于水环境治理领域污泥中杂质的分离、脱水与收集，尤其适用于筛网污泥杂质分离设备，亦可用于污泥的浓缩和初级程度的脱水。
背景技术
我国大型污水厂由于雨污合流及长距离输送等原因而导致进水杂质含量高且成分复杂，包括各种形态的有机、无机杂质，如瓜子壳、辣椒皮、毛发纤维、砂粒等，其中许多杂质的有效粒径小于1mm，难以被传统的细格栅去除，将随水流进入沉砂池、初沉池、生物反应池及后续的污泥处理系统，而其中重质杂质将在构筑物底部沉淀并随工艺运行周期的延长而累积，特别是在污泥处理系统中，由于污泥浓缩的作用，污泥中的杂质含量将远高于进水中的杂质含量，而这些高浓度的杂质将引起管道、水泵及脱水设备等的堵塞、磨损，缠绕搅拌机，形成浮渣层，降低污泥成饼率等问题。本专利申请单位针对剩余活性污泥及初沉污泥，利用筛网分离技术，成功开发了一种污泥杂质分离新方法（专利号：201110298405），实现了污泥杂质混合液中杂质的有效分离。该筛网污泥杂质分离方法同样可以解决自来水厂污泥、化学污泥、市政通沟污泥、河道疏浚污泥等杂质和污泥的分离问题。
目前，国内除了本专利申请单位开发的污泥杂质分离设备外尚没有同类设备。国外专门针对污泥杂质分离的设备较多，但在分离精度上目前仅能达到3mm以上，并且流量与进料的污泥浓度有着显著相关性。
本专利申请单位开发的污泥杂质分离设备，其在原理、组成、构型和分离效果上均和国外设备有显著不同。经过污泥杂质分离设备排出的最终杂质具有杂质含量高（>50g/L）、粒度分布广（>0.2--0.38mm）、种类复杂多变、粘度高等特点，但是分离出的杂质由于是含水率较高（大于80%）的流体，在存放以及运输上存在一定的难度，因此如何将筛网杂质分离设备分离出的杂质进一步脱水、固体化并集中收集外运，国内外目前还没有现成的设备可以满足投资省、运行费用低、管理简单、占地小的要求。
国内外已开发并投入生产的颗粒物筛分装置有很多，如振动筛分混合装置（专利号：02224525），应用于建筑楼房及公路地基处理中石灰与土混合过筛；生物肥料低温烘干筛分机（专利号：00234296），适用于生物肥料和复混肥料的烘干与筛分；用来分选颗粒物料的分离器（专利号：86104771），适用于气体中悬浮颗粒物不同粒度颗粒的分离；分析已有的筛分装置，均针对一种或一类特定的物料，而对于高浓度杂质污泥混合液，由于其具有高含水含渣率并有一定粘度的特性，根本无法用现有的筛分装置来处理，这些筛分设备的筛网很快就会堵塞，因此，开发一种适用于水环境治理领域，与筛网污泥杂质分离设备相配套的杂质自动筛分收集装置，能有效解决尾水脱水、固体化以及收集的问题，降低杂质含水率，减小其流动性，使其能得到更好地运输和处理处置，并对筛网杂质分离设备的工程化应用和推广起着积极的作用。
本专利是为了完善前述污泥杂质分离设备，破解初沉污泥中高浓度杂质影响而开发的配套设备，取名为杂质筛分收集装置。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于高浓度杂质污泥混合液的应用于污泥中的杂质筛分收集装置，能够将混合液中的杂质高效地分离，降低其含水率，并由流体凝聚为没有流动性的固体，便于集中收集处理处置，配套于筛网污泥杂质分离设备，具有动力消耗低、噪声少、工作稳定，便于维护等特点。
本发明提出的应用于污泥中的杂质筛分收集装置，包括杂质筛分系统1、杂质收集系统2和尾水收集系统3；
其中：杂质筛分系统1由筛网8、筛框9、板条10、电机12、传动轴13和柔性连接结构14组成，所述筛框9通过柔性连接结构14固定于支架4上，若干个板条10平行布置于筛框9内，将其分成若干个U型通道11，每个U型通道11上均设有筛网8，所述筛网8两侧固定于相邻的两个板条10上；杂质筛分系统1顶端设有配料槽5，所述配料槽5通过倾斜流槽6连接U型通道11顶端；所述筛框9通过传动轴13连接电机12；所述U型通道11与水平面呈倾斜状态；
杂质收集系统2由电机和传送装置15连接组成，杂质收集系统2通过斜板7与杂质筛分系统1连接，且斜板7位于U型通道11底部；所述斜板7与水平面呈倾斜状态；
尾水收集系统3位于杂质筛分系统1的正下方；
进料混合液通过倾斜流槽6进入杂质筛分系统1，在重力作用下，沿U型通道11自由滑落，U型通道11通过电机12提供动力，传动轴13带动筛框9及筛网8沿U型通道11的垂直断面进行水平往复运行；在U型通道11内，混合液中大部分小于筛网8孔径的杂质颗粒、污泥絮体及间隙水在离心力和惯性力的作用下透过筛网8，被分离至尾水收集系统3内，汇集后排出尾水收集系统3；而大于筛网孔径的杂质以及小部分小于筛网8孔径的杂质颗粒和污泥絮体由于粘结作用凝聚成棒状杂质团，并在U型通道11底部在重力作用下断裂，沿出料斜板6滑落至杂质收集系统2的传送装置15上，被分离出系统外。
本发明中，所述筛网8的孔径小于等于主体杂质分离设备的筛网孔径。
本发明中，使用本装置时，筛网8的振动方向与配合液的运行方向相互垂直。
本发明中，配料槽中的污泥杂质混合液通过多格倾斜流槽均匀分配在杂质筛分器每格筛网的U型通道内。通过电机提供动力，传动轴带动筛框以及筛网形成的U型通道进行水平往复运动。筛网的振动作用对U型通道内的污泥杂质混合液起到了一定振动筛分的作用，并在离心力和惯性力的作用下，大部分小于筛网孔径的杂质颗粒、污泥絮体以及污泥絮体之间的间隙水透过筛网被分离至下方的尾水收集系统内；而大于筛网孔径的杂质、小部分小于筛网孔径的杂质以及污泥絮体由于污泥的粘性而被截留在筛网的U型通道内，从而达到污泥杂质分离、脱水的效果，并且越靠近出口处，含水率及含泥率越低。与此同时，筛网的柔软性使得污泥杂质混合液在振动筛分过程中沿U型通道进行一定曲度的弧线运动，由于污泥的粘性以及较长的运动轨迹，使得被截留的杂质和少量污泥逐渐形成棒状固态物质。在连续进料的推动力和U型通道具有向下坡度而提供的重力作用下，料液整体前行，逐步运动至出口处。因为固态物质的流动性远小于流态物质，即流速小于流态物质。同时，含水率越小、截面积越大，前行的速度就越小。因此在相同的流量下，固态物质的截面面积大于流态物质，从而使得棒状固态物质在向前运动的过程中逐步变粗，直至达到一定平衡，即含水率及含泥率的平衡。物料运动至出口处因重力作用而断裂，被逐段分离，通过出料斜板进入杂质收集系统后集中外运、处理处置。
本发明具有以下优点：
（1）本发明杂质筛分收集装置适用于高杂质污泥混合液的分离与收集，尤其适用于筛网污泥杂质分离设备。
（2）本发明杂质筛分收集装置在机械力的振动作用下，利用杂质颗粒间隙污泥的粘性作用，形成稳定结构的杂质团，含水率低，便于收集和外运。
（3）本发明杂质筛分收集装置采用一定孔径、材质和机械强度的筛网，能有效分离含杂质的混合液，并易于拆卸和清洗。
（4）本发明杂质筛分收集装置动力消耗低、噪声少，工作稳定性好，维护简便，对操作人员要求低。
附图说明
图1 是本发明杂质筛分收集装置的外观示意图；
图2是本发明杂质筛分收集装置的内部结构图（西南轴测图）；
图3是本发明杂质筛分收集装置的内部结构图（东南轴测图）；
图4是本发明装置中使用的筛网及筛框结构示意图。
图中标号：1为杂质筛分系统，2为杂质收集系统，3为尾水收集系统，4为支架，5为配料槽，6为倾斜流槽，7为斜板，8为筛网，9为筛框，10为板条，11为U型通道，12为电机，13为传动轴，14为柔性连接结构，15为传送装置。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
如图1-图3所示，本发明杂质自动筛分收集装置由杂质筛分系统1、杂质收集系统2、尾水收集系统3组成；杂质筛分系统1由配料槽5，筛网8、筛框9、板条10，U型通道11，电机12、传动轴13和柔性连接结构14组成，配料槽5位于杂质筛分系统1的顶端，通过多格倾斜流槽6与U型通道11连接，U型通道11由一定孔径和机械强度的筛网8和板条10构造而成，整个筛框9通过柔性连接结构14固定在支架4上；U型通道底部通过斜板7与杂质收集系统2连接，杂质收集系统2由传送装置15和电机组成；尾水收集装置3位于杂质筛分系统1的正下方。
首先，配料槽5中的高浓度杂质污泥混合液通过多格倾斜流槽6均匀分配在杂质筛分系统1的顶端，在重力作用下，沿U型通道11自由下落。在下落过程中，通过电机提供动力，传动轴带动筛框及筛网沿U型通道的垂直断面进行水平往复运动。由于筛网的振动作用，在U型通道11内，混合液中大部分小于筛网8孔径的杂质颗粒、污泥絮体及间隙水在离心力和惯性力的作用下透过筛网8，被分离至尾水收集系统3内，汇集后排至体系外；而混合液中大于筛网孔径的杂质颗粒以及小部分小于筛网8孔径的杂质颗粒和污泥絮体由于污泥的粘性而被截留在筛网上，并在较长的运动轨迹中，逐渐形成棒状固态物质，即杂质团16，在靠近出口处，含水率及含泥率最低。在连续进料的推动力以及U型通道具有向下坡度而提供的重力作用下，料液整体前行，逐步运动至出口处。在出口处棒状杂质团16因重力作用而断裂，被逐段分离，通过出料斜板7至传送装置15上，随后集中收集外运、处理处置。
[实施例1]
在筛网污泥杂质分离设备处理剩余活性污泥中使用本发明，主体设备引入清洗水洗涤杂质，尾水中污泥浓度1g/L，杂质浓度15g/L，筛分装置中筛网材质选用40目涤纶网，经杂质筛分收集装置处理后的杂质团含水率为75%，污泥占总固体量2.5%。
[实施例2]
在筛网污泥杂质分离设备处理初沉污泥中使用本发明，主体设备引入清洗水洗涤杂质，尾水中污泥浓度5g/L，杂质浓度30g/L，筛分装置中筛网材质选用30目涤纶网，经杂质筛分收集装置处理后的杂质团含水率为78.5%，污泥占总固体量12.5%。
[实施例3]
在筛网污泥杂质分离设备处理初沉污泥中使用本发明，主体设备不引入清洗水洗涤杂质，出料中污泥浓度50g/L，杂质浓度40g/L，筛分收集装置中筛网材质选用30目涤纶网，经杂质筛分收集装置处理后的杂质团含水率为76.2%，污泥占总固体量34.6%。
Claims (3)
1.一种应用于污泥中的杂质筛分收集装置，其特征在于：包括杂质筛分系统(1)、杂质收集系统(2)和尾水收集系统(3)；
其中：杂质筛分系统(1)由筛网(8)、筛框(9)、板条(10)、电机(12)、传动轴(13)和柔性连接结构(14)组成，所述筛框(9)通过柔性连接结构(14)固定于支架(4)上，若干个板条(10)平行布置于筛框(9)内，将其分成若干个U型通道(11)，每个U型通道(11)上均设有筛网(8)，所述筛网(8)两侧固定于相邻的两个板条(10)上；杂质筛分系统(1)顶端设有配料槽(5)，所述配料槽(5)通过倾斜流槽(6)连接U型通道(11)顶端；所述筛框(9)通过传动轴(13)连接电机(12)；所述U型通道(11)与水平面呈倾斜状态；
杂质收集系统(2)由电机和传送装置(15)连接组成，杂质收集系统(2)通过斜板(7)与杂质筛分系统(1)连接，且斜板(7)位于U型通道(11)底部；所述斜板(7)与水平面呈倾斜状态；
尾水收集系统(3)位于杂质筛分系统(1)的正下方；
进料混合液通过倾斜流槽(6)进入杂质筛分系统(1)，在重力作用下，沿U型通道(11)自由滑落，U型通道(11)通过电机(12)提供动力，传动轴(13)带动筛框(9)及筛网(8)沿U型通道(11)的垂直断面进行水平往复运行；在U型通道(11)内，混合液中大部分小于筛网(8)孔径的杂质颗粒、污泥絮体及间隙水在离心力和惯性力的作用下透过筛网(8)，被分离至尾水收集系统(3)内，汇集后排出尾水收集系统(3)；大于筛网孔径的杂质以及小部分小于筛网(8)孔径的杂质颗粒和污泥絮体由于粘结作用凝聚成棒状杂质团，并在U型通道(11)底部在重力作用下断裂，沿出料斜板(6)滑落至杂质收集系统(2)的传送装置(15)上，被分离出系统外。
2.根据权利要求1所述的应用于污泥中的杂质筛分收集装置，其特征在于所述筛网(8)的孔径小于等于主体杂质分离设备的筛网孔径。
3.根据权利要求1所述的应用于污泥中的杂质筛分收集装置，其特征在于使用本装置时，筛网(8)的振动方向与配合液的运行方向相互垂直。
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