CN103819070B - 一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，提出一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，提出的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，具有由若干个脱水环片（8）上下设置并连接为一体构成的脱水腔；所述的脱水环片（8）上具有向外伸出的凸耳；脱水环片上（8）的所述凸耳为对称设置的两个；上下相邻两个脱水环片（8）交叉放置将若干个上下设置的脱水环片（8）分为两组，每组脱水环片（8）的凸耳上下对应设置；每组上下相邻两个脱水环片（8）的凸耳之间设置有间隙垫片（12）；设置有用以驱动两组脱水环片（8）相对转动一定角度的驱动机构，脱水腔底座的侧壁与脱水腔之间设有反冲清洗通道。本发明具有工作效率高、劳动强度低的特点。

Description

一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构。

背景技术

污水处理厂产生的污泥，通常占污水总量的0.5％至1％，伴随着污水量的增加，污水处理产生的污泥量也随之增加，预计到2015 年全国污水处理量将达到550 亿吨，脱水污泥产生量3500 万吨。目前中国污泥产生量的与日俱增与处理能力严重不足、处理手段严重落后形成尖锐的矛盾，大量的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放，致使许多城市成为了“污泥围城”。针对这种情况，研制出先进的污泥深度脱水技术迫在眉睫。

污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要的环节，其目的是使固体富集，减少污泥体积，为污泥的最终处置创造条件。为使污泥液相和固相分离，必须克服它们之间的结合力，所以污泥脱水所遇到的主要问题是能量问题。针对结合力的不同形式，有目的的采用不同的外界措施可以取得不同的脱水效果。污泥脱水与干化包括自然脱水、机械脱水和热处理干化几种方式。自然脱水的时间长、效率低，场地资源占用严重；热处理干化的能源消耗严重、成本过高；这两种方式很难大范围推广。目前我国一般大中型污水处理厂均采用机械脱水方式降低污泥的含水率。

污泥机械脱水是以多孔性物质为脱水介质，以脱水介质两侧的压力差作为推动力，污泥中的水分被强制通过脱水介质，以滤液的形式排出，固体颗粒被截留在脱水介质上，成为脱水后的滤饼（有时称泥饼），从而实现污泥脱水的目的。常用污泥机械脱水的方法有以下三种：

（1）真空脱水：通过副压方式（抽真空）将污泥内水分排除。

（2）离心脱水：通过离心力将污泥内水分排除。

（3）压滤脱水：通过机械挤压方式将污泥内水分压出，压滤脱水又包括有带式压滤脱水、叠氏压滤脱水和板框压滤脱水。

脱水污泥的含水率高低与污泥性质和脱水原理有关；一般情况下，真空脱水的泥饼含水率为70-80%，离心脱水为80-85%； 压滤脱水中带式压滤脱水的泥饼含水率为80-85%、叠氏压滤脱水的泥饼含水率为80-85%；板框压滤脱水的泥饼含水率为50-80%.

2012年国家规定污泥填埋处置前含水率必须降至60%以下，焚烧处理前含水率必须降至50%以下；可见污泥真空脱水、离心脱水均达不到填埋和焚烧对污泥含水率的要求；

虽然压滤脱水中的板框压滤脱水机脱水泥饼含水率有时可达50%，但效果不稳定；且工作中不能自动卸料,需投入大量的人工辅助进行泥饼清理，滤布需经常清理、更换，运营费用较高，自动化程度很低，操作复杂，效率低下。

发明内容     本发明的目的是提出一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，使其能解决目前污泥深度脱水系统运行过程中不能自动卸料、滤布需经常清理更换、运营费用较高、自动化程度低、劳动强度高、操作复杂、效率低下的问题。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，所述脱水机构的上部与无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的进料压缩机构相连通，下部与无滤布垂直柱塞式污泥高压脱水机的出料机构相连通；所述的脱水机构具有由若干个脱水环片上下设置并连接为一体构成的脱水腔；由若干个脱水环片构成的所述脱水腔由脱水腔底座支撑在出料机构上；所述的脱水环片上具有向外伸出的凸耳；脱水环片上的所述凸耳为对称设置的两个；上下相邻两个脱水环片交叉放置将若干个上下设置的脱水环片分为两组，每组脱水环片的所述凸耳上下对应设置；每组上下相邻两个脱水环片的所述凸耳之间设置有间隙垫片，且间隙垫片的厚度大于脱水环片的厚度，使得上下相邻的两个脱水环片之间具有用以泥水渗出的间隙；所述的脱水机构设置有用以驱动两组脱水环片相对转动一定角度的驱动机构，由驱动机构驱动脱水环片转动，用于清理上下相邻两个脱水环片之间的积堵污泥，以保证溢水间隙的通畅；在所述脱水腔底座的侧壁与脱水腔之间设有反冲清洗通道，所述的反冲清洗通道通过冲洗接头与外接高压水路相连通，对脱水环片之间及脱水环片与脱水腔底座的侧壁之间进行冲洗；在反冲清洗过程中，驱动机构动作，使两组脱水环片相互转动，清理脱水环片之间、脱水环片与脱水腔底座的侧壁之间的积堵污泥。

脱水环片的所述凸耳具有通孔，且脱水环片的所述凸耳的通孔构成连接孔。

所述的间隙垫片位于每组脱水环片的上下相邻两片脱水环片之间，所述的间隙垫片为环形垫片，并通过销轴与脱水环片上凸耳的连接孔联接，与所对应的一组脱水环片连为一体。

所述的脱水腔底座包括有脱水腔底板和夹持块；所述的夹持块为对称设置的两块；所述的脱水腔位于两块夹持块所具有的弧形内壁之间被两块所述夹持块夹持，并坐落在脱水腔底板上；所述的脱水腔底板具有通孔；脱水腔底板上所具有的通孔与脱水腔相连通。

所述夹持块的内壁上具有反冲洗槽，且两块夹持块上所具有的反冲洗槽对称设置；夹持块上所具有的反冲洗槽与脱水腔之间形成反冲清洗通道；所述的反冲清洗通道通过冲洗接头与外接高压水路相连通，使高压水通过冲洗接头进入反冲清洗通道内，对脱水环片之间及脱水环片与夹持块之间进行冲洗。

所述驱动机构为一组，每组为一个，所述的驱动机构与其中一组脱水环片一端的凸耳连接。

所述驱动机构为两组，每组为一个，且两个所述的驱动机构分别与其中一组脱水环片一端的凸耳连接，两组脱水环片的转动方向相反。

所述驱动机构为两组，每组为两个，每组两个所述驱动机构分别与其中一组脱水环片两端的凸耳连接，两组脱水环片的转动方向相反。

所述的脱水机构为上下设置的多个，用以增大透水能力。

所述的多个脱水机构中每个所述脱水机构可单独设置驱动机构。

所述的多个脱水机构中，上下相邻的两个脱水机构可共用驱动机构。

用以驱动脱水环片转动的所述驱动机构为油缸组件或气缸组件。

本发明提出的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，采用由多个脱水环片构成的脱水腔对污泥进行脱水，脱水机构中每组脱水环片的凸耳之间设置有间隙垫片以保证上下相邻两个脱水环片之间的溢水间隙，且每组脱水环片的凸耳分别与相应的驱动机构相连，用以驱动每组脱水环片相互转动以清理上下相邻两个脱水环片之间的积堵污泥；夹持块与脱水腔之间所具有反冲清洗通道，用以定时清理脱水腔与夹持块之间、脱水环片之间的积堵污泥，使得脱水机构在工作过程中无需人工辅助清理，永不堵塞，免去了一般脱水机清理、更换滤布的复杂过程；脱水及出料过程均按设定程序自动完成，整个工作循环无需人工辅助可实现自动控制，连续工作；解决了目前污泥深度脱水系统运行过程中不能自动卸料、滤布需经常清理更换、运营费用较高、自动化程度低、操作复杂、效率低下等问题；并具有无堵塞、效率高、寿命长的特点，广泛适用于工业及民用污水处理系统的污泥处理工程；下表给出采用本发明脱水机构的脱水机与脱水能力相当的板框脱水机的关键性能比较：

性能	板框脱水机	本发明
			自动出料	不能，需人工卸料	能
自动化程度	断续工作	按程序连续工作
			每个工作循环时间	60-240分钟	10-30分钟
维护周期	4-6个月	24-36个月
			适合污泥种类	非油性污泥	全部污泥

附图说明

图1-1本发明的结构示意图。

图1-2为图1-1的侧视图。

图2是图1-1的A向视图。

图3为本发明中脱水环片组装的结构示意图。

图4为本发明与进料压缩机构和出料机构的联接结构示意图

图5为本发明与出料机构的联接结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为本发明中出料机构的结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为本发明中第一种驱动机构的结构示意图。

图10为图9的工作过程示意图。

图11为本发明中第二种驱动机构的结构示意图。

图12为图11的工作过程示意图。

图13为本发明中第三种驱动机构的结构示意图。

图14为图13的工作过程示意图。

图15为本发明中第四种驱动机构的结构示意图。

图16为图15的工作过程示意图。

图17为本发明中多层脱水机构垂直叠加后与驱动机构连接的第一种结构示意图。

图18为本实用新型中多层脱水机构垂直叠加后与驱动机构连接的第二种结构示意图。

图19为本实用新型的工作过程示意图。

图中：1、压缩油缸，2、污泥缸筒，3、连接座板，4、清洁油缸，5、夹持块，6、叉接头，7、销轴，8、脱水环片，9、冲洗接头，10、连接销轴，11、支座，12、间隙垫片，13、上夹板，14、支架，15、闸板油缸，16、闸板，17、下夹板，18、调整垫片Ⅰ，19、调整垫片Ⅱ，20、支撑板，21、脱水腔底板，22、底座，23、耐磨环，24、调整垫片Ⅲ，A、污泥进泥口，B、污泥出泥口，C、反冲洗槽。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1-1、图1-2、图2所示，一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，所述的脱水机构具有由若干个脱水环片8上下设置并连接为一体构成的脱水腔；所述的脱水腔由脱水腔底座支撑在出料机构上；所述的脱水腔底座包括有脱水腔底板21和夹持块5；所述的夹持块5为对称设置的两块且位于脱水腔底板21上；所述的脱水腔位于两块夹持块5所具有的弧形内壁之间并被两块所述夹持块5夹持，并坐落在脱水腔底板21上；所述的脱水腔底板21为具有通孔的长方形结构；脱水腔底板21上所具有的通孔与脱水腔相连通，且脱水腔底板21通孔的直径不小于脱水腔的内腔直径；结合图3，所述的脱水环片8上具有向外伸出的凸耳且所述的凸耳具有通孔构成连接孔；脱水环片8上的所述凸耳为对称设置的两个；上下相邻两个脱水环片8的凸耳相互交错设置；上下相邻两个脱水环片8交叉放置将若干个上下设置的所述脱水环片8分为两组，每组脱水环片8的所述凸耳上下对应设置；所述的脱水环片8为金属环片，结合图2，每组上下相邻两个脱水环片8的所述凸耳之间设置有间隙垫片12，且所述的间隙垫片12的厚度大于脱水环片8的厚度，使得上下相邻的两个脱水环片8之间具有用以泥水渗出的间隙；所述的间隙垫片12为环形垫片，所述的间隙垫片12位于每组脱水环片8的上下相邻两片脱水环片8之间，并通过销轴7与脱水环片8上凸耳的连接孔联接，与所对应的一组脱水环片8连为一体。结合图1，设置有用以驱动两组脱水环片8相对转动一定角度的驱动机构，由驱动机构驱动脱水环片8转动，用于清理上下相邻两个脱水环片8之间的积堵污泥，以保证溢水间隙的通畅；如图15、16所示，该实施例中，所述的驱动机构为两组，两组所述驱动机构分别与两组脱水环片8连接，两组脱水环片8的转动方向相反；所述的驱动机构为清洁油缸4，清洁油缸4通过销轴10和支座11被固定在夹持块5的侧壁上，清洁油缸4的活塞杆通过销轴7、叉接头6与脱水环片8凸耳上的连接孔连接；由清洁油缸4驱动每组脱水环片转动，用于清理上下相邻两个脱水环片8之间的积堵污泥，以保证溢水间隙的通畅；

如图1-1所示，所述夹持块5的内壁上具有反冲洗槽C，且两块夹持块上所具有的反冲洗槽C对称设置；夹持块5上所具有的反冲洗槽C与脱水腔之间形成反冲清洗通道；所述的反冲清洗通道通过冲洗接头9与外接高压水路相连通，使高压水通过冲洗接头9进入反冲清洗通道内，对脱水环片8之间及脱水环片8与夹持块5之间进行冲洗。

如图4、图5、图6所示，所述脱水机构的上部与无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的进料压缩机构相连通，下部与无滤布污泥高压脱水机的出料机构相连通；所述的进料压缩机构包括有污泥缸筒2和压缩油缸1；所述的污泥缸筒2上具有与外接进料系统相连通的污泥进泥口A；进料系统与污泥进泥口A之间设置有污泥泵，并配有进料控制开关，通过控制污泥泵的工作时间或工作压力对污泥泵的进料过程进行控制；所述的压缩油缸1设置在污泥缸筒2上部，压缩油缸1外部活塞杆的端部连接有用以污泥压缩的活塞，且所述的活塞位于污泥缸筒2内，与污泥缸筒相配合组装构成一体的进料压缩机构，用以对进入污泥缸筒2内的污泥进行压缩脱水；所述的压缩油缸1可采用单级油缸或多级油缸型式，具有污泥压缩脱水和污泥出料两种功能，油缸压力最高可达42MPa以上；所述的污泥缸筒2通过连接座板3坐落在脱水机构上，且所述的脱水机构与所述的污泥缸筒2相连通，使进入污泥缸筒2内的污泥在压缩油缸1的作用下进入脱水机构；

在污泥缸筒2进料的同时驱动机构动作，使上下相邻的脱水环片8之间保持相对转动，脱水环片8之间的污泥不断得到清理，同时进入到脱水腔的污泥水分从上下相邻两个脱水环片8之间的间隙溢出；进料完成后，压缩油缸1动作对进入污泥缸筒2内的污泥进行压缩脱水，污泥水分继续从上下相邻两个脱水环片8之间的间隙溢出，湿污泥经深度脱水后被压制成污泥块；压缩脱水过程中若驱动机构同时动作，可以使脱水腔内的污泥水分充分溢出；

如图4、图7、图8所示，所述的出料机构具有污泥出泥口B和用以封闭或打开污泥出泥口B的闸板16；所述的污泥出泥口B由中心具有通孔的底座22和设置在底座上的耐磨环23构成；所述的耐磨环23位于脱水腔底板21下部，并与脱水机构对应设置；所述耐磨环23的两侧分别设置有固定在底座22上的支撑板20，两块所述支撑板20的上下端面上分别固定有上夹板13和下夹板17；所述上夹板13和下夹板17之间形成用以闸板16滑动的滑道；所述闸板16位于所对应的滑道内；所述的闸板16与推拉油缸15外部的活塞杆连接，所述的推拉油缸15固定在与支撑板20相连接的支架14上；在推拉油缸15的作用下，所述的闸板16滑动至耐磨环23与脱水腔底板21之间封闭污泥出泥口B；在进料和压缩脱水的过程中，所述的闸板16封闭污泥出泥口B；压缩脱水过程完成后，打开闸板16，所述的污泥出泥口B与脱水腔相连通，使经深度脱水后的污泥块经污泥出泥口B排出。

如图7、8所示，所述的脱水腔底板21与支撑板20之间设置有若干调整垫片Ⅲ24，且调整垫片Ⅲ24的上端面与闸板16的上端面平齐，在闸板16的推拉过程中，闸板16与耐磨环23之间由于摩擦相互产生磨损，使闸板16下沉，导致闸板16的上端面与脱水腔底板21的下端面的间隙增大，可通过减少调整垫片Ⅲ24的数量或厚度保证脱水腔底板21与闸板16之间的密封性。

所述支撑板20与上夹板13之间设置有若干调整垫片Ⅰ18，在闸板16的推拉过程中，闸板16与下夹板17之间由于摩擦相互产生磨损，使闸板16下沉，导致闸板16上端面与上夹板13的下端面的间隙增大，可通过减少调整垫片Ⅰ18的数量或厚度保证闸板16在滑道之间配合的紧密性。

如图1、图4所示，所述的污泥缸筒2通过连接座板3坐落在脱水腔底座的夹持块5上，且连接座板3与夹持块5之间设置有若干调整垫片Ⅱ19，在脱水腔相对于脱水腔底板21转动时，位于脱水腔最下层的脱水环片8与脱水腔底板21之间会由于摩擦产生磨损，使所述的脱水腔下沉，导致连接座板3与脱水腔之间的间隙变大，为了保证连接座板3与脱水腔之间的上下间隙，可减少调整垫片Ⅱ19的数量或厚度。

如图9、图10所示，所述驱动机构为一组，每组为一个，所述的驱动机构与其中一组脱水环片一端的凸耳连接。

如图11、图12所示，所述驱动机构为两组，每组为一个，且两个驱动机构分别与两组脱水环片一端的凸耳连接，两组脱水环片的转动方向相反。

如图13、图14所示，所述驱动机构为两组，每组为一个，且两个驱动机构分别与两组脱水环片一端的凸耳连接，两组脱水环片的转动方向相反。

如图17所示，为了增大透水能力所述的脱水机构可为上下设置多个，多个所述的脱水机构中每个所述的脱水机构可单独设置驱动机构，或，如图18所示，所述的多个脱水机构中，上下相邻的两个所述的脱水机构也可共用驱动机构。

利用上述无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构进行污泥脱水的具体步骤如下：

1）先对进料系统内的湿污泥进行预处理，改善湿污泥脱水性能；

2）将经过步骤1）处理过湿污泥由污泥缸筒的污泥进泥口A送入污泥缸筒2，同时，启动清洁油缸4，使两组脱水环片8相对转动，因在污泥的输送过程中存在预压力， 在进料过程中即有部分滤液从脱水环片8之间的间隙向两侧溢出，对湿污泥进行初步脱水；

3）当污泥泵的工作达到预设的压力或时间后，污泥缸筒2内污泥已按要求充满，污泥泵停止送料，同时根据污泥性质和脱水率要求的不同，清洁油缸4可停止工作或继续工作；

4）压缩油缸1工作，对污泥缸筒2内的污泥进行压缩，继续使污泥水分通过脱水环片8之间的间隙向两侧溢出，对湿污泥进行深度脱水，当压缩油缸1的工作达到预设的压力或时间后停止压缩，至此完成污泥的脱水工作；

5）推拉油缸15工作，拉动闸板16打开污泥出泥口B，压缩油缸1再次工作，将脱水后的泥块从污泥出泥口B推出，然后压缩油缸1的活塞杆回位，推拉油缸15工作，推动闸板16关闭污泥出泥口B；

6）压力水路通过冲洗接头9进入反冲清洗通道内，对脱水环片8之间及脱水环片8与夹持块5之间进行冲洗；同时清洁油缸4反复推拉，清理出脱水环片8之间的积堵污泥，完成一个工作循环。

在工作过程中，脱水环片8与污泥接触会产生磨损，使得上下相邻的脱水环片8之间的脱水间隙增大，调整脱水环片8之间的间隙垫片12的厚度将会保证脱水环片8之间的合理间隙并延长脱水环片8的使用寿命。

Claims (7)

1.一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：所述的脱水机构的上部与无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的进料压缩机构相连通，下部与无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的出料机构相连通；所述的脱水机构具有由若干个脱水环片（8）上下设置并连接为一体构成的脱水腔；由若干个脱水环片构成的所述脱水腔由脱水腔底座支撑在出料机构上；所述的脱水环片（8）上具有向外伸出的凸耳；脱水环片上（8）的所述凸耳为对称设置的两个；上下相邻两个脱水环片（8）交叉放置将若干个上下设置的脱水环片分（8）为两组，每组脱水环片（8）的所述凸耳上下对应设置；每组上下相邻两个脱水环片（8）的所述凸耳之间设置有间隙垫片（12），且间隙垫片（12）的厚度大于脱水环片的厚度，所述的脱水机构设置有用以驱动两组脱水环片（8）相对转动一定角度的驱动机构，所述的驱动机构驱动脱水环片（8）转动，用于清理上下相邻两个脱水环片（8）之间的积堵污泥，保证溢水间隙的通畅；在脱水腔底座的侧壁与脱水腔之间设有反冲清洗通道，所述的反冲清洗通道通过冲洗接头（9）与外接高压水路相连通，对脱水环片之间及脱水环片与脱水腔底座的侧壁之间进行冲洗；在反冲清洗过程中，驱动机构动作，使两组脱水环片相互转动，清理脱水环片之间、脱水环片与脱水腔底座的侧壁之间的积堵污泥；所述的脱水腔底座包括有脱水腔底板（21）和夹持块（5）；所述的夹持块（5）为对称设置的两块；所述的脱水腔位于两块夹持块（5）所具有的弧形内壁之间被两块所述夹持块（5）夹持，并坐落在脱水腔底板（21）上；所述的脱水腔底板（21）具有通孔；脱水腔底板（21）上所具有的通孔与脱水腔相连通；所述夹持块（5）的内壁上具有反冲洗槽C，且两块夹持块（5）上所具有的反冲洗槽C对称设置；夹持块（5）上所具有的反冲洗槽C与脱水腔之间形成反冲清洗通道；所述的反冲清洗通道通过冲洗接头（9）与外接高压水路相连通，使高压水通过冲洗接头（9）进入反冲清洗通道内，对脱水环片（8）之间及脱水环片（8）与夹持块（5）之间进行冲洗。

2.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：脱水环片（8）的所述凸耳具有通孔，且脱水环片（8）的所述凸耳的通孔构成连接孔。

3.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：脱水环片（8）的所述凸耳具有通孔，且脱水环片（8）的所述凸耳的通孔构成连接孔；所述的间隙垫片（12）位于每组脱水环片（8）的上下相邻两片脱水环片（8）之间，所述的间隙垫片（12）为环形垫片，并通过销轴（7）与脱水环片（8）上凸耳的连接孔联接，与所对应的一组脱水环片（8）连为一体。

4.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：所述驱动机构为一组，每组为一个，所述的驱动机构与其中一组脱水环片（8）一端的凸耳连接。

5.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：所述驱动机构为两组，每组为一个，且两个所述的驱动机构分别与其中一组脱水环片（8）一端的凸耳连接，两组脱水环片（8）的转动方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：所述驱动机构为两组，每组为两个，每组两个所述驱动机构分别与其中一组脱水环片（8）两端的凸耳连接，两组脱水环片（8）的转动方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种无滤布垂直压缩污泥高压脱水机的脱水机构，其特征在于：所述的脱水机构为上下设置的多个，用以增大透水能力；多个脱水机构中每个所述脱水机构单独设置驱动机构；或，多个脱水机构中，上下相邻的两个脱水机构共用驱动机构。