CN104014193B - 污泥深度脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥深度脱水装置，包括电机、前段脱水装置和后段脱水装置，所述的前段脱水装置包括第一转鼓和螺旋推送器，在电机与第一转鼓、螺旋推送器之间设有第一差速器，螺旋推送器位于第一转鼓内，第一转鼓内设有第一排水口，前段脱水装置与后段脱水装置之间设有第二差速器，后段脱水装置包括第二转鼓和螺旋压滤器，所述的螺旋压滤器位于第二转鼓内，在第一转鼓和第二转鼓之间设有污泥输送机构，在螺旋压滤器上设有过滤层和排水通道，排水通道通过过滤层与第二转鼓相连通。采用本发明，前段脱水装置主要通过离心的方式滤除污水中的水分，后段脱水装置采用离心及压滤的方式对污水进一步处理，可连续运行、生产效率高、脱水后含水率低。

Description

污泥深度脱水装置

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体地说是一种用于污泥处理的污泥深度脱水装置。

背景技术

污水处理过程中会产生大量的污泥，其质量约占处理水量的0.3％-0.5％，污泥的处理投资及运行成本非常巨大，用于污泥处理的费用一般占污水处理厂运行费用的20％-50％，给污水处理带来了沉重的负担。根据国家相关规定，对污泥出厂含水率都有一定的要求(60％以下)，必须对污泥进行脱水，使含水率将至一定的数值之后才能进行后续处理，所以，对污泥进行脱水是污水处理的关键工序。

污泥脱水的方法主要有自然干化法、机械脱水法和造粒法，自然干化法已无法满足现代化工业的污水处理的需求，其中机械脱水是使用最广的一种，机械脱水主要有压滤、离心脱水等几种方法，相应设备主要有带式压滤脱水机、离心脱水机、板框式压滤脱水机、螺旋式压榨脱水机等。带式压滤脱水机、离心脱水机、螺旋压榨式脱水机为连续运行，生产效率高，但是只能将污泥脱水至含水率75％-80％之间；板框式压滤脱水机虽然可以将污泥脱水至含水率60％，但是由于其为间歇式运行，生产效率低，且占地面积、噪声大。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的脱水后含水率高、无法连续生产运行的问题，提供了一种可连续运行、生产效率高、脱水后含水率低的污泥深度脱水装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的污泥深度脱水装置，包括电机、前段脱水装置和后段脱水装置，所述的前段脱水装置包括第一转鼓和螺旋推送器，在所述的电机与第一转鼓、螺旋推送器之间设有第一差速器，所述的螺旋推送器位于第一转鼓内，第一转鼓内设有第一排水口，前段脱水装置与后段脱水装置之间设有第二差速器，所述的后段脱水装置包括第二转鼓和螺旋压滤器，所述的螺旋压滤器位于第二转鼓内，在第一转鼓和第二转鼓之间设有污泥输送机构，所述的在螺旋压滤器上设有过滤层和排水通道，所述的排水通道通过过滤层与第二转鼓相连通。

采用以上结构，本发明与现有技术相比，具有以下优点：采用本发明，由两级脱水装置进行脱水，前段脱水装置主要通过离心的方式滤除污水中的水分，由于污泥颗粒和水的密度不同，污泥分布在外层，污水分布在内层，经过前段脱水装置的处理，可将含水率98％的污水处理为含水率达80％的污泥，污泥输送机构将第一转鼓内的污泥输送至第二转鼓内，后段脱水装置采用离心及压滤的方式对污水进行进一步处理，离心和压滤同步，从而大大降低了污水的含水率，使污泥出口出来的污泥含水率达到要求，本发明可连续运行、生产效率高、脱水后含水率低。

作为改进，所述的螺旋压滤器与第二转鼓之间形成多个压滤腔室，所述的多个压滤腔室沿污泥移动方向依次缩小；采用该设计，各腔室的体积根据不同腔室内含水率不同而设计，污泥在离心压滤过程中，体积不断减小，产生的内压不断缩小污泥容积，达到脱水的目的，使得污泥出口处的污泥能达到所要求的含水率。

作为改进，所述的螺旋压滤器包括第二螺旋轴和螺旋压滤叶片，所述的螺旋压滤叶片由弹性材料制成，螺旋压滤叶片内设有高压流体通道，通过动力源往高压流体通道内通入高压流体以膨胀螺旋压滤叶片。这样，通过高压流体膨胀挤压污泥，从而实现压滤，提高脱水效率，并降低含水率。

作为改进，所述的排水通道设于螺旋压滤器内，排水通道上排布有相互连通的孔隙，所述的孔隙位于过滤层的内侧；在螺旋压滤器的挤压下，压滤出的液体经过滤层过滤后进入孔隙，最后由排水通道排出。

作为改进，每一圈的螺旋压滤叶片的两侧均设有限位挡圈；限位挡圈的作用在于防止螺旋压滤叶片轴向窜动。

作为改进，所述的排水通道设有横向固定环，所述的高压流体通道内设有径向固定环；横向固定环目的在于高压流体膨胀螺旋压滤叶片时，能够防止因挤压而造成排水通道封闭的现象，径向固定环可以防止因叶片膨胀而造成螺旋压滤叶片与第二转鼓之间受力过大，消除其对螺旋压滤器的转动的影响。

作为改进，所述的第二转鼓的后端设有端板，所述的端板上设有过滤层，端板上过滤层的内侧设有孔隙。这样，便可以通过端板处的过滤层和孔隙挤压出液体，进一步降低了含水率。

作为改进，在螺旋压滤器的后端处、第二转鼓的内底部位置设有压力传感器，并开设有污泥出口，在污泥出口处设有用于开启和关闭污泥出口的闸板阀。这样，由于污泥的含水率与压力之间存在关联性，可以通过压力传感器的压力来判断是否达到要求的含水率，从而便于调节出口污泥的含水率。

作为改进，所述的排水通道上设有气泵和第二出水口，挤压进入排水通道的液体通过第二出水口排出，在脱水结束后，通过气泵将高压气体充入到排水通道内，对堵塞在孔隙及过滤层上的污泥颗粒进行清洗。有效地防止了污泥颗粒堵塞孔隙和过滤层的现象，从而保障设备的正常运行。

附图说明

图1为本发明的污泥深度脱水装置示意图；

图2为附图1的A-A剖面图；

图3为附图1的局部放大图。

如图所示，1、电机，2、第一转鼓，3、螺旋推送器，3.1、第一螺旋轴，3.2、螺旋离心叶片，4、第一差速器，5、第一排水口，6、第二差速器，7、第二转鼓，8、螺旋压滤器，8.1、第二螺旋轴，8.2、螺旋压滤叶片，9、污泥输送机构，10、过滤层，11、排水通道，12、进料通道，13、分料装置，14、密封件，15、离心压滤腔室，16、限位挡圈，17、高压流体通道，18、横向固定环，19、径向固定环，20、孔隙，21、端板，22、压力传感器，23、污泥出口，24、闸板阀，25、气泵，26、控制器，27、罩壳，28、第二排水口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明的一种污泥深度脱水装置，包括电机1、前段脱水装置和后段脱水装置，所述的前段脱水装置包括第一转鼓2和螺旋推送器3，在所述的电机1与第一转鼓2、螺旋推送器3之间设有第一差速器4，所述的螺旋推送器3位于第一转鼓2内，第一转鼓2内设有第一排水口5，前段脱水装置与后段脱水装置之间设有第二差速器6，所述的后段脱水装置包括第二转鼓7和螺旋压滤器8，所述的螺旋压滤器8位于第二转鼓7内，在第一转鼓2和第二转鼓7之间设有污泥输送机构9，所述的在螺旋压滤器8上设有过滤层10和排水通道11，所述的排水通道11通过过滤层10与第二转鼓7相连通。

以上技术构成了解决本发明技术问题的基本方案。在上述结构中，螺旋推送器3包括第一螺旋轴3.1和螺旋离心叶片3.2，螺旋压滤器8包括第二螺旋轴8.1和螺旋压滤叶片8.2。第一螺旋轴3.1和第二螺旋轴8.1通过第二差速器6连接，二者的中心线位于同一直线上。在第一螺旋轴3.1和第二螺旋轴8.1置入进料通道12，所述的进料通道12的前端设有分料装置13，由分料装置13将污泥均匀送入第一转鼓2内。

第一转鼓2与螺旋推送器3在电机1驱动下，在第一差速器4作用下两者转速不同，螺旋推送器3为普通的螺旋输送器，其叶片厚度较薄，在第一转鼓2与螺旋推送器3之间设有密封件14，密封件14为动密封，安装在转鼓2上，对污泥起到密封作用。在第一段离心脱水装置内，将含水率约98％的污水进行离心脱水，高速旋转的第一转鼓2产生强大的离心力，污泥颗粒由于密度大，离心力也大，因此，污泥被甩贴在第一转鼓2内壁上，形成固体层；而水的密度较小，离心力也小，只能在固环层内侧形成液体层。由于螺旋推送器3和第一转鼓2的转速不同，二者存在转速差，把沉积在第一转鼓2内壁的污泥在污泥输送机构9(本实施例中采用转子泵)的作用下被输送至后段脱水装置中，分离出的水则通过第一排水口5排出。污泥经前段脱水装置处理后，其含水率可以达到80％左右，污泥的体积与进口时相比大大减小，约为进口污水体积的1/10。

后段脱水装置为离心与压滤组合脱水，进入到后段脱水装置内的污泥已达到一定含水率，离心脱水只是起部分作用，而压滤脱水起到的是主要作用。所以，第二螺旋轴8.1通过第二差速器6进一步减速，以保障后段脱水装置运行的稳定性。污泥污水在被离心力分离的同时，污泥还受到螺旋压滤叶片8.2挤压，水分被同时挤压出来，实现离心压滤组合脱水，离心与压滤同步。

第二转鼓7、螺旋压滤器8(包括第二螺旋轴8.1和螺旋压滤叶片8.2)之间形成离心压滤腔室15(注：多个离心压滤腔室15之间并非完全隔离的，在螺旋压滤叶片的转动下，相邻腔室之间相互连通和变化)，离心压滤腔室15体积随着污泥的移动方向逐渐缩小，各腔室的体积与处于不同腔室的含水率不同的污泥体积一一对应，如进入后段脱水装置的含水率为80％，处理后的含水率为60％，则后段脱水装置的最后一个腔室的体积为第一个腔室体积的一半；如果不通过前段脱水装置，则有含水率98％的污泥降至含水率60％，则最后一个腔室体积为第一个腔室体积的百分之五，则整个装置的体积则大大增加。

螺旋压滤叶片8.2为具有较宽厚度及良好弹性材料制成的叶片，其宽度约为第二螺旋轴8.1螺距的1/3-1/2，螺旋叶片8.2内通入压力后其体积可增大至其初始体积的1.2-1.5倍，以通入高压液体后能对污泥产生较大的压力为准，螺旋压滤叶片8.2受压膨胀，常压回复原态，螺旋压滤叶片8.2四周包裹着过滤层10(本实施例中采用滤布)，过滤层10可采用现有技术中的板框压滤机所采用的滤布。螺旋压滤叶片8.2的两侧设有限位挡圈16，使得螺旋压滤叶片8.2只能膨胀，而不会发生轴向窜动。

螺旋压滤叶片内设有高压流体通道17，通过动力源(可以采用液压泵)往高压流体通道17内通入高压流体以膨胀螺旋压滤叶片8.2。所述的排水通道11设有横向固定环18，所述的高压流体通道17内设有径向固定环19；横向固定环18可以防止在高压流体膨胀螺旋压滤叶片时，能够防止因挤压而造成排水通道11封闭的现象，径向固定环19可以防止因叶片膨胀而造成螺旋压滤叶片与第二转鼓之间受力过大，降低叶片转动的摩擦力，在螺旋压滤叶片8.2外缘设有耐磨层，通过耐磨层与第二转鼓的内壁摩擦。

所述的排水通道11设于螺旋压滤器8内，排水通道11上排布有相互连通的孔隙20，所述的孔隙20位于过滤层的内侧；孔隙20同时设置于第二螺旋轴8.1和螺旋压滤叶片8.2上，孔隙20的相互连通既可以指通过排水通道连通，也可以通过孔隙之间的孔道连通，视具体情况而设计。

所述的排水通道11包括设置于第二螺旋轴内的环形通道和设置于螺旋压滤叶片内的排液通道，第二螺旋轴上的孔隙由环形排水通道向外径向延伸，孔隙的外端部由过滤层环形包裹。在螺旋轴内设置环形排水通道，提高了排水通道的流量，同时也便于孔隙的布置。

所述的第二转鼓7的后端设有端板21，所述的端板21上设有过滤层，端板21上过滤层的内侧设有孔隙。便可以通过端板处的过滤层和孔隙挤压出液体，为了取得更好的集水效果，可将这部分孔隙也与排水通道连通，由排水通道一起排出。

在螺旋压滤器8的后端处、第二转鼓7的内底部位置设有压力传感器22，并开设有污泥出口23，在污泥出口23处设有用于开启和关闭污泥出口的闸板阀24。由于污泥的含水率与压力之间存在关联性，可以通过压力传感器的压力来判断是否达到要求的含水率，压力越大，脱水越好，含水率越低。压力传感器22和闸板阀24可由控制器进行控制，从而能精确测量压力，并能够迅速做出响应。

由于污泥细小颗粒容易堵塞孔隙及滤布(过滤层)，如不及时清洗，对设备的运行效果将产生重要影响。当脱水结束后，通过气泵25将高压气体充入到排水通道11内，对堵塞在孔隙及滤布上的微小污泥颗粒进行冲洗。

本发明的工作原理如下：含水率约98％的污水通过进料口进入螺旋轴的中空孔内，从中空孔进入分料装置，在电机驱动下，第一转鼓以及螺旋推送器高速旋转，高速旋转的第一转鼓产生强大的离心力，污泥颗粒由于密度大，离心力也大，因此，污泥被甩贴在转鼓内壁上，形成固体层。而水的密度较小，离心力也小，只能在固环层内侧形成液体层。由于螺旋推料器和转鼓的在差速器的作用下转速不同，二者存在转速差，分离出的水则通过第一排水口排出，沉积在转鼓内壁的污泥通过转子泵泵入第二转鼓内进入下一环节的处理。污泥在前段脱水装置处理后的含水率可以达到80％左右，污泥的体积与进口时相比大大减小，约为进口污水体积的1/10。

在转子泵的作用下，含水率约80％的污泥进入到后段脱水装置，在第二差速器作用下，第二螺旋轴的速度进一步减小，在螺旋轴的离心作用下，污泥被甩到第二转鼓(第二转鼓可不转动)内壁上，水分则通过第二螺旋轴和螺旋压滤叶片上的滤布及孔隙进入到排水通道；另一方面，由于离心压滤腔体积越来越小，污泥不断被挤压，同时，高压液体进入到螺旋压滤叶片内，螺旋压滤叶片膨胀，进一步对污泥进行挤压，污泥受到了足够大的挤压力，污泥颗粒停留在离心压滤腔内，水分则通过滤布及螺旋叶片上的孔隙进入到螺旋压滤叶片内的排水通道。随着螺旋轴的不停转动，污泥从最左端推送到最右端，水分被不断的挤出，到最右端时，根据含水率对应污泥的体积不同而设置最后一个离心压滤腔的体积，保证污泥进入到最右端基本能达到含水率的要求，在进入到最后腔体内，在螺旋叶片及端板的挤压下，污泥的压力会更大，可进一步挤出污泥内的水分，当污泥所受到的压力达到设定的压力(此时，污泥的含水率也达到要求，因为污泥的含水率和压力有一定的对应关系)时，压力传感器将信号传输给控制器，控制器打开闸板阀，污泥排出。气泵开始打开，高压气体通过排水通道进入到第二螺旋轴及螺旋压滤叶片内的孔隙内，将孔隙及滤布上堵塞的微小污泥颗粒清洗干净，提高设备的使用可靠性及脱水效果。

本发明的有益效果是既有离心脱水机的优点，又兼有板框压滤机的优点，可解决离心机脱水后含水率较高，又能解决板框压滤机间歇工作生产效率不高的问题；离心与压滤同步进行，提高脱水效果；该装置与板框机相比，占地面积小，噪音小，操作环境为封闭式，安全卫生。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种污泥深度脱水装置，包括电机(1)、前段脱水装置和后段脱水装置，所述的前段脱水装置包括第一转鼓(2)和螺旋推送器(3)，其特征在于：在所述的电机(1)与第一转鼓(2)、螺旋推送器(3)之间设有第一差速器(4)，所述的螺旋推送器(3)位于第一转鼓(2)内，第一转鼓(2)内设有第一排水口(5)，前段脱水装置与后段脱水装置之间设有第二差速器(6)，所述的后段脱水装置包括第二转鼓(7)和螺旋压滤器(8)，所述的螺旋压滤器(8)位于第二转鼓(7)内，在第一转鼓(2)和第二转鼓(7)之间设有污泥输送机构(9)，在所述的螺旋压滤器(8)上设有过滤层(10)和排水通道(11)，所述的排水通道(11)通过过滤层(10)与第二转鼓(7)相连通；

所述的螺旋压滤器(8)包括第二螺旋轴(8.1)和螺旋压滤叶片(8.2)，所述的螺旋压滤叶片(8.2)由弹性材料制成，螺旋压滤叶片(8.2)内设有高压流体通道(17)，通过动力源往高压流体通道(17)内通入高压流体以膨胀螺旋压滤叶片(8.2)。

2.根据权利要求1所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：所述的螺旋压滤器与第二转鼓之间形成多个压滤腔室(15)，所述的多个压滤腔室(15)沿污泥移动方向依次缩小。

3.根据权利要求1或2所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：所述的排水通道(11)设于螺旋压滤器(8)内，排水通道(11)上排布有相互连通的孔隙(20)，所述的孔隙(20)位于过滤层(10)的内侧。

4.根据权利要求1所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：每一圈的螺旋压滤叶片(8.2)的两侧均设有限位挡圈(16)。

5.根据权利要求1所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：所述的排水通道(11)设有横向固定环(18)，螺旋压滤叶片内设有高压流体通道(17)，所述的高压流体通道(17)内设有径向固定环(19)。

6.根据权利要求4所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：所述的第二转鼓(7)的后端设有端板(21)，所述的端板(21)上设有过滤层(10)，端板(21)上过滤层的内侧设有孔隙。

7.根据权利要求1所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：在第二转鼓(7)的内底部位置设有压力传感器(22)，并开设有污泥出口(23)，在污泥出口(23)处设有用于开启和关闭污泥出口(23)的闸板阀(24)。

8.根据权利要求6所述的污泥深度脱水装置，其特征在于：所述的排水通道上设有气泵(25)和第二出水口(28)，挤压进入排水通道(11)的液体通过第二出水口(28)排出，在脱水结束后，通过气泵(25)将高压气体充入到排水通道(11)内，对堵塞在孔隙及过滤层上的污泥颗粒进行清洗。