CN104926001B - 介入法多功能浓密机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种介入法多功能浓密机，包括壳体，壳体内设有第一组合件和位于第一组合件下方的第二组合件，第一、第二两个组合件内分别填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质，两个组合件上还分别设有过流孔，各组合件内的固体介质不能从其上过流孔内漏出，并且，第二组合件内设有搅拌结构件。壳体还配套设有进料装置、上清液排出口、洗涤水进口和泥浆排出口，进料装置的出料口设于第一组合件的下端，上清液排出口设于第一组合件的上端，洗涤水进口设于第二组合件的下端，泥浆排出口设于壳体的底部。其通过在浓密机内部设计的组合件，达到多功能的效果，不仅固液分离效率高、效果好，而且具有高效洗涤功能等。

Description

介入法多功能浓密机

技术领域

本发明涉及一种固液分离设备，特别是一种介入法多功能浓密机。

背景技术

浓密机普遍应用于工业生产各个行业，其作用是将水相中含有的固体微粒与水相分离。例如：选矿厂采用浓密机将矿浆中的固体颗粒与水分离，污水处理厂采用浓密池将污水处理过程产生的污泥与水相分离等。浓密机或沉淀池的工作原理是利用固体颗粒在水相中的重力沉降，一般沉降速度越快其分离效率与效果越好，固体颗粒的粒径或颗粒大小对其沉降速度具有直接影响，粒径越大沉降速度越快，颗粒越小沉降速度越慢。生产实际中为了提高分离效率与效果往往加入絮凝剂，用以加速固体微粒的沉降速度。

目前，传统浓密机的结构一般由以下几个部分组成：①壳体部分，②进料系统，③传动部分。壳体部分主要作用是承载料浆，使料浆进行沉降分离，设计有进料口，排料口，壳体结构一般是上部为圆柱形筒状，下部为圆锥形筒状，浓密机上部圆柱形筒状结构内部有时设计安装有斜管或斜板，用于稳流。进料系统是将合适固液比的料浆加入壳体内，同时加入絮凝剂。传动部分作用是通过机械转动带动安装于下部锥筒处的泥浆耙，用以耙动底部泥浆。浓密机一般采用上部加入料浆，经沉降浓缩的泥浆由底部排出，上清或水相由上部排出，如需洗涤作用时，洗涤水一般由下部或底部加入。二个或二个以上浓密机叠加可以组成多级浓密机。

传统浓密机的工作效率和效果完全取决于固体微粒的沉降速度及絮凝剂的絮凝作用效果。为保证分离效率和效果对水相或水体中的固体微粒的含量有限制性要求，一般要求含固体量在8％至18％之间。

发明内容

为了克服上述现有技术之不足，本发明的目的在于提供一种介入法多功能浓密机，通过在浓密机内部设计的组合件，达到多功能的效果，不仅固液分离效率高、效果好，而且具有高效洗涤功能。同时可实现在同一浓密机内底流中水相与上清中水相溶质含量不一样，具有浓度差。进而可大幅度降低洗涤水用量。一台本发明浓密机可起到二台甚至多台传统浓密机的使用效果。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种介入法多功能浓密机，包括壳体，所述壳体内设有第一组合件和位于第一组合件下方的第二组合件，所述第一、第二两个组合件内分别填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质，两个组合件上还分别设有过流孔，各组合件内的固体介质不能从其上过流孔内漏出，并且，第二组合件内设有用以对其内填充的固体介质进行搅拌的搅拌结构件。所述壳体还配套设有进料装置、上清液排出口、洗涤水进口和泥浆排出口，所述进料装置的出料口设于第一组合件的下端，所述上清液排出口设于第一组合件的上端，所述洗涤水进口设于第二组合件的下端，所述泥浆排出口设于壳体的底部。

进一步的，所述壳体内还设有位于第二组合件下方的第三组合件，所述第三组合件内也填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质，第三组合件上也设有过流孔，且第三组合件内的固体介质也不能从其上过流孔内漏出。

作为本发明的一种优选结构，所述第一、第二两个组合件均包括筒状结构件和设于筒状结构件上、下端的多孔板或筛网，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在由筒状结构件和多孔板或筛网组成的空间内。

作为本发明一种优选结构的进一步改进，所述第一、第二两个组合件的筒状结构件均为与所述壳体内径相匹配的圆柱形筒。

作为本发明一种优选结构的另一种改进，所述第一组合件的筒状结构件为与所述壳体内径相匹配的较大圆柱形筒，所述第二组合件的筒状结构件为一较所述壳体内径小的较小圆柱形筒，该较小圆柱形筒通过一圆锥形筒与所述壳体内壁相接，所述圆锥形筒的大端朝上并与壳体内径相匹配，小端朝下并与该较小圆柱形筒的上端相接。

作为本发明的另一种优选结构，所述第一组合件和/或第二组合件包括上下二个平行设置且与所述壳体内径相匹配的多孔板或筛网，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在上下二个平行设置的多孔板或筛网与所述壳体内壁组成的空间内。

进一步的，所述第三组合件包括圆锥形筒和设于圆锥形筒上、下端的多孔板或筛网，所述圆锥形筒上大下小，且大端外径与所述壳体内径相匹配，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在由圆锥形筒和多孔板或筛网组成的空间内。

进一步的，所述壳体内底部设有料浆耙，该料浆耙与所述搅拌结构件安装在同一传动轴上，所述传动轴纵向贯穿于所述壳体内的各个组合件，并由设于所述壳体外部的电机经减速机驱动，所述进料装置为一加料管，其纵向贯穿于所述壳体内的第一组合件，所述传动轴的上端则从所述加料管穿出。

进一步的，所述第一组合件内填充的固体介质为颗粒状或丝状或纤维状，所述第二组合件和第三组合件内填充的固体介质为颗粒状。

进一步的，所述第二组合件的数量可以是一个或二个以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：①沉降分离效率高，效果好。②使浓密机的处理能力不依赖于水相或溶液相中的固体微粒的沉降速度。③较传统浓密机上清液含固量少，底流含固量高。④同一浓密机内上清液含溶质浓度高，底流水相或溶液相中含溶质浓度低。⑤具有高效洗涤功能，可节约洗涤水用量。⑥对水相或水体中的含固量无限制性要求，各种液固比的料浆均具有良好的处理效率和效果。⑦加入的固体介质有效抑制了水相或水体的湍流或涌动，有利于沉降分离。

附图说明

图1是本发明介入法多功能浓密机的结构示意图一。

图2是本发明介入法多功能浓密机的结构示意图二。

图3是图1中第一组合件的一种结构示意图。

图4是图1中第一组合件的另一种结构示意图。

图5是图1中第二组合件的一种结构示意图。

图6是图1中第二组合件的另一种结构示意图。

图7是图1中第三组合件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种介入法多功能浓密机，包括壳体1，壳体1上部为圆柱状，底部为圆锥状。壳体1内设有第一组合件2和位于第一组合件2下方的第二组合件3，第一、第二两个组合件2、3内分别填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质5，两个组合件2、3上还分别设有过流孔，过流孔用于供料浆中的水相或溶液相或固体微粒穿过，各组合件2、3内的固体介质不能从其上过流孔内漏出，并且，第二组合件3内设有用以对其内填充的固体介质进行搅拌的搅拌结构件6。壳体1还配套设有进料装置7、上清液排出口8、洗涤水进口9和泥浆排出口10，进料装置7的出料口设于第一组合件2的下端，上清液排出口8设于第一组合件2的上端，洗涤水进口9设于第二组合件3的下端，泥浆排出口10设于壳体1的底部。

结合图3和图5所示，作为本发明的一种优选结构，第一、第二两个组合件2、3均包括筒状结构件2a、3a和设于筒状结构件2a、3a上、下端的多孔板或筛网2b、3b，多孔板或筛网2b、3b上的孔洞2b1、3b1即为所述过流孔，固体介质5填充在由筒状结构件2a、3a和多孔板或筛网2b、3b组成的空间内。

作为本发明一种优选结构的进一步改进，第一、第二两个组合件2、3的筒状结构件2a、3a均为与壳体1内径相匹配的圆柱形筒。

如图2所示，作为本发明一种优选结构的另一种改进，第一组合件2的筒状结构件2a为与壳体1内径相匹配的较大圆柱形筒，第二组合件3的筒状结构件3a为一较壳体1内径小的较小圆柱形筒3a1，该较小圆柱形筒3a1通过一圆锥形筒3a2与壳体1内壁相接，圆锥形筒3a2的大端朝上并与壳体1内径相匹配，小端朝下并与该较小圆柱形筒3a1的上端相接。

结合图4和图6所示，作为本发明的另一种优选结构，第一组合件2和/或第二组合件3包括上下二个平行设置且与壳体1内径相匹配的多孔板或筛网2b、3b，多孔板或筛网2b、3b上的孔洞2b1、3b1即为所述过流孔，固体介质5填充在上下二个平行设置的多孔板或筛网2b、3b与壳体1内壁组成的空间内。

进一步的，如图1、图2和图7所示，壳体1内还设有位于第二组合件3下方的第三组合件4，第三组合件4内也填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质5，第三组合件4上也设有过流孔，且第三组合件4内的固体介质5也不能从其上过流孔内漏出。第三组合件4包括圆锥形筒4a和设于圆锥形筒4a上、下端的多孔板或筛网4b，圆锥形筒4a上大下小，且大端外径与壳体1内径相匹配，多孔板或筛网4b上的孔洞4b1即为所述过流孔，固体介质5填充在由圆锥形筒4a和多孔板或筛网4b组成的空间内。

进一步的，如图1和图2所示，壳体1内底部设有料浆耙11，该料浆耙11与搅拌结构件6安装在同一传动轴12上，传动轴12纵向贯穿于壳体1内的各个组合件，并由设于壳体1外部的电机13经减速机14驱动。进料装置7为一加料管，其纵向贯穿于壳体1内的第一组合件2，传动轴12的上端则从加料管穿出。

进一步的，第一组合件2内填充的固体介质5为颗粒状或丝状或纤维状，颗粒状的当量直径在1mm至20mm之间。填料(即填充的固体介质)的选择原则是表面能高，吸附能力强，能够吸附水相中的固体微粒，不溶于水，在水相中不粉化。例如：塑料粒子、陶瓷球、玻璃球、工业生产中产生的固体废料制成的颗粒、陶粒、煤渣、不锈钢丝、不锈钢纤维、陶瓷纤维等。填料可以是满足填料选择原则的物料的其中一种或二种以上的混合物。当水相中的所含固体微粒与水相一起流经第一组合件2中的填料层时，水相或溶液相中所含的固体微粒会被组合件内的固体介质所吸附，流出组合件的水相中所含的固体微粒会大大减少或基本没有。

进一步的，第二组合件3内填充的固体介质5为颗粒状，当量直径在1mm至20mm之间。填料(即填充的固体介质)的选择原则是应具有一定的强度，在机械搅拌或耙动的条件下不粉化，不溶于水。例如：塑料粒子、陶瓷球、玻璃球、工业生产中产生的固体废料制成的颗粒、陶粒等，填料可以是满足填料选择原则的物料的其中一种或二种以上的混合物。在第二组合件3处，水相中所含的固体微粒会沉积在填料层固体介质间的孔隙中，形成料封，进而形成第二组合件上端与下端水相或溶液相可溶解溶质的浓度差。第二组合件中安装有搅拌或耙料结构件，用以搅拌或耙动填料层，但搅拌速度或耙动的速度需控制，不能过快。搅拌的作用是：①在机械力作用下使添加的颗粒状固体介质对沉降在其孔隙之间的水相或溶液相中的固体微粒具有揉搓、碾压、搅动和分散作用，促进泥浆中的可溶解于水的溶质溶解于水相中，同时可提高洗涤过程的传质效率，节约洗涤用水和能耗。②有利于沉降于此的固体微粒穿过组合件。

进一步的，第三组合件4内填充的固体介质5为颗粒状，当量直径在1mm至50mm之间。填料(即填充的固体介质)的选择原则是应具有一定的强度，在机械搅拌或耙动的条件下不粉化，不溶于水，吸水性低。例如：塑料粒子、陶瓷球、玻璃球、工业生产中产生的固体废料制成的颗粒、陶粒等，填料可以是满足填料选择原则的物料的其中一种或二种以上的混合物。

进一步的，所述第二组合件3的数量可以是一个或二个以上，数量越多，壳体内固液分离效率越高、分离效果越好。

如上所述，第一组合件2的主要作用是吸附向上流动的水相中所含的固体微粒，使由浓密机的上清液排出口8流出的上清液中所含的固体微粒量大大减少，以满足工艺要求。同时第一组合件2具有稳流作用，可以防止因浓密机内料液的湍动或扰动或干涉流影响水相中固体微粒的沉降。采用第一组合件后，可使浓密机工作效率与处理能力大幅度提高，与传统浓密机相比，同一规格尺寸的浓密机比传统浓密机的工作效率与处理能力高1.5倍以上。

第二组合件3的主要作用是控制水相或溶液相的流动方向或传质。即控制加入到浓密机内料浆中的水相或溶液相，使之不能或只有少量穿过第二组合件，而是流经浓密机第一组合件后，由上清液排出口8流出。只有加入到浓密机内料浆中的所含的固体微粒能穿过第二组合件。进而在浓密机内形成在第二组合件的上端与下端水相或溶液相中所含溶质的浓度差，减少浓密机底流水相中溶质的含量。同时，第二组合件可以强化洗涤料浆中所含的固体微粒，促进料浆中所含的固体微粒与溶液的传质，使其固体微粒所含的溶质对流传质进入水相或溶液相中。同时第二组合件具有稳流作用，可以防止因浓密机内料液的湍动或扰动或干涉流影响水相中固体微粒的沉降。第三组合件4的作用是压缩沉降于底部的泥浆，降低泥浆的含水相量或含液量。提高浓密机的固液分离效果。

操作过程中，待固液分离的料浆通过进料装置7自第一组合件2下端加入浓密机，料浆中所含的固体微粒穿过第二组合件3后沉降至浓密机底部形成泥浆，经由第三组合件4后，由浓密机底部的泥浆排出口10排出；含有少量固体微粒的的水相或溶液相向上流经第一组合件2，由位于浓密机第一组合件上端的上清液排出口8流出。如需洗涤时，洗涤水由浓密机的第二组合件3下端的洗涤水进口9加入。

本发明的技术原理是：第一组合件2内添加的颗粒状或丝状或纤维状的固体介质的表面具有表面能、表面张力和表面电荷，对水相或溶液相中的固体微粒有吸附效应。在表面吸附力的作用下，可使水相或溶液相中微细的固体颗粒结合成较大的颗粒或聚集体，进而达到促进沉降分离的效果。同时可以中和固体微粒的表面电荷，大幅降低其电泳淌度，降低或消除颗粒间的排斥力，使颗粒结合在一起，组成较大的结合体，进而促进沉降过程。第一组合件2的筒状结构件和/或多孔板或筛网与填料形成的阻隔作用可以有效抑制浓密机内料液的湍动或扰动或干涉流。进而有利于水相或溶液相中的固体微粒的沉降。

第二组合件3内添加的颗粒状固体介质的表面具有表面能、表面张力和表面电荷，对水相或溶液相中的固体微粒有吸附效应。在表面吸附力的作用下，可使水相或溶液相中微细的固体颗粒结合成较大的颗粒或聚集体，进而达到促进沉降分离的效果。同时可以中和固体微粒的表面电荷，大幅降低其电泳淌度，降低或消除颗粒间的排斥力，使颗粒结合在一起，组成较大的结合体，进而促进沉降过程。第二组合件3的的筒状结构件和/或多孔板或筛网与填料形成的阻隔作用可以有效抑制浓密机内料液的湍动或扰动或干涉流。进而有利于水相或溶液相中的固体微粒的沉降。

第二组合件3内添加的颗粒状固体介质与沉降在其孔隙之间的水相或溶液相中的固体微粒形成了隔离层，此隔离层可有效防止加入浓密机的料浆中的水相或溶液相穿过，进而形成第二组合件上端与下端水相或溶液相可溶解溶质的浓度差。

第三组合件4内添加的颗粒状的固体介质的表面具有表面能、表面张力和表面电荷，对水相或溶液相中的固体微粒有吸附效应。在表面吸附力的作用下，可使水相或溶液相中微细的固体颗粒结合成较大的颗粒或聚集体，进而达到促进沉降分离的效果。同时可以中和固体微粒的表面电荷，大幅降低其电泳淌度，降低或消除颗粒间的排斥力，使颗粒结合在一起，组成较大的结合体，进而促进沉降过程。第三组合件4的筒状结构件和多孔板或筛网与填料形成的阻隔作用可以有效抑制浓密机内料液的湍动或扰动或干涉流。进而有利于水相或溶液相中的固体微粒的沉降。

进一步的，第一组合件2、第二组合件3和第三组合件4可以分别单独使用，也可以采用第一组合件与第二组合件配合使用，也可以上、中、下组合件同时都使用，根据具体使用工况而定。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种介入法多功能浓密机，包括壳体，其特征在于：

所述壳体内设有第一组合件和位于第一组合件下方的第二组合件，所述第一、第二两个组合件内分别填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质，两个组合件上还分别设有过流孔，各组合件内的固体介质不能从其上过流孔内漏出，并且，第二组合件内设有用以对其内填充的固体介质进行搅拌的搅拌结构件；

所述壳体还配套设有进料装置、上清液排出口、洗涤水进口和泥浆排出口，所述进料装置的出料口设于第一组合件的下端，所述上清液排出口设于第一组合件的上端，所述洗涤水进口设于第二组合件的下端，所述泥浆排出口设于壳体的底部。

2.根据权利要求1所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述壳体内还设有位于第二组合件下方的第三组合件，所述第三组合件内也填充有能对水相或溶液相中的固体微粒产生吸附和/或絮凝作用的固体介质，第三组合件上也设有过流孔，且第三组合件内的固体介质也不能从其上过流孔内漏出。

3.根据权利要求1或2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第一、第二两个组合件均包括筒状结构件和设于筒状结构件上、下端的多孔板或筛网，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在由筒状结构件和多孔板或筛网组成的空间内。

4.根据权利要求3所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第一、第二两个组合件的筒状结构件均为与所述壳体内径相匹配的圆柱形筒。

5.根据权利要求3所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第一组合件的筒状结构件为与所述壳体内径相匹配的较大圆柱形筒，所述第二组合件的筒状结构件为一较所述壳体内径小的较小圆柱形筒，该较小圆柱形筒通过一圆锥形筒与所述壳体内壁相接，所述圆锥形筒的大端朝上并与壳体内径相匹配，小端朝下并与该较小圆柱形筒的上端相接。

6.根据权利要求1或2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第一组合件和/或第二组合件包括上下二个平行设置且与所述壳体内径相匹配的多孔板或筛网，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在上下二个平行设置的多孔板或筛网与所述壳体内壁组成的空间内。

7.根据权利要求2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第三组合件包括圆锥形筒和设于圆锥形筒上、下端的多孔板或筛网，所述圆锥形筒上大下小，且大端外径与所述壳体内径相匹配，所述多孔板或筛网上的孔洞即为所述过流孔，所述固体介质填充在由圆锥形筒和多孔板或筛网组成的空间内。

8.根据权利要求1或2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述壳体内底部设有料浆耙，该料浆耙与所述搅拌结构件安装在同一传动轴上，所述传动轴纵向贯穿于所述壳体内的各个组合件，并由设于所述壳体外部的电机经减速机驱动，所述进料装置为一加料管，其纵向贯穿于所述壳体内的第一组合件，所述传动轴的上端则从所述加料管穿出。

9.根据权利要求2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第一组合件内填充的固体介质为颗粒状或丝状或纤维状，所述第二组合件和第三组合件内填充的固体介质为颗粒状。

10.根据权利要求1或2所述的一种介入法多功能浓密机，其特征在于：所述第二组合件的数量是一个或二个以上。