CN105668982A - 卧式渐加压直流电场污泥干化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式渐加压直流电场污泥干化装置，它包括下履带、布料器、上履带、机架、导轨、传动机构、平刷、卸料器、冲洗器和清扫器。所述导轨分设两层，固定连接在机架上层两侧的导轨为曲面直行轨，固定连接在机架下层两侧的导轨为平面直行轨，上下两层导轨之间垂直间距从右向左渐减，上履带受位于上层的导轨约束传动，下履带受位于下层的导轨约束传动，由此构成循序渐进式增压结构。本发明中分别接通直流电场正负极的上履带与下履带之间直接夹持湿污泥，压榨脱水区不设过滤带所以不存在电压降问题，大大优化压榨环境，提高脱水效率，节约能源，提高设备安全性能，最重要的是大大提高所产泥饼干化度，并减少系统脱水的能耗。

Description

卧式渐加压直流电场污泥干化装置

技术领域

本发明涉及环保装置领域，尤其是污泥干化装置领域，具体地讲，本发明涉及一种用于城市生活污水及工业污水处理后的湿污泥干化装置，特别是一种卧式结构的渐加压直流电场污泥干化装置。

背景技术

随着国家环保政策的落实，各地普遍重视城市生活污水及工业污水的深度处理，先后兴建了一批污水处理厂，配置了大量的装备，初步形成规模化污水净化处理能力。污水处理后留下的副产品是湿污泥，呈胶凝状的湿污泥含水率达80～90%，用常规脱水方法很难达到预期的干化指标。据测算，日处理万立方米的城市生活污水约沉淀10T湿污泥，一家污水处理厂每天产出如此大量湿污泥若得不到及时干化处理，便形成另一种形式的污染源。如何高效干化湿污泥已成为当今环保行业共同面临的技术难题，一些具有研发实力的企业已先后推出不同方式或不同结构形式的技术方案，为污水处理厂干化湿污泥开创了新局面。目前，市售的湿污泥干化装置主要有叠螺式、转鼓式、滤带式、螺旋式等，这些装置基本结构尽管不相同，但都是靠压力压榨实现湿污泥脱水的。因湿污泥含水有4种形式，其中的细胞水靠机械力很难破壁，所以压榨后的湿污泥干化指标并不高，含水率仍然高达70%左右，达不到湿污泥减量化、无害化和资源化治理目标。可喜的是本行业近几年在现有技术的基础上又上了一个台阶，在湿污泥压榨过程中引入直流电场，利用电渗透原理实现细胞水破壁渗出，从而提高脱水效率。此类滤带式技术方案市场上尽管已有小规模应用，最具有代表性的是中国发明专利公开号CN102653488A、CN201180005854.3和中国专利号201310281866。上述三项技术方案共同结构特征是脱水区位于直流电场之中，施加的压榨力仅来自正极极板组合件及其框架自重，压榨过程中该压榨力始终为定值。此种定值压榨力设计方案并不能满足湿污泥在水分减少时随之增加压榨力的需求，继续施加相同压力不能达到进一步干化目的。另外，现有技术在正负极极板之间设有过滤带，湿污泥在压榨脱水过程中有绝缘材质的过滤带相隔，增加了正负极极板两端的电压降，由此增加直流电场在脱水区的功率损失，造成能耗陡增，而脱水效率低下没有明显提升。

发明内容

本发明主要针对现有技术在直流电场下采用恒定压力压榨脱水的不足，以及绝缘材质的过滤带介于正负电极之间增加电压降的问题，提出一种随着湿污泥在脱水区脱水进程采取循序渐进方式施加压力，而且结构中正负电极之间不配置过滤带的卧式渐加压直流电场污泥干化装置。该装置结构简单、运行效率高，能耗少，污泥干化指标达到40～50%。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

卧式渐加压直流电场污泥干化装置，它包括下履带、布料器、上履带、机架、导轨、传动机构、平刷、卸料器、冲洗器和清扫器。所述机架是一种分上下两层的平卧矩形框架，环形的下履带安置在机架下层，在机架上层安置环形上履带，上履带与下履带相间叠合，连接直流电源正极的上履带和连接直流电源负极的下履带配对，组成在直流电场条件下的电渗透脱水结构。所述传动机构驱动下履带逆时针循环传动，联动的上履带顺时针循环传动，配对的履带同步反向传动形成右进左出的料传递结构。所述布料器安置在上履带右端，布料器的出口对准上履带和下履带右端结合部，构成口对口的伺服注料机构。所述平刷安置在上履带左端，平刷的棕毛直接接触上履带外壁构成随机清洗结构。所述卸料器的刮板直接贴靠下履带左端底部，下履带右端底部内置的冲洗器与外置的清扫器位置错开并共同面对下履带喷淋水。其改进之处在于：所述导轨为双层轨，固定连接在机架上层两侧的导轨为曲面直行轨，固定连接在机架下层两侧的导轨为平面直行轨，上下两层导轨之间垂直距离从右向左渐减，上履带受位于上层的导轨约束传动，下履带受位于下层的导轨约束传动，上履带与下履带配合构成横向楔形压榨脱水结构。

作为进一步改进方案，所述导轨的横截面为凹槽形，开口边朝向内侧。

作为进一步改进方案，所述上履带与下履带配合构成右大左小的横向楔形压榨脱水结构，小端垂直间距3～8mm，大端间距垂直间距比小端间距大4～12mm。

作为进一步改进方案，所述下履带和上履带链接的每节压板两端分别设有滚轮，内置轴承的滚轮沿导轨滚动。

作为进一步改进方案，所述下履带和上履带链接的每节压板正面为面积相等的长方形块，每块面积在0.06～0.20㎡范围内择一选取。

作为进一步改进方案，所述下履带链接的每节压板横截面为上宽下窄梯形，每节压板之间正面预留缝隙0.2～0.6mm，反面预留缝隙比正面预留缝隙宽1.0～3.0mm。

作为进一步改进方案，所述下履带和上履带等速联动，其循环传动运行线速度为0.5～3m/min。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、利用导轨约束上履带和下履带传动的压榨脱水结构，约束可靠、运行平稳；

2、上下导轨道之间垂直间距从进料口至出料口递减，构成上履带相对下履带的渐进式增压结构，在直流电场下顺序、持续增压，符合湿污泥高效脱水工艺，为高效干化创造了必要条件；

3、因结构中不设过滤带，待脱水的湿污泥直接介于下履带和上履带之间，不存在过滤带绝缘问题，直流电源的正负极直接导通湿污泥层，故压榨脱水过程中产生的电压降很微小，这样也有利于加大压榨脱水区湿污泥布料面积和厚度，可在最佳电压、电流密度条件下脱水，易达到高效干化目的。

附图说明

图1是本发明主体结构剖面示意图。

图2是图1中C-C处结构剖面示意图，图中展示上履带与下履带联动结构。

图3是图1中上履带和下履带配合实施湿污泥渐进式压榨的局部结构示意图。

图4是图1中B-B处结构剖面示意图，图中展示位于进料口的上履带和下履带与导轨初始配合状态。

图5是图1中A-A处结构剖面示意图，图中展示位于出料口的上履带和下履带与导轨最终配合状态。

图6是图5中I处结构局部放大示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。

图1所示的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，是配套日处理2万m³城市生活污水处理厂用于污泥脱水的实施例，该装置的结构特征体现在利用内置导轨5限定上履带3和下履带1在确定的轨迹中循环传动。因上下层导轨5之间间距呈横向楔形，形成上履带3相对下履带1渐进式的增压结构。在直流电场条件下，此结构一方面随着被压榨的湿污泥含水量减少，不断地、有序地加大压榨力。另一方面通过电子流冲击湿污泥中的细胞水的水壁，促成细胞水破壁溢出，由此实现所产污泥饼含水率低的目的。

本发明卧式渐加式直流电场污泥干化装置，它包括下履带1、布料器2、上履带3、机架4、导轨5、传动机构6、平刷7、卸料器8、冲洗器9和清扫器10。所述机架4是一种分上下层的平卧矩形框架，此件是用于安装相关构件的载体。如图1所示，环形的下履带1安置在机架4下层，在机架4上层安置环形上履带3，上履带3与下履带1相间叠合。本装置中上履带3连接直流电场的正极，下履带1连接直流电场负极，两者配对组成如图3所示直流电场条件下的电渗透脱水结构。该结构合理利用电子流冲击湿污泥中难以排出的细胞水水壁，促成细胞水破壁溢出，从而加大所产污泥饼的干度。所述传动机构6是驱动上履带3和下履带1一起传动的动力机构。如图2所示的传动机构6直接驱动下履带1逆时针传动，联动的上履带3则有顺时针循环传动，两者尽管传动方向不同，但传动速度相同。本实施例规格不大，故在许可范围内选择立1.5m/min的传动速度。本发明因配对的履带等速反向旋转，形成如图3所示右进左出的料传递结构，图4是图1中B-B处结构剖面示意图，图中展示位于右侧进料口的上履带3和下履带1与导轨5初始配合状态，图5是图1中A-A处结构剖面示意图，图中展示位于左侧出料口的上履带3和下履带1与导轨5最终配合状态。所述布料器2是一种注入待压榨湿污泥的装置，如图1所示的布料器2安置在上履带3右端，布料器2的出口对着上履带3和下履带1右端结合部，构成口对口的伺服注料机构。从布料器2出口持续输出的待压榨湿污泥，随即被顺时针循环传动的上履带3和逆时针循环传动的下履带1共同卷入脱水区被压榨脱水。本发明中导轨5横截面为凹槽形，开口边朝向内侧，导轨5分设在机架4上下两层，固定连接在机架4上层两侧的导轨5为曲面直行轨，固定连接在机架4下层两侧的导轨5为平面直行轨，上下两层导轨5之间垂直间距从右向左渐减，上履带3受位于上层的导轨5约束传动，下履带1受位于下层的导轨5约束传动。安装时上履带3与下履带1配合面之间预留间隙呈横向楔形，本实施例右侧垂直间距为11mm，左侧垂直间距为4mm。本发明中的上履带3和下履带1分别接通直流电场的正负极，当上履带3和上履带1一并沿导轨5的楔形轨迹运行，即进入渐进式增压阶段。本发明另一个重要技术特征是上履带3和下履带1配合面之间不设过滤带，压榨时湿污泥直接被上履带3和下履带1所夹，所以压榨脱水过程中不存在过滤带绝缘的副作用，直流电场的正负极直接通过被压榨的湿污泥，故压榨脱水过程中产生的电压降很微小，这样有利于加大压榨脱水区湿污泥布料面积和厚度，便于做到在最佳电压、电流密度条件下压榨脱水，也便于电子流直击被压榨湿污泥中的细胞水水壁，破壁溢出的细胞水随结晶水排出。本发明为了减小上履带3和下履带1与导轨5的摩擦阻力，在上履带3和下履带1链接的每节压板两端分别设有滚轮I，滚轮I内置轴承II，此种如图6所示的滚动结构便于滚轮I沿导轨5灵活滚动。

上述结构中被压榨的湿污泥经脱水区后形成泥饼和水，水从下履带1链接压板之间的缝隙中淋下，泥饼易粘附在下履带1压板的正面。因本发明中上履带3与下履带1之间不设过滤带，所以配备的下履带1除具备压榨功能外，既要有淋水功能，还要防止湿污泥从压板之间的缝隙中无效排出。本发明设计的下履带1具有防漏功能，它链接的每节压块正面是面积相等的长方形块，每节压块横截面为外宽内窄的梯形。横截面为梯形的压板一顺链接，形成的缝隙呈八字形，此种渐扩型缝隙既能有效滤出水，又避免湿污泥粘附或漏掉。本实施例压板长1000mm，宽100mm，其面积为0.1㎡。链接的压板之间朝外的正面预留缝隙0.3mm，朝内的反面预留缝隙3.3mm。运行中下履第1粘附泥饼，清除下履带1粘附的泥饼靠卸料器8执行，安装在下履带1左侧的卸料器8通过匀速旋转，将粘附在下履带1正面上的泥饼刮下，此种机械性清除粘附泥饼可靠，高效。但是机械性清除洁净度不高，下履带1正面仍存在微量泥饼痕迹，本发明采用水力冲洗的方法对下履带1进行不间断清洗，具体执行机械包括位于下滤带1内外的冲洗器9和清扫器10，这两件机械从内外两方面冲洗下履带1，确保再一次进入压榨脱水区的下履带1每节压板正面和缝隙处保持清洁，冲洗产生的污水则有从排水口集中外泄。定位安装的平刷7依靠棕毛清除上履带3每节压板表面上的残留污泥，确保上履带3每节压板再次进入压榨脱水区时表面清洁。

本发明中上履带3与下履带1配合面之间预留间距，可通过导轨5安装位置的调整而获得。具体间距尺寸根据规格或所产泥饼含水率而定，只要间距在本发明许可范围内都能做到湿污泥高效脱水。产出的低含水率的泥饼既做到显著减量、减污，而且便于后续运输、储贮，也便于后续资源化利用。

综上所述，本发明相对现有技术的结构创新主要体现在两方面，一是上履带3与下履带1之间不设过滤带，待压榨的湿污泥直接由上履带3和下履带1相夹压榨。二是在直流电场下采用纵向楔形压榨脱水结构，实现循序渐进式增压脱水。上述两结构共同实施，进一步优化湿污泥的压榨脱水环境，显著提高了压榨脱水率，大大节省能源，有效提升设备安全性能，最重要的是大大提高所产泥饼干化程度。本实施例产生的泥饼含水率仅50%，比现有技术产品提高15%左右，而且每产一吨泥饼节电100度左右,比现有技术产品节能15%以上，其经济效益和社会效益十分显著。

Claims (7)

1.一种卧式渐加压直流电场污泥干化装置，它包括下履带（1）、布料器（2）、上履带（3）、机架（4）、导轨（5）、传动机构（6）、平刷（7）、卸料器（8）、冲洗器（9）和清扫器（10）；所述机架（4）是一种分上下两层的平卧矩形框架，环形的下履带（1）安置在机架（4）下层，在机架（4）上层安置环形上履带（3），上履带（3）与下履带（1）相间叠合，连接直流电源正极的上履带（3）和连接直流电源负极的下履带（1）配对，组成在直流电场条件下的电渗透脱水结构；所述传动机构（6）驱动下履带（1）逆时针循环传动，联动的上履带（3）顺时针循环传动，配对的履带同步反向传动形成右进左出的料传递结构；所述布料器（2）安置在上履带（3）右端，布料器（2）的出口对准上履带（3）和下履带（1）右端结合部，构成口对口的伺服注料机构；所述平刷（7）安置在上履带（3）左端，平刷（7）的棕毛直接接触上履带（3）外壁构成随机清洗结构；所述卸料器（8）的刮板直接贴靠下履带（1）左端底部，下履带（1）右端底部内置的冲洗器（9）与外置的清扫器（10）位置错开并共同面对下履带（1）喷淋水；其特征在于：所述导轨（5）为双层轨，固定连接在机架（4）上层两侧的导轨（5）为曲面直行轨，固定连接在机架（4）下层两侧的导轨（5）为平面直行轨，上下两层的导轨（5）之间垂直距离从右向左渐减，上履带（3）受位于上层的导轨（5）约束传动，下履带（1）受位于下层的导轨（5）约束传动，上履带（3）与下履带（1）配合构成横向楔形压榨脱水结构。

2.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述导轨（5）的横截面为凹槽形，开口边朝向内侧。

3.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述上履带（3）与下履带（1）配合构成右大左小的横向楔形压榨脱水结构，小端垂直间距3～8mm，大端垂直间距比小端间距大4～12mm。

4.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述下履带（1）和上履带（3）链接的每节压板两端分别设有滚轮（I），内置轴承（Ⅱ）的滚轮（I）沿导轨（5）滚动。

5.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述下履带（1）和上履带（3）链接的每节压板正面为面积相等的长方形块，每块面积在0.06～0.20㎡范围内择一选取。

6.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述下履带（1）链接的每节压板横截面为上宽下窄梯形，每节压板之间正面预留缝隙0.2～0.6mm，反面预留缝隙比正面预留缝隙宽1.0～3.0mm。

7.根据权利要求1所述的卧式渐加压直流电场污泥干化装置，其特征在于：所述下履带（1）和上履带（3）等速联动，其循环传动线速度为0.5～3m/min。