CN106116097A - 一种污泥深度脱水设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种污泥深度脱水设备及方法，其设备包括相连接的滤网脱水装置和梯级深度脱水机，滤网脱水装置的污泥出口通过阀门与梯级深度脱水机连接；滤网脱水装置包括锥形筒和预脱水滤网，预脱水滤网置于锥形筒内，并形成过滤空间，锥形筒的侧面设有排水口，锥形筒的底部设有污泥出口。其方法是污泥物料先经过滤网脱水装置进行预脱水，再送入梯级深度脱水机进行深度脱水，随着梯级深度脱水机中上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水。本发明通过设置两级脱水装置，实现污泥脱水过程的可连续化操作，同时，其脱水效果明显得到改善，与现有带式脱水机相比，其压滤干度可提高20～50％。

Description

一种污泥深度脱水设备及方法
技术领域
本发明涉及污泥脱水技术领域，特别涉及一种污泥深度脱水设备及方法。
背景技术
“污泥的资源化”是利用污泥中的各种有效成分，开发具有附加值的功能化产品。在各种污泥资源化利用技术中，其中污泥脱水是共性技术，在污泥脱水过过程中，脱水设备的选择是污泥脱水生产的关键。现有生产主要采用的污泥脱水设备主要有：利用压滤方式的板框脱水机、厢式脱水机，带式压滤机，离心脱水机。
其中，板框脱水机和厢式脱水机对污泥的适应性强，构造简单，过滤面积大而占地小，过滤压力高，便于用耐腐蚀材料制造，操作灵活，过滤面积可根据生产任务调节，但其主要缺点是间歇操作，劳动强度大，生产效率低。
离心脱水机的优点是设备小、效率高、分离能力强、操作条件好(密封、无气味)，但其缺点是制造工艺要求高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，所以工艺复杂，处理成本较高。
带式压滤机由于连续生产、动力消耗低的优点，成为污泥脱水采用相对较多的设备，但在实际应用中，存在压滤压力较低、压滤干度低的明显缺陷，难以满足现时对污泥脱水的要求。
污泥脱水处理是降低污泥后续处理成本的一个不可忽视的环节。如污泥在污泥填埋、农用处理时，污泥脱水可大大地减少污泥的堆积场地、节约运输过程中发生的费用；如若对污泥进行焚烧处理时，污泥脱水可大幅度减少助燃能耗或干燥用能量。
因此，如何保证足够高的压滤压力，较长的压滤时间，从而提高污泥干度，对污泥的资源化处理具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种投资成本较低、可实现污泥连续化生产处理的污泥深度脱水设备。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述设备实现的污泥深度脱水方法。
本发明的技术方案为：一种污泥深度脱水设备，包括相连接的滤网脱水装置和梯级深度脱水机，滤网脱水装置的污泥出口通过阀门与梯级深度脱水机连接；滤网脱水装置包括锥形筒和预脱水滤网，预脱水滤网置于锥形筒内，预脱水滤网与锥形筒之间形成过滤空间，锥形筒的侧面设有排水口，锥形筒的底部设有污泥出口。其中，滤网脱水装置实现对污泥物料的预脱水，梯级深度脱水机实现对污泥物料进一步的深度脱水。在一般的污泥处理工艺中，原始污泥物料的含水率约为95～98％，经过滤网脱水装置进行预脱水后，其含水率下降至90％左右，再经过梯级深度脱水机进行深度脱水后，可得到较低含水率的污泥物料，对同一类污泥进行处理时，与现有带式脱水机相比，其压滤干度可提高20～50％。
所述预脱水滤网呈锥形状，且平行置于锥形筒内，过滤空间的径向截面呈圆环状。
所述预脱水滤网通过支撑架固定于锥形筒内，预脱水滤网顶部和锥形筒顶部均为封闭结构，预脱水滤网内的空间通过管道外接污泥进浆泵。
其中，过滤空间的主要作用是使滤网与锥形筒之间形成一个过渡空间，供污泥物料中的水分经过，而污泥物料进行预脱水的压力来源于预脱水滤网外接的污泥进浆泵的泵压和污泥出口处的阀门开度，通过调节阀门的开度，可以将污泥进浆泵施加的压力大部分转化为污泥物料对滤网的压力(压强范围与污泥进浆泵的压强范围相关，一般为2-8kgf/cm2)，污泥体积减小且其中水分经滤网流至过滤空间中，再经排水口排出。
所述梯级深度脱水机包括布料器、上履带、下履带、上滤网和下滤网，上滤网内侧设有上履带，下滤网内侧设有下履带，下滤网水平设置，上滤网倾斜设于下滤网上方，沿污泥的输送方向，上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，上滤网与下滤网之间形成楔形脱水区域；上滤网的长度小于下滤网，布料器和上滤网分别位于下滤网的两端。其中，布料器可采用与现有压滤机相同结构的布料器。梯级深度脱水机的工作原理为：污泥物料随着下履带及下滤网的移动进入楔形脱水区域，污泥物料所受压力逐渐增大，污泥体积不断减小；而上滤网与下滤网之间的夹角大小取决于污泥物料的脱水速度，脱水速度快，角度越大，该角度可在2～15°之间设定(通过角度调节机构进行调整设定即可)，楔形脱水区的长度依据污泥物料的种类及污泥物料的脱水时间来设计，长度可在2～6米之间选择设计。
作为一种优选方案，所述上滤网和下滤网之间还设有角度调节机构，上滤网和下滤网之间的夹角为2～15°。角度调节机构的具体结构与现有压滤机中所采用的角度调节机构结构相同。
所述楔形脱水区域的长度为2～6m。
作为一种优选方案，所述下滤网与下履带的接触面两侧边沿还分别设有至少一个密封件，下滤网的中部呈凹槽结构，来自布料器的污泥物料位于凹槽内。其中，上滤网与下滤网之间的空间为楔形脱水区域，密封件的设置使下滤网中部形成凹槽，凹槽位于楔形脱水区域内，污泥物料位于凹槽中，污泥物料进入一个间隙持续变小的楔形脱水区域，由于两侧被密封而无法产生跑泥现象，而运动前方的污泥物料由于被压的更密实，污泥物料也无法往前跑，并且污泥物料随着下履带的运行源源不断地往前移动，在楔形脱水区域内的污泥物料也无法往后跑，使污泥物料在一个封闭区域内被压滤，即所谓的封闭压缩。
进一步地，所述下滤网与下履带的接触面两侧边沿上，每侧设有三个密封件，各密封件为套于下履带上的O型密封圈；在同一侧上，相邻的两个密封件之间留有间隙，上滤网和下滤网对污泥物料进行压缩时，密封件伸展，且相邻两个密封件之间紧密相接。即密封件安装时，相邻两个密封件之间的距离，以密封件最大变形后密封件紧密相接为准，密封件高度控制在8-15mm。
通过上述设备可实现一种污泥深度脱水方法，包括以下步骤：
(1)预脱水：在污泥物料中混入调质剂后，将污泥物料送入滤网脱水装置进行预脱水，预脱水产生的水分从锥形筒侧面的排水口排出，预脱水后的污泥物料由污泥出口送入梯级深度脱水机的布料器中；
(2)深度脱水：布料器将经过预脱水的污泥物料分布至下滤网上，下履带带动下滤网进行运动，将污泥物料送至楔形脱水区域，同时，上履带带动上滤网进行运动，随着上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水，产生的水分从下滤网渗出。
其中，所述步骤(2)中，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水的过程中，当水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，污泥物料所受的压力会逐渐增大，污泥物料中的水分渗出的速度也会逐渐增大，此时污泥物料所受的压力呈现梯级变化；当水分渗出的速度大于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，则需要调高上滤网和下滤网的运行速度，使水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本污泥深度脱水设备是在现有高压平面带式压滤机的结构基础上进行改进的，通过设置两级脱水装置，实现污泥脱水过程的可连续化操作，其设备结构简单、占地面积小、投资成本低；同时，污泥物料经过两级深度脱水后，其脱水效果明显得到改善，与现有带式脱水机相比，其压滤干度可提高20～50％。
本污泥深度脱水设备由于具有较高的压滤压力，并实现了连续化两级脱水，其能耗低，与现有带式脱水机相比，其耗电量可节约10～40％。
本污泥深度脱水设备通过在下滤网底部设置密封件，使下滤网与上滤网之间形成封闭式的楔形脱水区域，有效克服了现有压滤机容易产生跑泥、漏泥等现象的缺陷，提高脱水效果，同时还适应多种类污泥的脱水处理，有利于带式脱水机的推广和应用。
附图说明
图1为本污泥深度脱水设备的结构示意图。
图2为实施例1中，污泥物料在楔形脱水区域中进行深度脱水的原理示意图。
图3为实施例2中，污泥物料在楔形脱水区域中进行深度脱水的原理示意图。
图4为图3的A-A截面视图。
图5为图3的B-B截面视图。
上述各图中，1为布料器，2为上履带，3为角度调节机构，4为上滤网，5为下滤网，6为下履带，7为密封件，8为污泥物料，9为锥形筒，10为预脱水滤网，11为支撑架，12为排水口，13为污泥出口，14为阀门，15为楔形脱水区域出口。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例一种污泥深度脱水设备，如图1所示，包括相连接的滤网脱水装置和梯级深度脱水机，滤网脱水装置的污泥出口通过阀门与梯级深度脱水机连接；滤网脱水装置包括锥形筒和预脱水滤网，预脱水滤网置于锥形筒内，预脱水滤网与锥形筒之间形成过滤空间，锥形筒的侧面设有排水口，锥形筒的底部设有污泥出口。其中，滤网脱水装置实现对污泥物料的预脱水，梯级深度脱水机实现对污泥物料进一步的深度脱水。由试验显示，在一般的污泥处理工艺中，原始污泥物料的含水率约为95～98％，经过滤网脱水装置进行预脱水后，其含水率下降至90％左右，再经过梯级深度脱水机进行深度脱水后，可得到较低含水率的污泥物料，对同一类污泥进行处理时，与现有带式脱水机相比，其压滤干度可提高20～50％。
其中，预脱水滤网呈锥形状，且平行置于锥形筒内，过滤空间的径向截面呈圆环状。预脱水滤网通过支撑架固定于锥形筒内，预脱水滤网顶部和锥形筒顶部均为封闭结构，预脱水滤网内的空间通过管道外接污泥进浆泵。过滤空间的主要作用是使滤网与锥形筒之间形成一个过渡空间，供污泥物料中的水分经过，而污泥物料进行预脱水的压力来源于预脱水滤网外接的污泥进浆泵泵压和污泥出口处的阀门开度，通过调节阀门的开度，可以将污泥进浆泵施加的压力大部分转化为污泥物料对滤网的压力(压强范围与污泥进浆泵的压力范围相关，一般为2-8kgf/cm2)，污泥体积减小且其中水分经滤网流至过滤空间中，再经排水口排出。
如图1或图2所示，梯级深度脱水机包括布料器、上履带、下履带、上滤网和下滤网，上滤网内侧设有上履带，下滤网内侧设有下履带，下滤网水平设置，上滤网倾斜设于下滤网上方(如图2所示，图1中未示出该倾斜状态)，沿污泥的输送方向，上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，上滤网与下滤网之间形成楔形脱水区域；上滤网的长度小于下滤网，布料器和上滤网分别位于下滤网的两端。其中，布料器可采用与现有压滤机相同结构的布料器。梯级深度脱水机的工作原理为：污泥物料随着下履带及下滤网的移动进入楔形脱水区域，污泥物料所受压力逐渐增大，污泥体积不断减小；而上滤网与下滤网之间的夹角大小取决于污泥物料的脱水速度，脱水速度快，角度越大，该角度可在2～15°之间设定(通过角度调节机构进行调整设定即可)，楔形脱水区的长度依据污泥物料的种类及污泥物料的脱水时间来设计，长度可在2～6米之间选择设计。
为了方便调节，上滤网和下滤网之间还设有角度调节机构，上滤网和下滤网之间的夹角为2～15°。角度调节机构的具体结构与现有压滤机中所采用的角度调节机构结构相同。楔形脱水区域的长度为2～6m。
通过上述设备可实现一种污泥深度脱水方法，包括以下步骤：
(1)预脱水：在污泥物料中混入调质剂后，将污泥物料送入滤网脱水装置进行预脱水，预脱水产生的水分从锥形筒侧面的排水口排出，预脱水后的污泥物料由污泥出口送入梯级深度脱水机的布料器中；
(2)深度脱水：布料器将经过预脱水的污泥物料分布至下滤网上，下履带带动下滤网进行运动，将污泥物料送至楔形脱水区域，同时，上履带带动上滤网进行运动，随着上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水，产生的水分从下滤网渗出；
其中，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水的过程中，当水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，污泥物料所受的压力会逐渐增大，污泥物料中的水分渗出的速度也会逐渐增大，此时污泥物料所受的压力呈现梯级变化；当水分渗出的速度大于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，则需要调高上滤网和下滤网的运行速度，使水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度。
实施例2
本实施例一种污泥深度脱水设备，与实施例1相比较，可进一步防止出现跑泥、漏泥等现象，其结构上的具体不同之处在于：
下滤网与下履带的接触面两侧边沿还分别设有密封件，下滤网的中部呈凹槽结构，来自布料器的污泥物料位于凹槽内。其中，上滤网与下滤网之间的空间为楔形脱水区域，密封件的设置使下滤网中部形成凹槽，凹槽位于楔形脱水区域内，污泥物料位于凹槽中，污泥物料进入一个间隙持续变小的楔形脱水区域，由于两侧被密封而无法产生跑泥现象，而运动前方的污泥物料由于被压的更密实，污泥物料也无法往前跑，并且污泥物料随着下履带的运行源源不断地往前移动，在楔形脱水区域内的污泥物料也无法往后跑，使污泥物料在一个封闭区域内被压滤，即所谓的封闭压缩。
如图3至图5所示，下滤网与下履带的接触面两侧边沿上，每侧设有三个密封件，各密封件为套于下履带上的O型密封圈；在同一侧上，相邻的两个密封件之间留有间隙(如图5所示)，上滤网和下滤网对污泥物料进行压缩时，密封件伸展，且相邻两个密封件之间紧密相接(如图4所示)。即密封件安装时，相邻两个密封件之间的距离，以密封件最大变形后密封件紧密相接为准，密封件高度控制在8-15mm。上滤网与下滤网之间的区域为楔形脱水区域，密封件的高度为一般为楔形脱水区域出口高度的1.5～2倍。本实施例中，各密封件的高度为10mm，楔形脱水区域出口的高度为5mm。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种污泥深度脱水设备，其特征在于，包括相连接的滤网脱水装置和梯级深度脱水机，滤网脱水装置的污泥出口通过阀门与梯级深度脱水机连接；滤网脱水装置包括锥形筒和预脱水滤网，预脱水滤网置于锥形筒内，预脱水滤网与锥形筒之间形成过滤空间，锥形筒的侧面设有排水口，锥形筒的底部设有污泥出口。
2.根据权利要求1所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述预脱水滤网呈锥形状，且平行置于锥形筒内，过滤空间的径向截面呈圆环状。
3.根据权利要求1所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述预脱水滤网通过支撑架固定于锥形筒内，预脱水滤网顶部和锥形筒顶部均为封闭结构，预脱水滤网内的空间通过管道外接污泥进浆泵。
4.根据权利要求1所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述梯级深度脱水机包括布料器、上履带、下履带、上滤网和下滤网，上滤网内侧设有上履带，下滤网内侧设有下履带，下滤网水平设置，上滤网倾斜设于下滤网上方，沿污泥的输送方向，上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，上滤网与下滤网之间形成楔形脱水区域；上滤网的长度小于下滤网，布料器和上滤网分别位于下滤网的两端。
5.根据权利要求4所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述上滤网和下滤网之间还设有角度调节机构，上滤网和下滤网之间的夹角为2～15°。
6.根据权利要求4所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述楔形脱水区域的长度为2～6m。
7.根据权利要求4所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述下滤网与下履带的接触面两侧边沿还分别设有至少一个密封件，下滤网的中部呈凹槽结构，来自布料器的污泥物料位于凹槽内。
8.根据权利要求7所述一种污泥深度脱水设备，其特征在于，所述下滤网与下履带的接触面两侧边沿上，每侧设有三个密封件，各密封件为套于下履带上的O型密封圈；在同一侧上，相邻的两个密封件之间留有间隙，上滤网和下滤网对污泥物料进行压缩时，密封件伸展，且相邻两个密封件之间紧密相接。
9.根据权利要求4～8任一项所述设备实现一种污泥深度脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预脱水：在污泥物料中混入调质剂后，将污泥物料送入滤网脱水装置进行预脱水，预脱水产生的水分从锥形筒侧面的排水口排出，预脱水后的污泥物料由污泥出口送入梯级深度脱水机的布料器中；
(2)深度脱水：布料器将经过预脱水的污泥物料分布至下滤网上，下履带带动下滤网进行运动，将污泥物料送至楔形脱水区域，同时，上履带带动上滤网进行运动，随着上滤网与下滤网之间的距离逐渐变小，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水，产生的水分从下滤网渗出。
10.根据权利要求9所述一种污泥深度脱水方法，其特征在于，所述步骤(2)中，污泥物料在楔形脱水区域内逐渐被压缩脱水的过程中，当水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，污泥物料所受的压力会逐渐增大，污泥物料中的水分渗出的速度也会逐渐增大，此时污泥物料所受的压力呈现梯级变化；当水分渗出的速度大于上滤网与下滤网之间距离变小的速度时，则需要调高上滤网和下滤网的运行速度，使水分渗出的速度小于上滤网与下滤网之间距离变小的速度。
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