CN106946436B - 多级污水污泥深度减量化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级污水污泥深度减量化方法，基于大处理量污水污泥深度减量化装置，所述大处理量污水污泥深度减量化装置包括压滤板框、长行程油缸(1)、短行程油缸(9)、力学放大机构(10)和高压进泥泵(28)，所述的压滤板框之间形成压滤腔(37)，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环(32)和内圈环(34)，两相邻压滤板框的外圈环(32)和内圈环(34)紧密配合，所述的内圈环(34)上设置有密封件(33)；所述长行程油缸(1)的输出端与主推板(8)固定连接，所述的力学放大机构(10)安装于主推板(8)和副推板(11)之间。采用本发明，具有易损件少、能耗低，脱水后污泥含水率较低的优点。

Description

多级污水污泥深度减量化方法

技术领域

本发明涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种多级污水污泥深度减量化方法。

背景技术

污泥高含水率是制约污泥处理处置的瓶颈，含水率高的污泥不仅体积庞大，而且所含的大量有机质、重金属和有害微生物也容易腐化或释放到环境中，引起二次污染，对污泥后续的填埋、焚烧、资源化利用等都造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，对后续处理处置越有利。

早期污泥常用的脱水设备有板框压滤机、转鼓离心机和带式过滤压滤机，经这些设备脱水后，污泥含水率一般在75％-80％，这些污泥因含水率过高，而造成运输不便且成本较高，而且无法在填埋场直接处置致使干化时间长，污泥中含有的大量有机物及丰富的氮磷钾等营养物，易腐烂产生恶臭造成环境污染。

目前市场上运用较多的污泥深度脱水设备是隔膜板框压滤机，但在脱水时，效率较低，压榨压力仅为1.6MPa，其压榨由高压水泵将污水注入隔膜板框内部，鼓胀隔膜来减小滤室面积，隔膜板框靠板框的塑性变形来挤压；隔膜板框压缩比小，相对工作周期长。另外，市面上常见的弹性压榨板框在结构构造上，过滤板都是一个整体的注塑模件，过滤板容易受损变形，而且损坏后的过滤板需要整体更换，使得维护成本较高，更重要的是，由于结构特点及压榨压力不高，当前采用该隔膜板框压滤机可能将市政污泥压榨脱水至60％左右，比之前的板框压滤机含水率降低不少，主要原因是因为隔膜鼓胀对污泥产生二次压榨，即污泥压滤腔室为可变腔室，但是该设备需要添加绝干泥量30％左右的石灰和铁盐，从而大大增加了污泥的量，而且添加的石灰及氯化铁等会对污泥后续的处理处置带来不利的影响，违背污泥处理处置的减量化及无害化原则。

当前还有一种超高压弹性压榨污泥脱水机，该设备主要包括高压油缸、超高压滤板、配板、弹簧介质、专用滤布、尾板、推板、主梁等组成，该超高压压榨板框包括滤框、滤板、滤布、工作室、弹簧和活塞板，弹簧设置于滤框和滤板之间，活塞板设置在工作室和滤板之间，使得滤板通过活塞板对工作室产生压缩作用。压榨板脱水过程主要分为两级，第一级是由进料泵将物料输送到滤室，进料的同时借助进料泵的压力进行固液分离，即一次过滤脱水；第二级是弹性压榨，设备的一端固定，另一端通过液压油缸施加外界压力，通过弹性传力装置(弹簧)压缩滤室空间对物料进行压榨进行二次脱水。通过对污泥进行超高压压榨，压榨压力在5MPa左右，高压油泵需要提供25-30MPa左右的压力，可将污泥含水率降至50％左右。同样，该超高压弹性压榨机通过设置弹簧来实现对污泥压榨腔室体积的改变来实现超高压挤压，由于弹簧经常完成伸长-压缩等过程，需要承受交变载荷，弹簧容易发生疲劳破坏，弹簧是一种易损件，而且每组板框之间需要10-20个高强度弹簧，50-100块板框则需要将近1000-2000个高强度弹簧，而且，对弹簧进行挤压时还需要克服弹簧初始的弹力作用，二次压榨时污泥所受到实际的压榨压力要比超高压油泵提供给的压力小。例如，进料压力为1MPa时，弹簧必须提供大于1MPa弹力，使得滤板和滤框之间能保持腔室的最大化，当进料压榨结束时，高压泵对污泥进行第二次高压压榨时，必须要克服弹簧开始所具有的弹力，此部分压力为消耗的压力，从而导致高压泵对污泥所产生的压力要小于实际上的压力。

目前市场还有一种超高压隔膜板框压滤机，该设备为在原先的隔膜板框压滤机上的升级，通过在隔膜内注射10MPa的水对污泥提供将近10MPa的压力，也是为二级压榨过程，即开始通过进料压力，然后在隔膜内注射高压液体，对隔膜进行鼓胀进一步对污泥进行压榨脱水，经过该设备脱水后市政污泥含水率可降至50％左右。该设备存在一个主要问题是隔膜在如此高的压力及大变形下，影响隔膜的使用寿命之问题。

通过以上分析，可以看出，要实现污泥的深度脱水必须要实现污泥压榨腔室体积的可变性，同时对污泥进行高压压榨。不管是隔膜板框压滤机还是超高压弹性压榨机都具有污泥压榨腔室的可变性，但是目前污泥深度脱水设备存在以下几个主要问题：(1)普通的隔膜板框压滤机的污泥压榨压力较小，超高压隔膜板框压滤机压榨压力足够，但是隔膜的寿命不高；(2)超高压弹性压榨机依靠弹簧来是实现污泥压榨腔室体积的变化，弹簧易损坏而且会消耗大量的压榨压力；(3)压力越大，在紧贴在滤板上的污泥就越结实，容易形成一层密实的污泥层，该污泥层粘结在滤布上，增大水分排出阻力，影响脱水效果；(4)由于污水污泥具有的高压缩性、高含水率及污水污泥含有毛细水、吸附水及内部水导致的污泥脱水困难的特点，完全采用机械压力很难对污泥进行高深度脱水，使得污泥含水率达到一个较低的水平；(5)所有的压力直接来自于高压油缸的压力，没有经过任何力的放大机构，导致油缸压力及油缸体积过大，对设备密封及的可靠性提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的易损件多，能耗高，油缸压力要求高、脱水后污泥含水率仍较高的技术问题，提出一种易损件少、能耗低，脱水后污泥含水率较低的多级污水污泥深度减量化方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的一种多级污水污泥深度减量化方法，进料压榨脱水阶段：将各压滤板框向后推动，使得压滤板框之间形成压滤腔；高压进泥泵将污水污泥泵入压滤腔，直到所述压滤腔被充满，利用进料压力实现进料脱水；

高压压榨脱水阶段：长行程油缸通过推动主推板、力学放大机构和副推板，向压滤腔挤压，所述的主推板、力学放大机构和副推板锁紧成一体，以实现对污水污泥的高压脱水；

超高压压榨脱水阶段：完成高压压榨脱水阶段后将所述主推板锁紧，安装于主推板上的短行程油缸开始工作，其输出端与力学放大机构连接，并作用于所述力学放大机构，从而产生向副推板的推力，以实现对污水污泥的超高压脱水。

采用以上结构，本发明具有以下优点：(1)通过压滤板框、外圈环、内圈环及密封件之间配合的结构，构成的封闭的体积可变的腔体，满足污泥的高压缩性特性，不存在采用弹簧、隔膜等易损件，提高设备可靠性及使用寿命；(2)采用高压进泥泵，该进泥泵可以采用高压柱塞泵，通过该高压进料压力可对污泥进行第一次进料压力脱水，然后再通过长行程油缸，对污泥进行进一步的加压，进行第二级压榨脱水，最后通过短行程油缸及力学放大机构，对油缸力进行放大，对污泥进行更进一步的加压达到第三级压力，进行高压脱水，通过力放大机构，可降低高压泵的系统油压，降低能耗及液压系统的密封要求；由于污泥内还有部分水分不能通过机械方式去除，本方案采用了高压气体发生器及组件，通过高压气体作用，将污泥内机械方式难以脱除的水分通过高压气流方式带走，即实现机械压榨及气流双效作用，从而进一步降低污泥的水分，达到污泥深度减量化目的。

可选地，在所述高压压榨脱水阶段中，在长行程油缸通过推动主推板、力学放大机构和副推板，向压滤腔挤压后，所述长行程油缸再往回运动，由高压气泵向压滤腔内通入高压气体，高压气体将紧贴滤布上的泥饼吹开，将滤布上的污泥颗粒吹掉，并带走污泥中的部分水分；然后长行程油缸再次往前推进，对压滤腔内的污泥进行高压压榨脱水。

可选地，在所述超高压压榨脱水阶段中，高压气泵同时向压滤腔内通入高压气体，高压气体将部分水分通过水蒸气的形式带出。

可选地，所述的多级污水污泥深度减量化方法基于多级污水污泥深度减量化装置，所述的多级污水污泥深度减量化装置包括压滤板框、长行程油缸、短行程油缸、力学放大机构和高压进泥泵，所述的压滤板框之间形成压滤腔，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环和内圈环，两相邻压滤板框的外圈环和内圈环紧密配合，所述的内圈环上设置有密封件；所述长行程油缸的输出端与主推板固定连接，所述的力学放大机构安装于主推板和副推板之间，所述的短行程油缸安装于主推板上，短行程油缸的输出端与所述力学放大机构连接，所述的副推板作用于压滤腔。

可选地，所述的主推板上固定连接有拉杆，所述的副推板上也连接有拉杆，所述的拉杆上也开设有楔形槽，固定在主推板上的拉杆穿过装在机架上的限位阀体，并与装在限位阀体上的限位阀芯一一对应，固定在副推板上的拉杆与安装在主推板上的限位阀芯一一对应，所述限位阀芯与转向齿轮连接，该转向齿轮与电机相连。通过限位阀芯与拉杆的配合可以实现单向锁紧。

可选地，所述的压滤板框包括主板、滤板、加强衬和滤布，所述的主板两侧分别设置有滤板，所述的主板及滤板中间设置短限位销，使得主板及滤板之间保留一定的间隙，滤板向外依次设有加强衬和滤布，所述的加强衬固定在滤板上，所述的主板、限位销、滤板、加强衬和滤布中心位置均开设进泥孔，使得污泥可从进泥孔依次进入下一组压滤板框内。所述的滤板上可设置若干凸点、出水沟槽和通孔，通过设置大量的出水沟槽，压滤出来的水能顺畅的排出，滤板外部依次设有加强衬和滤布，所述的加强衬固定在滤板上，所述的滤布固定在主板上，经过多级压榨，到第二、三级压榨时压榨压力非常大，而滤布承受高压下易于破损，通过加强衬的作用对滤布进行保护，解决现有技术存在的滤布易破损，需要经常更换等难题，所述的压滤板框从里到外分别是主板、限位销、滤板、加强衬、滤布，采用该结构，在保证压滤板框的强度的条件下，解决滤布易破损问题，提高滤布寿命，又可实现高压气体及过滤液的顺畅流动。

可选地，所述的压滤板框上也固定设有限位阀体和定位自锁杆，所述的限位阀体内设置有限位阀芯，所述的限位阀芯均相应地连接有转向齿轮，与压滤板框上的限位阀芯相连接的转向齿轮与齿条啮合，所述的齿条与气缸相连接，所述的齿条固定在齿条导轨上，限位阀体上还连接有定位自锁杆。所述的每个限位阀芯均与转向齿轮固定连接，与压滤板框上的限位阀芯相连接的转向齿轮与齿条啮合，即一个齿条同时控制所有的转向齿轮，保证换向的统一，所述的齿条与气缸相连接，所述的齿条固定在齿条导轨上，所述的压滤板框通过其上的限位阀体上安装的弹性拉锁将各个压滤板框依次连接成一体，即各个压滤板框之间可产生一定的相对运动，又在弹性拉索作用下限制其最大的相对位移，通过该弹性拉索，可同时拉开多块板框，节省拉板时间，所述的复位弹簧安装在限位阀芯上，使得限位阀芯始终与拉杆及定位自锁杆接触。

可选地，所述的限位阀芯上套设有复位弹簧，在复位弹簧的作用下，所述的限位阀芯可顶在所述的拉杆和定位自锁杆楔形槽内。从而有效实现单向自锁。

可选地，限位阀体上还连接有弹性拉索，所述的压滤板框通过其上的限位阀体上安装的弹性拉索将各个压滤板框依次连接成一体，在弹性拉索作用下限制其最大的相对位移。即各个压滤板框之间可产生一定的相对运动，又在弹性拉索作用下限制其最大的相对位移，通过该弹性拉索，可同时拉开多块板框，节省拉板时间，所述的复位弹簧安装在限位阀芯上，使得限位阀芯始终与拉杆及定位自锁杆接触。

可选地，所述力学放大机构包括十字块、第一铰杆、第二铰杆和第三铰杆，所述第一铰杆的一端铰接于所述十字块上，所述第一铰杆的另一端分别与所述第二铰杆和第三铰杆的一端连接，所述的第二铰杆的另一端连接在主推板上，所述第三铰杆的另一端连接在副推板上。力学放大机构的行程与力放大倍数可通过调节其上的铰杆长度及安装位置来确定，根据污泥压缩特性，通过优化设计十字块、第一二三铰杆的尺寸及与主副推板的安装位置，使得力的放大机构可完全满足污泥的压缩特性。通过采用该结构，第二阶段脱水时，只是长行程油缸工作，此时短行程油缸及力的放大机构一起运动，到第三阶段脱水时，主推板和长行程油缸固定，短行程油缸运动，将两个油缸及力的放大机构创造性的结合在一起工作，解决长行程负责前期污泥压缩量大所需要的大行程而力不需要太大，短行程油缸及力的放大机构负责在后期污泥压缩量小但是需要足够大的力。

可选地，所述的定位自锁杆固定安装在相邻限位阀体的不同高度，定位自锁杆上开设有楔形槽，所述的限位阀芯上也开设有与定位自锁杆的楔形槽相对应的楔形块，两者配合可实现限位阀芯对定位自锁杆单向的定位及自锁，当定位自锁杆转过180角度时，限位阀芯对定位自锁杆则可解除定位及自锁。

可选地，所述的压滤板框的主板、副推板、止推板的上端均开设有高压进气孔，所述的滤板上开设有通孔，所述的高压进气孔通过气管与高压气泵相连，高压气体通过高压气泵、气管、高压进气孔、通孔可进入到污泥压滤腔内，所述的压滤板框的主板、副推板、止推板的下端均开设有液体排出通道并与出水阀相连接。部分机械压榨难以脱除的如毛细水、吸附水和细胞内部水等水分可在高压气体作用下，通过水蒸气形式带出，进一步降低污泥含水率。而且，在污泥被压榨后形成泥饼粘附在滤布上时，结实的泥饼易堵塞过滤介质的孔道，阻碍水分的流出，此时通过高压气体将粘结的滤布上的泥饼吹开，使得泥饼与滤布之间产生一层孔隙，水分流出阻力大大降低，易于通过介质流出，提高脱水效果。

可选地，所述减量化装置还包括控制器、压力传感器、位置传感器，所述的压力传感器安装在压滤板框内，所述的位置传感器安装在主推板及副推板附近，用于检测主推板及副推板的位置，所述的控制器分别与压力传感器、位置传感器、电机、长行程油缸、短行程油缸、气缸、高压气泵、气动球阀及高压进泥泵、出水阀电连接，实现对系统的自动控制。采用以上结构，通过控制器、检测元器件可对各相关执行机构进行控制，提高整个装置的自动化水平及精准控制。

附图说明

图1为本发明多级污水污泥深度减量化方法的流程框图；

图2为多级污水污泥深度减量化装置的结构示意图；

图3为多级污水污泥深度减量化装置的Ⅰ位置的局部放大图；

图4为多级污水污泥深度减量化装置的Ⅱ位置的局部放大图

如图所示，1、长行程油缸，2、拉杆，3、机架，4、限位阀芯，5、复位弹簧，6、转向齿轮，7、电机，8、主推板，9、短行程油缸，10、力放大机构，11、次推板，12、限位阀体，13、齿条，14、弹性拉索，15、齿条支架，16、滤板，17、高压进气孔，18、通孔，19、滤板，20、加强衬，21、滤布，22、气管，23、气缸，24、高压气泵，25、除尘装置，26、气动球阀，27、柱塞泵，28、进泥管，29、控制器，30、止推板，31、压力传感器，32、外圈环，33、密封件，34、内圈环，35、定位自锁杆，36、限位销，37、压滤腔，38、滤液排出通道，39、出水阀，40、位置传感器。

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。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。

如图1所示，示意了本发明多级污水污泥深度减量化方法的具体流程：

1)长行程油缸将各压滤板框往止推板侧推动，内圈环、密封圈、外圈环及相邻的压滤板框之间形成封闭的污泥压滤腔，定位自锁杆穿过限位阀体孔；

2)气动球阀开启，高压进泥泵将泥浆泵入压滤腔体内，压滤板框受到泥浆的压力往远离止推板方向(往左)运动，固定在压滤板框上的定位自锁杆往左运动，限位阀芯上的楔形块切入到定位自锁杆的楔形槽，两个压滤板框之间相对位置固定，该压滤腔室的大小即为污泥初始体积大小；

3)泥浆进入，泥浆充满第一个压滤腔室进入到第二个腔室，推动第二个腔室的左边一个压滤板框远离止推板方向(往左)运动，同理利用限位阀芯及定位自锁杆固定两个压滤板框，依此例推，当污泥进入到最后一个腔室时，各个压滤板框均被定位自锁杆连成一体且位于最左端；

4)在进料压力作用下，污泥受到的压力在1.5-2.0MPa之间，泥浆继续被泵入，水分通过滤布及加强衬进入到滤板上的出水沟槽及通孔内，从出水阀排出，而污泥则留在压滤腔内，经过一段时间的进料脱水，压滤腔室已经充实，泥浆已经无法进入，气动球阀关闭，停止进泥，第一阶段进料脱水结束；

5)开始第二阶段脱水，长行程油缸开始工作，主推板上的限位阀芯将拉杆锁牢，在长行程油缸作用下，油缸推动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸往前运动，液压力通过副推板作用在压滤板框及污泥上，对污泥进行第二级压榨脱水，此时压榨压力为3-5MPa；

6)长行程油缸油路反向，带动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸、压滤板框往回运动；

7)控制器控制高压气泵开始工作，高压气体通过主板上的高压进气孔、通孔对紧贴在滤布上进行反吹，高压气体将紧贴在滤布上的泥饼吹开，同时将粘附在滤布上的污泥颗粒吹掉，清洗滤布，高压气体也带走污泥内一定的水分；

8)长行程油缸带动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸、压滤板框继续往前运动，经过一段时间的压榨脱水，第二级脱水结束；

9)进入第三级超高压脱水阶段。在第三级脱水阶段，短行程油缸开始工作，推动力的放大机构运动进而推动副推板往前运动，此时与拉杆相配合的限位阀芯旋转180°，限位阀芯对拉杆Ⅱ的定位自锁解除，副推板运动的同时带动拉杆运动，副推板运动对污泥进行进一步的压榨，此时污泥压榨压力为8-10MPa，将更多的水分挤压出；

10)在机械压榨的同时，高压气体进入，将污泥内通过机械压榨难以脱出的水分更多的通过水蒸气带出，待出水阀几乎没有出水时，第三阶段压榨停止，整个脱水过程结束

11)卸泥阶段，气缸带动齿条运动，齿条与转向齿轮啮合，将转向齿轮旋转180，转向齿轮带动限位阀芯也转动180°，短行程油缸及长行程油缸油路反向，带动副推板、力放大机构、主推板往回运动，拉板机构通过拉动压滤板框往左运动，在弹性拉锁作用下，可同时拉动多个压滤板框，污泥从滤板之间的空隙掉到装置的下方的输送机构输送出去；

(12)卸泥完毕后，油缸将所有的压滤板框又重新推送到最左端，进入下一个循环。

如图2、3和4所示，示意了多级污水污泥深度减量化装置的结构，包括压滤板框、长行程油缸1、短行程油缸9、力学放大机构10、板框定位及自锁机构、压滤腔37、主推板8、副推板11、止推板30、高压进泥泵28、高压气体发生器及组件、机架3等组成，压滤板框结构更优的方案是做成圆形，密封性能较好，特殊需求的也可以做成方形，压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环32、内圈环34，内圈环34上设置有密封件33，内圈环34直径比外圈环32直径稍小，相邻的压滤板框、外圈环32、内圈环34、密封件33组成一个体积可变的封闭腔室，该封闭腔室为污泥压滤腔37，主推板8、副推板11中间设置有短行程油缸9及力的放大机构10，高压进泥泵28可为柱塞泵或者转子泵，其进料压力为1.5-2.0MPa，内圈环、外圈环与压滤板框主板需有较好的垂直度，保证密封及后续受力方向的垂直度。

长行程油缸1与主推板8固定连接，该长行程油缸1的行程应为所有压滤腔内污泥的二次压榨量之和，油缸的压力一般在20MPa左右，使得污泥二级压榨压力可达到3-5MPa,主推板材料也为具有高强度的金属制成，副推板11与压滤板框固定连接，主推板8上还固定连接有短行程油缸9、拉杆2，副推板11上也固连接有拉杆2，副推板11上的拉杆2可以在主推板8上开设的孔中运动，所述的拉杆2上也开设有楔形槽，固定在主推板8上的拉杆2穿过装在机架3上的限位阀体12，并与装在限位阀体12上的限位阀芯4一一对应，固定在副推板11上的拉杆2与安装在主推板8上的限位阀芯4一一对应，该限位阀芯4与转向齿轮6连接，该转向齿轮6电机7相连。

力学放大机构10分别由十字块10-1、第一铰杆10-2、第二铰杆10-3、第三铰杆10-4组成，该力学放大机构10分别与主推板8、副推板11、短行程油缸9铰接，通过力学放大机构，力放大倍数可以达到10-20倍，则短行程油缸的油压或者油缸面积可相应减小10-20倍，通过调节其上的铰杆长度及安装位置可实现力学放大机10的行程与力放大倍数，使得该力学放大机构的运动及力学特性符合污泥压缩特性。通过力的放大作用及短行程油缸的油压作用下，污泥进行第三次压榨，压榨压力在8-10MPa。

压滤板框包括主板16、滤板19，加强衬20、滤布21，主板16及滤板19由高强度的金属材料制成，主板16两侧分别设置有滤板19，所述的主板16及滤板19中间设置短限位销36，限位销36均布在主板16上，在主板16上开设与限位销36相配合的孔，限位销36的高度约为5-10mm，使得主板16及滤板19之间保留一定的间隙，滤板19上有若干凸点、出水沟槽和通孔18，该滤板19结构主体与隔膜板框压滤机的滤板结构相似，外部依次设有加强衬20和滤布21，加强衬20固定在滤板19上，滤布21固定在主板16上，压滤板框从里到外分别是主板16、限位销36、滤板19、加强衬20、滤布21，所述的主板16、限位销36、滤板19、加强衬20、滤布21中心位置均开设进泥孔，使得污泥可从污泥孔依次进入下一组压滤板框内。

压滤板框上还固定连接有限位阀体12，所述的限位阀体12内设有限位阀芯4、复位弹簧5，限位阀体12上还固连有定位自锁杆35及弹性拉索14，所述的每个限位阀芯4均与转向齿轮6连接，与压滤板框上的限位阀芯4相连接的转向齿轮6与齿条13啮合，所述的齿条13与气缸23相连接，所述的齿条13固定在齿条导轨15上，所述的压滤板框通过其上的限位阀体12上安装的弹性拉锁14将各个压滤板框依次连接成一体，即各个压滤板框之间可产生一定的相对运动，又在弹性拉索14作用下限制其最大的相对位移，所述的复位弹簧5

定位自锁杆35固定安装在相邻限位阀体12的不同高度，定位自锁杆35上开设有楔形槽，所述的限位阀芯4上也开设有与定位自锁杆35的楔形槽相对应的楔形块，两者配合可实现限位阀芯4对定位自锁杆35单向的定位及自锁，当定位自锁杆转过180角度时，限位阀芯4对定位自锁杆35则可解除定位及自锁。

所述的压滤板框的主板16、副推板11、止推板30的上端均开设有高压进气孔17，滤板19上开设有通孔18，高压气体发生器及组件包括高压气泵24、气管22，所述的高压进气孔17通过气管22与高压气泵24相连，高压气体通过高压气泵24、气管22、高压进气孔17、通孔18可进入到污泥压滤腔37内，所述的压滤板框的主板16、副推板11、止推板30的下端均开设有液体排出通道38并与出水阀39相连接。

多级污水污泥深度减量化装置还安装有控制器29、压力传感器31、位置传感器40，所述的压力传感器安装在压滤板框内，所述的位置传感器安装在主推板8及副推板11附近，用于检测主推板8及副推板11的位置，所述的控制器29分别与压力传感器31、位置传感器40、电机7、长行程油缸1、短行程油缸9、气缸23、高压气泵24、气动球阀26及高压进泥泵28、出水阀39电连接，实现对系统的自动控制。

出水阀39为电磁出水阀，可自动控制器开闭组合。多级污水污泥深度减量化装置还包括除尘装置24，该除尘装置24通过负压将高压气体带来的污泥粉尘除去，初沉装置可为布袋、旋风分离器或者两者的组合。

为了便于说明，将连接在主推板上的拉杆称为拉杆Ⅰ，连接在副推板上的拉杆称为拉杆Ⅱ。

本装置工作原理如下：长行程油缸将各压滤板框往止推板侧推动，此时，内圈环及密封件进入到外圈环内，形成过盈配合，内圈环、密封圈、外圈环及相邻的压滤板框之间形成封闭的污泥压滤腔，在限位阀芯该方向作用下，定位自锁杆可自由的穿过限位阀体孔。气动球阀开启，高压进泥泵将泥浆泵入压滤腔体内，首先进入的是紧靠止推板的压滤腔，在进泥泵压力下，压滤板框受到泥浆的压力往远离止推板方向(往左)运动，固定在压滤板框上的定位自锁杆也往左运动，当限位阀芯上的楔形块刚好切入到定位自锁杆的楔形槽时，此时，两个压滤板框之间就固定了，该压滤腔室的大小即为污泥初始体积大小，随着泥浆的进入，泥浆充满第一个压滤腔室，开始进入到第二个腔室，推动第二个腔室的左边一个压滤板框远离止推板方向(往左)运动，同理固定在压滤板框上的定位自锁杆也往左运动，当限位阀芯上的楔形块刚好切入到定位自锁杆的楔形槽时，此时，该相邻的两个压滤板框之间就固定了，依此例推，当污泥进入到最后一个腔室时，各个压滤板框均被定位自锁杆连成一体位于最左端。在进料压力作用下，污泥受到的压力在1.5-2.0MPa之间，泥浆继续被泵入，水分通过滤布及加强衬进入到滤板上的出水沟槽及通孔内，从出水阀排出，而污泥则留在压滤腔内，经过一段时间的进料脱水，压滤腔室已经充实，泥浆已经无法进入，此时气动球阀关闭，停止进泥。第一阶段进料脱水结束，进入到第二阶段压榨脱水，长行程油缸开始工作，主推板上的限位阀芯将拉杆锁牢，此时拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸等可视为一个整体，而固定在主推板上的拉杆可在限位阀体上自由运动，在长行程油缸作用下，油缸推动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸往前运动，液压力通过副推板作用在压滤板框及污泥上，对污泥进行第二级压榨脱水，此时压榨压力为3-5MPa，在第二级压榨的同时，污泥被压榨成泥饼紧贴在滤布上，堵塞了水分通过滤布，而且压强越大，污泥被压榨得越密室，贴在滤布上越紧密，水分通过滤布的阻力则越大，此时长行程油缸油路反向，带动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸、压滤板框往回运动，控制器控制高压气泵开始工作，高压气体通过主板上的高压进气孔、通孔对紧贴在滤布上进行反吹，高压气体将紧贴在滤布上的泥饼吹开，同时将粘附在滤布上的污泥颗粒吹掉，清洗滤布，高压气体也带走污泥内一定的水分，高压气体吹过之后，长行程油缸带动拉杆、主推板、副推板、力学放大机构、短行程油缸、压滤板框继续往前运动，经过一段时间的压榨脱水，第二级脱水结束，进入第三级超高压脱水阶段。在第三级脱水阶段，限位阀芯对拉杆进行限位自锁，主推板则通过拉杆固定，此时，短行程油缸开始工作，推动力的放大机构运动进而推动副推板往前运动，此时与拉杆相配合的限位阀芯旋转180°，限位阀芯对拉杆的定位自锁解除，副推板运动的同时带动拉杆运动，副推板运动对污泥进行进一步的压榨，此时污泥压榨压力为8-10MPa，将更多的水分挤压出，在机械压榨的同时，高压气体进入，将污泥内通过机械压榨难以脱出的水分更多的通过水蒸气带出，待出水阀几乎没有出水时，第三阶段压榨停止，整个脱水过程结束。进入卸泥阶段，气缸带动齿条运动，齿条与转向齿轮啮合，将转向齿轮旋转180，转向齿轮带动限位阀芯也转动180°，则限位阀芯与定位自锁杆的定位自锁解除，短行程油缸及长行程油缸油路反向，带动副推板、力放大机构、主推板往回运动，拉板机构通过拉动压滤板框往左运动，在弹性拉锁作用下，可同时拉动多个压滤板框，由于弹性拉锁的长度超过内圈环、外圈环及污泥的厚度，内圈环离开外圈环，内外圈环之间的配合不存在，封闭压滤腔消失，污泥可从之间的空隙掉到装置的下方的输送机构输送出去，卸泥完毕后，油缸将所有的压滤板框又重新推送到最左端，进入下一个循环。

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 (9)

1.一种多级污水污泥深度减量化方法，包括以下步骤：

进料压榨脱水阶段：将各压滤板框向后推动，使得压滤板框之间形成压滤腔；高压进泥泵将污水污泥泵入压滤腔，直到所述压滤腔被充满，利用进料压力实现进料脱水；

高压压榨脱水阶段：长行程油缸通过推动主推板、力学放大机构和副推板，向压滤腔挤压，所述的主推板、力学放大机构和副推板锁紧成一体，以实现对污水污泥的高压脱水；

超高压压榨脱水阶段：完成高压压榨脱水阶段后将所述主推板锁紧，安装于主推板上的短行程油缸开始工作，其输出端与力学放大机构连接，并作用于所述力学放大机构，从而产生向副推板的推力，以实现对污水污泥的超高压脱水；

所述的多级污水污泥深度减量化方法基于多级污水污泥深度减量化装置，所述的多级污水污泥深度减量化装置包括压滤板框、长行程油缸(1)、短行程油缸(9)、力学放大机构(10)和高压进泥泵(28)，所述的压滤板框之间形成压滤腔(37)，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环(32)和内圈环(34)，两相邻压滤板框的外圈环(32)和内圈环(34)紧密配合，所述的内圈环(34)上设置有密封件(33)；所述长行程油缸(1)的输出端与主推板(8)固定连接，所述的力学放大机构(10)安装于主推板(8)和副推板(11)之间，所述的短行程油缸(9)安装于主推板(8)上，短行程油缸(9)的输出端与所述力学放大机构(10)连接，所述的副推板(11)作用于压滤腔(37)。

2.根据权利要求1所述的多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：在所述高压压榨脱水阶段中，在长行程油缸通过推动主推板、力学放大机构和副推板，向压滤腔挤压后，所述长行程油缸再往回运动，由高压气泵向压滤腔内通入高压气体，高压气体将紧贴滤布上的泥饼吹开，将滤布上的污泥颗粒吹掉，并带走污泥中的部分水分；然后长行程油缸再次往前推进，对压滤腔内的污泥进行高压压榨脱水。

3.根据权利要求1或2所述的多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：在所述超高压压榨脱水阶段中，高压气泵同时向压滤腔内通入高压气体，高压气体将部分水分通过水蒸气的形式带出。

4.根据权利要求1所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：所述的主推板(8)上固定连接有拉杆(2)，所述的副推板(11)上也连接有拉杆(2)，所述的拉杆(2)上也开设有楔形槽，固定在主推板(8)上的拉杆(2)穿过装在机架(3)上的限位阀体(12)，并与装在限位阀体(12)上的限位阀芯(4)一一对应，固定在副推板(11)上的拉杆(2)与安装在主推板(8)上的限位阀芯(4)一一对应，所述限位阀芯(4)与转向齿轮(6)连接，该转向齿轮(6)与电机(7)相连。

5.根据权利要求4所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：所述的压滤板框包括主板(16)、滤板(19)、加强衬(20)和滤布(21)，所述的主板(16)两侧分别设置有滤板(19)，所述的主板(16)及滤板(19)中间设置短限位销(36)，使得主板(16)及滤板(19)之间保留一定的间隙，滤板向外依次设有加强衬(20)和滤布(21)，所述的加强衬(20)固定在滤板(19)上，所述的主板(16)、限位销(36)、滤板(19)、加强衬(20)和滤布(21)中心位置均开设进泥孔，使得污泥可从进泥孔依次进入下一组压滤板框内。

6.根据权利要求4所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：所述的压滤板框上也固定设有限位阀体(12)和定位自锁杆(35)，所述的限位阀体(12)内设置有限位阀芯(4)，所述的限位阀芯(4)均相应地连接有转向齿轮(6)，与压滤板框上的限位阀芯(4)相连接的转向齿轮(6)与齿条(13)啮合，所述的齿条(13)与气缸(23)相连接，所述的齿条(13)固定在齿条导轨(15)上，限位阀体(12)上还连接有定位自锁杆(35)。

7.根据权利要求4所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：所述的限位阀芯(4)上套设有复位弹簧(5)，在复位弹簧(5)的作用下，所述的限位阀芯(4)可顶在所述的拉杆(2)和定位自锁杆(35)楔形槽内。

8.根据权利要求2所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：限位阀体(12)上还连接有弹性拉索(14)，所述的压滤板框通过其上的限位阀体(12)上安装的弹性拉索(14)将各个压滤板框依次连接成一体，在弹性拉索(14)作用下限制其最大的相对位移。

9.根据权利要求1所述的一种多级污水污泥深度减量化方法，其特征在于：所述力学放大机构(10)包括十字块(10-1)、第一铰杆(10-2)、第二铰杆(10-3)和第三铰杆(10-4)，所述第一铰杆(10-2)的一端铰接于所述十字块(10-1)上，所述第一铰杆(10-2)的另一端分别与所述第二铰杆(10-3)和第三铰杆(10-4)的一端连接，所述的第二铰杆(10-3)的另一端连接在主推板(8)上，所述第三铰杆(10-4)的另一端连接在副推板(11)上。

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