CN107555761A - 一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，至少包括：混凝系统、加药系统、澄清池、脱水系统。高度集成了加药、絮凝、泥水分离、污泥深度脱水及水体净化等工艺，达到一体化效果，相对于传统处理方式以及单纯机械脱水方式，不仅实现了泥水的快速分离，脱水效果好，而且占地面积小，自动化程度高，尤其以集装箱为载体，结构更紧凑，占地面积更小，通过灵活的选用车载或船载方式，以使其配合河道特征实现设备的可移动性；结合超滤膜对尾水进行深度净化，杜绝了尾水的二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及黑臭水体治理领域，特别是涉及一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备。
背景技术
2015年国务院发布《水污染防治行动计划》(“水十条”)，其中明确对城市黑臭水体的整治提出了明确的目标、任务及要求。底泥污染是黑臭水体重要的内源性污染的重要来源，对河道底泥的清理(河道清淤)是河道整治的重要内容之一，可有效的解决河道内源性污染，同时通过配合其他河道治理手段，可快速恢复河道自净功能，达到河道综合整治的目的。河道清淤有传统的挖掘型及环保清淤(包括绞吸及冲吸等)等。从技术的环保型方面而言，环保清淤对河道的生态影响最小，然而吸取的河道底泥由于污泥含量低(<10％)、沉降性差，传统方式的底泥处理主要由下面几个原因，在城市的很多地区的应用受限：1)需要设置临时较大面积的底泥沉淀及储存场地；2)沉淀的底泥含水率较高，难以达到干堆要求，就地消化及外运成本较高；3)临时场地涉及底泥恶臭，生产环境较差。
为解决传统方式所遇到的问题，科技人员通过引入机械脱水对浓缩的底泥进行快速脱水，包括板框压滤机、高速离心机、带式压滤机等，可极大的减小底泥的临时场地，然而，利用这些机械设备进行脱水受制于其自身特点，例如利用板框压滤机进行脱水，可达到底泥含水率要求，然而板框压滤机是间歇进料，自动化程度低，现场需配置大量人手进行操作，同时，需配置大量压滤机才能达到相应生产规模，不能有效的实现可移动式；利用高速离心机进行脱水，可达到连续进料，然而其运行功率过大；利用带式压滤机，可实现连续进料，能耗不高，主要问题是不能达到相应的污泥脱水率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，用于解决现有技术中采用传统方式处理底泥存在占地面积大、处理效果差、生产环境差等的问题，而采用机械脱水设备直接脱水存在自动化程度低、不能有效实现可移动性，脱水效果差等的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，至少包括：混凝系统，用于将经筛选后的底泥与药剂进行混凝反应，并将混凝反应物排出；加药系统，用于配制药剂，并将配制好的药剂加入混凝系统中；澄清池，用于接收混凝系统产生的混凝反应物，并对其进行泥水分离，且对分离后的上层清液进行净化处理后达标排放，对分离后的下层污泥进行浓缩处理后排出；脱水系统，用于接收澄清池排出的浓缩污泥，并对浓缩污泥进行脱水处理；所述设备为可移动式。
进一步地，所述加药系统包括药剂池、计量泵、搅拌设备，加药系统通过计量泵将配制好的药剂泵入混凝系统中。
进一步地，所述混凝系统包括多个混凝反应池以及鼓风机，多个混凝反应池之间通过开口通道串联连接，位于串联末端的混凝反应池与澄清池通过管道相连接，鼓风机用于向混凝反应池内通入压缩空气进行药剂与泥水的混匀搅拌。
进一步地，所述澄清池为底部连接有污泥斗的沉淀池，在位于沉淀池底部且位于污泥斗上方设置布水管网，所述布水管网通过管道与混凝系统相连接；沉淀池的上端设置有超滤膜组件，用于净化澄清池的上层清液，超滤膜组件的上方设置排水管道；污泥斗的底部开设污泥孔，并通过污泥管与脱水系统相连接；所述澄清池池体内还设置有传感器，用于监测污泥界面位置。
进一步地，所述脱水系统采用真空脱水设备，脱水后产生的泥饼被提升至一高位污泥斗内，产生的清水达标排放。
进一步地，所述真空脱水设备为真空带式过滤机或陶瓷膜过滤机。
进一步地，还包括控制系统，连接于混凝系统、加药系统、澄清池、脱水系统，用于监控混凝系统的进泥流量、搅拌参数，加药系统的搅拌参数、药剂流量，澄清池内的上清液净化处理流量、出水pH，澄清池和脱水系统的泥水联动以及脱水系统的自动化操作。
进一步地，所述加药系统中的搅拌设备为鼓风机或水泵，其中鼓风机通过向药剂池中通入压缩空气的方式搅拌药剂，水泵通过药剂回流的方式搅拌药剂。
进一步地，所述混凝系统、加药系统、澄清池、脱水系统中均设置有排空管以及排空开关，用于系统的排空操作。
进一步地，所述设备集成在一个或多个集装箱内，所述设备能够与车体结合做成陆地移动式设备，或与船体结合做成水上移动式设备。
如上所述，本发明的一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，具有以下有益效果：
高度集成了加药、絮凝、泥水分离、污泥深度脱水及水体净化等工艺，达到一体化效果，相对于传统处理方式以及单纯机械脱水方式，不仅实现了泥水的快速分离，脱水效果好，而且占地面积小，自动化程度高，尤其以集装箱为载体，结构更紧凑，占地面积更小，通过灵活的选用车载或船载方式，以使其配合河道特征实现设备的可移动性；结合超滤膜对尾水进行深度净化，杜绝了尾水的二次污染。
附图说明
图1显示为本发明的可移动式的底泥快速脱水自动化设备的结构俯视示意图。
图2显示为本发明的可移动式的底泥快速脱水自动化设备的结构剖面示意图。
元件标号说明
1 加药系统
2 混凝系统
3 澄清池
4 脱水系统
5 动力系统
6 药剂池
7 混凝反应池
8 计量泵
9 鼓风机
10 超滤膜组件
11 真空脱水设备
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图2所示，本发明提供一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，至少包括：混凝系统2，用于将经筛选后的底泥与药剂进行混凝反应，并将混凝反应物排出；加药系统1，用于配制药剂，并将配制好的药剂加入混凝系统2中；澄清池3，用于接收混凝系统产生的混凝反应物，并对其进行泥水分离，且对分离后的上层清液进行净化处理后达标排放，对分离后的下层污泥进行浓缩处理后排出；脱水系统4，用于接收澄清池3排出的浓缩污泥，并对浓缩污泥进行脱水处理，所述设备为可移动式。对经绞吸或冲吸收集的河道或湖泊底泥在进行混凝反应前，需进行筛选，以去除其中掺杂的杂质，筛选一般采用振动筛，如常用的滚筒筛。由上而知，本发明的底泥快速脱水自动化设备高度集成了加药、絮凝、泥水分离、污泥深度脱水及水体净化工艺，达到一体化效果。相比于传统处理方式以及单纯机械脱水方式，不仅实现了泥水的快速分离，脱水效果好，而且占地面积小，自动化程度高，另外整个设备为可移动式，可方便地配合河道特征实现可移动性处理，提高了设备的适用性。由于设备具备可移动性，可将设备集成在一个或多个集装箱内，所述设备能够与车体结合做成陆地移动式设备，或与船体结合做成水上移动式设备，由此通过灵活的选用车载或船载方式，以使其配合河道特征来实现设备的可移动性，并且以集装箱为载体，使得结构更紧凑，占地面积更小。
其中加药系统1包括药剂池6、计量泵8、搅拌设备，加药系统1通过计量泵8将配制好的药剂泵入混凝系统2中。搅拌设备选用鼓风机或水泵，如图2所示，选用鼓风机9作为搅拌设备，鼓风机9通过向药剂池6中通入压缩空气的方式搅拌药剂。这里，加药系统1还兼具溶药、配药的功能，对于不同的药剂，可根据需要设置多个药剂池6分别加药，亦可根据需要混合在一个药剂池6中再进行加药。对于易溶解的药剂，在药剂池6中溶药、配药即可，待溶解、搅拌均匀后再进行加药。对于难溶解的药剂，为提高加药效率，可采用2个或多个药剂池6，分溶药、配药和加药两种功能分别使用。
混凝系统2包括多个混凝反应池7以及鼓风机，多个混凝反应池7之间通过开口通道串联连接，位于串联末端的混凝反应池7与澄清池3通过管道相连接，多个混凝反应池7之间的开口通道的位置按串联顺序呈上、下依次排列，这样可使得每个混凝反应池7的进出口位于不同的水平位置或位于不同的水平位置和不同的纵向位置，进而能够使得泥水混合物与药剂得到充分的、均匀的混合。此外，设置鼓风机用于向混凝反应池7内通入压缩空气进行药剂与泥水的混匀搅拌，能够进一步促进混合的充分性以及均匀性。这里采用的鼓风机可与加药系统1共用鼓风机9，通过设置阀门和管道进行连接，以实现共用。
澄清池3为底部连接有污泥斗的沉淀池，在位于沉淀池底部且位于污泥斗上方设置布水管网，所述布水管网通过管道与混凝系统2相连接；沉淀池的上端设置有超滤膜组件10，用于净化澄清池3的上层清液，超滤膜组件10的上方设置排水管道；污泥斗的底部开设污泥孔，并通过污泥管与脱水系统4相连接；澄清池3池体内还设置有传感器，用于监测污泥界面位置。混凝系统2中的泥水通过管道进入布水管网中，进而在沉淀池的沉淀作用下，固体物质被沉淀下来进入下方的污泥斗中，沉积浓缩后排出进入脱水系统4中进行脱水处理。上清液则再经超滤膜组件10净化后由排水管排出。沉淀池为常用形式，如斜管沉淀池或斜板沉淀池等。用于泥水界面监测的传感器可定性地指示泥位是否达到设定泥位，若达到则启动排泥，污泥斗底部设置可自动开启的排泥电磁阀，来实现这一自动控制功能。脱水系统4采用真空脱水设备11，脱水后产生的泥饼通过传输带被提升至一高位污泥斗内，产生的清水达标排放。真空脱水设备11为真空带式过滤机或陶瓷膜过滤机，优选陶瓷膜过滤机。
本发明的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，还包括控制系统，连接于混凝系统2、加药系统1、澄清池3、脱水系统4，用于监控混凝系统2的进泥流量、搅拌参数，加药系统1的搅拌参数、药剂流量，澄清池3内的上清液净化处理流量、出水pH，澄清池3和脱水系统4的泥水联动以及脱水系统4的自动化操作。由于澄清池3中设置有用于监测泥水界面的传感器，控制系统还根据传感器发送的泥位数据判断是否达到设定泥位；若达到，则控制位于污泥斗底部的电磁阀使得排泥开启，并通过控制排泥流量来控制澄清池3与脱水系统4的泥水联动。混凝系统2、加药系统1、澄清池3、脱水系统4中均设置有排空管以及排空开关，用于系统的排空操作。排空管以及排空开关位于所涉及的池体的底部，且在控制系统的控制下实现自动排空操作。
本发明还在设备外侧设置可开关的门作为检查口，设备内部不设置提升泵，泥水均通过重力自流，仅设置传送带对脱水后的泥饼进行提升，能够节省动力，降低成本。动力系统5为与整个设备配套的柴油发电机。对供电方便，有相对稳定的脱水现场可采用市电作为动力线，可不配备动力系统。
通过试验证明，本设备可使得脱水后的泥饼含水率在40～45％之间，综合能耗10～15度电每吨产品。
本发明在底泥脱水前期应对底泥成分及特征进行分析，配置适合底泥后期脱水的净水药剂。根据生产工期及清淤量配置一套或多套的一体化设备，可多点开工。处理后的底泥经陈化后可作为护坡材料就地处理，或者通过渣土车外运进行资源化处理处置。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于，至少包括：
混凝系统，用于将经筛选后的底泥与药剂进行混凝反应，并将混凝反应物排出；
加药系统，用于配制药剂，并将配制好的药剂加入混凝系统中；
澄清池，用于接收混凝系统产生的混凝反应物，并对其进行泥水分离，且对分离后的上层清液进行净化处理后达标排放，对分离后的下层污泥进行浓缩处理后排出；
脱水系统，用于接收澄清池排出的浓缩污泥，并对浓缩污泥进行脱水处理；
所述设备为可移动式。
2.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述加药系统包括药剂池、计量泵、搅拌设备，加药系统通过计量泵将配制好的药剂泵入混凝系统中。
3.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述混凝系统包括多个混凝反应池以及鼓风机，多个混凝反应池之间通过开口通道串联连接，位于串联末端的混凝反应池与澄清池通过管道相连接，鼓风机用于向混凝反应池内通入压缩空气进行药剂与泥水的混匀搅拌。
4.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述澄清池为底部连接有污泥斗的沉淀池，在位于沉淀池底部且位于污泥斗上方设置布水管网，所述布水管网通过管道与混凝系统相连接；沉淀池的上端设置有超滤膜组件，用于净化澄清池的上层清液，超滤膜组件的上方设置排水管道；污泥斗的底部开设污泥孔，并通过污泥管与脱水系统相连接；所述澄清池池体内还设置有传感器，用于监测污泥界面位置。
5.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述脱水系统采用真空脱水设备，脱水后产生的泥饼被提升至一高位污泥斗内，产生的清水达标排放。
6.根据权利要求5所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述真空脱水设备为真空带式过滤机或陶瓷膜过滤机。
7.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：还包括控制系统，连接于混凝系统、加药系统、澄清池、脱水系统，用于监控混凝系统的进泥流量、搅拌参数，加药系统的搅拌参数、药剂流量，澄清池内的上清液净化处理流量、出水pH，澄清池和脱水系统的泥水联动以及脱水系统的自动化操作。
8.根据权利要求2所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述加药系统中的搅拌设备为鼓风机或水泵，其中鼓风机通过向药剂池中通入压缩空气的方式搅拌药剂，水泵通过药剂回流的方式搅拌药剂。
9.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述混凝系统、加药系统、澄清池、脱水系统中均设置有排空管以及排空开关，用于系统的排空操作。
10.根据权利要求1所述的可移动式的底泥快速脱水自动化设备，其特征在于：所述设备集成在一个或多个集装箱内，所述设备能够与车体结合做成陆地移动式设备，或与船体结合做成水上移动式设备。
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