CN108275855A - 一种淤泥脱水方法以及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及淤泥脱水领域，具体公开了一种淤泥脱水方法，包括脱水容器，包括以下功能步骤：S1：填料，将淤泥通入到脱水容器中；S2：向脱水容器通电，通电时脱水容器的电极呈左阳右阴设置；S3：检测左边区域内的湿度；S4：分隔左边区域和右边区域；S5：位于左边区域的脱水容器底端开启，推出位于左边区域的泥；S6：关闭位于左边区域的脱水容器底端，向左边区域加泥；S7：加泥结束后，检测左边区域和右边区域的湿度；S8：贯通左边区域和右边区域，当左边区域淤泥湿度大于右边区域淤泥湿度，向脱水容器通电，通电时脱水容器的电极呈左阴右阳设置，否则执行步骤S2，其技术方案要点是,能够在较低能耗下提高脱水效率。

Description

一种淤泥脱水方法以及控制系统

技术领域

本发明涉及淤泥脱水领域，特别涉及一种淤泥脱水方法以及控制系统。

背景技术

淤泥具有较高的含水量，由于水分与淤泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱水具有一定的限制。由此产生了电渗脱水的方法，电渗脱水为在淤泥中插入金属电极，并通以直流电，在电场的作用下，淤泥中水从阳极流向阴极，产生电渗，使得阳极一侧的含水量大大降低，而阴极的含水量提高，并且在阴极一侧会设置排水装置进行排水，降低阴极一侧淤泥的含水量。

现有技术中，淤泥电渗脱水装置包括脱水容器、对称设置在脱水容器内壁并分别通阳极和阴极的第一电极板和第二电极板、以及设置于第二电极板一侧的脱水容器上的排水装置，脱水容器的底端设置有用于排出淤泥的启闭组件，并且脱水容器上设置有用于检测淤泥湿度的土壤湿度传感器。

在整个电渗脱水的过程中，随着阳极一侧的水流往阴极流动，阳极的含水量会越来越小，导致阳极一侧的电阻逐渐变大，电流降低，导致脱水效果差的同时，要导致能耗变大；通过间隙性变换第一电极板和第二电极板的电极，湿润第一电极板一侧的淤泥，接着再次切换电机，来提高脱水效果。

但是，为了确保淤泥中的含水量达到需要的程度，一方面需要多次切换电极来提高降低阴极一侧淤泥中的含水量，以降低淤泥整体的含水量，完成整个淤泥的脱水周期比较长，即脱水效率较低；另外一方面，到了后续的脱水过程中，阴极的含水量也不是特别高了，阳极的含水量更加低，导致能耗直线上升，导致能耗大大提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种淤泥脱水方法，能够在较低能耗下提高脱水效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种淤泥脱水方法，包括脱水容器，包括以下功能步骤：

S1：填料，将淤泥通入到脱水容器中；

S2：向脱水容器通电，通电时脱水容器的电极呈左阳右阴设置；

S3：检测左边区域内的湿度；

S4：分隔左边区域和右边区域；

S5：位于左边区域的脱水容器底端开启，推出位于左边区域的泥；

S6：关闭位于左边区域的脱水容器底端，向左边区域加泥；

S7：加泥结束后，检测左边区域和右边区域的湿度；

S8：贯通左边区域和右边区域，当左边区域淤泥湿度大于右边区域淤泥湿度，向脱水容器通电，通电时脱水容器的电极呈左阴右阳设置，否则执行步骤S2。

如此设置，通过时刻检测左边区域的湿度大小，当检测到的湿度值小于可以排出淤泥的湿度值，进行脱水容器内部空腔的分隔，把分别通阳极和阴极的区域分隔开，即把通阳极的左边区域分隔出来，接着打开脱水容器底端进行排泥，接着通入新的淤泥，通过检测左、右区域内的湿度来确定电极的具体设置，避免了使用反复切换电极的方式来提高排水效果，直接把干度达到要求的淤泥排出，降低了能耗的同时，也提高了淤泥的脱水效率，即在较低能耗下提高脱水效率。

进一步优选为：在完成步骤S4之后、进行步骤S5之前，包括有步骤S4.1；

S4.1：向右边区域通电，通电时脱水容器的电极呈左阳右阴设置；

在完成步骤S4.1之后、进行步骤S8之前，包括有步骤S7.1；

S7.1：停止向右边区域通电。

如此设置，在排已经达到干度要求的淤泥时，通过向右边区域通电，配合上通电时右边区域的电极呈左阳右阴设置，通过右边区域的阴、阳电极来增加右边区域的排水，使得在贯通左边区域和右边区域之前，都可以对右边区域通电，大大降低右边区域的含水量，再加入新的淤泥，两边的含水量会出现两种情况，具体如下：

情况一：左边区域的含水量大于右边区域的含水量，通电呈左阴右阳；

1、在没有向右边区域通电时，左边区域新淤泥的含水量大于右边区域的淤泥含水量，在加入新的淤泥之前降低右边区域淤泥的含水量，可以降低右边区域脱水的时间，实现较低能耗下提高脱水效率。

2、在没有向右边区域通电时，左边区域新淤泥的含水量小于右边区域的淤泥含水量，在加入新的淤泥之前降低右边区域淤泥的含水量，可以降低右边区域水饱和对阴阳极电场推动水流移动的阻碍效果，保证电渗的脱水效果，降低左边区域的脱水时间，实现较低能耗下提高脱水效率。

情况二：左边区域的含水量小于右边区域的含水量，通电呈左阳右阴；

情况二与情况一中第二个可能性的情况相似，可以降低右边区域水饱和对阴阳极电场推动水流移动的阻碍效果，保证电渗的脱水效果，降低左边区域的脱水时间，实现较低能耗下提高脱水效率。

本发明的另一目的是提供一种淤泥脱水控制系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种淤泥脱水控制系统，包括设置于脱水容器上的进泥口和出泥口、对称设置的第一电极板和第二电极板、推泥装置、以及设置于用于控制出泥口关闭的启闭组件，所述第一电极板和第二电极板之间设置有用于分割脱水容器的垂直片，所述脱水容器上于垂直片两侧均设置有用于检测淤泥湿度的土壤湿度传感器，同时包括根据两个土壤湿度传感器来控制垂直片分割脱水容器、出泥口启闭的启闭组件、并控制推泥装置推泥的控制电路。

如此设置，从进泥口通入淤泥，通过控制电路来控制第一电极板通正电、第二电极板通负电，使得第一电极板一侧的水往第二电极板一侧流动；当第一电极板一侧的土壤湿度传感器检测的湿度值小于控制电路内的预设值，控制电路控制垂直片来分隔脱水容器，此时控制电路依次控制启闭组件打开出泥口、推泥装置往下进行推泥，实现单边排泥，提高脱水效率。

接着升上推泥装置，通过启闭组件关闭出泥口，通过进泥口通入新的淤泥，在经过两个传感器的检测，输入两个检测值到控制电路内，判定第一电极板一侧和第二电极板一侧的含水量高低，根据哪侧区域含水量低来通阳极，来避免含水量高的一侧的水流向含水量低的一侧，降低脱水时间的同时，也能够降低脱水能耗。

进一步优选为：所述垂直片设置为受控于控制电路的第三电极板，当第三电极板起到分隔脱水容器效果的期间，第三电极板通正电、第一电极板或第二电极板通负电。

如此设置，通过设置垂直片为第三电极板，当起初第一电极板通正电、第二电极板通负电时，第三电极板起到分隔脱水容器作用的期间，第三电极板通正电、第二电极板继续通负电，此时，第一电极板一侧在进行排泥、进新泥的步骤，而第二电极板一侧则在进行脱水步骤，降低此侧淤泥的含水量，提高脱水效率。

进一步优选为：所述推泥装置包括设置于脱水容器内的下压板、滑动安装在脱水容器顶端并与下压板相连的滑动管、以及设置于脱水容器顶端用于驱使滑动管升降的第一气缸，所述下压板四周与脱水容器内壁和垂直片相抵接。

如此设置，当控制电路需要执行推泥步骤时，启动第一气缸，推动滑动管往下滑动、同时带着下压板往下滑动，下压板推动淤泥往下移动并从出泥口排出，在排完淤泥之后，通过第一气缸拉动滑动管和下压板上升，实现整个排泥的动作，防止淤泥在脱水容器内堆积无法排出，加快淤泥在脱水容器内排出，降低排泥步骤的使用时间；

在排泥的期间，第三电极板通正电，在没有排淤泥的范围内，并靠近第三电极板的区域内的水会大量流向另外一侧，当排泥时间过长，靠近第三电极板一侧的水会降低到非常小，导致此段的电阻大大增加，降低排泥时间，一方面可以充分利用步骤中的时间差，排出一部分水，降低淤泥中的含水量；另外一方面，可以降低能耗，降低对后续的电渗脱水效率的影响。

进一步优选为：所述下压板包括与滑动管相连的安装块、对称设置于安装块底端的翻转板，所述翻转板与安装块转动连接，所述安装块内设置有用于拉动翻转板转动的控制件。

如此设置，当下压板下降推动淤泥以后，需要下压板上升以后，才能通过进泥口进行通泥，通过设置翻转板，使得翻转板一端与转动连接端形成支撑，另一端与垂直片或脱水容器内壁抵接，以此来划分上下两个空腔，在推泥过程中，就可以往脱水容器内通入淤泥，即在翻转板上部通入淤泥；

当出泥口已经关闭，下压板需要上升时，启动控制件，配合上新泥重量和翻转板自身重力，使得翻转板往下转动，使得翻转板上下两端贯通，降低整个排泥和通新淤泥的总时间，一方面可以充分利用步骤中的时间差，排出一部分水，降低淤泥中的含水量；另外一方面，可以减少第三电极板一侧水较少对电渗的影响，降低能耗，保证后续的电渗脱水效率。

进一步优选为：所述控制件包括分别与两块翻转板相连的牵引绳、转动设置于安装块内的卷线杆、以及用于控制卷线杆转动的正反电机。

如此设置，在需要往下推动淤泥时，通过控制电路控制正反电机启动，带动卷线杆转动，使得牵引绳卷绕在卷线杆上，拉动翻转板与安装块抵紧、并与脱水容器或第三电极板抵接，此时翻转板起到上下分隔脱水容器成两部分的作用，即在推泥的过程中就可以往脱水容器内通入新的淤泥，降低推泥和加入新泥的时间。

在出泥口关闭，翻转板需要上升时，启动正反电机反向转动，带动卷线杆反向转动，牵引绳被放出，翻转板在自身重力和淤泥的重力下，往下转动，此时，位于翻转板上部的淤泥进入下部范围内，此时控制第一气缸驱动，拉动翻转板上升即可，整体上降低了推泥和加入新泥的时间。

进一步优选为：所述启闭组件包括滑动设置于脱水容器底端的启闭门、以及分别与启闭门相连用于控制其启闭的第二气缸。

如此设置，当需要打开启闭门时，通过相应的第二气缸进行推动，关闭也是通过第二气缸控制，而第二气缸受控制电路控制，避免了使用人力操作，提高了自动化程度，提高整体的脱水效率。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：通过垂直片来分隔脱水容器成两部分，在推泥装置的推动下，排出位于阳极一侧区域的淤泥，接着通入新的淤泥，成区域化脱水排泥，避免了淤泥整体达到排出要求的时间长、能耗大的问题，能够在较低能耗下提高脱水效率；

同时设置垂直片为第三电极板，在一侧排泥的同时，另一侧通电进行进一步脱水，在加入新的淤泥以后，降低整体的含水量，降低脱水时间，降低能耗，提高脱水效率。

附图说明

图1为实施例2的脱水容器的剖视图；

图2为实施例图1中A的放大图；

图3为实施例图1中B的放大图。

附图标记：1、第一电极板；2、第二电极板；3、脱水容器；31、进泥口；32、出泥口；33、区域一；34、区域二；35、滑动槽；4、推泥装置；41、下压板；411、安装块；412、翻转板；413、牵引绳；414、卷线杆；415、正反电机；42、滑动管；43、第一气缸；5、启闭组件；51、启闭门；52、第二启闭门；53、第二气缸；54、连接块；6、第三电极板；7、土壤湿度传感器；8、第三气缸；9、滑动块；10、排水管；11、排水空腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种淤泥脱水方法，包括脱水容器3，包括以下功能步骤：

S1：填料，将淤泥通入到脱水容器3中；

S2：向脱水容器3通电，通电时脱水容器3的电极呈左阳右阴设置；

S3：检测左边区域内的湿度；

S4：分隔左边区域和右边区域；

S4.1：向右边区域通电，通电时右边区域的电极呈左阳右阴设置；

S5：位于左边区域的脱水容器3底端开启，推出位于左边区域的泥；

S6：关闭位于左边区域的脱水容器3底端，向左边区域加泥；

S7：加泥结束后，检测左边区域和右边区域的湿度；

S8：贯通左边区域和右边区域，当左边区域淤泥湿度大于右边区域淤泥湿度，向脱水容器3通电，通电时脱水容器3的电极呈左阴右阳设置，否则执行步骤S2。

值得说明的是，在完成步骤S4.1之后、进行步骤S8之前，包括有步骤S7.1；

S7.1：停止向右边区域通电。

实施例2：

一种淤泥脱水控制系统，参照图1所示，包括脱水容器3、第一电极板1、第二电极板2、推泥装置4、启闭组件5。

脱水容器3设置为方形，脱水容器3的两对称侧壁上开设有滑动槽35，滑动槽35顶端贯穿脱水容器3，滑动槽35一侧开设有与其相通的排水空腔11，脱水容器3两侧均设置有与排水空腔11相通的排水管10，而且第一电极板1和第二电极板2分别滑动安装在两侧的滑动槽35内，第一电极板1和第二电极板2可通电并设置为渗水材料，脱水容器3于第一电极板1和第二电极板2之间的侧壁上开设有进泥口31，进泥口31位于脱水容器3的上部，脱水容器3的底端开设有用于出泥的出泥口32。其中，脱水容器3顶端滑动设置有用于分割脱水容器3成区域一33和区域二34的垂直片，第一电极板1一侧设置为区域一33，垂直片位于第一电极板1和第二电极板2之间并相互平行设置，即垂直片位于第一电极板1和第二电极板2之间。

值得说明的是，进泥口31设置有两个，分别位于垂直片的两侧；并且脱水容器3上于垂直片两侧均设置有用于检测淤泥湿度的土壤湿度传感器7，土壤湿度传感器7位于脱水容器3的下部，即位于进泥口31的下方，用于检测区域一33和区域二34的湿度值；同时包括根据两个土壤湿度传感器7来控制垂直片分割脱水容器3、出泥口32关闭的启闭组件5、并控制推泥装置4推泥的控制电路，垂直片设置为受控于控制电路的第三电极板6，当第三电极板6起到分隔脱水容器3效果的期间，第三电极板6通正电、第一电极板1或第二电极板2通负电。

推泥装置4包括设置于脱水容器3内的下压板41，下压板41设置有两块，分别用于推动区域一33和区域二34内的淤泥，并且下压板41四周与脱水容器3内壁和垂直片相抵接，每块下压板41上均连接有滑动管42，滑动管42往上延伸并穿出脱水容器3顶端，滑动管42与脱水容器3滑动连接，滑动管42于脱水容器3外设置有用于驱使滑动管42升降的第一气缸43。

值得说明的是，参照图3所示，下压板41包括与滑动管42相连的安装块411，安装块411的水平方向上的截面积小于半个脱水容器3的截面积，安装块411的底端对称设置有铰接轴，铰接轴上转动设置有翻转板412，两块翻转板412的端部分别与第一电极板1或第二电极板2、垂直片相配合，并且翻转板412的端部设置有增加抵接严密性的橡胶圈，并且安装块411内设置有用于拉动翻转板412转动的控制件。

控制件包括分别与两块翻转板412相连的牵引绳413，牵引绳413往上延伸并进入到安装块411内，安装块411内转动设置有卷线杆414，卷线杆414端部于安装块411内设置有用于控制卷线杆414转动的正反电机415。

参照图1和图2所示，启闭组件5包括滑动设置于脱水容器3底端用于封闭出泥口32的启闭门51，由于垂直片分割脱水容器3成两半，需要实现单侧的推泥，则启闭门51同时设置有两块，脱水容器3的外壁上设置有第二气缸53，第二气缸53的伸缩杆上设置有与启闭门51相连的连接块54，连接块54与脱水容器3平行设置。

工作过程：

通过进泥口31往脱水容器3内通入淤泥，控制电路控制电源往第一电极板1通正电、往第二电极板2通负电，位于第一电极板1一侧的水往第二电极板2移动，部分水会从第二电极板2一侧的过滤网上进入到排水空腔11内，实现排水。

同时控制电路控制两个土壤湿度传感器7进行检测，当第一电极板1一侧的土壤湿度传感器7检测的湿度值小于或等于控制电路内的预设值，立即控制第三气缸8启动，推动垂直片往下移动，即第三电极板6往下移动，使得垂直片的底端与启闭门51抵接，此时把脱水空腔分隔成两部分，此时停止往第一电极板1通正电，改成往第三电极板6通正电、第二电极板2通负电，此时区域二34内淤泥中的水往第二电极板2一侧移动，从第二电极板2渗入到排水空腔11内，并从排水管10排出。

在改变电极的同时，控制电路依次控制第二气缸53启动、第一气缸43启动、往区域一33的进泥口31通入新的淤泥，第二气缸53拉动启闭门51、开启第一电极板1一侧（区域一33）的出泥口32；第一气缸43推动翻转板412往下移动，推动区域一33内的淤泥出脱水容器3，待翻转板412即将到达区域一33的底端，控制电路控制第二气缸53推动启闭门51关闭出泥口32。在关闭出泥口32之后，启动正反电机415，带动卷线杆414转动，放出牵引绳413，翻转板412在自身重力和新淤泥的重力下，往下转动，新淤泥进入区域一33的下部，此时控制电路控制第一气缸43拉动翻转板412往上移动。

在拉动翻转板412往上移动以后，控制电路控制位于区域一33和区域二34内的土壤湿度传感器7进行湿度检测，当检测到哪侧区域的湿度小，则向相应区域通正电。此时，存在两种情况：

情况一：区域一33的湿度小，此时往第一电极板1通正电、第二电极板2通负电，水往第二电极板2一侧排出，继续进行上述的步骤。

情况而：区域二34的湿度小，可能是新的淤泥本来湿度就大或者第三电极板6和第二电极板2的通电能够降低较多的含水量，按照实际的概率，淤泥的湿度相差不大，即第三电极板6和第二电极板2的通电能够降低较多的含水量的情况较多，

此时往第一电极板1通负电、第二电极板2通正电，改变了最初的电极方向，继续进行上述的步骤，最终会出现一种电极变换循环，具体如下：

一：第一电极板1通正电、第二电极板2通负电；

二：第三电极板6通正电、第二电极板2通负电；

三：第一电极板1通负电、第二电极板2通正电；

四：第一电极板1通负电、第三电极板6通正电；

五：第一电极板1通正电、第二电极板2通负电；

电极变换会进行一到四的循环。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (8)

1.一种淤泥脱水方法，包括脱水容器(3)，其特征是，包括以下功能步骤：

S1：填料，将淤泥通入到脱水容器(3)中；

S2：向脱水容器(3)通电，通电时脱水容器(3)的电极呈左阳右阴设置；

S3：检测左边区域内的湿度；

S4：分隔左边区域和右边区域；

S5：位于左边区域的脱水容器(3)底端开启，推出位于左边区域的泥；

S6：关闭位于左边区域的脱水容器(3)底端，向左边区域加泥；

S7：加泥结束后，检测左边区域和右边区域的湿度；

S8：贯通左边区域和右边区域，当左边区域淤泥湿度大于右边区域淤泥湿度，向脱水容器(3)通电，通电时脱水容器(3)的电极呈左阴右阳设置，否则执行步骤S2。

2.根据权利要求1所述的一种淤泥脱水方法，其特征是：在完成步骤S4之后、进行步骤S5之前，包括有步骤S4.1；

S4.1：向右边区域通电，通电时右边区域的电极呈左阳右阴设置；

在完成步骤S4.1之后、进行步骤S8之前，包括有步骤S7.1；

S7.1：停止向右边区域通电。

3.一种如权利要求1或2任意一项所述的一种淤泥脱水方法的淤泥脱水控制系统，其特征是：包括设置于脱水容器(3)上的进泥口(31)和出泥口(32)、对称设置的第一电极板(1)和第二电极板(2)、推泥装置(4)、以及设置于用于控制出泥口(32)关闭的启闭组件（5），所述第一电极板(1)和第二电极板(2)之间设置有用于分割脱水容器(3)的垂直片，所述脱水容器(3)上于垂直片两侧均设置有用于检测淤泥湿度的土壤湿度传感器(7)，同时包括根据两个土壤湿度传感器(7)来控制垂直片分割脱水容器(3)、出泥口(32)启闭的启闭组件（5）、并控制推泥装置(4)推泥的控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种淤泥脱水控制系统，其特征是：所述垂直片设置为受控于控制电路的第三电极板(6)，当第三电极板(6)起到分隔脱水容器(3)效果的期间，第三电极板(6)通正电、第一电极板(1)或第二电极板(2)通负电。

5.根据权利要求3所述的一种淤泥脱水控制系统，其特征是：所述推泥装置(4)包括设置于脱水容器(3)内的下压板(41)、滑动安装在脱水容器(3)顶端并与下压板(41)相连的滑动管(42)、以及设置于脱水容器(3)顶端用于驱使滑动管(42)升降的第一气缸(43)，所述下压板(41)四周与脱水容器(3)内壁和垂直片相抵接。

6.根据权利要求5所述的一种淤泥脱水控制系统，其特征是：所述下压板(41)包括与滑动管(42)相连的安装块(411)、对称设置于安装块(411)底端的翻转板(412)，所述翻转板(412)与安装块(411)转动连接，所述安装块(411)内设置有用于拉动翻转板(412)转动的控制件。

7.根据权利要求6所述的一种淤泥脱水控制系统，其特征是：所述控制件包括分别与两块翻转板(412)相连的牵引绳(413)、转动设置于安装块(411)内的卷线杆(414)、以及用于控制卷线杆(414)转动的正反电机(415)。

8.根据权利要求1所述的一种淤泥脱水控制系统，其特征是：所述启闭组件(5)包括滑动设置于脱水容器（3）底端的启闭门(51)、以及与启闭门(51)相连用于控制其启闭的第二气缸(53)。