CN108465276A - 一种水压式排泥系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水压式排泥系统，包括可旋转的吸泥臂，所述吸泥臂上设有可开闭的吸泥闸门，其内部可转动的设有滑轮杆，所述滑轮杆的一端连接滑轮，滑轮可在沉淀池池周底部的滑轮台上滑动，所述滑轮台上设有凸起或凹陷，当滑轮滑过所述凸起或凹陷时，可改变所述吸泥闸门的开合状态，从而实现水压式排泥。本发明的方案充分利用沉淀池的内部水压进行排泥，无需额外提供抽吸动力，同时，可采用分度式旋转方式，无需旋转一圈，即可实现一次完整的排泥过程，从而大大降低排泥阻力和能耗。

Description

一种水压式排泥系统

技术领域

本发明涉及一种水压式排泥系统及其排泥方法。具体涉及沉淀池或浓密机池底污泥的清除和排放。其能够在较低的运行阻力下，快速高效的将沉淀池或浓密机底部沉积的污泥排出。

背景技术

沉淀池和浓密机是污水处理、选矿等工业过程中不可或缺的基础装备，两者均是利用重力沉降的原理，在较大的池体空间内，降低水的流速，使其趋近与平缓的层流流动，从而赋予颗粒物自由沉降的时间，实现固液分离。目前强化沉降效果的手段主要有三种，其一是向含固液体中添加絮凝剂，促使细小颗粒团聚而加速沉降；其二是在沉淀池或浓密机内部设置诸如斜板填料等，通过缩短污泥沉降距离的方法促进沉降，其三则是增大沉淀池或浓密机的尺寸，延长液体在沉淀池内的停留时间。

沉淀池或浓密机污泥沉降的一个特性是污泥基本上均匀的分布在池底。针对这一特性，现有技术中排放污泥的主要手段包括：旋转刮泥片、旋转吸泥、螺杆集泥等。

中国专利201210347097.4公开了一种旋转刮泥耙架形式，该类型的刮泥装置通过设置在耙架臂底部的若干个刮泥板，将基本上均匀分散在池底的污泥刮集至沉淀池中心处，再集中排放。该类型的排泥装置存在至少两个重要缺陷，其一是，要求刮泥板基本上垂直于池底面设置，以避免在旋转过程中污泥沿倾斜的刮泥板爬升而落入刮泥方向的下游，导致刮泥效率低下，但这样的设置方式导致刮泥阻力大；其二是，同一耙架臂上设置的若干刮泥板实质上是各自独立工作，例如最边缘处的刮泥板，其旋转一周的效果仅是将边缘的污泥向池底中心推进了一个刮泥板在池底径向上的长度，换言之，位于沉淀池最边沿处的污泥需要在耙架旋转n周之后，才会被刮集到池底中心，此处n代表单侧耙架臂底部设置的刮泥板的数量（指单臂耙架）。显然其实现一次彻底的刮泥需旋转的圈数较多，再考虑其较大的旋转阻力，显然，这样的刮泥装置在运行过程中需要耗费大量能源。

中国专利201720710165.7公开了一种刮泥吸泥组合式排泥装置，该排泥装置除在耙架壁底部设置刮板外，还在每一刮板附近额外设置了吸泥扁嘴，在刮集过程中将污泥抽吸至池底中心的集泥槽。该专利注意到了单纯刮泥板旋转圈数多的技术问题，因而采用了在刮泥板处设置吸泥嘴以及时抽吸污泥的解决方案。但显然，该装置过于复杂，且需要同时提供抽吸动力和耙架旋转动力。且其并未关注到刮泥板自身竖直设置造成的刮泥阻力大的技术问题。此外，由吸泥扁嘴抽吸的污泥和水的混合流均被集中输送到池底中心的集泥槽中，而事实上，集泥槽与周围的沉降体系处于开放的连接状态，在该处喷涌而出的污泥水会形成较强的扰动，使部分已沉降的颗粒物再次回到沉降体系内，客观上降低了沉降的效率。

日本专利（JP2003-334403A）公开了一种螺杆集泥、吸泥式沉淀池排泥系统，该系统包括两个主要部分，其一是设置在沉淀池底的可像刮泥耙架一样绕沉淀池中心轴转动的两个旋转螺杆，所述旋转螺杆的一端与池底中心的集泥槽连接，另一端分别设置有旋转电机，以驱动所述螺杆旋转输泥，集泥槽的顶部再设置一螺杆与排泥管相连，从而将由螺杆输送至集泥槽中的污泥水及时吸出。该专利利用螺杆替代刮板和吸泥装置以集中和输送污泥，解决了刮板刮集阻力大和效率低下的问题，同时，其将集泥槽的顶部再设置一螺杆与排泥管相连，使得集泥槽与外部沉降体系处于两个相互隔离的空间，避免了污泥水在集泥槽处造成水流扰动的问题。但显然，该专利所提供的方案至少需要提供螺杆整体绕沉淀池中心轴旋转的公转动力；螺杆自身用于向中心输送污泥而旋转的自转动力和用于排出污泥而提供的污泥提升动力。因此，该专利所提供的方案实际运行过程中，也需要耗费大量的能源。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种水压式排泥系统，充分利用沉淀池的内部水压进行排泥，无需额外提供抽吸动力，同时，可采用分度式旋转方式，无需旋转一圈，即可实现一次完整的排泥过程，从而大大降低排泥阻力和能耗。

本发明采用如下技术方案：一种水压式排泥系统，其设置在沉淀池1的底部，包括旋转集泥帽3、吸泥臂4、滑轮5、滑轮杆6、滑轮台2和排泥管10，其中排泥管10固定设置在沉淀池1底部中心，且与池外连通，旋转集泥帽3旋转设置在所述排泥管10的上端，吸泥臂4的内端固定设置在旋转集泥帽3的侧壁上，所述滑轮5通过滑轮杆6旋转连接在吸泥臂4的外端，吸泥臂4上设有吸泥闸门12。

所述滑轮台2周向设置在沉淀池1池周的底部，由高位平台7、位于所述高位平台7两侧的斜坡8和低位平台9构成，所述滑轮5可在滑轮台2上旋转滑动。

所述吸泥臂4还包括铲泥板17，其设置在所述吸泥臂4旋转方向的前端，所述吸泥闸门12通过铰链16铰接在所述吸泥臂4上，且其可以开启而形成闸口15。

所述滑轮杆6整体呈类Z字型，其由相互垂直设置的短横杆18、竖杆19和长横杆20构成，其中所述短横杆18的一端设置在滑轮5的中心处，所述滑轮5可绕短横杆18旋转，长横杆20通过轴承11套设在吸泥臂4内外两端的侧壁上，所述长横杆20与短横杆18之间通过一竖杆19连接固定，进而所述滑轮5在滑轮台2上滑动时，当其滑过高位平台7、斜坡8和低位平台9时，可趋使长横杆20转动到不同的角度。

在所述长横杆20位于吸泥臂4的内部的杆体上固定设置有顶闸支架13，所述顶闸支架13的上端设置有若干顶闸轮14。进而当所述长横杆20旋转到不同角度时，所述顶闸支架13也跟随所述长横杆20旋转，带动所述顶闸轮14顶起或放下所述吸泥闸门12。

所述吸泥臂4的数量可以为单个或多个，高位平台7的数量与吸泥臂4的数量相同。所述吸泥臂4的旋转可采用本领域公知的驱动方式进行驱动，如通过桁架固定进行周边驱动。

本发明相比于现有技术至少具备如下突出优点：仅需提供吸泥臂4的旋转动力，驱动装置简单；充分利用池内水压进行吸排泥，能耗低；可在池底设置多个放射状布置的开放式吸泥臂4，例如4个，从而开放式吸泥臂仅需旋转四分之一圆周即可完成一个排泥周期，排泥周期短，排泥效率高。

附图说明

图1是使用本发明所述水压式排泥系统的沉淀池的俯视图。

图2是图1中所述沉淀池的主剖视图。

图3是吸泥臂闸口关闭时的状态。

图4是吸泥臂闸口开启时的状态。

图5是吸泥臂的另一种结构形式。

图6是滑轮杆的结构示意图。

图7是本发明另一实施例的沉淀池的主剖视图。

图8是本发明另一实施例的吸泥臂闸口关闭时的状态。

图9是本发明另一实施例的吸泥臂闸口开启时的状态。

图中：1沉淀池，2滑轮台，3旋转集泥帽，4吸泥臂，5滑轮，6滑轮杆，7高位平台，8斜坡，9低位平台，10排泥管，11轴承，12吸泥闸门，13顶闸支架，14顶闸轮，15闸口，16铰链，17铲泥板，18短横杆，19竖杆，20长横杆，21吸泥闸门侧板，22吸泥闸门侧板开口。

具体实施方式

实施例1：如图1-6所示，一种水压式排泥系统，其设置在沉淀池1的底部，包括旋转集泥帽3、吸泥臂4、滑轮5、滑轮杆6、滑轮台2和排泥管10，其中排泥管10固定设置在沉淀池1底部中心，且与池外连通，旋转集泥帽3旋转设置在所述排泥管10的上端，吸泥臂4的内端固定设置在旋转集泥帽3的侧壁上，所述吸泥臂4的内腔与旋转吸泥帽3的内腔流体连通，所述滑轮5通过滑轮杆6旋转连接在吸泥臂4的外端，吸泥臂4上设有吸泥闸门12。

所述旋转集泥帽3与排泥管10的上端转动密封，且其内腔与沉淀池1的沉降环境被旋转集泥帽3隔离成相互独立的空间。

所述滑轮台2周向设置在沉淀池1池周的底部，由高位平台7、位于所述高位平台7两侧的斜坡8和低位平台9构成，所述滑轮5可在滑轮台2上旋转滑动。

所述吸泥臂4还包括铲泥板17，其设置在所述吸泥臂4旋转方向的前端，所述吸泥闸门12的下端通过铰链16铰接在所述铲泥板17的上端，所述吸泥闸门12的上端可打开，形成闸口15。

所述滑轮杆6整体呈类Z字型，其由相互垂直设置的短横杆18、竖杆19和长横杆20构成，其中所述短横杆18的一端设置在滑轮5的中心处，所述滑轮5可绕短横杆18旋转，长横杆20通过轴承11套设在吸泥臂4内外两端的侧壁上，所述长横杆20与短横杆18之间通过一竖杆19连接固定，进而所述滑轮5在滑轮台2上滑动时，当其滑过高位平台7、斜坡8和低位平台9时，可趋使长横杆20转动到不同的角度。

在所述长横杆20位于吸泥臂4的内部的杆体上固定设置有顶闸支架13，所述顶闸支架13的上端设置有若干顶闸轮14。进而当所述长横杆20旋转到不同角度时，所述顶闸支架13也跟随所述长横杆20旋转，带动所述顶闸轮14顶起或放下所述吸泥闸门12。

所述吸泥臂4的数量可以为单个或多个，高位平台7的数量与吸泥臂4的数量相同。所述吸泥臂4的旋转可采用本领域公知的驱动方式进行驱动，如通过桁架固定进行周边驱动等。

所述高位平台7具有一定长度，使得所述滑轮5可沿高位平台7滑动一定时间后再自斜坡8滑动至低位平台9。所述低位平台9的长度大于高位平台7的长度。

所述高位平台7可以使吸泥闸门12闭合，所述斜坡8可以使吸泥闸门12逐步开启或逐步闭合，所述低位平台9可以使吸泥闸门12开启至最大开度。

所述吸泥臂4具有三角形或类三角形（底边为弧线）的横截面，可以采用平板式或圆弧形底部，具体可根据实际应用的沉淀池底部的形状，如平底沉淀池搭配平底吸泥臂4，锥底沉淀池搭配圆弧形底部的开闭式沉淀池。

或者所述吸泥臂4具有类椭圆形的横截面（除铲泥板17外的其余部分具有椭圆形横截面）。

所述旋转吸泥帽3的外臂上可以设置有单个吸泥臂4或等夹角的设置有若干个吸泥臂4。高位平台7的数量与吸泥臂4的数量相同，且其在滑轮台2上等间距设置。

实施例1所述方案的工作方法如下：运行初始阶段，所述滑轮5处于高位平台7的一侧，相应的，所述顶闸支架13及顶闸轮14此时也处于高位，进而顶靠所述吸泥闸门12，使其处于封闭状态；当需要进行排泥时，驱动装置驱动吸泥臂4绕沉淀池1的中轴旋转，带动滑轮5在滑轮台2上滑动，此时滑轮5自高位平台2的一侧运行至另一侧，此过程中，吸泥闸门12始终处于封闭状态，向前推进的吸泥臂4利用位于其前端的铲泥板17将污泥铲起，并提升至吸泥闸门12的闸口15附近；随后滑轮5沿斜坡下行，顶闸支架13和顶闸轮14自高位向低位移动，吸泥闸门12缓慢开启，吸泥过程开始，当滑轮5运行至低位平台9时，吸泥闸门12开口至最大；吸泥臂4在驱动装置的驱动下持续向前推进，池底的污泥被铲起；所述排泥管10可以与负压装置相连或者直接与外部大气环境相通，污泥在池底水压与排泥管10内的压力差之下被抽吸进入吸泥臂4的内腔，并被输送至排泥管10排出沉淀池1；随后，滑轮5在低位平台9上运行至另一斜坡8前，并沿所述斜坡8缓慢爬升，长横杆在爬升的滑轮5的带动下旋转，带动所述顶闸支架13和顶闸轮14自低位向高位移动，吸泥闸门12缓慢封闭；当滑轮5自斜坡8再次爬升至高位平台7的一侧时，吸泥闸门12完全封闭，此时，驱动装置停机，吸泥过程中止，完成一个排泥周期。

实施例2：区别于实施例1的，如图7-9所示，所述吸泥闸门12的上端通过铰链16铰接在所述吸泥臂4的上部，其下端活动搭接在铲泥板17的上边沿，所述吸泥闸门12的两侧分别垂直的固定设有吸泥闸门侧板21，其中，位于旋转集泥帽3一侧的吸泥闸门侧板21上开设有吸泥闸门侧板开口22，以作为吸泥臂4内腔中的污泥水向旋转集泥帽3内流动的开口，所述吸泥闸门侧板开口22的大小和设置位置恰好使得吸泥闸门12在最大开度时，其侧边被封闭。

所述低位平台9具有一定长度，使得所述滑轮5可沿低位平台9滑动一定时间后再自斜坡8滑动至高位平台7。所述高位平台7的长度大于低位平台9的长度。

所述低位平台9可以使吸泥闸门12闭合，所述斜坡8可以使吸泥闸门12逐步开启或逐步闭合，所述高位平台7可以使吸泥闸门12开启至最大开度。

实施例2所述方案的工作方法如下：运行初始阶段，所述滑轮5处于低位平台9的一侧，相应的，所述顶闸支架13及顶闸轮14此时也处于低位，吸泥闸门12不受其顶靠而在水压作用下搭接在铲泥板17的上边沿，处于封闭状态；当需要进行排泥时，驱动装置驱动吸泥臂4绕沉淀池1的中轴旋转，带动滑轮5在滑轮台2上滑动，此时滑轮5自低位平台9的一侧运行至另一侧，此过程中，吸泥闸门12始终处于封闭状态，向前推进的吸泥臂4利用位于其前端的铲泥板17将污泥铲起，并提升至吸泥闸门12的闸口15附近；随后滑轮5沿斜坡8向上爬升，顶闸支架13和顶闸轮14自低位向高位移动，吸泥闸门12缓慢开启，吸泥过程开始，当滑轮5运行至高位平台7时，吸泥闸门12开口至最大；吸泥臂4在驱动装置的驱动下持续向前推进，池底的污泥被铲起；所述排泥管10可以与负压装置相连或者直接与外部大气环境相通，污泥在池底水压与排泥管10内的压力差之下被抽吸进入吸泥臂4的内腔，并被输送至排泥管10排出沉淀池1；随后，滑轮5在高位平台7上运行至另一斜坡8前，并沿所述斜坡8缓慢下行，吸泥闸门12逐渐失去顶闸轮14的顶升力，并在水压的驱使下逐渐闭合；当滑轮5自斜坡8再次下行至低位平台9的一侧时，吸泥闸门12完全封闭，此时，驱动装置停机，吸泥过程中止，完成一个排泥周期。

上述实施例仅是为了便于理解本发明的构思而优选的实施方案，其不应当被理解为对本发明构思和保护范围的限制。在不脱离本发明主体构思的情况下而通过常规手段的替换或变形等所得到的方案均应当属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水压式排泥系统，其设置在沉淀池1的底部，其特征在于：包括驱动装置、旋转集泥帽3、吸泥臂4和排泥管10，所述排泥管10固定设置在沉淀池10底部中心，且与池外连通，所述旋转集泥帽3转动密封设置在所述排泥管10的上端，所述吸泥臂4的内端固定设置在所述旋转集泥帽3的侧壁上，所述吸泥臂4的内腔与旋转吸泥帽3的内腔流体连通，所述吸泥臂4的上设置有吸泥闸门12，所述吸泥臂4的沿其旋转方向的前端设有铲泥板17。

2.如权利要求1所述的水压式排泥系统，其特征在于：还包括滑轮5、滑轮杆6和设置在沉淀池1池周下端的滑轮台2，所述滑轮杆6由可转动的设置在吸泥臂4的内腔中的长横杆20，一端可转动的连接滑轮5的短横杆18和连接所述长、短横杆的竖杆19构成，所述滑轮5可沿滑轮台2滑动，所述长横杆20上设有顶闸支架13，所述顶闸支架13的上端设有若干顶闸轮14。

3.如权利要求2所述的水压式排泥系统，其特征在于：所述滑轮台2由高位平台7、斜坡8和低位平台9构成。

4.如权利要求3所述的水压式排泥系统，其特征在于：所述吸泥闸门12的下端可旋转的连接在所述吸泥臂4旋转方向的前端，吸泥闸门12的上端可向吸泥臂4的内腔方向开启，形成闸口15。

5.如权利要求3所述的水压式排泥系统，其特征在于：所述吸泥闸门12的上端可旋转的连接在吸泥臂4旋转方向的后端的上表面上，吸泥闸门12的下端可向上开启，形成闸口15。

6.如权利要求4所述的水压式排泥系统，其特征在于：所述高位平台7具有一设定的长度，使得滑轮5从所述高位平台7的一端滑动到其另一端时，吸泥闸门12处于封闭状态，且污泥被提升至闸口15附近。

7.如权利要求5所述的水压式排泥系统，其特征在于：所述低位平台9具有一设定的长度，使得滑轮5从所述低位平台9的一端滑动到其另一端时，吸泥闸门12处于封闭状态，且污泥被提升至闸口15附近。

8.如权利要求6或7所述的水压式排泥系统，其特征在于，所述旋转式集泥帽3上等角度间隔设置有若干个吸泥臂4，所述高位平台7的数量与吸泥臂4的数量相同，且其在滑轮台2上等间隔设置。

9.一种如权利要求6所述的水压式排泥系统的排泥方法，其特征在于：设置所述滑轮5的初始位于高位平台7的一侧，此时，所述顶闸支架13及顶闸轮14处于高位，顶靠所述吸泥闸门12，使其处于封闭状态；排泥时，驱动装置驱动吸泥臂4绕沉淀池1的中轴旋转，滑轮5自高位平台2的一侧运行至另一侧，吸泥闸门12处于封闭状态，向前推进的吸泥臂4将污泥铲起，并提升至闸口15附近；随后滑轮5沿斜坡8下行，顶闸支架13和顶闸轮14自高位向低位移动，吸泥闸门12缓慢开启，吸泥过程开始，当滑轮5运行至低位平台9时，吸泥闸门12开口至最大；吸泥臂4在驱动装置的驱动下持续向前推进，池底的污泥被持续铲起；所述排泥管10可以与负压装置相连或者直接与外部大气环境相通，污泥在池底水压与排泥管10内的压力差之下被抽吸进入吸泥臂4的内腔，并被输送至排泥管10排出沉淀池1；当滑轮5在低位平台9上运行至另一斜坡8前，并沿该另一斜坡8缓慢爬升，长横杆20在爬升的滑轮5的带动下旋转，带动所述顶闸支架13和顶闸轮14自低位向高位移动，吸泥闸门12缓慢封闭；当滑轮5再次爬升至高位平台7的一侧时，吸泥闸门12完全封闭，此时，驱动装置停机，吸泥过程中止，完成一个排泥周期。

10.一种如权利要求7所述的水压式排泥系统的排泥方法，其特征在于：设置滑轮5的初始位置于低位平台9的一侧，此时，吸泥闸门12失去顶靠而在水压作用下搭接在铲泥板17的上边沿，处于封闭状态；排泥时，驱动装置驱动吸泥臂4绕沉淀池1的中轴旋转，带动滑轮5在滑轮台2上滑动，滑轮5自低位平台9的一侧运行至另一侧，此过程中吸泥闸门12始终处于封闭状态，吸泥臂4将污泥铲起，并提升至闸口15附近；随后滑轮5沿斜坡8向上爬升，顶闸支架13和顶闸轮14自低位向高位移动，并顶靠吸泥闸门12使其缓慢开启，吸泥过程开始，当滑轮5运行至高位平台7时，吸泥闸门12开口至最大；吸泥臂4在驱动装置的驱动下持续向前推进，池底的污泥被持续铲起；污泥被抽吸进入吸泥臂4的内腔，并被输送至排泥管10排出沉淀池1；当滑轮5在高位平台7上运行至另一斜坡8前，并沿所述斜坡8缓慢下行，吸泥闸门12逐渐失去顶闸轮14的顶升力，在水压的驱使下逐渐闭合；当滑轮5自斜坡8再次下行至低位平台9的一侧时，吸泥闸门12完全封闭，此时，驱动装置停机，吸泥过程中止，完成一个排泥周期。