CN108658415A - 一种负压电渗透耦合污泥深度热干化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，属于污泥干化应用领域。包括进水泵、进水阀、温度仪、橡胶密封圈、恒温热水腔、进水管、填料压板、支撑架、导电膜、蓄水腔、活动台、紧固螺丝和箱盖和玻璃箱体；本发明是利用污泥在通电电压作用下，使其理化性质发生改变，通过压缩脱水作用实现污泥脱水的深度处理装置，可高效脱出污泥中的水分，可控性较好，废气中污染物可实现吸收，无臭气排出，处理过程廉价、安全，操作简单。

Description

一种负压电渗透耦合污泥深度热干化装置
技术领域
本发明涉及污泥干化处理应用领域，尤其涉及到一种基于负压电渗透耦合热干化的新型污泥处理装置。
背景技术
市政，印染，冶金等行业的污水处理后产生的污泥含水率一般都在80％以上，河道清淤产生的淤泥的含水率也都在80％以上，这时污泥的体积大，重量重，运输不方便，而且这样的污泥利用或填埋都不行，按我国有关规定污泥的含水率必须干化到60％以下才可以填埋。目前我国一般是用压滤机把水分压出，使污泥的含水率达到60％以下，再进行利用或填埋。压滤机的优点是技术成熟，操作简单。但它也有许多缺点，(1)设备体积大，(2)湿污泥需添加20％石灰及scy0PAC(絮凝剂)，(3)压滤机的滤布容易破，要经常更换，(4)压滤好的干污泥需人工清除，工作条件差(有臭气)，(5)能耗较大。
目前，国内的污泥脱水技术以机械脱水为主。常用的污泥机械脱水设备有:离心机、带式压滤脱水机等，但是这类脱水机械设备脱去的仅是污泥中自由间隙水，经脱水后的污泥水份仍有75％一85％左右。脱水率相对高的是板框压滤机，但是使用板框压滤机的同时还需要配套加药装置，且运行过程中的加药量也较大，污泥干化效率较低，最后污泥的含水率也仅能达到60％左右。
负压电渗透耦合污泥深度热干化技术属于污泥干化技术领域。该技术具有新颖性、高效性、适用范围广等优点,尤其适合于导电率较好的污泥的干化,且电压条件也比较安全,无操作危险,具有很好的应用前景。现针对上述污泥脱水设备的不足之处，设计一种基于负压电渗透耦合污泥深度热干化技术的污泥干化小试装置。该装置作用机理为四种脱水手段的结合，分别为污泥压缩脱水、污泥通电脱水、负压污泥脱水与污泥热干化。首先，将污泥置于污泥箱中，通过活动台的挤压作用，从污泥中脱出的水分可从填料压板上的水孔处下漏至底端蓄水腔中，进而通过排水管排出，达到脱水目的；其次，在整个污泥压力挤压脱水部分中，还有电源连接其中，通过将活动台和导电薄膜分接电源两级，污泥在电源电压的作用下，其中所含的四种类型的水(间隙水、毛细结合水、表面吸附水和结合水)各有相应的理化性质的改变，特别是微生物细胞内的结合水可冲破生物体的束缚，从而提高污泥脱水率；最后，整个污泥处于一定温度的热环境中，污泥中的水受热蒸发，流动性增加，脱水效率进一步提高，污泥脱水率可达50％以下。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有污泥干化设备的体积大、需添加药剂、污泥脱水效率低、处理气味较大等问题而开发的基于通电污泥热干化技术的污泥干化装置：
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，包括进水泵、进水阀、温度仪、橡胶密封圈、恒温热水腔、进水管、填料压板、支撑架、导电膜、蓄水腔、活动台、紧固螺丝和箱盖、玻璃箱体；
所述进水泵通过进水管将液体泵送到恒温热水腔内；所述恒温热水腔内装有污泥箱；所述污泥箱的下端面通过螺栓与蓄水腔连接；所述污泥箱下端面上设置导电薄膜；且污泥箱下端面上开设有孔；蓄水腔上端为敞口结构；上端侧壁上设置有支撑架；所述支撑架上设置有填料压板；填料压板用来滤除杂质；所述污泥箱上端内侧壁滑动安装有活动台的一端；所述活动台为工字型结构；活动台的另一端与电源通过导线连接；电源的另外一极通过导线与导电薄膜连接；所述恒温热水腔置于玻璃箱体内；玻璃箱体上端通过紧固螺丝与箱盖；所述箱盖上端面开设有圆孔；活动台上端置于玻璃箱体外侧；活动台的中间部分沿箱盖上开设的圆孔上下移动。
进一步的，所述进水管上设置有进水阀和温度仪；所述温度仪用来监测进入恒温热水腔的液体的温度。
进一步的，所述恒温热水腔的外壁还连接有出水管的一端；所述出水管的另一端与排水泵连接；所述出水管上还安装有出水阀。
进一步的，所述玻璃箱体内的气体通过排气管排出。
进一步的，所述排气管与真空泵连接；所述排气管安装有排气阀。
进一步的，所述真空泵通过导管将气体泵入锥形烧瓶。
进一步的，所述箱盖上安装有气压计和高压阀。
进一步的，所述活动台上端为盛物台，可添加砝码等物体施加挤压作用。
进一步的，所述活动台与箱盖接触处设置有橡胶密封圈。
进一步的，所述填料压板，为BX型波纹填料压板。
有益效果：
本装置在运行工作时，含水污泥置于污泥箱内，高温热水先经由进水泵抽取，在进水阀开启、排水阀关闭且温度仪示数达标的情况下，经进水管进入恒温水箱，使污泥受热升温。与此同时，装置的箱体外部电源通过导线的作用，分别连接活动台顶部与装置内的导电薄膜，通入低压直流电，使污泥的理化性质发生改变。继而，外力施加于活动台上，通过压缩污泥，使其中的水分从填料压板的漏孔处下渗入蓄水腔中，进而从排污管中排出；其中，保温水腔中的水温冷却后，打开排水阀，则冷却水可从出水管中排出。污泥在整个处理过程中会产生臭气，打开排气阀和空气泵后，臭气可从排气管抽出，依次通过温度计，依次实现测量装置内部气压、平衡装置不工作时的气压以及测量装置内部温度。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图，
附图标记如下：
1-进水泵、2-进水阀、3-温度仪、4-橡胶密封圈、5-恒温热水腔、6-进水管、7-填料压板、8-支撑架、9-导电膜、10-蓄水腔，11-橡胶密封圈、12-活动台、13-导线、14-电源、15-气压计、16-高压阀、17-温度计、18-紧固螺丝、19-箱盖、20-玻璃箱体、21-排气管、22-排气阀、23-真空泵、24-导管、25-烧瓶塞、26-锥形烧瓶、27-出水管、28-出水阀、29-排水泵、30-排污管、31-排污阀。
具体实施方式
结合附图1所示，本发明基于负压电渗透耦合污泥深度热干化技术之上，该新型污泥干化装置工作时，含水污泥先置于污泥箱内，高温热水先经由进水泵1抽取，在进水阀2开启、出水阀28关闭且温度仪3示数达标的情况下，经进水管6进入恒温热水腔5，使污泥受热升温。与此同时，装置的箱体外部电源14通过导线13的作用，分别连接活动台12顶部与装置内的导电薄膜9，通入低压直流电，使污泥的理化性质发生改变。继而，外力施加于活动台12上，通过压缩污泥，使其中的水分从由支撑架8支撑的填料压板7上的漏孔处下渗入蓄水腔10中，打开排污阀31后，污水则可从排污管30中排出，橡胶密封圈4可限制活动台12活动杆的活动，还可实现密封开孔的作用；其中，恒温热水腔5中的水温冷却后，打开出水阀28，则冷却水可从出水管27中排出。污泥在整个处理过程中会产生臭气，打开排气阀22和真空泵23后，臭气可从排气管21抽出，依次由导管24通入两个盛有除臭试剂的锥形瓶26，实现净化，同时也产生负压。装置端盖19处设有气压计15、真空高压阀16和温度计17，依次实现测量装置内部气压、平衡装置不工作时的气压以及测量装置内部温度。
电渗透脱水系统25-36v的直流电压、负压系统0.7-0.8MPa、压力挤压系统0.1-0.5MPa和加热系统70-85摄氏度四个处理部分；其中在电渗透脱水系统中，恒温热水腔5下附一层导电膜9，导电膜9与活动台上端分别通过导线13接电源14正负两极；在压力挤压系统中，污泥箱位于外壳20内部，活动台12恰好伸入箱体内部，活动台上端为盛物台，可添加砝码等物体施加挤压作用，活动台中部的圆形伸缩杆与橡胶密封圈11相套而实现活动限制，活动台12底端部分为圆形压板，可对污泥进行挤压作用。导电膜9下方为填料压板7，填料压板7上分布有均匀的水孔，另填料压板7通过支撑架8支撑，底部为蓄水腔10，蓄水腔10与污泥箱通过紧固螺丝固定，另蓄水腔底部设有一出水口，接一出水管30通过出水阀31控制将废水排除；在加热系统中，恒温热水腔5设在污泥箱壁，保温腔底接一进水管，通过橡胶密封圈4固定进水管6上安装有进水阀2与温度仪3，起始管口接有一进水泵1实现供应恒温水。另在恒温热水腔上端设有一出水管27，加一出水阀28与排水泵29实现冷却水的排出；在负压系统中，排气管21设于装置上端侧壁，通过排气阀22控制，在排气管末端安装一个真空泵23进行尾气抽取，实现负压条件。同时，废气通过导管24连接输送，后接两个盛有净化液且设有排气口和安装有烧瓶塞25的锥形烧瓶26，进行废气净化排出，实现无害化。最后，在整个装置端盖19处依次设有气压计15、高压阀16和温度计17，实现参数测定及气压控制，端盖与箱体20通过紧固螺丝18实现配合固定。
圆形恒温热水腔5处端盖与圆形蓄水腔10端盖的宽度相同，两者盖合后通过紧固螺丝固定，中间夹持着一块金属导电薄膜9，面积与两腔端面一致，且有一定厚度。蓄水内腔口嵌有一填料压板7，为BX型波纹填料压板，压板由4个三角支撑架8支撑。
加热系统，由污泥箱壁的恒温热水腔5与管口设于玻璃水腔下端的进水管部分及管口设于恒温热水腔上端的出水管部分构成，其中除进出水泵1与水阀外，进水管处还设有一电子温度仪3。
污泥箱上端为敞口，污泥箱与活动台下端相套，活动台12上端平台可放置重物，并接电源一端相连，电源另一端接导线13经橡胶密封圈11口入箱与导电薄膜相接。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，包括进水泵(1)、进水阀(2)、温度仪(3)、橡胶密封圈(4)、恒温热水腔(5)、进水管(6)、填料压板(7)、支撑架(8)、导电膜(9)、蓄水腔(10)、活动台(12)、紧固螺丝(18)和箱盖(19)、玻璃箱体(20)；
所述进水泵(1)通过进水管(6)将液体泵送到恒温热水腔(5)内；所述恒温热水腔(5)内装有污泥箱；所述污泥箱的下端面通过螺栓与蓄水腔(10)连接；所述污泥箱下端面上设置导电薄膜(9)；且污泥箱下端面上开设有孔；蓄水腔(10)上端为敞口结构；上端侧壁上设置有支撑架(8)；所述支撑架(8)上设置有填料压板(7)；填料压板(7)用来滤除杂质；所述污泥箱上端内侧壁滑动安装有活动台(12)的一端；所述活动台(12)为工字型结构；活动台(12)的另一端与电源(14)通过导线连接；电源的另外一极通过导线与导电薄膜(9)连接；所述恒温热水腔(5)置于玻璃箱体(20)内；玻璃箱体(20)上端通过紧固螺丝(18)与箱盖(19)；所述箱盖(19)上端面开设有圆孔；活动台(12)上端置于玻璃箱体(20)外侧；活动台(12)的中间部分沿箱盖(19)上开设的圆孔上下移动。
2.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述进水管(6)上设置有进水阀(2)和温度仪(3)；所述温度仪(3)用来监测进入恒温热水腔(5)内液体的温度。
3.根据权利要求2所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述恒温热水腔(5)的外壁还连接有出水管(27)的一端；所述出水管(27)的另一端与排水泵(29)连接；所述出水管(27)上还安装有出水阀(28)。
4.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述玻璃箱体(20)内的气体通过排气管(21)排出。
5.根据权利要求4所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述排气管(21)与真空泵(23)连接；所述排气管(21)安装有排气阀(22)。
6.根据权利要求5所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述真空泵(23)通过导管(24)将气体泵入锥形烧瓶(26)。
7.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述箱盖(19)上安装有气压计(15)和高压阀(16)。
8.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述活动台(12)上端为盛物台，可添加砝码等物体施加挤压作用。
9.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述活动台(12)与箱盖(19)接触处设置有橡胶密封圈(11)。
10.根据权利要求1所述的负压电渗透耦合污泥深度热干化装置，其特征在于，所述填料压板(7)，为BX型波纹填料压板。
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