CN108751655A - 基于超声的离心式污泥脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于超声的离心式污泥脱水装置，包括外壳、底座、离心筒、搅拌机构、超声波发生器、第一驱动电机和第二驱动电机；所述外壳为筒状结构且外壳以底部朝上的方式倒扣与底座上，所述离心筒同轴设置于外壳内且离心筒以可转动的方式固定设置于底座上，所述第二驱动电机驱动离心筒转动，所述超声波发生器设置于外壳底部内侧且超声波发生器的发射方向正对离心筒的筒口；所述搅拌机构包括上驱动轴、安装箱、两个第三驱动电机、两个横向搅拌轴以及纵向搅拌轴；能够对污泥进行充分的脱水，使得污泥脱水处理后能够达到规定的含水标准，而且在脱水过程中采用超声进行进一步灭菌处理，利于环保。

Description

基于超声的离心式污泥脱水装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，尤其涉及一种基于超声的离心式污泥脱水装置。

背景技术

随着人类生产活动的加剧，在生产活动中会产生大量的污水，而在对污水处理过程中需要进行絮凝沉降形成污泥，由于污泥中含有95％以上的水分，因此，为了环保，需要对污泥进行脱水处理，现有的污泥脱水设备存在如下缺陷：现有的污泥脱水设备中压榨脱水、离心脱水等方式，其中，压榨脱水虽然能够较为充分的脱水，但是结构复杂，设备体积庞大，使用成本高，不利于小型化的污泥处理，而现有的离心式脱水虽然利于小型化的污泥脱水处理，但是，现有结构的污泥脱水设备不能充分地进行脱水，往往处理后的污泥含水量仍然高于规定标准，而且，虽然污水在处理过程中通过了缺氧、厌氧等杀菌处理，但是，污泥中仍然有参与细菌存活，当这些污泥被直接进行填埋、堆肥等时，对环境影响大，不利于环保。

因此，为了解决上述技术问题，需要提出一种新的离心式污泥脱水装置

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于超声的离心式污泥脱水装置，能够对污泥进行充分的脱水，使得污泥脱水处理后能够达到规定的含水标准，而且在脱水过程中采用超声进行进一步灭菌处理，从而利于后续处理应用，利于环保，而且利于小型化，方便使用。

本发明提供的一种基于超声的离心式污泥脱水装置，包括外壳、底座、离心筒、搅拌机构、超声波发生器、第一驱动电机和第二驱动电机；

所述外壳为筒状结构且外壳以底部朝上的方式倒扣与底座上，所述离心筒同轴设置于外壳内且离心筒以可转动的方式固定设置于底座上，所述第二驱动电机驱动离心筒转动，所述超声波发生器设置于外壳底部内侧且超声波发生器的发射方向正对离心筒的筒口；

所述搅拌机构包括上驱动轴、安装箱、两个第三驱动电机、两个横向搅拌轴以及纵向搅拌轴；

所述上驱动轴的上端从外壳底部伸出并与第一驱动电机传动连接，上驱动轴的下端伸入到离心筒的中部并与安装箱箱盖外侧壁固定连接，所述纵向搅拌轴的上端与安装箱的箱体底部外侧壁固定连接且纵向搅拌轴的下端为自由端，所述上驱动轴和纵向搅拌轴同轴设置，所述纵向搅拌轴的侧壁设置有螺旋搅拌桨；

所述两个第三驱动电机设置于安装箱内且两个第三驱动电机的动力输出方向相反，所述两个横向搅拌轴的一端分别与两个第三驱动电机传动连接，两个横向搅拌轴的另一端均水平伸出安装箱的侧壁至离心筒内，所述两个横向搅拌轴的伸出端均设置有板状搅拌叶；所述超声波发生器、第一驱动电机、第二驱动电机以及第三驱动电机按照如下方式工作：

S1.在注入污泥的过程中，第一驱动电机动作以及超声波发生器工作，第二驱动电机和第三驱动电机不动作，使得污泥注入过程中污泥不会在离心筒底部发生沉降；

S2.污泥注入完成后，第一驱动电机和第三驱动电机同时动作且超声波发生器继续工作，对离心筒内的污泥进行充分搅拌，利用超声波对污泥进行杀菌；

S3.当第一驱动电机和第三驱动电机联合动作设定时间A后，第二驱动电机动作，进行离心脱水，并且，第二驱动电机开始动作时逐渐减小第一驱动电机的转速至设定转速R，同时超声波停止工作；

S4.当第二驱动电机动作设定时间B后，降低第二驱动电机的转速，增大第一驱动电机的转速，并且超声波发生器再次进入工作状态，并保持设定时间C；

S5.当到达时间C后，再增大第二驱动电机的转速并且控制第一驱动电机保持在转速R，同时，控制超声波发生器停止工作；

重复步骤S1至S5，直至完成离心脱水。

进一步，所述纵向搅拌轴上的螺旋搅拌桨的螺旋线半径从下到上逐渐减小。

进一步，所述每一个横向搅拌轴上均设置有两个板状搅拌叶，同一横向搅拌轴的两个板状搅拌叶倾斜设置且两个板状搅拌叶以横向搅拌轴的轴线为对称轴对称设置。

进一步，两个第三驱动电机的转动方向相反。

进一步，所述第一驱动电机和第二驱动电机的转动方向相反。

进一步，所述底座的设置有环状凸台，所述环状凸台的上表面下沉形成环形槽，所述环形槽内设置有滚珠，所述环状凸台上设置有滚珠保持板，所述滚珠保持板上方设置有托板，所述托板的下表面设置有滚珠槽，所述滚珠槽与环形槽正对且滚珠分别嵌入于环形槽和滚珠槽内。

进一步，所述滚珠保持板设置有多个滚珠孔，所述滚珠孔的直径大于滚珠，且滚珠孔沿滚珠保持板的圆周方向均匀布置。

进一步，所述离心筒的底部外侧固定设置有法兰盘，所述法兰盘的下表面固定设置有传动轴，所述传动轴与离心筒同轴设置且传动轴的动力输入端与第二驱动电机传动连接。

进一步，所述托板、滚珠保持板和底座设置有用于对传动轴进行让位的让位孔。

进一步，所述外壳与底座连接的一端侧壁设置有出水口，离心筒的底部侧壁设置有排料口。

本发明的有益效果：通过本发明，利用螺旋搅拌桨以及横向搅拌桨在不同方向上的搅拌，一方面能够有效防止污泥进料时发生沉降而不能进行充分脱水，另一方面，通过在离心脱水过程中进行搅拌，从而更进一步使得污泥能够进行充分脱水，使得污泥脱水处理后能够达到规定的含水标准，而且在脱水的搅拌过程中，采用超声波进行进一步灭菌处理，从而有效地杀灭前端杀菌过程中的残留细菌，从而利于后续处理应用，利于环保，而且利于污泥处理小型化，方便使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的底座结构示意图。

图3为本发明的托板结构示意图。

图4为本发明的滚珠保持板结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明，如图所示：

本发明的目的是提供一种离心式污泥脱水装置，包括外壳5、底座14、离心筒4、搅拌机构、超声波发生器29、第一驱动电机1和第二驱动电机11；

所述外壳5为筒状结构且外壳5以底部朝上的方式倒扣与底座14上，所述离心筒4同轴设置于外壳内且离心筒14以可转动的方式固定设置于底座14上，所述第二驱动电机11驱动离心筒14转动，所述超声波发生器29设置于外壳5底部内侧且超声波发生器29的超声波发射方向正对离心筒4的筒口；

所述搅拌机构包括上驱动轴3、安装箱18、两个第三驱动电机22、两个横向搅拌轴20以及纵向搅拌轴6；

所述上驱动轴3的上端从外壳5底部伸出并与第一驱动电机1传动连接，上驱动轴3的下端伸入到离心筒4的中部并与安装箱18箱盖外侧壁固定连接，所述纵向搅拌轴6的上端与安装箱18的箱体底部外侧壁固定连接且纵向搅拌轴6的下端为自由端，所述上驱动轴3和纵向搅拌轴6同轴设置，为了搅拌结构转动的稳定性，安装箱同样为圆柱状结构且安装箱和上驱动轴、纵向搅拌轴均同轴；所述纵向搅拌轴6的侧壁设置有螺旋搅拌桨7；其中，安装箱采用现有的导热材料制成，比如导热金属材料、导热合金材料或者导热高分子材料等制成，一方面安装箱用于对电机、横向搅拌轴进行安装固定，而且安装箱还起到动力传递的作用，将动力从上连接轴传递到纵向搅拌轴，另一方面，安装箱与污泥接触，利用安装箱的导热特性为两个第三电机的工作进行散热，从而确保两个第三驱动电机能够稳定工作；

所述两个第三驱动电机22设置于安装箱内且两个第三驱动电机22的动力输出方向相反，所述两个横向搅拌轴20的一端分别与两个第三驱动电机22传动连接，两个横向搅拌轴20的另一端均水平伸出安装箱18的侧壁至离心筒4内，所述两个横向搅拌轴20的伸出端均设置有板状搅拌叶19，其中，第一驱动电机、第二驱动电机以及第三驱动电机的传动连接方式均相同，均通过现有的减速传动机构(2,21,12)连接，其中，减速传动机构包括减速器、联轴器，其中，减速器和连接轴属于现有技术，在此不加以赘述，其中，本装置还设置有进料筒23，进料筒23从外壳5的底部伸入到离心筒4，外壳5与底座14连接的一端侧壁设置有出水口8，离心筒4的底部侧壁设置有排料口17，其中，排料口在脱水过程中被封闭，外壳与底座之间通过螺栓实现可拆卸连接，一方面利于检修，另一方面利于进行脱水污泥的排料；其中，所述超声波发生器、第一驱动电机、第二驱动电机以及第三驱动电机按照如下方式工作：

S1.在注入污泥的过程中，第一驱动电机动作以及超声波发生器工作，第二驱动电机和第三驱动电机不动作，使得污泥注入过程中污泥不会在离心筒底部发生沉降；

S2.污泥注入完成后，第一驱动电机和第三驱动电机同时动作且超声波发生器继续工作，对离心筒内的污泥进行充分搅拌，利用超声波对污泥进行杀菌；在步骤S1和S2中，利用搅拌机构的充分搅拌结合超声波的穿透性，能够有效地进行残留细菌的杀菌处理，从而使排除的污水以及脱水的污泥灭菌更加彻底；在这两个步骤中，更进一步保证污泥的均匀性，从而利于脱水；

S3.当第一驱动电机和第三驱动电机联合动作设定时间A后，第二驱动电机动作，进行离心脱水，并且，第二驱动电机开始动作时逐渐减小第一驱动电机的转速至设定转速R，同时超声波停止工作；通过这种方式，能够有效减小搅拌机构对离心筒内的污泥产生的阻碍作用，确保能够进行充分脱水，另一方面，此时第二驱动电机和第三驱动电机仍然保持在转动状态，在脱水过程中同样进行翻滚、搅拌，从而减少在离心筒的轴线区域形成沉降而影响脱水，还能够减少在离心筒的筒壁区域过度聚集而影响脱水效果；

S4.当第二驱动电机动作设定时间B后，降低第二驱动电机的转速，增大第一驱动电机的转速，并且超声波发生器再次进入工作状态，并保持设定时间C；在离心脱水的过程中，仍然会有污泥在离心筒筒壁区域、离心筒的轴线区域附近形成沉降、聚集，从而影响到到脱水的充分性，在此步骤中，通过降低离心筒的转速，减小了污泥向筒壁区域的聚集，而且，在搅拌机构的高速搅拌下，从而保证当前状态下污泥的均匀性，从而利于进行再脱水；

S5.当到达时间C后，再增大第二驱动电机的转速并且控制第一驱动电机保持在转速R，同时，控制超声波发生器停止工作；

重复步骤S1至S5，直至完成离心脱水；重复步骤S1至S5，直至完成离心脱水，其中，重复S1-S5的次数根据实际情况设定，比如污泥的性质、脱水污泥的含税标准等，其中，时间A、B和C可以设置成相等，也可以设置成不等，根据实际需要进行设定，而且，在脱水杀菌过程中，超声波发生器间歇性工作，既保证了杀菌效果，又能够起到良好的节能作用。通过本发明，利用螺旋搅拌桨以及横向搅拌桨在不同方向上的搅拌，一方面能够有效防止污泥进料时发生沉降而不能进行充分脱水，另一方面，通过在离心脱水过程中进行搅拌，从而更进一步使得污泥能够进行充分脱水，使得污泥脱水处理后能够达到规定的含水标准，而且在脱水的搅拌过程中，采用超声波进行进一步灭菌处理，从而有效地杀灭前端杀菌过程中的残留细菌，从而利于后续处理应用，利于环保，而且利于污泥处理小型化，方便使用。

本实施例中，所述纵向搅拌轴6上的螺旋搅拌桨7的螺旋线半径从下到上逐渐减小，通过这种结构，一方面，利用螺旋的搅拌桨进行横向搅拌，另一方面，利用螺旋搅拌桨的上述结构将污泥进行上下翻滚，从而确保搅拌的充分性。

本实施例中，所述每一个横向搅拌轴20上均设置有两个板状搅拌叶19，同一横向搅拌轴20的两个板状搅拌叶19倾斜设置且两个板状搅拌叶19以横向搅拌轴20的轴线为对称轴对称设置，且横向搅拌轴的轴线与板状搅拌叶的板面延伸方向平行，并且两个第三驱动电机22的转动方向相反，也就是说，两个横向搅拌轴的转动方向相反，通过这种结构，在搅拌的过程中，能够将螺旋搅拌桨翻上来的污泥进行充分再次的充分搅拌。

本实施例中，所述第一驱动电机1和第二驱动电机11的转动方向相反，在离心脱水的过程中，如果第一驱动电机和第二驱动电机的转动方向相同，则使得污泥不能够充分搅拌，从而影响脱水效果。

本实施例中，所述底座14的设置有环状凸台15，所述环状凸台15的上表面下沉形成环形槽27，所述环形槽27内设置有滚珠16，所述环状凸台15上设置有滚珠保持板10，所述滚珠保持板10上方设置有托板9，所述托板9的下表面设置有滚珠槽24，所述滚珠槽24与环形槽27正对且滚珠16分别嵌入于环形槽和滚珠槽内，通过这种结构，利于对离心筒进行安装，从而防止离心筒的重量全部由驱动轴承担，从而能够保证整个装置的正常工作，并且，在这种结构下，能够有效减小离心筒所承受的阻力，确保离心脱水的效果，其中，离心筒的底部与托板的上表面固定连接，有限采用螺栓连接的方式，方便拆卸维护，当然，也可以直接采用焊接的方式。

本实施例中，所述滚珠保持板10设置有多个滚珠孔26，所述滚珠孔26的直径大于滚珠16，且滚珠孔26沿滚珠保持板的圆周方向均匀布置，通过这种结构，能够有效防止滚珠相互接触而引起卡滞现象，保证离心筒转动的顺畅性。

本实施例中，所述离心筒4的底部外侧固定设置有法兰盘28，所述法兰盘28的下表面固定设置有传动轴13，所述传动轴13与离心筒4同轴设置且传动轴的动力输入端与第二驱动电机11传动连接，所述托板9、滚珠保持板10和底座14设置有用于对传动轴13进行让位的让位孔25，通过这种结构，利于将离心筒与第二驱动电机进行传动连接，确保装置运行的顺畅性和稳定性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：包括外壳、底座、离心筒、搅拌机构、超声波发生器、第一驱动电机和第二驱动电机；

所述外壳为筒状结构且外壳以底部朝上的方式倒扣与底座上，所述离心筒同轴设置于外壳内且离心筒以可转动的方式固定设置于底座上，所述第二驱动电机驱动离心筒转动，所述超声波发生器设置于外壳底部内侧且超声波发生器的发射方向正对离心筒的筒口；

所述搅拌机构包括上驱动轴、安装箱、两个第三驱动电机、两个横向搅拌轴以及纵向搅拌轴；

所述上驱动轴的上端从外壳底部伸出并与第一驱动电机传动连接，上驱动轴的下端伸入到离心筒的中部并与安装箱箱盖外侧壁固定连接，所述纵向搅拌轴的上端与安装箱的箱体底部外侧壁固定连接且纵向搅拌轴的下端为自由端，所述上驱动轴和纵向搅拌轴同轴设置，所述纵向搅拌轴的侧壁设置有螺旋搅拌桨；

所述两个第三驱动电机设置于安装箱内且两个第三驱动电机的动力输出方向相反，所述两个横向搅拌轴的一端分别与两个第三驱动电机传动连接，两个横向搅拌轴的另一端均水平伸出安装箱的侧壁至离心筒内，所述两个横向搅拌轴的伸出端均设置有板状搅拌叶；所述超声波发生器、第一驱动电机、第二驱动电机以及第三驱动电机按照如下方式工作：

S1.在注入污泥的过程中，第一驱动电机动作以及超声波发生器工作，第二驱动电机和第三驱动电机不动作，使得污泥注入过程中污泥不会在离心筒底部发生沉降；

S2.污泥注入完成后，第一驱动电机和第三驱动电机同时动作且超声波发生器继续工作，对离心筒内的污泥进行充分搅拌，利用超声波对污泥进行杀菌；

S3.当第一驱动电机和第三驱动电机联合动作设定时间A后，第二驱动电机动作，进行离心脱水，并且，第二驱动电机开始动作时逐渐减小第一驱动电机的转速至设定转速R，同时超声波停止工作；

S4.当第二驱动电机动作设定时间B后，降低第二驱动电机的转速，增大第一驱动电机的转速，并且超声波发生器再次进入工作状态，并保持设定时间C；

S5.当到达时间C后，再增大第二驱动电机的转速并且控制第一驱动电机保持在转速R，同时，控制超声波发生器停止工作；

重复步骤S1至S5，直至完成离心脱水。

2.根据权利要求1所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述纵向搅拌轴上的螺旋搅拌桨的螺旋线半径从下到上逐渐减小。

3.根据权利要求2所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述每一个横向搅拌轴上均设置有两个板状搅拌叶，同一横向搅拌轴的两个板状搅拌叶倾斜设置且两个板状搅拌叶以横向搅拌轴的轴线为对称轴对称设置。

4.根据权利要求3所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：两个第三驱动电机的转动方向相反。

5.根据权利要求4所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述第一驱动电机和第二驱动电机的转动方向相反。

6.根据权利要求5所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述底座的设置有环状凸台，所述环状凸台的上表面下沉形成环形槽，所述环形槽内设置有滚珠，所述环状凸台上设置有滚珠保持板，所述滚珠保持板上方设置有托板，所述托板的下表面设置有滚珠槽，所述滚珠槽与环形槽正对且滚珠分别嵌入于环形槽和滚珠槽内。

7.根据权利要求6所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述滚珠保持板设置有多个滚珠孔，所述滚珠孔的直径大于滚珠，且滚珠孔沿滚珠保持板的圆周方向均匀布置。

8.根据权利要求7所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述离心筒的底部外侧固定设置有法兰盘，所述法兰盘的下表面固定设置有传动轴，所述传动轴与离心筒同轴设置且传动轴的动力输入端与第二驱动电机传动连接。

9.根据权利要求8所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述托板、滚珠保持板和底座设置有用于对传动轴进行让位的让位孔。

10.根据权利要求9所述基于超声的离心式污泥脱水装置，其特征在于：所述外壳与底座连接的一端侧壁设置有出水口，离心筒的底部侧壁设置有排料口。