CN110078341B - 一种泥浆固液分离机及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泥浆固液分离机及工艺，属于污水过滤设备技术领域。泥浆固液分离机包括压滤机，压滤机内设置有滤板，滤板外侧面上设有凹槽，相邻两块滤板周期性相互贴合，其间的凹槽周期性闭合形成滤室，凹槽外部覆盖有滤布，凹槽与滤布之间设有弹簧；工艺包括初滤、加调理剂、压滤和回收等。本发明采用弹簧将滤布外侧的泥饼进行弹出，弹簧不但利用其顶起的动作改变了滤布的连续曲面，使泥饼无法有效附着，且弹簧弹力的瞬间推动作用能够将泥饼有效弹起，利用惯性从滤布上脱离，避免粘性泥饼的粘附，降低对设备的程序式频繁清洁，大大提高了生产连续性。

Description

一种泥浆固液分离机及工艺

技术领域

本发明涉及污水过滤技术领域，具体地说，涉及一种泥浆固液分离机及工艺。

背景技术

目前，在泥浆护壁基础工程施工(如钻孔灌注桩、地下连续墙、泥水平衡盾构及桩基施工等)中，不可避免地产生大量废弃泥浆。废泥浆为半胶体悬浮液，既不能直接排放，又难以在短时间内自然凝结沉降，且若不及时处理，所排泥浆不但影响施工进程，更会造成环境污染或水质污染等二次公害。

泥浆对环境的污染主要表现为：

一、废泥浆在自然状态下难以降解，会造成周边地区土壤板结，土地盐碱化，植被大量破坏；

二、废泥浆长期累积，会渗透到地表下的水层中污染水体，或随雨水外溢流入江河小溪，污染水源，最终直接危害人民身体健康；

三、废泥浆堆积在施工工地周围，占用大量耕地或草地，使占用的土地失去使用价值，成为新的污染源。

本申请人曾经申请过一件名为一种市政用移动式泥浆处理设备的专利，该专利的申请号为201720644686.7，公开日为2018年2月2日。该设备包括框架基座及设置在框架基座内的隔膜式压滤机，隔膜式压滤机的一端设置有电气控制柜及液压泵站，液压泵站通过油管与隔膜式压滤机的液压油缸相连，隔膜式压滤机的入料口处连接有三通阀，三通阀的一端与外部管路连通，三通阀的另外两端分别连接有水力旋流器，水力旋流器通过进料孔管道与进料泵相连。该设备虽然可对面积大、分散不集中的市政泥浆进行移动处理，但是该发明的技术方案存在以下缺陷：在不同土质情况下，泥水分离效果差别较大，且黏土质的泥浆容易粘附在滤布(隔膜)上，导致设备需要不定时冲洗，而设备拆卸冲洗程序非常复杂，严重影响施工进度。

为了更好地解决泥浆容易粘附和堵塞在滤布上的技术问题，人们迫切需要一种能够降低泥浆粘附的泥浆压滤设备及工艺。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中，泥浆容易粘附堵塞滤布的问题，本发明提供一种泥浆固液分离机及工艺。本发明采用过滤工艺的改进与过滤设备的改进，降低滤布与泥浆之间的粘黏性，提高泥饼成型率和过滤效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种泥浆固液分离机，包括压滤机，所述压滤机内设置有相互平行，且沿直线阵列排布的滤板，所述滤板外表面上设有凹槽，相邻两块滤板周期性相互贴合，其间的凹槽周期性闭合形成滤室，所述凹槽外部覆盖有滤布，所述凹槽与滤布之间设有弹簧。

优选地，所述滤板的中部设有法向贯穿的泥浆通道。

优选地，所述泥浆固液分离机还包括一号泥浆池、二号泥浆池、设置在一号泥浆池与二号泥浆池之间的过滤格栅、调理剂溶液搅拌箱、泥浆调理箱、一号泵、二号泵，所述一号泵将二号泥浆池内的泥浆泵送至泥浆调理箱，所述二号泵将调理剂溶液搅拌箱内的溶液泵送至泥浆调理箱。

优选地，所述泥浆固液分离机还包括一号阀门、二号阀门、三号泵和流量计，所述一号阀门设置于三号泵与泥浆调理箱之间，所述二号阀门和流量计相互串联，二号阀门的另一端与三号泵连通，流量计的另一端与与压滤机连通。

优选地，所述压滤机下方设有承接压滤机处压出的泥饼的输送机，所述输送机的一端设有容纳泥饼的泥饼池。

优选地，所述压滤机下部设有容纳压滤产生的清水的沉淀池，所述沉淀池与调理剂溶液搅拌箱连通的导水管。

优选地，所述滤板为空腔结构，所述凹槽的侧壁采用弹性橡胶制成。

优选地，所述泥浆固液分离机还包括四号泵和水箱，所述四号泵将水箱内的液体泵送至滤板内的空腔中，所述压滤机与水箱之间还设有与四号泵并联的三号阀门。

一种泥浆固液分离工艺，其步骤为：

S1、初滤：将泥浆从一号泥浆池中抽出，经过滤格栅进行过滤后，进入二号泥浆池，然后利用一号泵将二号泥浆池内的泥浆泵送至泥浆调理箱中；

S2、加调理剂：将调理剂和水加入调理剂溶液搅拌箱中进行搅拌，制备调理剂溶液，后将调理剂溶液泵送至泥浆调理箱中，与泥浆进行混合；

S3、压滤：将步骤2中的混合液通过滤板内的泥浆通道泵送至压滤机中进行压滤，压滤完成时，利用内置于滤布与滤板之间的弹簧将泥饼从滤布上弹落；

S4、回收：弹落的泥饼被输送机输送至泥饼池内，产生的清水经由沉淀池沉淀后回收。

优选地，在压滤时，利用泵体将水充入滤板的空腔中，利用滤板侧壁具有弹性形变能力的特性，空腔内的高压水将滤板的侧壁向外推进，进一步挤出泥饼中的水分。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用弹簧将滤布外侧的泥饼进行弹出，弹簧不但利用其顶起的动作改变了滤布的连续曲面，使泥饼无法有效附着，且弹簧弹力的瞬间推动作用能够将泥饼有效弹起，利用惯性从滤布上脱离，避免粘性泥饼的粘附，降低对设备的程序式频繁清洁，大大提高了生产连续性；

(2)本发明的滤板上设置凹槽，并利用橡胶材料将凹槽的底板固定在滤板上，由于设定滤板是空腔结构，因此可能实现对滤板的增压，使凹槽的底板发生侧向移动，进而进一步挤压凹槽内的泥饼，提高滤水率；更重要的是：由于泥饼含水量下降，滤布和泥饼的粘附性均会得到有效降低，配合弹簧的弹起实现更彻底地泥饼脱离。

附图说明

图1为本发明的操作流程示意图；

图2为本发明滤板、滤布和凹槽的配合关系示意图。

图中：1、压滤机；2、滤板；3、凹槽；31、侧壁；4、滤布；5、弹簧；6、泥浆通道；7、一号泥浆池；8、二号泥浆池；9、过滤格栅；10、调理剂溶液搅拌箱；11、泥浆调理箱；12、一号泵；13、二号泵；14、一号阀门；15、二号阀门；16、三号泵；17、流量计；18、输送机；19、四号泵；20、水箱；21、三号阀门。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例1

如图1至图2所示，一种泥浆固液分离机，包括压滤机1，所述压滤机1内设置有相互平行，且沿直线阵列排布的滤板2，所述滤板2外表面上设有凹槽3，相邻两块滤板2采用现有箱式压滤机的相关动作原理进行周期性贴合，即采用现有技术中的常用驱动元器件周期性地推动对应滤板2进行相互贴合的动作，相邻两块滤板2间的凹槽3周期性闭合形成滤室，所述凹槽3外部覆盖有用于将泥浆中的固体与泥浆中的水体相互分离的滤布4，所述滤板2的中部设有法向贯穿的泥浆通道6，借助该通道，泵送泥浆的管道将泥浆泵送至滤板2阵列之间，随着泥浆的持续泵送，泥浆中的固体被阻挡在滤布4外侧，水体透过滤布4被渗透排出实现过滤。为了解决现有技术中泥浆堵塞滤布4，或者粘黏性较大的泥饼粘附在滤布4上，导致滤板2需要被定时清洁的问题，发明人在所述凹槽3与滤布4之间设置弹簧5，经实际使用证明，弹簧的顶起的动作改变了滤布的连续曲面，使泥饼无法有效附着，且弹簧弹力的瞬间推动作用能够将泥饼有效弹起，利用泥饼惯性将其从滤布上脱离，避免粘性泥饼的粘附，进一步地，若干弹簧均匀设置在滤布4与滤板2之间，使滤板2上形成若干滤水棚结构，有利于加速水体从该突出的棚体结构出排出，由于水体流速加快，能够有效防止泥浆悬浊胶质附着在滤布表面形成堵塞面层，从而降低现有技术中胶质体凝结在滤布4表面形成堵塞层的问题，最终实现了降低对设备的程序式频繁清洁，提高生产连续性的目的。

本技术方案中，在凹槽3底板上设置弹簧5，且弹簧5呈矩形设置四根，四根弹簧5均设置在距离凹槽3的侧边4cm处。在长期大量实际使用中，发明人发现弹簧5至少均匀设置4根才能有效将泥饼弹出而不顶裂，且将弹簧设置在凹槽3内能够将弹簧5所顶位置保持在泥饼最厚处，进一步避免泥饼被顶裂。以上限定中，按照现有箱式压滤机的尺寸，具体地，将四根弹簧5均设置在距离凹槽3侧边4cm处能够最佳地避免弹簧抵在泥饼的薄弱处，从而最佳地实现泥饼的完整脱离。弹簧5的弹性系数不宜过大，本案选择弹簧定数1.2、自由长度2cm、压紧长度1cm(在其他尺寸不变的情况下，压紧长度过大会造成泥饼产生凹坑，并沿凹坑出现发射状裂纹，导致泥饼在掉落过程中容易散开)、节距6mm、外径2cm、内径1.6cm。弹簧定数过大会将泥饼压裂(默认调理剂的添加量采用现有技术中的常规取值范围)，反之，弹簧难以有效将泥饼从滤布上快速弹开，若弹开不及时，泥饼仍会部分粘连在滤布上，先脱离的泥饼部易将未脱离的泥饼部撕裂。

所述泥浆固液分离机还包括一号泥浆池7、二号泥浆池8、设置在一号泥浆池7与二号泥浆池8之间的过滤格栅9、调理剂溶液搅拌箱10、泥浆调理箱11、一号泵12、二号泵13，过滤格栅9将一号泥浆池7内的泥浆进行初滤，一号泵12将二号泥浆池8内的泥浆泵送至泥浆调理箱11。为了加速泥浆中的悬浮物质凝结沉淀，需要加入调理剂溶液，所述二号泵13将调理剂溶液搅拌箱10内的调理剂溶液泵送至泥浆调理箱11。为了将上述混合液泵送至压滤机1，需要采用的设备为：一号阀门14、二号阀门15、三号泵16和流量计17，所述一号阀门14设置于三号泵16与泥浆调理箱11之间，所述二号阀门15和流量计17相互串联，二号阀门15的另一端与三号泵16连通，流量计17的另一端与与压滤机1连通，三号泵16提供泵送动力，两台阀门进行控制。

为了方便压滤机1内成型的泥饼被快速集中处理，以及实现挤压排出的水体的集中回收，本技术方案采用的具体措施为：在压滤机1下方安装输送机18，输送机18将压滤机1处掉落的泥饼输送至泥饼池；在压滤机1下部设容纳压滤产生的清水的沉淀池，沉淀池与调理剂溶液搅拌箱10借助导水管连通，实现水体的回收利用。

一种泥浆固液分离机的工艺，其步骤为：

S1、将泥浆从一号泥浆池7中抽出，经过滤格栅9进行过滤后，进入二号泥浆池8，然后利用一号泵12将二号泥浆池8内的泥浆泵送至泥浆调理箱11中；

S2、加调理剂：将调理剂和水加入调理剂溶液搅拌箱10中进行搅拌，后将混合液泵送至泥浆调理箱11中，与泥浆进行混合；

S3、压滤：将步骤2中的混合液通过滤板2内的泥浆通道6泵送至压滤机1中进行压滤，压滤完成时，利用内置于滤布4与滤板2之间的弹簧5将泥饼从滤布4上弹落；

S4、回收：弹落的泥饼被输送机18输送至泥饼池内，产生的清水经由沉淀池沉淀后回收。

实施例2

如图1至图2所示，在实施例1的基本技术方案保持不变的基础上，将滤板2设置为空腔结构，将凹槽3的侧壁31设置为弹性橡胶材料，在压滤时，利用泵体将水充入滤板2的空腔中，利用滤板2侧壁具有弹性形变能力的特性，空腔内的高压水将滤板2的侧壁向外推进，进一步挤出泥饼中的水分。

为实现上述技术操作，需要的设备及其连接关系为：四号泵19和水箱20，四号泵19将水箱20内的液体泵送至滤板2内的空腔中。为了调节泵送流量，还在压滤机1与水箱20之间设置了与四号泵19并联的三号阀门21。

以上各设备总成采用集成式安装方式设置在一箱体中，箱体尺寸为12m×2.26m×2.6m，以便设备整体的转场运输。

为了方便设备维护和清洁，在箱体内安装轨道梁和电葫芦，电葫芦沿轨道梁运行，对设备进行灵活吊装。

本设备系统还配备控制系统，实现对设备运行的控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的普通技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都应落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种泥浆固液分离机，包括压滤机（1），所述压滤机（1）内设置有相互平行，且沿直线阵列排布的滤板（2），所述滤板（2）外表面上设有凹槽（3），相邻两块滤板（2）周期性相互贴合，滤板（2）间的凹槽（3）周期性闭合形成滤室，所述凹槽（3）外部覆盖有滤布（4），其特征在于：所述凹槽（3）与滤布（4）之间设有弹簧（5），弹簧（5）设置在靠近凹槽（3）的侧边，且呈矩形设置四根。

2.根据权利要求1所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述滤板（2）的中部设有法向贯穿的泥浆通道（6）。

3.根据权利要求1所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述泥浆固液分离机还包括一号泥浆池（7）、二号泥浆池（8）、设置在一号泥浆池（7）与二号泥浆池（8）之间的过滤格栅（9）、调理剂溶液搅拌箱（10）、泥浆调理箱（11）、一号泵（12）和二号泵（13），所述一号泵（12）将二号泥浆池（8）内的泥浆泵送至泥浆调理箱（11），所述二号泵（13）将调理剂溶液搅拌箱（10）内的溶液泵送至泥浆调理箱（11）。

4.根据权利要求3所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述泥浆固液分离机还包括一号阀门（14）、二号阀门（15）、三号泵（16）和流量计（17），所述一号阀门（14）设置于三号泵（16）与泥浆调理箱（11）之间，所述二号阀门（15）和流量计（17）相互串联，二号阀门（15）的另一端与三号泵（16）连通，流量计（17）的另一端与压滤机（1）连通。

5.根据权利要求1所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述压滤机（1）下方设有承接泥饼的输送机（18），所述输送机（18）的一端设有容纳泥饼的泥饼池。

6.根据权利要求1所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述压滤机（1）下部设有容纳压滤产生的清水的沉淀池，所述沉淀池与调理剂溶液搅拌箱（10）连通。

7.根据权利要求1 - 6中任意一项所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述滤板（2）为空腔结构，所述凹槽（3）的侧壁（31）采用弹性橡胶制成。

8.根据权利要求7所述的一种泥浆固液分离机，其特征在于：所述泥浆固液分离机还包括四号泵（19）和水箱（20），所述四号泵（19）将水箱（20）内的液体泵送至滤板（2）内的空腔中，所述压滤机（1）与水箱（20）之间还设有与四号泵（19）并联的三号阀门（21）。

9.一种泥浆固液分离工艺，采用权利要求8所述的泥浆固液分离机，其特征在于：其步骤为：

S1、初滤：将泥浆从一号泥浆池（7）中抽出，经过滤格栅（9）进行过滤后，进入二号泥浆池（8），然后利用一号泵（12）将二号泥浆池（8）内的泥浆泵送至泥浆调理箱（11）中；

S2、加调理剂：将调理剂和水加入调理剂溶液搅拌箱（10）中进行搅拌，制备成调理剂溶液，后将调理剂溶液泵送至泥浆调理箱（11）中，与泥浆进行混合；

S3、压滤：将步骤2中的混合液通过滤板（2）内的泥浆通道（6）泵送至压滤机（1）中进行压滤，随着压滤的进行，容纳泥饼的滤室空间逐渐增大；压滤完成时，利用内置于滤布（4）与滤板（2）之间的弹簧（5）将泥饼从滤布（4）上弹落；

S4、回收：弹落的泥饼被输送机（18）输送至泥饼池内，产生的清水经由沉淀池沉淀后回收。

10.根据权利要求9所述的泥浆固液分离工艺，其特征在于：在压滤时，利用泵体将水充入滤板（2）的空腔中，利用滤板（2）侧壁具有弹性形变能力的特性，空腔内的高压水将滤板（2）的侧壁向外推，进一步挤出泥饼中的水分。

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