CN110787517B - 一种污泥干化预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种污泥干化预处理装置，包括腔体、以及转动安装在所述腔体内且被驱动运转的分离笼，在所述分离笼下方的腔体内设置有输料螺旋输送机，在所述分离笼的进料端设置有进料螺旋输送机，所述分离笼的底部通过封板封闭连接，且在所述分离笼的轴心处固定安装有芯轴，所述芯轴的两端均转动安装在所述腔体上，所述芯轴上通过笼臂与设在所述分离笼上的加强框板连接，所述分离笼的笼壁上开设有筛孔，所述分离笼内放置有若干个碎料球；本发明通过离心力作用将不同粒径的物料进行分离，同时在较大离心力的作用下将易碎或粘性物料进行破碎，有利于保持分离笼的分离效率，减少了对分离笼进行清理的次数。

Description

一种污泥干化预处理装置

技术领域

本发明实施例涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥干化预处理装置。

背景技术

我国污水处理近年来得到了迅速发展，水环境治理也取得了显著成效。但同时，在污水处理时产生的大量含水率高的污泥却没有得到有效的处理处置，污泥(尤其是工业污泥)中往往含有一定的污染物和有毒有害物质，对环境造成极大的危害。

污泥是污废水处理过程中产生的产物，包括生物处理污泥、化学反应污泥和物理沉淀污泥等，目前需要大量净化处理的污泥主要包括水处理过程中固液分离产生的污泥，如市政生活污水污泥、工业废水污泥、自来水厂沉淀污泥、陶瓷生产工艺沉淀产生的陶瓷泥浆等。无论生物污泥还是化学污泥，颗粒均较细，因含有一定的水分，是介于液体和固体之间的浓稠物。机械脱水后的污泥含水率大概在65-90％之间。

目前，国家出台了多项政策，大力提倡污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。而污水处理过程及污泥收集、运输、暂存过程中，会因混入其他的较大尺寸且较坚硬的杂物或固体颗粒等，从而影响后续污泥的继续减量和资源化利用，使其连续批量生产存在困难。

如工人在清扫地面时，容易将大尺寸的石块、树枝、废弃手套等一同混入污泥暂存仓，电镀工厂的污泥中可能含有尖锐的螺丝钉、螺母等零配件等；另外，含水量低的污泥容易成块，当以上不同类型的混入物未及时清除时，极容易造成后续输送装置或烘干设备的定型装置卡死故障，甚至给后续资源化利用继续带来生产波动干扰。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种污泥干化预处理装置，可有效解决背景技术中因为混合其他形式的杂质而不能及时清除对污泥的后续处理产生影响的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种污泥干化预处理装置，包括腔体、以及转动安装在所述腔体内且被驱动运转的分离笼，在所述分离笼下方的腔体内设置有输料螺旋输送机，在所述分离笼的进料端设置有进料螺旋输送机；

所述分离笼的底部通过封板封闭连接，且在所述分离笼的轴心处固定安装有芯轴，所述芯轴的两端均转动安装在所述腔体上，所述芯轴上通过笼臂与设在所述分离笼上的加强框板连接，所述分离笼的笼壁上开设有筛孔，所述分离笼内放置有若干个碎料球。

进一步地，所述分离笼、输料螺旋输送机与水平面之间均设有夹角。

进一步地，所述分离笼的笼壁内侧贴合安装有若干个沿轴向分布的加固圈，相邻所述加固圈之间连接有若干个挡条，且所述挡条的一侧与所述分离笼笼壁的内侧相连接，所述分离笼笼壁通过若干个所述挡条带动污泥旋转。

进一步地，所述加强框板和所述笼臂的数量为若干组，若干组所述加强框板均为同轴分布，每组所述加强板框均与若干个所述加固圈一一对应。

进一步地，相邻所述加固圈之间连接有弧形导板，所述弧形导板上开设有供污泥通过的通孔，所述弧形导板的两端连接在相邻两个所述加固圈上。

进一步地，相邻两个所述加固圈中靠近分离笼进料端的一个所述加固圈上设有供所述碎料球向进料端移动的上升孔，且所述上升孔位于所述弧形导板一端的向心侧，所述弧形导板的另一端，与相邻两个所述加固圈中的另一个所述加固圈切向连接。

进一步地，所述加固圈的轴向剖面呈直角扇形，所述挡条的高度小于所述筛孔的直径。

进一步地，所述笼臂上固定套设有减振胶套，所述减振胶套的外壁上设有螺纹，所述笼臂上通过所述减振胶套螺纹连接有半菱形剖刀，所述半菱形剖刀的轴心处贯穿设有与所述减振胶套螺纹配合的螺纹孔。

进一步地，所述半菱形剖刀的一端与所述加固圈的内壁相贴合，且另一端设有若干个螺纹孔，所述笼臂靠近所述半菱形剖刀处设置有方形部，所述方形部上沿轴向滑动安装有端盖，所述端盖上设有与所述半菱形剖刀上的螺纹孔相对应的插孔，所述端盖通过连接螺栓与所述半菱形剖刀的端部密封连接。

进一步地，所述腔体与水平面相对的内壁上，设有若干个相互平行且间隔设置的聚泥板，所述聚泥板位于所述分离笼的径向平面内，相邻所述聚泥板之间设有引导污泥向水平面方向流动的导流槽，且所述聚泥板的两侧均设置有若干个与所述导流槽同向的聚流槽。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明将大于预设分离孔道的杂质和固体污泥团块保留在分离笼内，而小于分离孔道的污泥碎粒将通过分离孔道甩出分离笼，在较高转速情况下，离心力会比粘性污泥的黏连力大，此时粘性污泥会在离心力作用下变形并通过分离孔道甩出分离笼，而部分结合不强的固体污泥团块也会在离心力作用下破碎成小于分离孔道的污泥碎粒将通过分离孔道甩出分离笼；

(2)本发明可通过高速和低速的频繁切换，使得物料之间发生相互碰撞，并通过滚动碎料球对物料进行进一步地碾压和击碎，将结合力加大的物料破碎成尺寸比分离孔道要小的颗粒然后由筛孔甩出分离笼，该方式不仅有利于保持分离笼的分离效率和分离质量，且减少了对分离笼进行清理的次数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中的分离笼主视图；

图3为本发明实施方式中的分离笼结构示意图；

图4为本发明实施方式中的图3的俯视图；

图5为本发明实施方式中的半菱形剖刀结构示意图；

图6为本发明实施方式中的腔体结构示意图；

图7为本发明实施方式中的聚泥板结构示意图。

图中：

1-腔体；2-分离笼；3-输料螺旋输送机；4-进料螺旋输送机；5-碎料球；6-加固圈；7-挡条；8-芯轴；9-聚流槽；10-加强板框；11-笼臂；12-弧形导板；13-减振胶套；14-半菱形剖刀；15-方形部；16-端盖；17-连接螺栓；18-聚泥板；19-导流槽。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明公布了一种污泥干化预处理装置，包括腔体1、以及转动安装在所述腔体1内且被驱动运转的分离笼2，在所述分离笼2下方的腔体内设置有输料螺旋输送机3，在所述分离笼2的进料端设置有进料螺旋输送机4。所述分离笼2呈圆筒状，且上端设置有可与进料螺旋输送机等进料设备相配合的进料口，将混有固体颗粒的污泥由进料口投入分离笼2中，通过电机等驱动部件驱动分离笼2转动，分离笼2笼壁上的筛孔可供污泥以及小尺寸的固体颗粒通过，而不符合后续流程要求的大尺寸固体颗粒则无法通过筛孔，从而避免了不符合尺寸要求的固体颗粒在进入后续加工流程中时，造成烘干设备和输送设备卡死故障。

并且，所述分离笼2的底部通过封板封闭连接，污泥无法从端部泄露出去，所述分离笼2的上端倾斜设置，一方面增加了污泥与笼壁的接触面积，夹块污泥筛分的速度，另一方面，可避免污泥从进料口中外泄。而经分离笼2筛分后的污泥进入腔体1中，位于分离笼2下方的输料螺旋输送机3将污泥从腔体1内输送至腔体1外相应的设备中。其中，输料螺旋输送机3为由腔体1外的电机驱动的绞龙，且绞龙与分离笼2同样倾斜设置，通过绞龙的转动将污泥输送至相应设备中。

如图3和图4所示，所述分离笼2内放置有若干个碎料球5，所述碎料球5是由不锈钢材料制成的球体，在分离笼2内放置碎料球5的目的在于，在分离笼2转动时，通过滚动碎料球5与掺杂在污泥里的固体颗粒碰撞，从而将固体颗粒击碎，以减少分离笼2内积攒的固体颗粒，且滚动的碎料球5沿笼壁滚动，有助于污泥以及小尺寸的固体颗粒快速通过筛孔，不仅有利于保持分离笼2对固体颗粒分离的效率和分离质量，也可减少分离笼2的清理频率，而所述腔体1上安装有检修门，通过打开检修门来对腔体1内部以及分离笼2进行清理。

而为了加强分离笼2的结构强度，在所述分离笼2笼壁的内侧贴合安装有若干个同轴的加固圈6，且相邻所述加固圈6之间连接有若干个挡条7，加固圈6以及挡条7均为不锈钢材质，以增加其强度，避免被碎料球5砸坏。且所述挡条7的一侧与所述分离笼2笼壁的内侧相连接，所述分离笼2笼壁通过若干个所述挡条7带动污泥旋转，以避免转动的笼壁与相接触的污泥相对运动，从而避免分离笼2无法通过离心力作用将污泥甩出分离笼2的问题。且挡条7的高度小于筛孔的直径，以避免留在分离笼2内的固体颗粒在挡条7处积留。

而由于分离笼2倾斜设置，若干个碎料球5由于重力作用，会聚集在分离笼2的底部，一方面，不利于碎料球5功能的充分发挥，另一方面，会造成分离笼2底部的笼壁、加固圈2以及挡条7损耗增加，降低分离笼2的使用寿命，因此，对本发明实施例还有以下改进：

相邻所述加固圈6之间连接有弧形导板12，所述弧形导板12的两端固定连接在相邻两个所述加固圈6上，相邻两个所述加固圈6中靠近分离笼2进料端的一个所述加固圈6上设有供所述碎料球5向进料端移动的上升孔，且所述上升孔位于所述弧形导板12一端的向心侧，所述弧形导板12的另一端，与相邻两个所述加固圈6中的另一个所述加固圈6切向连接。

具体的，分离笼2转动时，若干个碎料球5与分离笼2笼壁相对转动，并沿加固圈6移动至弧形导板12的底部，并随着分离笼2的转动，碎料球5在重力作用下沿着弧形导板12向上方的加固圈6移动，并通过上方的加固圈6上的上升孔运动至上方的加固圈6上，从而使碎料球5作用于上一层的污泥。同理，随着分离笼2的转动，碎料球5继续向上移动，而在碎料球5逐渐向上移动的过程中，受进料口处污泥的冲击作用，会由加固圈6上滚落至分离笼2的底部，而碎料球5滚落过程中，下方加固圈6上的污泥对加固圈6具有一定的保护作用，避免加固圈6被滚落的碎料球5砸伤损坏。

通过若干个碎料球5在分离笼2的高度方向上不断循环运动，使若干个碎料球5能够均匀地作用于分离笼2不同高度处的污泥，使的碎料球5的功能能够充分发挥，较大提高污泥分离效率的质量，且减小分离笼2底部笼壁的损耗，延长分离笼2的使用寿命。

所述弧形导板12上开设有供污泥和固体颗粒通过的通孔，且通孔沿弧形导板12的长度方向延伸，若干个碎料球5在弧形导板12上移动的过程中，若干个碎料球5可对聚集在弧形导板12向心侧的固体颗粒，进行重复的推移和碾碎。一方面，通过碎料球5和通孔的配合，防止弧形导板12处积留固体颗粒，避免影响碎料球5沿弧形导板12运动，另一方面，具有对较大固体颗粒进行拦截和破碎的效果，有利于对较大固体颗粒进行破碎。

优选的是，所述加固圈6的轴向剖面呈直角扇形，有利于增加加固圈6的结构强度，避免被滚落的碎料球7砸伤，而加固圈6上方的直角边，一方面，有利于延长污泥在加固圈6上的逗留时间，使分离笼2不同高度的笼壁均能发挥对污泥分离的效果，另一方面，有利于碎料球5在加固圈6上的移动，且所述加固圈6上方的直角边宽度为所述碎料球5直径的3/4，在满足碎料球5在加固圈6上移动的同时，有利于碎料球5从加固圈6上滚落。

其中，分离笼2与腔体1外的电机通过芯轴8连接，所述芯轴8固定安装在分离笼2的轴心处，且所述芯轴8的两端均转动安装在所述腔体1上，芯轴8的一端穿过腔体1上的密封轴承与外部的电机连接。

并且，所述分离笼2笼壁的外侧套设有若干个同轴的加强板框10，且若干个所述加强板框10与若干个所述加固圈6一一对应，环形的加强板框10的设置，进一步加强了分离笼2的结构强度。且所述加强板框10、分离笼2、加固圈6和芯轴8通过交叉呈十字形的一对笼臂11固定连接，所述加强板框10、分离笼2、加固圈6和芯轴8上均贯穿设有用于安装一对所述笼臂11的开孔，通过至少一对笼臂11来将分离笼2固定支撑在芯轴8上，以保持分离笼2与芯轴8同轴，且设置的笼臂11对分离笼2转动，也具有对固体颗粒破碎的效果。

如图4和图5所示，为了避免固体颗粒与笼臂11碰撞而降低笼臂11和芯轴8的寿命，以及影响分离笼2运转的稳定性，所述笼臂11上固定套设有减振胶套13，所述减振胶套13的外壁上设有螺纹，所述笼臂11上通过所述减振胶套13螺纹连接有半菱形剖刀14，所述半菱形剖刀14的轴心处贯穿设有与所述减振胶套13螺纹配合的螺纹孔。

半菱形剖刀14为呈半菱形的不锈钢块，通过设置在笼臂11末端的半菱形剖刀14与固体颗粒进行碰撞，一方面，相比于圆柱形的笼臂11，半菱形剖刀14与固体颗粒的接触面积小，对固体颗粒进行击碎的效果更好，且更换半菱形剖刀14相比于更换笼臂11成本更低；另一方面，半菱形剖刀14与笼臂11之间设置有减振胶套13，可降低半菱形剖刀14与固体颗粒碰撞时，笼臂11收到的振动，从而有利于延长笼臂11和芯轴8的使用寿命，以及有利于分离笼2转动的稳定性

另外，设置的减振胶套13和半菱形剖刀14与加固圈6和加强板框10相配合，有利于实现分离笼2的高速运转，从而有利于提高对污泥分离的效率。

为了使半菱形剖刀14的安装方向固定，使半菱形剖刀14的两侧刀锋保持在分离笼2的径向平面内，以保持对固体颗粒进行破碎的最优设置，以及避免半菱形剖刀14发生转动而从减振胶套13上脱落，所述半菱形剖刀14的一端与所述加固圈6的内壁相贴合，且另一端设有若干个螺纹孔，所述笼臂11靠近所述半菱形剖刀14处设置有方形部15，所述方形部15上周向固安装有端盖16，所述端盖16上设有与所述半菱形剖刀14上的螺纹孔相对应的插孔，所述端盖16通过连接螺栓17与所述半菱形剖刀14的端部密封连接。

将半菱形剖刀14与周向固定的端盖16固定连接，从而使半菱形剖刀14，避免了半菱形剖刀14发生转动，保持了半菱形剖刀14安装方向的稳定。而笼臂11优选为圆柱形，圆柱形的笼臂11与固体颗粒的接触面积小，有利于固体颗粒的破碎，且圆柱形的笼臂11便于制造和安装。

如图6和图7所示，所述腔体1顶部的内壁呈屋脊状，分离笼2位于“屋脊”中线的正下方，且“屋脊”顶部的两侧内壁上，均设有若干个相互平行且间隔设置的聚泥板18，相邻所述聚泥板18之间设有引导污泥向水平面方向流动的导流槽19，设置的若干个聚泥板18可将收集分离笼2上甩出的污泥，并将收集的污泥沿导流槽19导向至腔体1内部的两侧，避免了污泥直接甩在腔体1顶部内壁上，导致而污泥溅落以及滴落到分离笼2上的情况。并且，所述聚泥板18位于所述分离笼2的径向平面内，一方面，有利于甩飞的污泥直接进入导流槽19中，另一方面，倾斜设置的聚泥板18减小了污泥在竖直方向上的受力，从而沿长了污泥从而聚泥板18上滴落的时间，避免了污泥掉落在分离笼2上。且所述聚泥板18的两侧均设置有若干个与所述导流槽19同向的聚流槽9，不仅进一步延长了污泥从聚泥板18上滴落的时间，且具有汇流作用，有利于污泥快速流向聚泥板18位于下方的末端。

另外，在本发明中还可以通过高低速变换，实现笼内物料快速相互撞击，达到互相破碎、混合，有利于分离笼的分离效率和质量，减少对分离笼进行清理的次数。

在本发明中，对于不同粒径的物料分离主要包括以下两个方式：

1、小块物料的离心分离是通过以下方式进行的：通过笼式结构以一定速度旋转，可对笼式结构内物料产生离心作用力，当转速达到一定时，离心作用力比物料维持现有结构的结合力、或粘性物质的黏连力更大时，物料就会变形、破碎分离。

2、对大块杂质以及大块难以破碎物料的隔离是通过以下方式进行的：笼式结构的笼壁上设有定形状、定尺寸的分离孔道(即筛孔)，经过破碎分离的物料只要最大尺寸比分离孔道要小，或者通过塑性变形成比分离孔道小的颗粒则可以通过分离孔道分离到笼式结构的外侧，而大块杂质以及大块难以破碎物料则保留在笼式结构内侧，从而实现物料的分离。

在上述两种分离方式中，对于所需转速的要求：

通过向心力公式：(2πn)²r≥F/m，其中：r为笼壁半径，n为转速、m为物料的质量、F为结合力，可通过物料的压缩试验测定。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种污泥干化预处理装置，其特征在于，包括腔体（1）、以及转动安装在所述腔体（1）内且被驱动运转的分离笼（2），在所述分离笼（2）下方的腔体内设置有输料螺旋输送机（3），在所述分离笼（2）的进料端设置有进料螺旋输送机（4），

所述分离笼（2）的底部通过封板封闭连接，且在所述分离笼（2）的轴心处固定安装有被驱动机构驱动的芯轴（8），所述芯轴（8）的两端均转动安装在所述腔体（1）上，所述芯轴（8）上通过笼臂（11）与设在所述分离笼（2）上的加强框板（10）连接，所述分离笼（2）的笼壁上开设有筛孔，所述分离笼（2）内放置有若干个碎料球（5）；

在所述分离笼（2）转动的离心作用下，大于所述筛孔的杂质和固体污泥团块保留在分离笼（2），小于所述筛孔的污泥碎粒甩出所述分离笼（2），且所述碎料球（5）沿所述分离笼（2）内壁滚动以碰撞击碎掺杂在污泥里的固体颗粒和促进小尺寸的固体颗粒快速通过筛孔；

所述分离笼（2）的笼壁内侧贴合安装有若干个沿轴向分布的加固圈（6），相邻所述加固圈（6）之间连接有若干个挡条（7），且所述挡条（7）的一侧与所述分离笼（2）笼壁的内侧相连接，所述分离笼（2）笼壁通过若干个所述挡条（7）带动污泥旋转；

相邻所述加固圈（6）之间连接有弧形导板（12），所述弧形导板（12）上开设有供污泥通过的通孔，所述弧形导板（12）的两端连接在相邻两个所述加固圈（6）上，相邻两个所述加固圈（6）中靠近分离笼（2）进料端的一个所述加固圈（6）上设有供所述碎料球（5）向进料端移动的上升孔，且所述上升孔位于所述弧形导板（12）一端的向心侧，所述弧形导板（12）的另一端，与相邻两个所述加固圈（6）中的另一个所述加固圈（6）切向连接。

2.根据权利要求1所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述分离笼（2）、输料螺旋输送机（3）与水平面之间均设有夹角。

3.根据权利要求1所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述加强框板（10）和所述笼臂（11）的数量为若干组，若干组所述加强框板（10）均为同轴分布，每组所述加强板框（10）均与若干个所述加固圈（6）一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述加固圈（6）的轴向剖面呈直角扇形，所述挡条（7）的高度小于所述筛孔的直径。

5.根据权利要求1所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述笼臂（11）上固定套设有减振胶套（13），所述减振胶套（13）的外壁上设有螺纹，所述笼臂（11）上通过所述减振胶套（13）螺纹连接有半菱形剖刀（14），所述半菱形剖刀（14）的轴心处贯穿设有与所述减振胶套（13）螺纹配合的螺纹孔。

6.根据权利要求5所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述半菱形剖刀（14）的一端与所述加固圈（6）的内壁相贴合，且另一端设有若干个螺纹孔，所述笼臂（11）靠近所述半菱形剖刀（14）处设置有方形部（15），所述方形部（15）上沿轴向滑动安装有端盖（16），所述端盖（16）上设有与所述半菱形剖刀（14）上的螺纹孔相对应的插孔，所述端盖（16）通过连接螺栓（17）与所述半菱形剖刀（14）的端部密封连接。

7.根据权利要求1所述的一种污泥干化预处理装置，其特征在于，所述腔体（1）与水平面相对的内壁上，设有若干个相互平行且间隔设置的聚泥板（18），所述聚泥板（18）位于所述分离笼（2）的径向平面内，相邻所述聚泥板（18）之间设有引导污泥向水平面方向流动的导流槽（19），且所述聚泥板（18）的两侧均设置有若干个与所述导流槽（19）同向的聚流槽（9）。

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