CN111689670A - 基于热水解脱水的渣土脱水结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及渣土泥浆脱水的技术领域，公开了基于热水解脱水的渣土脱水结构，包括过滤装置、储蓄池、预热罐、热水解反应罐、闪蒸罐，预热泵将储蓄池内的泥浆抽送至预热罐，热水解泵将预热罐内的泥浆抽送至热水解反应罐，闪蒸泵将热水解反应罐内的泥浆抽送至闪蒸罐，泥浆经过过滤装置进行过滤后，实现初步脱水，热水解泵将预热罐内的泥浆抽送至热水解反应罐，泥浆进入热水解反应罐后，通入高压蒸汽使泥浆进行反应，泥浆中的菌胶团被分解，细胞物质破碎，释放细胞内的非自由水实现进一步脱水；经过热水解之后的泥浆进入闪蒸罐，通过干热风对泥浆进行干燥处理，最终除去泥浆中包含的少量水分，便于后续搬运和转移。

Description

基于热水解脱水的渣土脱水结构

技术领域

本发明专利涉及渣土泥浆脱水的技术领域，具体而言，涉及基于热水解脱水的渣土脱水结构。

背景技术

高层建筑、道路桥梁施工过程中经常会产生大量废弃渣土，渣土形成的泥浆如果随意排放或丢弃，会严重的污染周边环境。泥浆中包含大量水分，需要脱水后再进行处理，泥浆中所含的水可以分为自由水(70％)、菌胶团包含水(27％)、毛细管水(2％)和结合水(1％)，自由水的去除较为容易，毛细管水和结合水虽然较难去除，但含量很少，可以忽略。而菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物及其代谢的产物(糖类、脂类、有机酸和蛋白质等)，这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜，包裹在有机质疏水膜中的水分称为菌胶团包含水，这部分水分很难去除，且含量较大。

传统的泥浆脱水采用了沉淀法或者离心法等机械方式，将泥浆中的水分分离，实现泥浆的脱水。

然而上述的机械方式仅能去除泥浆中的自由水，对菌胶团包含水难以起到作用，导致处理后的泥浆依然含有较多水分，体积较大，不方便后续的处理，同时菌胶团含有复杂的有机物，难以进行厌氧发酵。

发明内容

本发明的目的在于提供基于热水解脱水的渣土脱水结构，旨在解决现有技术中，渣土产生的泥浆的菌胶团包含水和复杂有机物难以去除的问题。

本发明是这样实现的，基于热水解脱水的渣土脱水结构，包括过滤装置、储蓄池、预热罐、热水解反应罐、闪蒸罐，泥浆经过所述过滤装置进行过滤后，将泥浆倾倒至所述储蓄池，所述预热罐的侧壁上部具有预热入口，所述预热入口与所述储蓄池通过预热管道连通，所述预热管道的端部延伸至所述储蓄池的底部，所述预热管道上设有预热泵，所述预热泵将所述储蓄池内的泥浆抽送至所述预热罐，所述预热罐的外壳中设有电热丝，所述电热丝通电后加热所述预热罐的外壳；所述预热罐的侧壁下部具有预热出口，所述热水解反应罐的侧壁上部具有热水解入口，所述预热出口与所述热水解出口通过热水解管道连通，所述热水解管道上设有热水解泵，所述热水解泵将所述预热罐内的泥浆抽送至所述热水解反应罐，所述热水解反应罐的底端具有高压蒸汽入口，所述高压蒸汽入口与高压蒸汽管道连通，所述高压蒸汽管道上设有高压蒸汽阀；所述热水解反应罐的侧壁下部具有热水解出口，所述闪蒸罐的侧壁上部具有闪蒸入口，所述热水解出口与所述闪蒸入口通过闪蒸管道连通，所述闪蒸管道上设有闪蒸泵，所述闪蒸泵将所述热水解反应罐内的泥浆抽送至所述闪蒸罐，所述闪蒸罐的底端具有干热风入口，所述干热风入口与干热风管道连通，所述干热风管道上设有干热风阀。

进一步地，所述热水解反应罐内部设有搅拌器，所述搅拌器包括电机、搅拌杆、搅拌部，所述电机连接在所述搅拌杆的上端，所述搅拌部连接在所述搅拌杆的下端，所述搅拌杆呈圆柱状。

进一步地，所述搅拌部包括左上板、右上板、左下板、右下板，所述左上板、右上板、左下板、右下板围合布置呈菱形状，所述搅拌杆穿设所述左上板与所述右上板的连接处，且所述搅拌杆的下端连接在所述左下板与所述右下板的连接处。

进一步地，所述左上板、左下板的连接处与所述右上板、右下板的连接处之间连接有加固杆，所述加固杆呈圆柱状。

进一步地，所述左上板、左下板的连接处外侧以及所述右上板、右下板的连接处外侧均设有搅拌板，所述搅拌板背离所述搅拌杆延伸呈水平布置，且沿背离所述搅拌杆的方向，所述搅拌板的厚度逐渐减小。

进一步地，所述搅拌杆处于所述搅拌部上方的部分设有多个搅拌凸条，多个所述搅拌凸条沿所述搅拌杆的圆周方向布置，所述搅拌凸条呈水平布置，且一端固定在所述搅拌杆的外周面，另一端固定连接有搅拌环，所述搅拌环呈竖立布置。

进一步地，所述预热罐的底端具有回流入口，所述热水解反应罐的顶端具有高压蒸汽出口，所述闪蒸罐的顶端具有干热风出口，所述高压蒸汽出口、干热风出口均通过回流管道与所述回流入口连通。

进一步地，所述闪蒸罐的内部设有闪蒸通道，所述闪蒸通道固定在所述闪蒸罐的内壁面，且自上而下呈螺旋状布置，所述闪蒸通道的上端连接所述闪蒸入口，所述闪蒸通道的下端抵接所述闪蒸罐的内部底面。

进一步地，所述闪蒸通道背离所述闪蒸罐的内壁面的侧面具有挡板。

进一步地，所述闪蒸罐的侧壁下部具有取出口，所述取出口上设有遮蔽盖，所述遮蔽盖遮蔽所述取出口，所述遮蔽盖的一端与所述闪蒸罐的侧壁铰接，另一端与所述闪蒸罐的侧壁可拆卸连接；所述遮蔽盖朝向所述闪蒸罐的内侧面具有密封垫，所述遮蔽盖遮蔽所述取出口时，所述密封垫贴合所述闪蒸罐的侧壁。

与现有技术相比，本发明提供的基于热水解脱水的渣土脱水结构，泥浆经过过滤装置进行过滤后，泥浆中的自由水大部分被去除，实现初步脱水，再将泥浆倾倒至储蓄池，预热罐的侧壁上部具有预热入口，预热入口与储蓄池通过预热管道连通，预热管道的端部延伸至储蓄池的底部，预热管道上设有预热泵，预热泵将储蓄池内的泥浆抽送至预热罐，预热管道的端部在储蓄池的底部可以保证将储蓄池内的泥浆全部抽出，避免泥浆滞留在储蓄池内，预热罐的外壳中设有电热丝，电热丝通电后加热预热罐的外壳，为预热罐内的泥浆进行预热，为下一步工序做好准备；预热罐的侧壁下部具有预热出口，热水解反应罐的侧壁上部具有热水解入口，预热出口与热水解出口通过热水解管道连通，热水解管道上设有热水解泵，热水解泵将预热罐内的泥浆抽送至热水解反应罐，热水解反应罐的底端具有高压蒸汽入口，高压蒸汽入口与高压蒸汽管道连通，泥浆进入热水解反应罐后，通入高压蒸汽与泥浆进行反应，泥浆中的菌胶团被分解，细胞物质破碎，释放细胞内的非自由水实现进一步脱水，菌胶团中的固体有机物被分解，减小泥浆的体积，同时将泥浆中的大分子物质分解为易降解的小分子物质，便于后续的厌氧发酵工序，并利用高温高压灭杀泥浆中的有害微生物，实现泥浆的初步无害化，高压蒸汽管道上设有高压蒸汽阀，通过高压蒸汽阀控制高压蒸汽管道的通断；热水解反应罐的侧壁下部具有热水解出口，闪蒸罐的侧壁上部具有闪蒸入口，热水解出口与闪蒸入口通过闪蒸管道连通，闪蒸管道上设有闪蒸泵，闪蒸泵将热水解反应罐内的泥浆抽送至闪蒸罐，闪蒸罐的底端具有干热风入口，干热风入口与干热风管道连通，经过热水解之后的泥浆进入闪蒸罐，通过干热风对泥浆进行干燥处理，再次除去泥浆中包含的少量水分，便于后续搬运和转移，干热风管道上设有干热风阀，通过干热风阀控制干热风管道的通断。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的搅拌器的结构示意图；

图3是本发明的预热罐的内部剖切示意图；

图4是本发明的闪蒸罐的内部示意图；

图5是本发明的闪蒸罐的部分俯视图；

图6是本发明的过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的基于热水解脱水的渣土脱水结构，可以用于渣土产生的泥浆脱水，当然，其也可以用于淤泥脱水，不仅限制于本实施例中的运用。

基于热水解脱水的渣土脱水结构，包括过滤装置11、储蓄池12、预热罐13、热水解反应罐14、闪蒸罐15，泥浆经过过滤装置11进行过滤后，将泥浆倾倒至储蓄池12，预热罐13的侧壁上部具有预热入口，预热入口与储蓄池12通过预热管道16连通，预热管道16的端部延伸至储蓄池12的底部，预热管道16上设有预热泵17，预热泵17将储蓄池12内的泥浆抽送至预热罐13，预热罐13的外壳中设有电热丝18，电热丝18通电后加热预热罐13的外壳；预热罐13的侧壁下部具有预热出口，热水解反应罐14的侧壁上部具有热水解入口，预热出口与热水解出口通过热水解管道19连通，热水解管道19上设有热水解泵20，热水解泵20将预热罐13内的泥浆抽送至热水解反应罐14，热水解反应罐14的底端具有高压蒸汽入口，高压蒸汽入口与高压蒸汽管道21连通，高压蒸汽管道21上设有高压蒸汽阀22；热水解反应罐14的侧壁下部具有热水解出口，闪蒸罐15的侧壁上部具有闪蒸入口，热水解出口与闪蒸入口通过闪蒸管道23连通，闪蒸管道23上设有闪蒸泵24，闪蒸泵24将热水解反应罐14内的泥浆抽送至闪蒸罐15，闪蒸罐15的底端具有干热风入口，干热风入口与干热风管道25连通，干热风管道25上设有干热风阀26。

上述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，泥浆经过过滤装置11进行过滤后，泥浆中的自由水大部分被去除，实现初步脱水，再将泥浆倾倒至储蓄池12，预热罐13的侧壁上部具有预热入口，预热入口与储蓄池12通过预热管道16连通，预热管道16的端部延伸至储蓄池12的底部，预热管道16上设有预热泵17，预热泵17将储蓄池12内的泥浆抽送至预热罐13，预热管道16的端部在储蓄池12的底部可以保证将储蓄池12内的泥浆全部抽出，避免泥浆滞留在储蓄池12内，预热罐13的外壳中设有电热丝18，电热丝18通电后加热预热罐13的外壳，为预热罐13内的泥浆进行预热，为下一步工序做好准备；预热罐13的侧壁下部具有预热出口，热水解反应罐14的侧壁上部具有热水解入口，预热出口与热水解出口通过热水解管道19连通，热水解管道19上设有热水解泵20，热水解泵20将预热罐13内的泥浆抽送至热水解反应罐14，热水解反应罐14的底端具有高压蒸汽入口，高压蒸汽入口与高压蒸汽管道21连通，泥浆进入热水解反应罐14后，通入高压蒸汽使泥浆进行反应，泥浆中的菌胶团被分解，细胞物质破碎，释放细胞内的非自由水实现进一步脱水，菌胶团中的固体有机物被分解，减小泥浆的体积，同时将泥浆中的大分子物质分解为易降解的小分子物质，便于后续的厌氧发酵工序，并利用高温高压灭杀泥浆中的有害微生物，实现泥浆的初步无害化，高压蒸汽管道21上设有高压蒸汽阀22，通过高压蒸汽阀22控制高压蒸汽管道21的通断；热水解反应罐14的侧壁下部具有热水解出口，闪蒸罐15的侧壁上部具有闪蒸入口，热水解出口与闪蒸入口通过闪蒸管道23连通，闪蒸管道23上设有闪蒸泵24，闪蒸泵24将热水解反应罐14内的泥浆抽送至闪蒸罐15，闪蒸罐15的底端具有干热风入口，干热风入口与干热风管道25连通，经过热水解之后的泥浆进入闪蒸罐15，通过干热风对泥浆进行干燥处理，最终除去泥浆中包含的少量水分，便于后续搬运和转移，干热风管道25上设有干热风阀26，通过干热风阀26控制干热风管道25的通断。

热水解反应罐14内部设有搅拌器27，搅拌器27包括电机28、搅拌杆29、搅拌部，电机28连接在搅拌杆29的上端，搅拌部连接在搅拌杆29的下端，搅拌杆29呈圆柱状，泥浆在热水解反应罐14内的高温高压状态下反应，同时启动电机28，使搅拌杆29带动搅拌部转动，对热水解反应罐14内的泥浆进行搅拌，使其与高压蒸汽接触更充分，提高泥浆的分解速度。

高压蒸汽的压力值为1MPa，温度约为180℃，泥浆在热水解反应罐14内反应的时间约为30min。

搅拌部包括左上板30、右上板31、左下板32、右下板33，左上板30、右上板31、左下板32、右下板33围合布置呈菱形状，搅拌杆29穿设左上板30与右上板31的连接处，且搅拌杆29的下端连接在左下板32与右下板33的连接处，菱形状的搅拌部中间呈中空布置，避免搅拌部转动过程中受到较大阻力，可以降低电机28的功耗。

左上板30、左下板32的连接处与右上板31、右下板33的连接处之间连接有加固杆34，横向的加固杆34和纵向的搅拌杆29共同加强搅拌部的稳固性，同时加固杆34呈圆柱状，搅拌杆29也呈圆柱状，可以减小加固杆34和搅拌杆29受到的阻力。

左上板30、左下板32的连接处外侧以及右上板31、右下板33的连接处外侧均设有搅拌板35，搅拌板35背离搅拌杆29延伸呈水平布置，搅拌板35增大了搅拌部的搅拌范围，可以搅拌更多的泥浆，且沿背离搅拌杆29的方向，搅拌板35的厚度逐渐减小，降低搅拌板35受到的阻力。

搅拌杆29处于搅拌部上方的部分设有多个搅拌凸条36，多个搅拌凸条36沿搅拌杆29的圆周方向布置，搅拌凸条36呈水平布置，且一端固定在搅拌杆29的外周面，另一端固定连接有搅拌环37，搅拌环37呈竖立布置，搅拌凸条36和搅拌环37同样对泥浆起到搅拌作用，使得搅拌部上方的泥浆也可以受到搅拌作用，搅拌环37呈中空状且竖立布置，搅拌过程中的阻力也较小。

预热罐13的底端具有回流入口，热水解反应罐14的顶端具有高压蒸汽出口，闪蒸罐15的顶端具有干热风出口，高压蒸汽出口、干热风出口均通过回流管道38与回流入口连通，热水解反应罐14中反应过后的高压蒸汽、闪蒸罐15中干热处理后的干热风都通过回流管道38进入预热罐13，回流管道38上设有回流阀48，通过回流阀48控制回流管道38的通断，高压蒸汽和干热风携带的热量可以对预热罐13中的泥浆起到预热作用，配合电热丝18的加热效果更佳，同时节约能源，避免热量浪费，极大地降低成本。

闪蒸罐15的内部设有闪蒸通道47，闪蒸通道47固定在闪蒸罐15的内壁面，且自上而下呈螺旋状布置，闪蒸通道47的上端连接闪蒸入口，闪蒸通道47的下端抵接闪蒸罐15的内部底面，泥浆从闪蒸入口进入闪蒸罐15后，沿着闪蒸通道47逐渐朝下流动，在闪蒸通道47上平铺摊开，可以增大泥浆与干热风的接触面积，提高干热速率，同时闪蒸通道47呈螺旋状，且坡度较小，泥浆流动速度小，增加泥浆与干热风的接触时间，提高泥浆的干热效果。

闪蒸通道47背离闪蒸罐15的内壁面的侧面具有挡板39，挡板39挡住泥浆，避免泥浆从闪蒸通道47上滑落，直接掉落到闪蒸罐15的底部，无法充分受到干热。

闪蒸罐15的侧壁下部具有取出口，取出口上设有遮蔽盖40，遮蔽盖40遮蔽取出口，遮蔽盖40的一端与闪蒸罐15的侧壁铰接，另一端与闪蒸罐15的侧壁可拆卸连接，具体可以是锁扣连接；遮蔽盖40朝向闪蒸罐15的内侧面具有密封垫41，遮蔽盖40遮蔽取出口时，密封垫41贴合闪蒸罐15的侧壁，泥浆干热完成后，打开遮蔽盖40，从闪蒸罐15中取出干热后的泥浆进行后续处理，密封垫41对遮蔽盖40与闪蒸罐15的侧壁起到密封作用，避免干热风从取出口漏出。

预热泵17、热水解泵20、干热泵在起到对泥浆抽送的作用的同时，也起到对管道的通断控制。

过滤装置11包括底座42、压板43、滤布44，底座42的上端面具有朝下凹陷的凹槽45，凹槽45的四个边角具有朝下的通孔46，滤布44铺设在凹槽45内，压板43的上端与液压缸连接，将未处理的泥浆置于滤布44上，通过液压缸控制压板43朝下移动至嵌入凹槽45，压板43挤压泥浆，使得泥浆中的自由水被滤布44过滤，沿着通孔46流出，初步去除自由水的泥浆保留在滤布44上，可以将泥浆转移至储蓄池12中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，包括过滤装置、储蓄池、预热罐、热水解反应罐、闪蒸罐，泥浆经过所述过滤装置进行过滤后，将泥浆倾倒至所述储蓄池，所述预热罐的侧壁上部具有预热入口，所述预热入口与所述储蓄池通过预热管道连通，所述预热管道的端部延伸至所述储蓄池的底部，所述预热管道上设有预热泵，所述预热泵将所述储蓄池内的泥浆抽送至所述预热罐，所述预热罐的外壳中设有电热丝，所述电热丝通电后加热所述预热罐的外壳；所述预热罐的侧壁下部具有预热出口，所述热水解反应罐的侧壁上部具有热水解入口，所述预热出口与所述热水解出口通过热水解管道连通，所述热水解管道上设有热水解泵，所述热水解泵将所述预热罐内的泥浆抽送至所述热水解反应罐，所述热水解反应罐的底端具有高压蒸汽入口，所述高压蒸汽入口与高压蒸汽管道连通，所述高压蒸汽管道上设有高压蒸汽阀；所述热水解反应罐的侧壁下部具有热水解出口，所述闪蒸罐的侧壁上部具有闪蒸入口，所述热水解出口与所述闪蒸入口通过闪蒸管道连通，所述闪蒸管道上设有闪蒸泵，所述闪蒸泵将所述热水解反应罐内的泥浆抽送至所述闪蒸罐，所述闪蒸罐的底端具有干热风入口，所述干热风入口与干热风管道连通，所述干热风管道上设有干热风阀。

2.如权利要求1所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述热水解反应罐内部设有搅拌器，所述搅拌器包括电机、搅拌杆、搅拌部，所述电机连接在所述搅拌杆的上端，所述搅拌部连接在所述搅拌杆的下端，所述搅拌杆呈圆柱状。

3.如权利要求2所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述搅拌部包括左上板、右上板、左下板、右下板，所述左上板、右上板、左下板、右下板围合布置呈菱形状，所述搅拌杆穿设所述左上板与所述右上板的连接处，且所述搅拌杆的下端连接在所述左下板与所述右下板的连接处。

4.如权利要求3所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述左上板、左下板的连接处与所述右上板、右下板的连接处之间连接有加固杆，所述加固杆呈圆柱状。

5.如权利要求4所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述左上板、左下板的连接处外侧以及所述右上板、右下板的连接处外侧均设有搅拌板，所述搅拌板背离所述搅拌杆延伸呈水平布置，且沿背离所述搅拌杆的方向，所述搅拌板的厚度逐渐减小。

6.如权利要求5所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述搅拌杆处于所述搅拌部上方的部分设有多个搅拌凸条，多个所述搅拌凸条沿所述搅拌杆的圆周方向布置，所述搅拌凸条呈水平布置，且一端固定在所述搅拌杆的外周面，另一端固定连接有搅拌环，所述搅拌环呈竖立布置。

7.如权利要求1-6任意一项所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述预热罐的底端具有回流入口，所述热水解反应罐的顶端具有高压蒸汽出口，所述闪蒸罐的顶端具有干热风出口，所述高压蒸汽出口、干热风出口均通过回流管道与所述回流入口连通。

8.如权利要求1-6任意一项所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述闪蒸罐的内部设有闪蒸通道，所述闪蒸通道固定在所述闪蒸罐的内壁面，且自上而下呈螺旋状布置，所述闪蒸通道的上端连接所述闪蒸入口，所述闪蒸通道的下端抵接所述闪蒸罐的内部底面。

9.如权利要求8所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述闪蒸通道背离所述闪蒸罐的内壁面的侧面具有挡板。

10.如权利要求1-6任意一项所述的基于热水解脱水的渣土脱水结构，其特征在于，所述闪蒸罐的侧壁下部具有取出口，所述取出口上设有遮蔽盖，所述遮蔽盖遮蔽所述取出口，所述遮蔽盖的一端与所述闪蒸罐的侧壁铰接，另一端与所述闪蒸罐的侧壁可拆卸连接；所述遮蔽盖朝向所述闪蒸罐的内侧面具有密封垫，所述遮蔽盖遮蔽所述取出口时，所述密封垫贴合所述闪蒸罐的侧壁。

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