CN113045180A - 一种曲面直流电场污泥干化脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，它包括驱动装置、直流电发生装置，正电极滚筒、负电极履带，阴极绝缘过滤带等构成。脱水区包含绝缘过滤带和正电极滚筒、负电极履带；负电极压榨履带及过滤带依次包绕固泥压榨辊、托辊、和导向辊、涨紧棍等，在压榨区脱水区的绝缘过滤带位于负极履带板的上方，且污泥位于绝缘过滤带和正极滚筒之间，与正负极履带做同步运动。在污泥脱水过程中，污泥处于直流电场作用下，利用污泥中的电荷发生的电泳现象(即污泥中的极性水分子向负极定向迁移)，辅助的压力作用提高了污泥脱水效率。本发明具有脱水效率高，适用范围广，运行成本低，操作弹性大的优点。

Description

一种曲面直流电场污泥干化脱水装置

技术领域

本发明专利涉及直流电场污泥干化脱水装置，尤其设计一种曲面直流电场污泥干化脱水装置。

背景技术

为了保护环境，越来越多的污水处理设施的投入运行，随之而引发的污水处理过程最终的产物——污泥对环境的影响，越来越引起人们的重视。由于目前我国所采用的带式压滤脱水机，均为依靠单纯的滤带的挤压力和剪切力对污泥进行脱水，由于挤压力有限，再加上无法脱出污泥中的结合细胞水。所以目前带式压滤脱水机只能将生活污泥脱水至含水率80％左右。从而导致对污泥的后续处置带来了很大的难度。本着我国污泥处置法规中污泥减量化、资源化、无害化的处置原则。本技术将直流电场引入污泥脱水过程中，在污泥脱水过程中将污泥中的结合细胞水释放出来，并配合高压机械挤压力的作用下，比目前常规污泥脱水装置的脱水效率提高一倍，使污泥总量减少近60％。体积减少70％。从而为污泥后续的资源化、无害化的处置奠定了良好的基础和保证。一种曲面直流电场污泥干化脱水装置具有脱水效率高、运行成本低、投资小、环保二次污染小等优点。

发明内容

本发明所要求解决的技术问题是提供一种泥饼含水率低，运行成本低，易维护保养，占地面积小，操作方便的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置。

为解决上述技术问题，本发明一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，在传统的污泥压榨脱水的基础上，将直流电场引入脱水过程，通过直流电发生装置产生直流电，通过供电装置将直流电引入正电极滚筒的正电极板和负电极履带板上的负电极板上，这样污泥在脱水过程中污泥中的水分发生电泳现象，污泥中的谁向负电极板移动，加上调整负极电极履带的涨力，来实现正极滚筒上的正电极板与负电极履带电极板之间的压力将污泥中的水分脱出，大大降低污泥的含水率。

由于发明一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，将直流电荷引入了污泥脱水过程，并在过滤压力上比以往的普通污泥压榨脱水装置增大了很多，通过调整过滤带的运转速度、正负极的电压和正负极之间的压力，可以得到不同含水率的污泥滤饼。本机组占地面积小，易维护保养，操作简便，运行成本低。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明一种曲面直流电场污泥干化脱水装置的结构示意图。

图2为本发明一种曲面直流电场污泥干化脱水装置脱水区域工作示意图

图3为本发明装置脱水区域截面图

图4为本发明装置脱水区域截面局部放大图

图5为本发明装置阴极履带连接结构局部放大图

图6为本发明装置阴极履带传动主轴工作示意图

图7为本发明装置传动装置绝缘隔绝措施示意图

图8为本发明装置阴阳极集电板与机架绝缘连接示意图

具体实施方式

图1为本发明曲面电场污泥干化脱水装置的结构示意图。本曲面电场污泥干化脱水装置包括设备机架、固条定在机架上的转动链条轮。链带动带有翼板的链条，负电极板固定在链条的翼板上面，实现电极履带板的运动，正电极滚筒被负电极履带包裹其中，通过负电极板履带与正电极滚筒之间的涨力实现，正电极滚筒与负电极履带及绝缘过滤带的同步线速度运行。用于实现负极传动轴与传动装置的连接采用绝缘连接方式，将负极与机架隔开。位于通过固定在机架上可以活动的涨紧汽缸产生的位移实现对负电极板履带链条的涨紧，通过调整负电极板履带链条与正电极滚筒的涨力，实现带动正电极滚筒和为与负电极板和正电极板之间的绝缘过滤带的同步运动，位于通过固定在机架上可以活动的涨紧汽缸产生的位移实现对绝缘过滤带的涨紧，绝缘过滤带在运动过程中通过设置在机架上的滤带水平方向上的位移感应装置，对滤带的水平方向的位移进行测量，并将位移测量信号通过调整固定机架上的可以水平方向移动的纠偏汽缸的水平方向上的位移，实现对绝缘过滤滤带的位移调整。在负电极履带进入电渗透脱水区域后，负电极履带一侧的滑触头与集电板进行滑动接触，将直流电源引入负极板，在负电极集电板的另一侧安装一正电极集电板，与正电极滚筒的正电极滑触头进行滑动接触实现阳极板在旋转过程中实现正电极板的供电。在正电极板外曲面安装了一定厚度具有绝缘功能材料的正负极隔绝板，保证正负极之间的电极板不会产生连通和击穿。通过调整负电极板履带链条的涨力，达到调整正负极之间极板之间的压力，来实现对污泥的加压，从而达到对污泥电渗透脱水和加压过滤。在正电极进入正负极电渗透脱水区域前，污泥布料器将污泥安装一定厚度一定宽度均匀将污泥铺在正电极的表面，通过调整正电极与绝缘过滤带压料棍之间的距离来控制正负极之间污泥层的厚度和污泥在脱水区域内的厚度均匀一致。污泥在脱水完毕后通过设计在正极履带板上刮料清扫滚轴上的阳极清扫刷辊，将贴合在正极的污泥挂落，在污泥过滤带的脱离污泥脱水区域后，在污泥过滤带上设计一沿其切向方向的刮料板将贴合在过滤带上的污泥刮除。并排出机外。在过滤带脱离脱水区域后设计一道或者数道，对污泥过滤带进行清洗的喷头对污泥过滤带的两个表面进行清洗，以保证过滤带的滤水阻力保持恒定。设备所有用于传动用的辊轴采用防导电轴承套与机架隔绝开来。在固定正极和负极的履带滑道和移动供电的支架均与机架采用绝缘措施保障正极和负极隔绝开来。所有设备的滚轴与机架之间的连接转动轴承之间与轴之间全部采用绝缘轴承套将机架与正、负极隔绝开。在负电极板的非工作区域设计一个阴极板的表面清扫滚轴用于保持阴极电极表面电阻恒定。

本发明采用将直流电荷引入压力脱水过程中，通过直流电源发生装置产生直流电，在正极滚筒内的集电板上，与安装在正负极极板上的滑触头进行滑动，实现将直流电引入正负极极板上，正负极电极板的集电板分别设置于极板两侧(一侧为正极与正极滑触头接触，另一侧为附件履带滑触头与负极集电板接触实现负极供电)，污泥在进入电场脱水区域后，污泥被置于正负极电极板之间，随着直流电荷流入污泥中，污泥的水分组合结构被破坏，污泥内生物细胞壁被穿透，将污泥中的细胞水释放出来，污泥中的水分发生电泳现象(水分向负极迁移)，同时配合负极履带电极板与正极电极板之间的压力作用下，实现泥水分离，达到脱水目的。本发明曲面直流电场污泥干化脱水装置，具有脱水效率高，能耗低，无二次污染，可大大减少污泥的体积合重量，对污泥的资源化(焚烧、堆肥)奠定了良好的基础。可大大提高了我国污泥减量化、资源化、无害化的处置过程。

具体实施方式

本曲面电场污泥干化脱水装置包括设备机架(3)、固定在机架上链轮滚轴(7、12、13)、链轮(51) 带动双侧带水平翼板的链条(50)，负极电极板(34)在有螺纹孔通过连接螺栓(49)与负极水平翼板履带板链条(50)连接，在负电极板(34)与水平翼板的链条(50)之间有一绝缘垫片(47)，连接螺栓(49) 外部被螺栓绝缘套(48)包裹，上诉结构构成整个负极电极板履带(17)。在负电极履带工作区域内有一负极环形集电板(38)，在负电极履带板(17)一侧安装负极集电滑触头(37)，负极集电滑触头(37)与负电极环形集电板(38)接触，通过导线(30)与负电极板(34)连接，将电力传输到负电极板(34)，负电极环形板(38)与机架(3)通过集电环形板L型安装座(51)在绝缘螺栓(48、49)的作用下连接在一起，在集电环形板L型安装座(51)与刚性机架(3)之间有绝缘垫板(47)，将负集电环形板(38)与机架(3)隔离。负极集电环形板(38)通过导线(27)与直流电源正极连接。

正电极滚筒(18)内部框架(26)外表面安装正极滚筒隔绝垫(25)，正极电极板(33)通过绝缘螺栓(48、49)与正电极滚筒内部框架连接，在正电极滚筒一侧有一环形正极滑触头安装环(24)，正极集电器滑触头(29)通过螺栓(49)与正极滑触头安装环(24)进行连接，正电极集电环形板(28)与机架 (3)通过集电环形板L型安装座(51)在绝缘螺栓(48、49)的作用下连接在一起，在集电环形板L型安装座(51)与刚性机架(3)之间有绝缘垫板(47)，将集电环形板与机架(3)隔离。集电环形板与机架 (3)通过导线(27)与直流电源正极连接。集电滑触头(29)通过导线(30)与正负极隔绝板(32)的安装螺栓连接将电力传输到正电极板。正负极隔绝板(32)与正电极板(33)通过螺栓(49)连接。

在正电极滚筒(18)出料口处，有一具有清扫功能的正电极极板清扫辊(2)安装在机架(3)上，清扫辊(2)外圆周面与正电极滚筒电极板(33)接触。在正电极滚筒(12)的上方有一具有定量匀速加料的布料器(1)，将物料均匀的将物料按照一定厚度宽度将物料布置在正电极滚筒正电极板(33)上。在负电极履带(17)的非工作区域设置一个与负电极板(34)工作面接触并与其反方向的运转的阴极清扫辊(12)，阴极清扫辊(12)与阴极履带导向滚轴(13)通过绝缘皮带(5)连接实现，与正极履带(17)运动的反方向运转。

绝缘过滤带(31)置于负电极履带电极板(34)的上方，通过绝缘过滤带导向辊(7)被缠绕于正负极极板之间。在绝缘过滤带(31)的非脱水区域，绝缘过滤带(31)水平运动方向处绝缘过滤带(31) 的上部和下部均有清洗喷头(9)，绝缘过滤带(31)的绝缘过滤带涨紧装置(11)利用涨紧装置的汽缸的伸缩来实现对绝缘过滤带(31)的涨紧，绝缘过滤带(31)在进入电渗透脱水区域前在绝缘过滤带(31)的两侧有两个测量绝缘过滤带(31)的位移的位移传感器开关(14)，将测量到的绝缘过滤带(31)的位移信号，传递给位于机架(3)上的绝缘过滤带纠偏执行机构(15)。通过绝缘过滤带纠偏执行机构(15)上的执行汽缸的伸缩产生的直线位移调整绝缘过滤带(31)的运行轨迹不偏离。

负极电极履带传动滚轴(43)的联轴器(42)通过轴头处的传动大链轮(46)与轴头配合被固定在传动轴上，传动大链轮(46)与传动联轴器(42)之间有一绝缘垫板(41)，联轴器(42)与传动大链轮 (46)之间通过连接螺栓(44)进行连接，在连接螺栓(44)与传动大链轮(46)和联轴器(42) 的接触部分采用绝缘套(41)进行隔绝。传动大链轮通过传动链条(39)与固定在机架(3)上传动装置 (40)的小链轮实现转动。带动整个设备的运转。

在绝缘过滤带(31)脱离电渗透脱水区域后，在绝缘过滤带(31)的改向部位设计一个沿其切线方向的刮料板(4)将过滤带上的物流刮除，曲面电场污泥干化脱水装置所有辊轴(7、12、13、25、28)均与设备机体(3)隔绝开来，所有滚轴上均采用绝缘轴承套(23)。设备在工作过程中所脱除出的液体，通过固定在设备机架(3)的积水盘(10)排出机外。

物料通过加料器(1)按照一定的宽度和厚度被均匀的布置到正电极滚筒(18)的正电极极板(33)上，随着正电极滚筒(18)的旋转进入直流电场脱水区域内，污泥(35)在进入电渗透脱水区域内后被置于正电极滚筒正电极板(33)和绝缘过滤带(31)的中间，当正电极极板(33)与负电极履带负电极板(34) 进入重叠区域后，此时污泥(35)中的水分开始发生电泳，污泥(35)中的水分开始向负极电极板(34) 方向移动，正、负极电极板(33、34)在进入电解脱水区域后，通过调整负电极履带涨紧装置(11)的推力，实现负电极极板(34)与正电极极板(33)之间的压力，从而带动整个正负极极板(33、34)实现同步运动。污泥(35)在电渗透脱水工作区域内，污泥中的水分在电场的作用下开始发生迁移，随着迁移过程的延续，污泥中的水分在绝缘过滤带(31)的压力作用下与污泥发生脱离，绝缘过滤带在涨紧装置(11)和绝缘过滤带纠偏装置(14、15)的作用下实现保持恒张力和不偏离运行。经过脱水后的泥饼在泥饼刮料板(4)的作用下脱离绝缘过滤滤带(31)。完成整个脱水过程。脱离污泥的水分依靠重力作用被收集到设备地步的积水盘(10)内排出机外。残留在正电极板极板(33)上的污泥，通过正电极极板清扫辊(2) 被清扫下来，随脱水后的污泥一同排出机外。

污泥在电渗透脱水区域内的停留时间，污泥的正负极之间的电压，正负极极板(33、34)之间的压力决定了污泥的脱水效果，曲面电场污泥干化脱水装置工作过程中，污泥在电渗透脱水区域内的停留时间一般控制在5-15分钟之内，通过控制正电极滚筒的直径和长度来达到正极之间电渗透脱水区域的面积，通过控制负极履带的运行速度来调节其脱水区域的工作时间。正负极之间的电压一般控制在24-120V之间，污泥在电渗透脱水区域内的压力控制在0.1-2kg/cm2之间，运行效果最佳。通过调整设备的以上运行参数，可以得到不同处理能力和不同含水率的污泥产品。

Claims (7)

1.一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，包括正电极滚筒，绝缘过滤带为具有绝缘特性的普通非金属过滤带位于负电极履带电极板的上方，负电极履带电极板为具有导电性能的电极板和双侧水平翼板的链条组成的负电极履带，负电极履带电极板安装在双侧水平翼板的链条上，在机架两侧设计正电极滚筒和负电极板环形移动集电装置。在正电滚筒表面的正电极板表面上根据滚筒的长度，设计最少两道隔绝垫板，履带中间有一层起到隔绝正、负极履带的隔绝绝缘带。用于向向设备加料用的布料器控制物料的进料速度和进料的均匀，在物料进入脱水区域前有一个用于可以调整和控制进料的厚度的压辊。为了保证整个正极电极滚轴表面正电极板的表面清洁，在正电极滚筒的出料口处用于清扫正电极板表面的清扫辊，为了保证整个阴极板电极工作效率所采取在阴极板工作面设置的负电极板表面的清扫辊，为了保证负电极排水通道的通畅性，在负电极排水通道和非电极工作面喷涂防结垢涂层，在整个正负极履带电极板的固定和传动装置中，设计多道绝缘措施保证正负极直接不连通。

2.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：用于进行对污泥进行直流电场脱水的负电极板履带，正电极板滚筒，在负极电极板上面有一层用于过滤作用的绝缘过滤带，在正电极滚筒的正电极板表面装有用于隔绝正负极的电极隔绝板。负极履带电极板安装在带翼板的链条上面，通过链条的轮的转动带动负极履带电极板(为了增加电极板的过滤作用，采用开孔板)，通过控制负电极板履带链条的涨紧力来控制，正电极板滚筒与负电极履带板电极的涨力来控制正负极电极板之间的压力，从而实现整个正负极电极板在脱水区域内的同步运动。

3.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：还包括在机架两侧设计正电极滚筒和负电极板环形移动集电装置。

4.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：还包括为用于向正、负极之间供料的均匀的布料器，将按照一定厚度匀速将物料平铺在正电极板滚筒上或者过滤带的上方。并在正负极接触进入电渗透脱水区域前，设计一控制物料厚度的压辊。通过调整压辊与正极滚筒电极板与压辊之间的距离控制物料进入电渗透脱水区域的料层厚度。

5.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：还包括为保证正电极板工作面的电阻正常，在正电极滚筒的出料口处(即在正电极非工作区域)用于清扫正电极板表面的清扫辊。为保证负电极板工作面的电阻正常，在负电极履带的非工作区域设置用于清扫负电极板表面的清扫辊。负电极板为开孔板，为保证负极电极开孔板的通畅性，对其非工作面进行防结垢涂层表面处理。

6.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：还包括物料在电解脱水区域内的停留时间和物料的正负极直接的电压和正负极极板直接的压力绝对了物料的脱水效果，该装置污泥在电解脱水区域内的停留时间一般控制在3-15分钟之内，正负极之间的电压一般控制在36-120V之间，物料在电解脱水区域内的压力控制在0.1-2kg/cm2之间，运行效果最佳。通过调整设备的以上运行参数，可以得到不同含水率的物料产品。

7.根据权利要求1所述的一种曲面直流电场污泥干化脱水装置，其特征在于：还包括正极滚筒的直径一般控制在：直径：Φ1500mm-3000mm之间，滚筒长度控制在600mm-8000mm之间。单台设备中正极滚筒的数量一般控制1-10个之间。一般每个负电极履带板电极在正电极滚筒的脱水区域前后各设计一个负电极集电滚轴，在每个正电极滚筒均配套一个负电极板履带上设计一个负电极板履带链条的涨紧装置。以保证正负极电极板在电渗透脱水区域内，正负电极板之间的压力。

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