CN1188683A

CN1188683A - 特别用于液体粪肥的污泥过滤装置、工厂及方法

Info

Publication number: CN1188683A
Application number: CN97121576A
Authority: CN
Inventors: M·诺赖斯; B·内维乌
Original assignee: Elf Atochem SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1998-07-29

Abstract

本发明的污泥过滤装置包含:置于几乎水平的箱体(4)上的过滤器(1)在其过滤位置时构成了基本垂直轴的过滤室(8)的底端;适用于在顶部关闭过滤室的活塞(10);使带有过滤器(1)的箱体(4)和活塞(10)之间产生相对运动的装置(3,11)以便液体滤液向下流经过滤器(1)以及以便操作结束后固体物质的滤饼留在过滤器(1)中;和用于除去该滤饼的刮板装置(31)。该活塞被做成过滤活塞(10)的形式,使得当过滤室(8)的体积减少时液体流出物流经过滤活塞(10),以及提供空抽吸机装置(P)用于除去过滤活塞(10)上方的流出物。

Description

特别用于液体粪肥的污泥过滤装置、工厂及方法

本发明涉及一种包含以下内容的污泥过滤装置：

置于几乎水平的箱体上的、可从过滤位置移至清扫位置(反之亦然)的过滤器，在其过滤位置上该过滤器构成了基本垂直轴的过滤室的底部；

适用于在顶部关闭所述过滤室的活塞；

使带有过滤器的箱体和活塞之间产生相对运动的装置，当活塞和箱体移近时，使压力施加到导入过滤室的污泥体积上，使得在操作结束后滤液经过滤器向下流并使固体物质的滤饼保留在过滤器中；

当过滤器处于其清扫位置时用于移去该滤饼的刮板装置。

用于本说明书及权利要求书中的术语“污泥”在非常普遍的意义上意指任何在液体中较细小的无机和/或有机固体物质的悬浮液，污泥的一个具体的倒子是液体粪肥。

这种过滤装置可特别从EP-A-0674930中得知。这样的装置相对而言是较令人满意的，并可使得污泥得到有效的处理。所述过滤器的水平布置令重力均匀作用在过滤器的整个表面并使向下流的滤液得到良好布置。固体物质的滤饼由水平过滤器均匀支撑，其排出完全由刮板来控制。

然而，在不明显增加过滤室压力的情况下，对于一定体积的污泥需要减少处理时间来改进该装置的生产率。

同时对于该装置还要求具有可接受的造价以及具有既简单又牢固的结构。

根据本发明，上述过滤装置的特征在于所述活塞被做成过滤活塞的形式以使当过滤室的体积减少时，液态流出物能通过该过滤活塞，还在于为除去活塞上方的流出物而提供的空吸抽机装置。

如此增加的过滤面积(实际上增加两倍)使得可以更快地处理一定体积的污泥，因而减少了周期的持续时间。可以减少过滤室中的过滤压力，藉以节省制作所述装置各结构组件中的材料(因它们受到较小的应力)。

空吸抽机装置最好包括一真空泵。通过该真空泵在离过滤室过滤活塞的反侧所形成的压力最好在约400-500毫巴(绝对压力)之间。

真空泵可与一槽罐结合使用，通过过滤活塞抽吸的流出物被收集到槽罐中。

在过滤室反侧过滤活塞最好包括一适用于收集流经过滤活塞的过滤器的流出物的密闭容积，该密闭容积与空吸抽机装置连接在一起。

过滤活塞最好由一空心汽缸组成，在沿过滤室的一侧敞开并在其相反端有一底部，该空心汽缸的敞开端装有支撑网，在支撑网下装有过滤网，特别是滤布。所述密闭容积位于支撑网上，并在顶部有至少一个与空吸抽机装置连接的通道。

在过滤活塞上所具有的过滤器筛孔的公称直径最好大于底部过滤器筛孔的公称直径。

在底部和顶部处刮板最好装有刷扫装置，该装置使得在清扫位置中刮板可同时刮到底部过滤器和顶部过滤器。

本发明也涉及污泥处理厂，特别是用于液体粪肥、包括至少一个上述过滤装置的污泥处理厂。

本发明也涉及使用上述装置的污泥过滤方法，其特征在于与顶部过滤活塞相结合的空吸抽机装置、特别是真空泵，在过滤操作期间不管活塞位于何处仍能继续操作。

除了上文所述的布置外，本发明还由一定数量的布置组成，这些布置将在下面对图解实施方案做更详细的说明，这些实施方案参照附图进行描述，但不作为对本发明的限制。

在这些图中，图1是一根据本发明的过滤装置的垂直横截面的图解视图，过滤活塞在高处而底部过滤器在低处，过滤室是空的。

图2是类似于图1的简图，显示在一配置中的装置，其中污泥充满过滤室。

图3是类似于图1的简图，显示在一配置中与完全压滤相对应的装置。

图4是类似于图1的简图，显示在一配置中与滤饼的除去以及过滤表面的清扫相对应的装置。

图5是整个过滤装置立面剖视部分更为详细的图解视图。

图6是更大比例的根据本发明的过滤活塞以及定界过滤室的圆筒的垂直轴截面图。

最后，图7是与所述过滤装置结合的工厂的简图。

在下述的本说明书中，除了顶部过滤活塞及其附属物外其它组件类似于在EP-A-0674930中描述的各组件，更详细的情况可参考该项专利。我们正谈论的这些组件将在下面只作简单描述。

参照附图：特别是图1-5，可看到污泥过滤装置D，它包括近似水平放置的过滤器1，适用于移至高处以过滤，如示于图2和3中，移至低处以清扫，如示于图1和4中，反之亦然。过滤器1置于固定在垂直轴撞击机活塞3的圆条顶端的箱体2上，适用于使箱体2和过滤器1在垂直方向上移动。箱体2具有一扩展到整个过滤表面的空腔4，该空腔的底部及出口5形成了一漏斗。将具有较大直径通道孔(如约5毫米)的筛网6或多孔板水平置于空腔4的上部开口上方。该筛网6对过滤网起到支撑作用，优选由固定在筛网6上可移动的滤布7所组成。

在其过滤位置上(图2和3)，由筛网6和滤布7组成的过滤器1构成了基本垂直轴上的过滤室8的底部。在箱体2和过滤室8的内表面之间由密封9提供周边密封。

所述过滤装置D还包括适用于在顶部关闭过滤室8的活塞10。该活塞10被固定在与撞击机活塞3共轴的撞击机活塞11的圆条底端，使得活塞10可在过滤室8中滑动。在活塞10的侧壁与过滤室8的壁之间有一周边密封12。

根据本发明，活塞10被做成过滤活塞的形式，并提供一空吸抽机装置P用于除去当一定体积的污泥在过室8压缩时经过滤活塞10向上流的流出物或滤液。

所述空吸抽机装置P最好由适用于在过滤活塞10的底部过滤表面上产生部分真空的真空泵13(图5)所组成。为收集滤液在过滤活塞10和泵13之间串联插入贮槽C。优选该真空泵13适用于在过滤活塞10的过滤表面后产生大约400-500毫巴的绝对压力，即远远低于大气压力的压力。

在其底部，过滤活塞10包括一实际上扩展至活塞整个横截面的水平支撑筛网14或多孔板。所述过滤装置由可移动地固定在筛网14下和紧贴着后者整个表面的滤布15组成。为收集通过滤布15的滤液，在筛网14上方活塞10中提供一密闭容积16。通过例如喷嘴6和软管17，该密闭容积16与真空泵13连接。喷嘴6优选在筛网14上方近似均匀地分配。

如图6所示，所述过滤活塞10可由旋转的中空圆柱体形成，在顶部由一横壁18密封，一小孔19穿过横壁。活塞10的敞开底端装有可移动地通过螺丝20固定的筛网14，螺丝接合在活塞10圆柱壁中的放液孔上。这些螺丝20也使得可以将钢板压环21压在沿筛网14圆周所提供的相应形状的咬边上。在筛网14下拉紧的滤布15通过在环21和筛网14边缘之间的压夹固定在筛网14的圆周上。

容积16的顶部被一可移动的水平板22密封，通过该板通道23使滤液可被吸出并通过。

如图5所简示，吸入嘴b可直接装在板22上。另一种可能的情况是，根据图6将抽吸软管连接在小孔19处，通道23不再装有吸入嘴。

在图6中可清楚地看到，过滤室8被圆筒24定界，在其中过滤活塞10可以密闭的方式滑动。该圆筒24在其上端被固定在托架25下，而托架本身可固定在过滤装置D的滤框上。圆筒24的底端具有较大直径的圆柱形罩26，适合于在过滤位置时容纳过滤器1的上部，然后以密封的形式密闭过滤室8。为使过滤室8当在底部被过滤器1密闭时仍能与过滤的污泥的入口管相连接，在圆筒24中提供径向通道27。该入口管装有一图1所示的入口阀28。污泥从贮槽30通过给料泵29(图5)被送入通道27中。

在过滤操作后为了能同时清扫滤布7和15，在装置边上装一在其底部和顶部(图5)提供有刷子32、33的刮板31，适用于水平方向上横移。通过撞击器34来控制刮板31的运动。

距刮板31的相反旁是用于除去滤饼的区域35。滤饼可藉重力跌落在运输带如38(图7)或容器中(图中未示出)。

在其过滤布15上过滤活塞10的筛目的公称直径最好大于底部过滤器1滤布7的筛目的公称直径。业已发现在仍然确保有效过滤的同时，这种布置可推迟过滤活塞10的堵塞，并增加上部过滤布15移去前的使用时间。

过滤活塞10的滤布15筛目的公称直径优选在100-300微米之间，而底部过滤器筛目的公称直径优选最大为50微米(特别是在过滤液体猪粪肥时的情况)。

在这种情况下，所述过滤装置的操作如下：

从示于图1中的位置开始，其中过滤活塞10的下面位于进口27的上方而过滤器1在抽吸室8的底部开孔的下面，将箱体2升起直至过滤器1封闭了该过滤室8的底部，如图2所示。入口阀28处于关闭的位置。

当抽吸室8处于顶部被过滤活塞10密封而底部被过滤器1密封时，打开入口阀28，接通给料泵29(图5)以便用一定体积的预絮凝污泥或液体粪肥填充过滤室8的体积。

当过滤室8填充后，经过约5秒的给料时间关闭阀28。

紧接着，降低过滤活塞10，降低的时间可能约为15秒。流出物或底部滤液流经过滤器1并通过小孔5被除去。

已流经上部过滤表面15的顶部流出物从喷嘴b和软管17(图3)被真空泵13吸上并收集在贮槽C中。由污泥中悬浮物的固体物质组成的滤饼G位于过滤器1和过滤活塞10之间。

通过在撞击器11增大一段时间(约为5秒)的压力来进行最终的脱水，其间滤饼G被压缩。

下一步，降低过滤器1和过滤活塞10直至滤布7位于刮板5的下部。然后将过滤活塞10稍为升起，以便从饼G中移开，如图4所示，并为刮板31留出通道。

再下一步，刮板31从右移到左，如附图中所示，必将滤饼G向排入口35，如图4所示。调整滤布7和15之间的距离使得刮板31可同时作用于其上。

底部过滤布17和顶部过滤布15被刮板31进行的几次横向往返如持续约10秒的4次往返所清扫。

过滤一定体积的一个完整周期少于一分钟。

大约1/3流出物经过滤活塞10除去，2/3经过滤器1除去。

过滤室8中维持低的压力(约2巴)，藉此节省制造所述装置的结构元件所需的材料。

为了防止滤饼G可能被从过滤活塞中流出的流出物所弄湿，优选在过滤操作过程中无论过滤活塞10处于何位置，真空泵13都保持运转。

经过一定数量的周期如25个周期后，将收集顶部流出物的槽C排放并放空至大气中。

由本发明提供的溶液使得在一较短的周期时间内，可获得液体含量低的滤饼G。

图7图示一装有根据本发明的装置D的污泥处理厂。污泥，特别是液体粪肥，被收集在坑槽36中，从中被送进容器37以进行絮凝，如需要还可进行除臭。污泥从容器37中抽出送往过滤装置D。滤饼的固体物质被除去，例如送到输送带38并可通过堆肥转化为有机-无机肥料。滤出液被送往处理厂39，在其中进行处理以在施用到土地前降低其氨氮含量。

必须串联安装先有技术的两个或三个装置的处理厂可用单个根据本发明的过滤装置D来操作。

本发明的过滤装置可用来处理任何类型的污泥，如液体猪粪肥，或液体鸭粪肥，或用来过滤酒糟、糖蜜、切削油、涂料污泥、浮游生物或污水灌溉田污泥，或用来过滤食品，如油类，特别是橄榄油、果汁等。

用液体猪粪肥在中试装置上进行试验。试验一：

在过滤活塞10、具有公称筛目直径为300微米的滤布15和在底部过滤器1、具有公称筛目直径为50微米的滤布7上进行试验。过滤前以常规方式向原料液体粪肥和产品加入絮凝剂以降低臭味。

分别收集顶部滤液、底部滤液和滤饼G。

被处理的原料液体粪肥的量为30升，絮凝剂的量为4升。试验结果如下，其中比例为质量比，各缩写意指：

TS＝总固态物

N-NH⁺ ₄＝氨氮

N-NTK＝总氮

COD＝化学需氧量

	TS％	N-NH₄ ⁺％	N-NTK％	P₂O₅％	COD(mg/l)	K₂O％
	TS％	N-NH₄ ⁺％	N-NTK％	P₂O₅％	COD(mg/l)	K₂O％	原料液体粪肥	8.31	0.37	0.58	0.66	76200	0.26
顶部滤出液	0.84	0.28	0.27	0.04	10200	0.23	原料液体粪肥	8.31	0.37	0.58	0.66	76200	0.26
顶部滤出液	0.84	0.28	0.27	0.04	10200	0.23	底部滤出液	0.84	0.27	0.25	0.03	9400	0.23
污泥(滤饼)	25.56	0.47	1.00	5.54		0.28	底部滤出液	0.84	0.27	0.25	0.03	9400	0.23

所获得的两种滤液具有近似相同的组成。

将提取定义成比率的形式：

(一种组分在液粪肥中的质量与该组分在滤出液中的质量之差除以该组分的质量，或在液粪肥中的该数量值与在该滤出液中的该数量值之差除以在液粪肥中的该数量值)。

提取结果大致如下：

-90％固体；

-87％COD；

-94％磷；

-30氮；

-11％钾试验二：

该试验是用50升原料液体粪肥进行的，并建立了平衡。将顶部滤液和底部滤液汇合在一起。

有关缩写为：

1ppm＝百万分之一(质量)数据：

原料液体粪肥量： 50升

絮凝剂量： 5升

除臭： 100ppm(即5克/50升)十一碳烯

酸烷基酯200ppm过硼酸盐

滤出液量： 37升

污泥(滤饼)量： 18kg参数：

过滤压力： 2巴

液体粪肥进料时间： 5秒

过滤时间： 25秒

滤液抽吸时间： 20秒

循环时间： 75秒

结果如下(质量比的缩写具有与试验一相同的意义)：

	％TS	％N-NH₄ ⁺	％N-NTK	％P₂O₅	K₂O	COD
	％TS	％N-NH₄ ⁺	％N-NTK	％P₂O₅	K₂O	COD	原料液体粪肥	8.03	0.37	0.67	0.44	0.26	59200
滤出液	0.94	0.29	0.39	0.06	0.24	10800	原料液体粪肥	8.03	0.37	0.67	0.44	0.26	59200
滤出液	0.94	0.29	0.39	0.06	0.24	10800	污泥(滤饼)	20.10	0.49	1.03	1.46	0.20

提取结果大致如下：

-90％固体，

-90％磷

-50％氮

-30％钾试验三：

进行试验三以研究底部过滤器1的滤布7筛目大小的影响。

使用一很细小筛目(小于或等于10微米，即远远小于50微米)的滤布7进行过滤。所得结果与使用筛目为50微米的滤布所得结果相似。因此对于底部滤布的筛目小于50微米并没有太大的好处，这是因为在过滤中没有明显的改进，另一方面，也因为滤布7将冒着更容易堵塞的危险。

最后，以上各试验已显示出本发明可在一短的周期时间(约少于40秒)使用絮凝后的液体猪粪肥获得以下提取结果：

80-90％固体，

80-90％COD，

80-90％磷，

40-60％氮。

Claims

1.污泥过滤装置，它包括：

置于一几乎水平的箱体(4)上的过滤器(1)，它可从过滤位置移至清扫位置(反之亦然)，该过滤器(1)在其过滤位置上构成了基本垂直轴的过滤室(8)的底部；

适用于在顶部关闭过滤室的活塞(10)；

使带有过滤器(1)的箱体(4)与活塞(10)之间产生相对运动的装置(3，11)，当活塞和箱体移近时，使压力施加到导入过滤室(8)内的污泥体积上，从而液体滤液向下流经过滤器(1)，并使操作结束后固体物质的滤饼(G)保留在过滤器(1)上；

当过滤器(1)位于其清扫位置时，提供一刮板装置(31)用于除去该滤饼；

其特征在于所述活塞被做成过滤活塞(10)的形式，从而当过滤室(8)的体积减少时，液体流出物流经所述过滤活塞(10)，以及提供空吸抽机装置(P)用于除去过滤活塞(10)上方的流出物。

2.根据权利要求1的过滤装置，其特征在于空吸抽机装置(P)包含一真空泵(13)。

3.根据权利要求2的过滤装置，其特征在于通过真空泵在距过滤室(8)的过滤活塞(10)的反侧形成的压力(绝对压力值)为约400-500毫巴。

4.根据权利要求2或3的过滤装置，其特征在于真空泵(13)与槽(C)连接，经过滤活塞(10)抽吸的流出物被收集在内。

5.根据先前权利要求任一项的过滤装置，其特征在于过滤活塞(10)在距过滤室(8)的反侧包括适用于收集流经过滤活塞的过滤器(15)的流出物的密闭容积(16)，该密闭容积特别通过喷嘴(b)和软管(17)连接到空抽吸机装置(P)上。

6.根据权利要求5的过滤装置，其特征在于过滤活塞(10)由一中空柱体(24)组成，沿过滤室(8)的一端敞开并在其相反端提供一底部(18)，中空柱体的敞开端装有支撑网(14)，在其下面固定有过滤网(15)，特别是滤布。

7.根据权利要求6的过滤装置，其特征在于所述密闭容积(16)位于支撑网(14)上方，并在顶部提供至少一个与空抽吸机装置(P)连接的通道(19)。

8.根据先前权利要求任一项的过滤装置，其特征在于过滤活塞(10)提供的过滤器(15)的筛目的公称直径大于底部过滤器(1)的筛目的公称直径，特别是对于顶部过滤器(15)筛目的公称直径为100-300微米，而对于底部过滤器(1)筛目的公称直径最多等于50微米。

9.根据权利要求1的过滤装置，其特征在于刮板(31)在底部(32)和顶部(33)装有刷扫装置，位于清扫过滤器(1，15)的位置时，刮板(31)同时作用于底部过滤器(1)和顶部过滤器(15)上。

10.特别用于液体粪肥的污泥处理厂，包含至少一个根据先前权利要求中任一项的过滤装置。

11.使用根据先前权利要求中任一项的过滤装置的污泥过滤方法，其特征在于过滤操作期间无论活塞处于何位置，与过滤活塞(10)连接的空抽吸机装置(P)、特别是真空泵(13)仍继续操作。