CN203065326U - 双隔膜真空干化一体化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双隔膜真空干化一体化设备，包括过滤系统、压滤系统、加热循环系统以及抽真空系统，所述过滤系统包括多块并排的隔膜滤板，所述隔膜滤板包括基板、隔膜、滤布，隔膜与基板之间为隔膜腔，滤布与隔膜之间为滤液腔；相邻两隔膜滤板之间为物料填充腔，所述隔膜滤板上设有进料口和出液口，隔膜滤板上还设有与隔膜腔相连通的输入口和输出口，所述压滤系统一端通过阀门与输入口连接，另一端与输出口连接；所述加热循环系统一端通过阀门与输入口连接，另一端与输出口连接；所述抽真空系统与出液口相连接。该双隔膜真空干化一体化设备在实现“脱水干化一体”的前提下，大大降低设备的重复投资与污泥处理的综合成本。

Description

双隔膜真空干化一体化设备

技术领域

本实用新型涉及一种固液两相分离设备领域，特别是涉及一种双隔膜真空干化一体化设备。 

背景技术

随着人们对环境污染控制认识的加深，国家也制定了对污泥处理处置的要求，限制污泥的直接掩埋，而是将污泥进行固液分离。但是，污泥成分复杂、相对密度较小、颗粒较细，并往往是胶态状态，决定了其不易脱水的特点，故污泥脱水程度的进一步提高是国内外研究的热门课题。目前，一般使用压滤机对细粒级污泥以及要求滤饼含固率高的污泥进行固液分离处理。 

中国实用新型专利说明书CN201664532U公开了一种快速真空干化隔膜压滤机，包括多块交替设在滤室中的隔膜滤板和加热板，所述隔膜滤板包括隔膜空腔，加热板包括加热板内腔，在加热板和隔膜滤板间为受压物料过滤后填充的空间，所述空间内填充设有空腔板框，各加热板、隔膜滤板、空腔板框通过进料通道、出液通道相连。含水物料从进料通道进入滤室、直至填满空腔板框内的空间；高压介质进入隔膜滤板中鼓张隔膜，进而对滤饼进行压榨脱水；加热介质进入加热板，进而对滤饼进行加热干化，最终使滤饼的含固率达到要求。但是，该隔膜压滤机中，加热板采用金属丝导热，且内部通入加热介质，故加热板较厚，导致其与隔膜滤板之间的物料填充空间相对变小。另外，加热板的框架为复合金属材料，故其制造成本较高，进而提高压滤机的整体制造成本。 

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种制造成本低且相对加大滤板填充空间的双隔膜真空干化一体化设备。 

为实现上述目的，本实用新型提供一种双隔膜真空干化一体化设备，包括过滤系统、压滤系统、加热循环系统以及抽真空系统，所述过滤系统包括多块并排的隔膜滤板，所述隔膜滤板包括基板、以及密封包覆在基板两侧的隔膜，所述隔膜与基板之间形成隔膜腔，所述隔膜外面设有滤布，所述滤布与隔膜之间形成滤液腔；相邻两隔膜滤板之间为物料填充腔，所述隔膜滤板上设有进料口和出液口，相邻两块隔膜滤板上的进料口通过物料填充腔相连通，所述隔膜滤板上的出液口与滤液腔相连通；所述隔膜滤板上还设有与隔膜腔相连通的输入口 和输出口，所述压滤系统一端通过阀门与输入口连接，另一端与输出口连接；所述加热循环系统一端也通过阀门与输入口连接，另一端与输出口连接；所述抽真空系统与出液口相连接。 

进一步地，所述过滤系统还包括头板和尾板，所述隔膜滤板位于头板和尾板之间，所述头板上设有总进料口和总出液口，所述总进料口与各隔膜滤板上的进料口相连通；所述总出液口与各隔膜滤板上的出液口相连通；所述抽真空系统与所述头板上的总出液口相连接。 

优选地，所述头板内侧、尾板内侧均包覆有滤布。 

进一步地，还包括机架，所述过滤系统固定在所述机架上。 

优选地，所述机架表面涂设有防腐层。 

进一步地，所述机架一侧设有一固定压紧板，另一侧设有一活动压紧板，所述过滤系统位于固定压紧板和活动压紧板之间。 

优选地，还包括液压系统和油缸，所述油缸位于机架上，所述液压系统与油缸连接，所述油缸与活动压紧板连接。 

如上所述，本实用新型涉及的双隔膜真空干化一体化设备，具有以下有益效果： 

该双隔膜真空干化一体化设备中，污泥经过过滤、隔膜压滤以及真空干化步骤后，充分脱除滤饼中的水分，污泥量大大减少，含水率降至30%以下，基本达到污泥减量化和无害化的要求，为后续进一步资源化创造了条件，且过滤系统由多块隔膜滤板组成，极大地降低了设备的制造成本，进而在实现“脱水干化一体”的前提下，大大降低设备的重复投资与污泥处理的综合成本，完全能够满足目前国家和地方对污泥处理处置的需求。 

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。 

图2为本实用新型中过滤系统的结构示意图。 

图3为本实用新型中隔膜滤板的结构示意图。 

图4为图3的侧视图。 

图5为本实用新型中各阶段中滤饼水分随时间变化的曲线图。 

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。 

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。 

见图1，本实用新型提供一种双隔膜真空干化一体化设备，包括过滤系统1、压滤系统2、加热循环系统3以及抽真空系统4，所述过滤系统1包括多块并排的隔膜滤板11，见图3和图4，所述隔膜滤板11包括基板111、以及密封包覆在基板111两侧的隔膜112，所述隔膜112与基板111之间形成隔膜腔113，所述隔膜112外面设有滤布，所述滤布与隔膜112之间形成滤液腔114；见图2，相邻两隔膜滤板11之间为物料填充腔12，所述隔膜滤板11上设有进料口115和出液口116，相邻两块隔膜滤板11上的进料口115通过物料填充腔12相连通，所述隔膜滤板11上的出液口116与滤液腔114相连通；所述隔膜滤板11上还设有与隔膜腔113相连通的输入口117和输出口118，所述压滤系统2一端通过阀门与输入口117连接，另一端与输出口118连接；所述加热循环系统3一端也通过阀门与输入口117连接，另一端与输出口118连接；所述抽真空系统4与出液口116相连接。所述阀门用于压滤系统2与加热循环系统3的切换，分别向隔膜滤板11中注入高压介质与加热介质。 

隔膜滤板11的具体结构可参见申请号为201120498495.7的中国实用新型专利申请。 

进一步地，见图2，所述过滤系统1还包括头板13和尾板14，所述隔膜滤板11位于头板13和尾板14之间，所述头板13上设有总进料口131和总出液口132，所述总进料口131与各隔膜滤板11上的进料口115相连通，形成进料通道15；所述总出液口132与各隔膜滤板11上的出液口116相连通，形成出液通道16；所述抽真空系统4与所述头板13上的总出液口132相连接，优选地，所述头板13内侧、尾板14内侧均包覆有滤布。由图2可知，过滤系统1中以头板13、物料填充腔12、隔膜滤板11、物料填充腔12、隔膜滤板11、物料填充腔12、隔膜滤板11、…物料填充腔12、尾板14的顺序排列。 

该双隔膜真空干化一体化设备主要用于难处理的细粒级污泥以及要求滤饼含固率高的污泥的固液分离处理，主要包括过滤、隔膜压滤、真空干化等步骤。 

过滤步骤中：污泥经进料泵送入设备的过滤系统1中，并在线投加絮凝剂，污泥与絮凝剂从进料通道15进入物料填充腔12中，滤液以及小于滤布孔径的颗粒从出液通道16进入滤液排放管道排出，大于滤布孔径的颗粒被截留在物料填充腔12内直至填充满。在入料初期，滤布上的滤饼层较薄，过滤阻力小，随着过滤的进行，滤饼逐渐增厚，当污泥充满滤室时过滤结束。 

隔膜压滤步骤中：在密实成饼阶段，压滤系统2中的高压介质经隔膜滤板11的输入口117进入隔膜腔113内且产生压榨力，进而鼓张隔膜112，破坏污泥颗粒间形成的“拱桥”，使滤饼压密，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出，并从出液通道16进入滤液排放管道排出，最大限度地降低滤饼水分。所述压滤系统2包括压滤水箱21和压滤泵22，高压介质在压滤水箱21、输入口117、隔膜腔113、输出口118、压滤水箱21、…之间循环流动。 

真空干化步骤中：在隔膜压滤结束后，加热循环系统3中的加热介质经隔膜滤板11的输入口117进入隔膜腔113内，使隔膜滤板11的隔膜112迅速升温，进而加热物料填充腔12内的滤饼；同时开启抽真空系统4，使滤室内部形成负压并形成一定真空度，降低水的沸点，加速水分的蒸发，提高加热干化效率。所述加热循环系统3包括热水锅炉31和热水泵32，冷水经热水锅炉31加热并保持在90℃左右，由热水泵32将热水注入隔膜滤板11中，热水在热水锅炉31、输入口117、隔膜腔113、输出口118、热水锅炉31、…之间循环流动，实现闭路循环加热，节省能源。在可以利用废热作为热源的情况下，可用热交换器对加热介质进行加热。所述抽真空系统4包括真空泵41、冷凝阀组42、管道等，真空泵41用于抽取密闭滤室中的汽水混合物，汽水混合物进入冷凝阀组42中的冷凝器中冷凝成水，进而排出；同时，汽水分离后，尾气做净化处理排放。 

本实施例中，还包括空压系统，见图1，所述空压系统用于对过滤系统1进行正向吹风和方向吹风，即在真空干化步骤前对滤饼进行吹气穿流步骤，以进一步降低滤饼水分，四个阶段中滤饼水分随时间变化的曲线如图5所示。 

该双隔膜真空干化一体化设备利用低温（＜100℃）真空干化原理，在达到传统热力干化脱水效果的基础上，节省了30%以上的能耗，既省去了传统热力干化设备的占地面积，还有效避免了脱水设备和干化设备的转换时间和劳动力，减轻环保、安全上的压力，有效将滤饼水分降至用户要求，最大限度的实现了污泥的减化量，并在一定程度上起到了杀菌灭活和污泥稳定化的作用，是污泥干化的新一代节能降耗设备。 

进一步地，见图1，还包括机架5，所述过滤系统1固定在所述机架5上，所述机架5采用等强厢式结构的主梁与固定压板组件和后支架相连接，构成矩形框架。优选地，所述机架5表面涂设有防腐层，可通过在机架5表面喷涂金属或聚氨酯进行防腐处理。 

进一步地，所述机架5一侧设有一固定压紧板6，另一侧设有一活动压紧板7，所述过滤系统1位于固定压紧板6和活动压紧板7之间。优选地，还包括液压系统8和油缸9，所述油缸9位于机架5上，所述液压系统8与油缸9连接，所述油缸9与活动压紧板7连接。液压系统8驱动油缸9动作，进而驱动活动压紧板7推动隔膜滤板组靠拢，实现隔膜滤板组的稳定闭合、均匀施压，且密闭可靠、不喷料、密封性能好，有利于真空度的形成。 

所述液压系统8采用高性能、高精度的一体化设计制造，当隔膜滤板11压紧后，油缸9压力达到设定的上限值时，控制系统停止油泵工作，油缸9处于保压状态；当压力下降至设定的下限值时，控制系统启动油泵，油泵重新工作，使压力重新升至设定的上限值。当进料、过滤、隔膜压滤、真空干化结束后，油缸9活塞杆回缩，隔膜滤板11拉开后卸料。隔膜滤板11拉开后，污泥自行脱落，用户可根据实际需求采用滤布清洗装置进行滤布的自动清洗。 

还包括电控系统，所述电控系统由运行集中控制、传感器、液压控制、管路阀门控制、液位控制、输送控制等组成，完成对设备工作周期的控制。电控系统可手动或自动操作，两者可相互切换，以实现压紧、进料、隔膜压滤、真空干化、卸料等设备的自动或手动运行功能。电控系统可现场调整设备的工艺参数，方便工艺控制过程，并具有自动报警、显示故障和运行、操作等功能，并配置紧急停止装置和安全光幕保护，有效地保护工作人员的安全。 

综上所述，本实用新型涉及的双隔膜真空干化一体化设备，具有以下有益效果： 

1、脱水干化“一体” 

污泥含水率一次性由90～98％降低至30％以下，大大降低污泥后期处置费用，并节约了土地，减少对环境的污染。 

2、无需任何“添加剂” 

只需常规絮凝剂，无需其他任何添加剂，降低污泥处置出路的限制和环境风险。 

3、实现污泥“四化”基础 

基本达到污泥减量化、无害化的目的，可通过干污泥的综合利用，以实现其资源化。 

4、终端产品用途“多元化” 

产品可以选择性作为低值燃料、建材原料以及园林绿化用土。 

5、全过程“安全化” 

属于低温真空干化工艺，过程全封闭运作，无磨损隐患，无粉尘爆炸危险。 

6、综合成本“合理化” 

在实现“脱水干化一体”的前提下，大大降低设备的重复投资，完全能够满足目前国家和地方对污泥处理处置的需求。 

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。 

Claims (7)

1.一种双隔膜真空干化一体化设备，包括过滤系统（1）、压滤系统（2）、加热循环系统（3）以及抽真空系统（4），其特征在于：所述过滤系统（1）包括多块并排的隔膜滤板（11），所述隔膜滤板（11）包括基板（111）、以及密封包覆在基板（111）两侧的隔膜（112），所述隔膜（112）与基板（111）之间形成隔膜腔（113），所述隔膜（112）外面设有滤布，所述滤布与隔膜（112）之间形成滤液腔（114）；相邻两隔膜滤板（11）之间为物料填充腔（12），所述隔膜滤板（11）上设有进料口（115）和出液口（116），相邻两块隔膜滤板（11）上的进料口（115）通过物料填充腔（12）相连通，所述隔膜滤板（11）上的出液口（116）与滤液腔（114）相连通；所述隔膜滤板（11）上还设有与隔膜腔（113）相连通的输入口（117）和输出口（118），所述压滤系统（2）一端通过阀门与输入口（117）连接，另一端与输出口（118）连接；所述加热循环系统（3）一端也通过阀门与输入口（117）连接，另一端与输出口（118）连接；所述抽真空系统（4）与出液口（116）相连接。

2.根据权利要求1所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：所述过滤系统（1）还包括头板（13）和尾板（14），所述隔膜滤板（11）位于头板（13）和尾板（14）之间，所述头板（13）上设有总进料口（131）和总出液口（132），所述总进料口（131）与各隔膜滤板（11）上的进料口（115）相连通；所述总出液口（132）与各隔膜滤板（11）上的出液口（116）相连通；所述抽真空系统（4）与所述头板（13）上的总出液口（132）相连接。

3.根据权利要求2所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：所述头板（13）内侧、尾板（14）内侧均包覆有滤布。

4.根据权利要求1所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：还包括机架（5），所述过滤系统（1）固定在所述机架（5）上。

5.根据权利要求4所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：所述机架（5）表面涂设有防腐层。

6.根据权利要求4所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：所述机架（5）一侧设有一固定压紧板（6），另一侧设有一活动压紧板（7），所述过滤系统（1）位于固定压紧板（6）和活动压紧板（7）之间。 

7.根据权利要求6所述的双隔膜真空干化一体化设备，其特征在于：还包括液压系统（8）和油缸（9），所述油缸（9）位于机架（5）上，所述液压系统（8）与油缸（9）连接，所述油缸（9）与活动压紧板（7）连接。 

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