WO2016192394A1 - 一种污泥/淤泥脱水设备及脱水方法 - Google Patents
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Abstract
一种污泥/淤泥脱水设备,其包括储泥容器(1)、安装在储泥容器(1)内的立体脱水组件(20)、设于立体脱水组件(20)上方且能够上下运动的加压板(8)、用于驱动加压板(8)上下运动和向加压板(8)提供压力的驱动组件(5),立体脱水组件(20)包括位于储泥容器(1)下部的下透水板(2)、设置于下透水板(2)上方且与加压板(8)可拆卸地连接的上透水板(3),以及连接于下透水板(2)和上透水板(3)之间的多道沿竖直方向延伸的排水件(4),储泥容器(1)的至少一侧壁可打开和闭合的设置。通过将立体脱水组件(20)设置成相对应的下透水板(2)和上透水板(3),并在它们之间连接多道排水件(4),这样增加了污泥的排水通道,并通过驱动组件(5)对加压板(8)进行加压,使得污泥实现深度脱水。还公开了一种污泥/淤泥脱水方法。
Description
本发明属于污泥脱水领域,涉及一种脱水设备,具体涉及一种污泥/淤泥脱水设备及脱水方法。
目前,我国水环境问题中,有两个问题日益突出:(1)新建或已建的污水处理厂处理大量的污水,产生了大量的污水厂污泥;(2)大量受污染河流、湖泊进行底泥清淤,产生了大量的淤泥。污泥与淤泥共同具有的特点就是含有大量的水分,如何通过脱水有效地实现减量化已成为我国水环境治理中的重要技术需求。据相关研究报道,预计在“十二五”末期,我国城市污泥(含水率为80%)年产量将突破4600万吨;而在湖泊淤泥方面,单单滇池水污染综合治理中疏浚底泥量已经超过1000万m3,而太湖因污染严重而亟需清淤的底泥量预计3000万m3。这些污染物污泥与底泥在处理过程中占用大量土地面积,如太湖清淤出来的淤泥将占1.5万亩左右(按3米高堆放)。因此,降低污泥淤泥中含水率成为减量化的关键技术,若污水厂污泥含水率从80%降低到60%,其体积将减少一半。
目前,我国在淤泥脱水方面的专利有:板式压滤脱水、真空脱水、离心式脱水等方式。如申请号为99803744.3的《采用板式过滤器(压滤器)使淤泥脱水的方法》借助了絮凝剂加速脱水效率;而专利号为200710096620.X公布的《淤泥脱水用滤布带以及将其应用的淤泥脱水装置》类似于污泥脱水过程中的带式压滤设备。而对于脱水污泥二次脱水专利主要集中在干化处理、固化处理、填埋处理等,在二次脱水方面只有专利号为201010201719.3的《一种脱水污泥的二次深度脱水的方法》,但是该专利涉及到了2方面,一是调质,二是脱水,而且采用了化学原料、絮凝剂等。上述方法或装置虽然能够在一定程度上对污泥进行脱水,但是要么成本较高,要么装置复杂或整脱水效果较差。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种污泥/淤泥脱水设备。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种污泥/淤泥脱水设备,它包括具有进泥口和排水口的储泥容器、安装在所述储泥容器内的立体脱水组件、设于所述立体脱水组件上方且能够上下运动的加压板、用于驱动所述加压板上下运动和向所述加压板提供压力的驱动组件,所述立体脱水组件包括位于所述储泥容器下部的下透水板、设置于所述下透水板上方且与所述加压板可拆卸地连接的上透水板,以及连接于所述下透水板和所述上透水板之间的多道沿竖直方向延伸的排水件,所述储泥容器的至少一侧壁可打开和闭合的设置。
优化地,所述上透水板和下透水板均水平设置,所述的排水件的上下端部分别与所述的上透水板和下透水板连接,相邻二个所述排水件之间的间距为15~30cm,所述排水件为板状、带状或空心圆管状的滤布。
优化地,所述上透水板和加压板通过相咬扣的挂钩和挂扣连接,在一定拉力作用
下二者可脱开。
进一步地,所述上透水板上部设有咬扣式挂扣,所述加压板上设有咬扣式挂钩,所述咬扣式挂扣和咬扣式挂钩相配合将所述立体脱水组件与所述加压板相连接,脱水完成后,上升所述加压板则所述咬扣式挂扣和咬扣式挂钩脱开。
优化地,所述驱动组件包括位于所述储泥容器上方的液压缸以及与所述液压缸相连接的液压控制器。进一步地,所述脱水设备还包括设置于所述加压板内的电磁线圈以及与所述电磁线圈相连接的线圈控制器。电磁线圈通电后可将加压板与液压缸的活塞杆连接。
优化地,所述的进泥口和排水口位于所述的储泥容器的侧壁上,在所述的储泥容器内位于所述下透水板下方设有用以在脱水后将立体脱水组件和泥推出储泥容器的滑竿。
优化地,所述储泥容器的侧壁内设有与所述排水口相连通的导水管。
本发明的又一目的在于提供一种与上述污泥/淤泥脱水设备相配合的污泥/淤泥脱水方法,它包括以下步骤:
(a)将立体脱水组件安装在所述储泥容器内;
(b)通过驱动组件驱使所述加压板向下运动,并使其与所述上透水板相连接,然后使所述加压板向上运动带动上透水板向上运动,至所述排水件绷直;
(c)将污泥/淤泥经进泥口注入所述储泥容器内,直至所述上透水板和所述下透水板之间充满污泥/淤泥,所述污泥/淤泥包括含水率为70~85wt%的污水厂污泥、含水率为45~65wt%的河湖清淤淤泥或二者的组合;
(d)开启所述驱动组件进行逐级加压,并于每级压力下停留;
(e)上升所述加压板使其与所述立体脱水组件脱离;
(f)打开所述储泥容器的所述至少一侧壁,将立体脱水组件和泥的混合体排出;
(g)将混合体中的泥块破碎,回收所述立体脱水组件,经过冲洗以后重复使用。
优化地,所述逐级加压为在第一级压力80~150kpa维持0.5~2小时;在第二级压力180~250kpa维持0.5~2小时;在第三级压力350~500kpa维持1~3小时;在第四级压力550~750kpa维持2~5小时;在第五级压力800~900kpa维持2~5小时。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明污泥/淤泥脱水设备,通过将立体脱水组件设置成相对应的下透水板和上透水板,并在它们之间连接多道排水件,这样增加了污泥的排水通道,并通过驱动组件对加压板进行加压,使得污泥实现深度脱水;该设备结构简单,并且不添加任何脱水辅助材料,因而成本较低。
附图1为本发明污泥/淤泥脱水设备的结构示意图;
附图2为本发明污泥/淤泥脱水设备立体脱水组件的结构示意图;
附图3为附图1的俯视图;
其中,1、储泥容器;11、排水口;12、进泥口;13、侧壁;20、立体脱水组件;2、下透水板;3、上透水板;31、咬扣式挂扣;4、排水件;5、驱动组件;51、线圈控制器;52、液压缸;53、液压控制器;54、电磁线圈;6、导水管;7、滑竿;8、加压板。
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明:
如图1至图3所示的污泥/淤泥脱水设备,主要包括储泥容器1、立体脱水组件20、加压板8和驱动组件5。立体脱水组件20安装在储泥容器1内;加压板8设置在立体脱水组件20的上方,并且能够上下运动;驱动组件5与加压板8相连接,用于驱动加压板8上下运动并向其提供压力。
其中,立体脱水组件20包括下透水板2、上透水板3和排水件4。下透水板2位于储泥容器1的下部,它水平设置从而与储泥容器1的下部相平行。上透水板3对应设置于下透水板2的上方,它与加压板8可拆卸地连接,这种可拆卸的方式有多种,在本实施例中,上透水板3上设有咬扣式挂扣31,加压板8设有咬扣式挂钩,利用咬扣式挂钩和咬扣式挂扣31相配合将立体脱水组件20和加压板8连接起来;当加压板8在驱动组件5的带动下上下运动时,上透水板3可以随其同步下运动,脱水完成后,上升加压板8能够使得咬扣式挂钩和咬扣式挂扣31脱开。排水件4有多道,它们沿垂直方向延伸,其上下端部分别与上透水板3和下透水板2连接,相邻的两个排水件4之间的间距优选为15~30cm;排水件4可以采用多种形式,例如板状、带状或空心圆管状等,但是需要是柔性的(例如选用排水滤布),因为它会在加压板8的作用下发生形变。
储泥容器1为常见的规则形状即可,例如长方体、正方体、柱形等,在本实施例中,它为长方体形,有效体积为6m3(长×宽×高=2m×1m×3m)。它的侧壁上设有排水口11和进泥口12,排水口11的位置与下透水板2的位置相对应,进泥口12与下透水板2的间距小于上透水板3和下透水板2的最大距离。这样通过将立体脱水组件20设置成相对应的下透水板2和上透水板3,并在它们之间连接多道排水件4,这样增加了污泥的排水通道,并使用驱动组件5进一步加压,实现深度脱水;该设备结构简单,并且不添加任何脱水辅助材料,因而成本较低。
在本实施例中,立体脱水组件20可拆卸地安装在储泥容器1内,并且储泥容器1的至少一侧壁13可打开和闭合的设置,这样可以通过侧门13向储泥容器1内装入立体脱水组件20或者将立体脱水组件20从储泥容器1内取出。因此,可以给一个储泥容器1配备多个立体脱水组件20,从而提高储泥容器1的使用效率和污泥的脱水效率。上透水板3顶面设有与加压板8相连接的多个咬扣式挂扣31,下透水板2底部设有滑竿7,这样当污泥脱水后,上升驱动组件5使加压板8与上透水板3脱离,打开侧门13,利用滑竿7可以将与泥块混在一起的立体脱水组件20推出储泥容器1。储泥容器1的侧壁内设有与排水口11相连通的导水管6,导水管6的上端可以与上透水板3相对应,这样可以提高水的导出效率,节约时间。
在本实施例中,驱动组件5包括与加压板8相连接且位于储泥容器1上方的液压缸52以及与液压缸52相连接的液压控制器53,从而可以实现其对上透水板3施加压力的精确控制。污泥/淤泥脱水设备还包括设置于加压板8内的电磁线圈54以及与电磁线圈54相连接的线圈控制器51,提高设备的自动化程度,当电磁线圈54通电时,电磁线圈54产生磁力将加压板8和液压缸52连接,当电磁线圈54不通电时,加压板8和液压缸52之间作用力解除,二者可分离。
为了配合上述污泥/淤泥脱水设备,本发明还涉及一种污泥/淤泥脱水方法,它包
括以下步骤:(a)将上透水板3、多道排水件4(每个排水件4之间的间距为15厘米左右)和下透水板2按顺序组合成立体脱水组件20,安装在所述储泥容器1内;(b)下降驱动组件5驱动加压板8向下运动,使其与上透水板3相连接;然后使加压板8向上运动带动上透水板3向上运动至排水件4绷直;(c)将污泥/淤泥经进泥口12注入储泥容器1内(注入的方式有很多,例如通过柱塞泵泵入或以传输带的形式直接输入),直至上透水板3和下透水板2之间充满污泥/淤泥(污泥/淤泥包括含水率为70~85wt%的污水厂污泥、含水率为45~65wt%的河湖清淤淤泥或二者的组合),关上进泥口12;(d)开启驱动组件5逐级加压,并于每级压力下停留,具体为:第一级压力80~150kpa维持0.5~2小时;将压力提升至第二级压力180~250kpa,稳定0.5~2小时;将压力提升至第三级压力350~500kpa,稳定1~3小时;在第四级压力550~750kpa,稳定2~5小时;最终将压力稳定至第五级压力800~900kpa维持2~5小时;深度脱水完成;(e)上升加压板8使其与立体脱水组件20脱离;(f)打开储泥容器1的侧壁13,利用滑竿7将与泥块混在一起的立体脱水组件20推出储泥容器1;(g)将泥块破碎,回收立体脱水组件20,经过冲洗以后重复使用,可以给一个储泥容器1配备多个立体脱水组件20,从而提高储泥容器1的使用效率和污泥的脱水效率。
本发明中泥/淤泥脱水设备的脱水效果跟污泥和立体脱水组件20的间距有关,靠近排水件4(滤布)、下透水板2和上透水板3的污泥含水率将会脱至40%以下,而离滤布最远的污泥含水率低于65%,整体污泥含水率低于60%。本实施例中,将滤布间距设置为15cm,最大荷载压力为800kpa,初始污泥含水率为74%,加压时间为8h(即第一级压力为100kpa,维持该压力1小时后,将压力提升至200kpa;在200kpa下在稳定1小时,将压力提升在400kpa,稳定2小时后;再将压力提升至600kpa,稳定2小时,最后将压力提升至800kpa,稳定2小时),经过该设备处理后,污泥的含水率降为55%。从岩土工程的角度出发,脱水难的问题主要是淤泥/污泥的低渗透系数,特别是污泥,而解决低渗透系数的方法正如本发明所述可通过增加排水通道(砂井理论)予以解决。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
- 一种污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:它包括具有进泥口和排水口的储泥容器、安装在所述储泥容器内的立体脱水组件、设于所述立体脱水组件上方且能够上下运动的加压板、用于驱动所述加压板上下运动和向所述加压板提供压力的驱动组件,所述立体脱水组件包括位于所述储泥容器下部的下透水板、设置于所述下透水板上方且与所述加压板可拆卸地连接的上透水板,以及连接于所述下透水板和所述上透水板之间的多道沿竖直方向延伸的排水件,所述储泥容器的至少一侧壁可打开和闭合的设置。
- 根据权利要求1所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述上透水板和下透水板均水平设置,所述的排水件的上下端部分别与所述的上透水板和下透水板连接,相邻二个所述排水件之间的间距为15~30cm,所述排水件为板状、带状或空心圆管状的滤布。
- 根据权利要求1所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述上透水板和加压板通过相咬扣的挂钩和挂扣连接,在一定拉力作用下二者可脱开。
- 根据权利要求3所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述上透水板上部设有咬扣式挂扣,所述加压板上设有咬扣式挂钩,所述咬扣式挂扣和咬扣式挂钩相配合将所述立体脱水组件与所述加压板相连接,脱水完成后,上升所述加压板则所述咬扣式挂扣和咬扣式挂钩脱开。
- 根据权利要求1所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述驱动组件包括位于所述储泥容器上方的液压缸以及与所述液压缸相连接的液压控制器。
- 根据权利要求5所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述脱水设备还包括设置于所述加压板内的电磁线圈以及与所述电磁线圈相连接的线圈控制器。
- 根据权利要求1所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述的进泥口和排水口位于所述的储泥容器的侧壁上,在所述的储泥容器内位于所述下透水板下方设有用以在脱水后将立体脱水组件和泥推出储泥容器的滑竿。
- 根据权利要求1所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于:所述储泥容器的侧壁内设有与所述排水口相连通的导水管。
- 一种污泥/淤泥脱水方法,利用权利要求1至8中任一所述的污泥/淤泥脱水设备,其特征在于,它包括以下步骤:(a)将立体脱水组件安装在所述储泥容器内;(b)通过驱动组件驱使所述加压板向下运动,并使其与所述上透水板相连接,然后使所述加压板向上运动带动上透水板向上运动,至所述排水件绷直;(c)将污泥/淤泥经进泥口注入所述储泥容器内,直至所述上透水板和所述下透水板之间充满污泥/淤泥,所述污泥/淤泥包括含水率为70~85wt%的污水厂污泥、含水率为45~65wt%的河湖清淤淤泥或二者的组合;(d)开启所述驱动组件进行逐级加压,并于每级压力下停留;(e)上升所述加压板使其与所述立体脱水组件脱离;(f)打开所述储泥容器的所述至少一侧壁,将立体脱水组件和泥的混合体排出;(g)将混合体中的泥块破碎,回收所述立体脱水组件,经过冲洗以后重复使用。
- 根据权利要求9所述的污泥/淤泥脱水方法,其特征在于:所述逐级加压为在第一级压力80~150kpa维持0.5~2小时;在第二级压力180~250kpa维持0.5~2小时;在第三级压力350~500kpa维持1~3小时;在第四级压力550~750kpa维持2~5小时;在第五级压力 800~900kpa维持2~5小时。
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