申请日1995.01.11
公开(公告)日1995.11.29
IPC分类号C02F11/12; C02F11/14
摘要
污泥脱水挤压机，包括外部筛网箱，该箱至少在其一部分带有筛网表面，用于挤压外部筛网箱中污泥的挤压部件，可滑动地设置在外部筛网箱中的内部筛网箱，它包括沿与挤压部件的挤压方向相交方向上延伸的筛网表面，并有连续的狭缝，内部筛网箱还有使挤压出的水可流入的空间;及在挤压部件挤压完后，使内部筛网箱定位的定位部件。最好外部筛网箱的筛网表面由内表面平坦楔形丝筛网构成，及一与外部筛网箱同轴的脱水排水筛网管。
権利要求書
1、一种污泥脱水挤压机，包括：
一个装填待处理污泥的外部筛网箱，该外部筛网箱至少在其一部分带有一个筛网表面;
用于挤压装填在上述外部筛网箱中污泥的挤压部件;
一个或多个可滑动地设置在上述外部筛网箱中的内部筛网箱，包括一个沿与上述挤压部件的挤压方向相交方向上延伸的筛网表面;带有连续的狭缝，上述内部筛网箱还有一个使从污泥中挤压出的水可流入的空间;及
内部筛网箱的定位部件，用于在挤压部件完成挤压后，将内部筛网箱定位于预定位置上。
2、如权利要求1所述的挤压机，其特征在于在上述内部筛网箱的两端都设置连续狭缝筛网表面。
3、如权利要求1所述的挤压机，其特征在于外部筛网箱的筛网表面由带有平坦内表面的楔形丝筛网构成。
4、如权利要求1所述的挤压机，其特征在于上述内部筛网箱既离开上述挤压部件，也离开上述外部筛网箱，当挤压部件挤压时，它能在上述外部筛网箱中滑动。
5、如权利要求1所述的挤压机，其特征在于进一步还包括一个与外部筛网箱同轴放置的，并穿过内部筛网箱延伸的脱除水排除筛网管，以除去从污泥中脱除的水。
6、如权利要求5所述的挤压机，其特征在于进一步还包括真空发生部件，它与上述脱除水排除筛网管相连，以抽出脱除的水。
7、一种处理污泥的方法，包括以下步骤：
在如权利要求1所述的污泥脱水挤压机的外部筛网箱中的内部筛网管的两侧空间填充待处理的污泥;及
通过上述挤压部件进行挤压使污泥脱水。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于在一个方向并在相反方向上进行挤压。
9、如权利要求7所述的方法，其特征在于以逐渐增大压力的方式进行挤压。
10、如权利要求7所述的方法，其特征在于对污泥进行挤压之前，采用混凝剂对待处理的污泥进行化学预处理。
说明书
本发明涉及一种处理如河床上所积累的淤泥、污水处理厂中的污泥以及采用盾护法所去除的污泥的污泥脱水挤压机，本发明尤其适用于处理河床上积累的淤泥，以及一种采用这种脱水挤压机处理污泥的方法。
现有技术中已知的污泥脱水方法是在太阳下对污泥进行干燥，这种方法占地面积大，现在由于土地缺乏，采用这种方法来干燥污泥是不现实的。通常的污泥脱水法在脱水之前先对污泥进行化学处理，这种方式试图在脱水之前通过采用混凝法处理污泥来减轻污泥脱水的困难。
也有的脱水方法采用机械脱水，其中的一种方法是真空过滤法，该方法是在一安装在旋转圆筒表面的滤布上利用真空对污泥进行脱水。第二种方法是压滤法，该方法是在滤框中，用一压板间断地挤压污泥，通过滤布使污泥脱水。
第三种方法是采用离心分离机，这种方法是当离心分离机高速旋转时，利用比重差使水从污泥中分离出来。
第四种方法是制丸，该方法是在污泥中加入高聚合混凝剂和水玻璃，使其在一转筒中低速旋转，由此将污泥制成脱水的小丸。
理想的污泥脱水法应当能够使含水比例大的污泥脱水，如使积累在河床上的污泥脱水，这种污泥的脱水相当困难，而且很难使脱 水后的污泥再生成为对土地恢复成田园土壤有用的土壤。
然而，从这种观点看上述已有技术的方法中没有一种是令人满意的。
真空过滤法需要一个大型装置，而且这种装置的脱水能力还不是很大，这种方法还有一个缺点是在比较短的时间内就会堵塞滤布。
压滤法的脱水能力比真空过滤要大，然而这种方法也摆脱不了所需装置庞大和在短时间内滤布易堵塞的缺点。
采用离心分离机的方法对河床淤泥的脱水不太有效，此外离心分离机也非常昂贵。
将污泥制成小丸的方法是一种比较简单的方法，系统中也很少出现失常，但这种方法的脱水程度不太令人满意，致使这种方法不能用于各种类型的污泥，包括河床淤泥。
如上所述，现有技术的脱水方法都存在这样那样的缺点，很长时间以来，还没有找到一种令人满意的脱水方法。由于这种原因，在某些场合，河床上的淤泥加入固化剂后就留在河床上了。除非研制一种满意的脱水方法来处理这种污泥，否则污泥的处理将会成为一个严重的环境问题。
因此，本发明的一个目的就是提供一种污泥脱水的设备和方法，该方法和设备能够克服现有方法中的不足，用比较简单的结构对污泥进行有效的脱水，同时不会带来滤布阻塞的问题。
在重复进行的解决上述问题的实验过程中，本发明的发明人发现，通过制成一个带有筛网的横截面为圆形或方形的筛网箱，该筛网带有连续的狭缝，如楔形丝筛网，采用水压机对装填在筛网箱上的污泥进行挤压，水出乎意料地连续从筛网箱的狭缝中分离出来， 而脱过水的污泥则留在筛网箱中不会流出狭缝。
进一步的实验表明，当在比较小的筛网箱上装填比较少量的污泥时，采用筛网箱来脱水是很有效的，而当在筛网箱上装填比较大量的污泥时，开始时粗略分离出的水随着继续挤压污泥为进一步分离污泥中的水增添了困难，致使脱除的水量不再增加，渗漏出活塞头的衬垫的污泥量增加，结果不能得到有效的脱水效果。对在筛网箱中各部分污泥的含水率的分布分析表明，在接近筛网箱筛网处的污泥含水率低，而远离筛网处的污泥含水率高。这说明，随着脱水过程的进行，邻近筛网的污泥的密度不断增加，在这一部分污泥的密度大于其它部分污泥的密度，随着对污泥进行挤压的连续进行，其结果是，密度高的污泥部分阻止了水穿过筛网狭缝而分离出，致使远离筛网部分的污泥不能充分地脱水。
基于这一发现，本发明的发明人发现，不但在外部筛网箱装填和挤压所装填的污泥，使水从外部筛网箱的里侧向外部筛网箱的外侧挤压出去，而且还由放置在外部筛网箱所装填的污泥中的内部筛网箱，通过挤压污泥，使水排放进入中空的内部筛网箱的内部空间，这样可以使各个部分的污泥中的水排放出来，从而有效地解决了上述问题。
本发明的发明人通过进一步的实验和研究而发现，通过建造一个具有圆形或矩形截面的带有一个如楔形丝筛网的外部筛网箱，上述楔形丝筛网带有连续的狭缝，以及建造一个两个端面都带有连续狭缝的筛网板的内部筛网箱，将内部筛网箱可滑动地放置在外部筛网箱中，使筛网板的连续狭缝与挤压机的挤压方向正交，在筛网板的外侧装填污泥，挤压这些污泥，水就穿过外部和内部筛网箱的狭 缝连续排放出来，而污泥不会穿过狭缝流出来。
为实现本发明的目的，污泥脱水挤压机包括一个外部筛网箱，它用于装填要处理的污泥，上述外部筛网箱至少在其一部分上有一筛网表面，用于挤压装填在上述外部筛网箱中污泥的挤压部件，一个或多个可滑动地放置在上述外部筛网箱中的内部筛网箱，它包括一个与上述挤压部件的挤压方向相交的筛网表面，并带有连续的狭缝，上述内部筛网箱还带有一个使从污泥中挤出的水流入其中的空间，以及一个在通过上述挤压部件完成挤压后使内部筛网箱回到预定位置上的定位部件。
根据本发明，在外部筛网箱中的污泥受到挤压部件的挤压，从污泥中挤出的水被分离而流出外部筛网箱，同时也流入由各个内部筛网箱所限定的空间中，而被收集起来。这样，污泥的体积就减少了被脱出并收集起来的水的体积。在收集从污泥中挤压出的水同时，由于挤压部件所施加的压力的作用，内部筛网箱能沿挤压部件挤压的方向滑动。这样，通过在一特定位置上设置所需数量的内部筛网箱(一个或多个)，就可使全部污泥脱水，这一特定位置是所有装填在外部筛网箱中的污泥都能通过受到挤压部件的挤压而将水脱除并收集起来，污泥成为泥饼状，其含水率大大降低，泥饼留在外部筛网箱中。
作为通过挤压使污泥脱水的实验上的目的，本发明人选择的污泥是在流过大城市的河流的下游的河床上的淤泥，这种污泥最难使水与固体分离开。作为挤压之前的一种化学处理，可在淤泥中加入混凝剂使其成为胶体。
在这一实验中，采用的脱水方法是挤压法，这种方法简单，而且使用的装置比较小，采用一种很少被堵塞的楔形丝筛网作为脱水设备的部件。
由楔形丝筛网构成的内部筛网箱带有两个双重表面，在由楔形丝网构成的外部筛网箱中这样装填污泥，致使污泥被放置在两个内部筛网箱之间。最初用比较低的压力挤压污泥，然后逐渐增大压力，初始阶段大量的水被挤出，之后连续不断地从污泥中被挤出。
在污泥脱水中，正如已有脱水设备所展示的那样，使用微小目的过滤材料如滤布是理所当然的，十分意外且在本发明的实验之前没有料到的是，水能通过楔形丝筛网的狭缝从污泥中挤出来，而又可防止污泥穿过同样的狭缝流出。
本发明所使用的外部筛网箱是一个具有合适形状的圆柱形或方管形的筛网箱，它带有污泥进口和挤压后的污泥出口。通过至少使构成筛网箱的部分表面如侧面制成筛网表面可以改进脱水效果，尤其是，在本发明的实施例中，外部筛网箱在至少其一部分上有一筛网表面，该筛网表面有一平的内表面。作为本发明的筛网，在实验中使用的筛网具有从被挤压的污泥中除去水份的功能，这些筛网如用丝网、人造纤维、多孔板或裂缝板、带有加强部件的滤布，多孔金属以及多孔陶瓷制成的筛网，从许多实验结果中发现带有连续的狭缝的筛网，如楔形丝筛网被堵塞的倾向很小，它具有非常出色的收集水的效率。
挤压污泥的挤压部件包括一个挤压部分，如挤压板，它接触并挤压装在外部筛网箱中的污泥，上述挤压部件还包括一个已知的挤压部分的驱动机构，它包括一个与该挤压部分相连接的活塞杆，和 用于往复驱动该活塞杆的驱动部件。
放置在外部筛网箱中的内部筛网箱可以是任何所需的形状，如方管形或圆形筒，或三角形管或截面为五边形的管。
作为内部筛网箱的筛网，实验中采用了各种材料制成的，且具有分离水的功能，使挤出的水流入内部筛网箱内部空间的筛网，如带有连续狭缝的筛网，尤其是楔形丝筛网，以及用丝网、人造纤维、多孔板、滤布、多孔金属和多孔陶瓷制成的筛网。从实验结果发现，用于本发明的最成功的筛网即堵塞的可能性最小，水收集效率非常出色的筛网是那种带有连续狭缝的筛网，如楔形丝筛网，其它类型的筛网不能有效地实现本发明的目的。
因此，本发明的挤压机的一个特征是内部筛网箱有一个带有连续狭缝的筛网表面。
可在内部筛网箱的一侧设置一个沿挤压方向延伸的连续狭缝的筛网表面，但是，为了提高脱水效率，最好在内部筛网箱的两个端面上都设置连续的筛网表面。
连续狭缝筛网的狭缝宽度越小，从污泥中挤取水就越可靠。这样可以对挤压污泥的初始压力只作粗略地调节，甚至化学预处理不充分也可以。然而，如果狭缝的宽度太小，将会降低脱水的效率和工作效率。
在实验中，采用的宽度为0.1，0.2，0.3，0.4和0.8mm，最佳设计将采用一个既满足高脱水率又能满足高污泥处理要求的狭缝宽度。
最佳狭缝宽度可以随挤压工艺和化学预处理工艺而改变，通过实验发现，污泥本身随收集地点而改变。也就是说，从流经大城市的河流下流的河床上收集得到的淤泥其胶化程度低，尽管多加入30 %的混凝剂，还是要比处理在相同河流的中部河床收集的淤泥花费更长的时间增加压力进行挤压处理。
还发现所需混凝剂的量和挤压时增大压力的速度对处理从河床上收集的淤泥和由盾护法所产生的泥浆状污泥是不同的。
在连续狭缝筛网的最佳设计中，需要根据污泥类型化学处理效率、挤压的初始压力以及逐渐增大压力所需的时间选择最佳狭缝宽度和相对的筛网平面之间的距离。
在任何情况下都需要将狭缝的宽度值定得小于筛网丝的宽度，如果狭缝的宽度与丝的宽度相同，或大于丝的宽度，将会是这种情况，狭缝宽度太大，以致于污泥本身将通过狭缝流出来，或者是这种情况，狭缝宽度太窄，使污泥不能流出，但丝的宽度太小，丝会在挤压部件所施压的压力下而变形。
内部筛网箱或箱组应放置在这样的位置上，该位置能使外部筛网箱中的所有部分的污泥都能脱除水并收集起来，选择这一位置时要考虑几种因素，包括外部筛网箱的形状和尺寸，及要被处理的污泥的性质，以便能够从离筛网表面最远处的污泥中脱除水份。如果外部筛网箱太大，采用单独一个内部筛网箱收集从整个污泥中除水是困难的，则可以设置多个内部筛网箱，以便收集从各个部分的污泥中脱除的水。即使是在外部筛网箱的容积很大，并含有大量的待处理污泥的情况下，通过适当地选择内部筛网箱在外部筛网箱中的位置和数量，可以有效地收集从所有被处理污泥中脱除的水，这是本发明的一个重要特征和优点。
在采用本发明的脱水压机开始挤压之前，向待处理的污泥中加入合适的已知混凝剂能够有效地改进脱水效果。然而，根据本发明， 也可以不使用混凝剂，使污泥充分脱水并能使脱水后的污泥成为泥饼。因为在已有的污泥脱水方法中，在脱水过程开始之前在待处理的污泥中加入混凝剂的这一步骤是不可缺少的，所以，在这一方面，本发明对已有技术的方法作了重大改进。
本发明一个最佳的方面是，内部筛网箱既不受挤压部件阻碍也不受外部筛网箱影响，而在受到挤压部件的挤压时，能在外部筛网箱中滑动。利用挤压部件产生的并通过污泥传送的压力使内部筛网箱可在外部筛网箱中自由地滑动。这是本发明的一个特征，采用这种结构，可以省去连接内部筛网箱与挤压部件的连接部件，如活塞杆，使得整个挤压机的结构紧凑。
当包括其底箱壁在内的外部筛网箱是用筛网制成时，内部筛网箱的整个表面都可用筛网制成。在这种情况下，在内部筛网箱中收集到的水可在挤压过程中穿过用筛网制成的外部筛网箱的底箱壁，从内部筛网箱的底部排到挤压机的外面。当外部筛网箱的底壁是用实心板制成时，不可能在挤压过程中将脱除的水排到挤压机的外面去，因此，必须在内部筛网箱中提供一个脱除水储存部件，以便存储从污泥中挤出的水。可以通过在内部筛网箱的下部放置一个用板制成的箱子来提供脱除水储存部件，上述箱子的放置方式要使得该箱子有一个在需要时可打开和关闭的底板。当挤压完成后，打开该箱子的底板，将存储在箱子中的水排放到挤压机的外面去。
本发明的另一方面是，挤压机进一步还带有一个脱除水去除筛网管，该管同轴地设置在外部筛网箱中，并穿过内部筛网箱，以除去从污泥中脱除的水。通过挤压从污泥中脱除的水流入该脱除水去除筛网管中，这样除了可去除内部筛网箱中的脱除水以外，还可以 将脱除的水从挤压机中除去，由此进一步提高了脱水效率。用作脱除水去除筛网管，可以使用包括连续狭缝筛网、丝网筛网和多孔板筛网在内的任何筛网，只要它具有将从污泥中脱除的水排到外面去的功能。
本发明的另一方面是，挤压机进一步还带有真空发生部件，该真空发生部件与脱除水去除筛网管相连，以便将脱除的水抽出排到挤压机的外面，这样可进一步提高脱水效果。
可以分别地或同时地沿一个方向和相反的方向进行挤压。