公布日：2023.10.10
申请日：2023.07.17
分类号：C02F11/122(2019.01)I;B01D33/04(2006.01)I;B01D33/35(2006.01)I;B01D33/46(2006.01)I;B01D33/48(2006.01)I
摘要
本发明涉及污泥浓缩脱水一体机，其包括污泥浓缩装置和污泥脱水装置。本发明一方面不仅能够实施多个方向的搅拌，而且在搅拌过程中完成药剂与污泥处于相对分散中均匀混合，非常有利于药剂对污泥细胞壁的破坏，以提升污泥浓缩的出水率，同时所形成的搅拌加大浓缩时出泥效率；另一方面不仅有效延长了挤压通道的长度，而且污泥和挤压滚筒采用非接触的方式实施挤压迂回多道挤压，同时在滤带间的挤压、以及吸水辊进行滤布表面所形成吸收和挤压下，避免出现挤压打滑，而且保持夹持在挤压段污泥不变动的前提下依次经过各挤压滚筒，不仅进一步提升脱水率，而且还能够增加脱水后污泥的出泥量和出泥效率。
权利要求书
1.一种污泥浓缩脱水一体机，其包括：污泥浓缩装置，且包括浓缩筒、滤网筒、搅拌机构、出泥机构，其中所述浓缩筒沿着上下方向分布；污泥脱水装置，其包括挤压滚筒、环形滤带组件，其特征在于：所述浓缩筒包括上筒体和下筒体，所述滤网筒位于所述上筒体内且两者的内外壁之间形成滤水腔；所述搅拌机构包括自上而下依次且间隔分布的第一搅拌器、第二搅拌器和第三搅拌器，所述第一搅拌器绕着竖直方向轴线转动并呈螺旋片式相对贴设在所述滤网筒内壁，所述第二搅拌器和所述第三搅拌器位于所述下筒体内，所述第二搅拌器绕着竖直方向轴线转动并将污泥在上下方向搅动以形成分散搅拌，所述第三搅拌器绕着水平方向转动并将污泥自侧边向中部搅动以形成上下方向混合搅拌；所述挤压滚筒有多个，且呈左右迂回逐步向上或者上下迂回逐步向左分布在所述浓缩筒的左侧，所述环形滤布组件包括相向运动的第一环形滤布和第二环形滤布，其中所述第一环形滤布和第二环形滤布部分上下贴合并形成具有污泥入口与和污泥出口的挤压段，所述挤压段迂回并依次绕过各所述挤压滚筒，所述第二环形滤布构成所述下筒体的底并浓缩后的污泥向左传递至所述污泥入口，所述污泥脱水装置还包括与部分所述挤压滚筒形成挤压配合并能够吸收所述挤压段上层滤布表面所脱出泥水的吸水辊、以及接漏槽，其中所述接漏槽用于所述挤压滚筒所挤压和所述吸水辊所吸收并挤压的泥水收集。
2.根据权利要求1所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述污泥浓缩装置还包括自所述下筒体的外部插入所述下筒体内且分别位于所述第二搅拌器和所述第三搅拌器上方的第一加药管和第二加药管，其中所述第一加药管和第二加药管上分别形成多个加药孔，自所述加药孔喷出的药剂分别与所述第二搅拌器和所述第三搅拌器的运动方向相交设置。
3.根据权利要求2所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述第一加药管有多根，且绕着所述第二搅拌器的搅拌轴间隔分布，多根所述第一加药管上的所述加药孔以搅拌轴的中心为圆心呈环形分布，其中多个环之间的直径变化呈等差数列分布。
4.根据权利要求3所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：各所述第一加药管沿着长度方向形成自圆柱形管的上下两侧切割形成切割面，各所述加药孔分别自所述切割面的端面垂直向内延伸并与所述第一加药管的内部管腔连通；和/或，所述的切割面呈上下对齐的平面或者自上下两侧向内凹陷的内凹面；和/或，所述的第一加药管有四根，呈十字型分布，所述第二搅拌器的搅拌轴自十字型的中心穿过，且每相邻两根所述第一加药管之间所形成的加药区对应分布一个所述切割面。
5.根据权利要求4所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述的第二搅拌器包括与所述第一搅拌器同轴且同步运动的搅拌轴、沿着所述搅拌轴径向延伸且上下倾斜设置的多个搅拌叶片，多个所述搅拌叶片中部分向内倾斜、部分向外倾斜，且在上下方向形成上分散桨叶和下分散桨叶；所述上分散桨叶和下分散桨叶结构相同，均包括中心线呈十字分布四个搅拌叶片，其中位于同一中心线方向的两个所述搅拌叶片相交设置；和/或，位于同一中心线方向的两个所述搅拌叶片形成一叶片组，两个所述叶片组之间上下错位分布；和/或，所述第二加药管位于所述第三搅拌器所形成搅拌中心的上方，且所述第二加药管自圆柱形管的底部切割形成切割面，所述切割面朝下且位于所述第三搅拌器顶部的下方；各所述加药孔分别自所述切割面垂直向上延伸并与所述第二加药管的内部管腔连通。
6.根据权利要求5所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述第三搅拌器包括同步且相向搅拌的两组搅拌桨，其中各搅拌桨包括搅拌轴、沿着所述搅拌轴长度方向间隔分布多个搅拌桨叶，两个所述搅拌轴平行且关于所述第二加药管左右对齐设置，两组所述搅拌桨的搅拌桨叶之间相对错位分布；和/或，沿着所述搅拌轴的轴向投影中，所述搅拌桨叶呈十字分布，且形成环形搅拌区，两组所述搅拌桨的两个环形搅拌区相交设置，所述切割面水平设置，所述加药孔的中心线与两个环形搅拌区所形成相交区域上下交点的连线相对重合。
7.根据权利要求1所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述挤压段缠绕在各所述挤压滚筒上所形成缠绕段周长为所缠绕挤压滚筒周长的1/2～4/5；和/或，多个所述挤压滚筒呈左右迂回分布，且构成底部挤压滚筒、中部挤压滚筒和顶部挤压滚筒，其中底部挤压滚筒、中部挤压滚筒和顶部挤压滚筒所形成的外径逐段变小；和/或，所述底部挤压滚筒至少有一个，且形成的挤压力为F1；所述中部挤压滚筒至少有两个，且形成的挤压力为F2；所述顶部挤压滚筒至少有三个，且形成的挤压力为F3，其中F1＜F2＜F3。
8.根据权利要求7所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述的底部挤压滚筒和所述中部挤压滚筒均包括筒本体、绕着所述筒本体周向均匀间隔分布的多条凸棱，其中各所述凸棱均沿着筒本体长度方向延伸；和/或，所述吸水辊对应各所述顶部挤压滚筒设置；和/或，在部分或全部所述吸水辊的下方设有能够将挤压段外层滤布表面水或泥刮落至所述接漏槽的刮板组件，其中挤压段自外层滤布依次经过所述刮板组件和所述吸水辊；和/或，所述吸水辊包括辊本体、形成在所述辊本体外周的柔性吸水层。
9.根据权利要求1所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述第一环形滤布和第二环形滤布所形成的污泥入口沿着污泥传送方向所形成污泥通道的厚度逐渐变小设置；和/或，所述第一环形滤布和第二环形滤布所形成的污泥出口沿着污泥传送方向所形成污泥通道的厚度逐渐变大设置；和/或，所述第一环形滤布和所述第二环形滤布形成的传送运动的速度相等。
10.根据权利要求1所述的污泥浓缩脱水一体机，其特征在于：所述的污泥脱水装置还包括设置在所述污泥出口处的上出泥辊和下出泥辊、分别与所述上出泥辊和下出泥辊对应分布的上刮泥组件和下刮泥组件、分别对所述第一环形滤布和所述第二环形滤布进行清洁的第一清洁组件和第二清洁组件、分别对所述第一环形滤布和第二环形滤布进行张紧调节的第一张紧调节件和第二张紧调节件、以及对应设置在所述挤压滚筒两端的多组防跑偏导向轮。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的污泥浓缩脱水一体机。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种污泥浓缩脱水一体机，其包括：
污泥浓缩装置，且包括浓缩筒、滤网筒、搅拌机构、出泥机构，其中所述浓缩筒沿着上下方向分布；
污泥脱水装置，其包括挤压滚筒、环形滤带组件，特别是，
浓缩筒包括上筒体和下筒体，滤网筒位于上筒体内且两者的内外壁之间形成滤水腔；搅拌机构包括自上而下依次且间隔分布的第一搅拌器、第二搅拌器和第三搅拌器，第一搅拌器绕着竖直方向轴线转动并呈螺旋片式相对贴设在滤网筒内壁，第二搅拌器和所述第三搅拌器位于下筒体内，第二搅拌器绕着竖直方向轴线转动并将污泥在上下方向搅动以形成分散搅拌，第三搅拌器绕着水平方向转动并将污泥自侧边向中部搅动以形成上下方向混合搅拌；
挤压滚筒有多个，且呈左右迂回逐步向上或者上下迂回逐步向左分布在浓缩筒的左侧，环形滤布组件包括相向运动的第一环形滤布和第二环形滤布，其中第一环形滤布和第二环形滤布部分上下贴合并形成具有污泥入口与和污泥出口的挤压段，挤压段迂回并依次绕过各挤压滚筒，第二环形滤布构成下筒体的底并浓缩后的污泥向左传递至污泥入口，污泥脱水装置还包括与部分所述挤压滚筒形成挤压配合并能够吸收所述挤压段上层滤布表面所脱出泥水的吸水辊、以及接漏槽，其中接漏槽用于挤压滚筒所挤压和吸水辊所吸收并挤压的泥水收集。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，污泥浓缩装置还包括自下筒体的外部插入下筒体内且分别位于第二搅拌器和第三搅拌器上方的第一加药管和第二加药管，其中第一加药管和第二加药管上分别形成多个加药孔，自加药孔喷出的药剂分别与第二搅拌器和第三搅拌器的运动方向相交设置。通过加药的流向形成充分搅拌混合，以最佳破坏污泥细胞壁，提高出水率。
在一些具体实施方式中，第一加药管有多根，且绕着第二搅拌器的搅拌轴间隔分布，优选地，第一加药管有四根或五根或六根(或更多根)，其能够同时且同步向污泥内部通入药剂，使得更均匀的完成污泥和药剂的混合，本例中，第一加药管有四根，且呈十字型分布，第二搅拌器的搅拌轴自十字型的中心穿过。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，多根第一加药管上的加药孔以搅拌轴的中心为圆心呈环形分布，其中多个环之间的直径变化呈等差数列分布。在此，通过加药孔的间隔分布，使得加药区域得到有效划分，尤其所形成加药区域呈环状，且在下筒体的径向上全面覆盖，使药剂相对均匀与污泥混合。
优选地，各第一加药管沿着长度方向形成自圆柱形管的上下两侧切割形成切割面，各加药孔分别自切割面的端面垂直向内延伸并与第一加药管的内部管腔连通。在此，通过切割面的设置，一方面考虑到污泥沿着柱形管向上或向下运动时，部分污泥会沿着切线方向运动，少量污泥贴合切割面上下运动，因此，自加药孔喷出的药剂很容易冲散贴合切割面上的污泥以形成分散间隙，即，药剂能够更有效的与污泥进行分散混合；另一方面切割面的设置，有利于加药孔的成型加工(此外，还能够减少加药孔被堵塞的概率)。
在一些具体实施方式中，切割面呈上下对齐的平面或者自上下两侧向内凹陷的内凹面。考虑上述的分散混合效果，从理论上分析内凹面会更好(但是存在卡泥，不便清洗)，然而，切割面为平面更方便实际使用。
在一些具体实施方式中，每相邻两根第一加药管之间所形成的加药区对应分布一个切割面。此设计，能够更好的完成药剂混合。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第二搅拌器包括与第一搅拌器同轴且同步运动的搅拌轴、沿着搅拌轴径向延伸且上下倾斜设置的多个搅拌叶片，多个搅拌叶片中部分向内倾斜、部分向外倾斜，且在上下方向形成上分散桨叶和下分散桨叶。因此，第一搅拌器和第二搅拌器共用一个动力单元，而且，在污泥上下运动中更好的完成药剂和污泥混合。
优选地，上分散桨叶和下分散桨叶结构相同，均包括中心线呈十字分布四个搅拌叶片，其中位于同一中心线方向的两个搅拌叶片相交设置，使得向上和向下运动部分污泥能够相对换位分散，不仅能够很好的完成污泥和药剂的混合，而且延迟污泥往下流动的时间进而改善混合品质。在一些具体实施方式中，位于同一中心线方向的两个所述搅拌叶片形成一叶片组，两个所述叶片组之间上下错位分布。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第二加药管位于第三搅拌器所形成搅拌中心的上方，且第二加药管自圆柱形管的底部切割形成切割面，切割面朝下且位于第三搅拌器顶部的下方；各加药孔分别自切割面垂直向上延伸并与第二加药管的内部管腔连通。该加药管的位置分布很重要，因为自两侧向中部搅动的污泥分别沿着柱形管两侧向中部汇聚，因此，处于切割面下方的污泥相对松动，进而方便自加药孔喷出的药剂很容易冲散贴合切割面上的污泥以形成分散间隙，即，药剂能够更有效的与污泥进行分散混合，同时该切割面的设置，有利于加药孔的成型加工(此外，还能够减少加药孔被堵塞的概率)。
此外，第三搅拌器包括同步且相向搅拌的两组搅拌桨，其中各搅拌桨包括搅拌轴、沿着搅拌轴长度方向间隔分布多个搅拌桨叶，两个搅拌轴平行且关于第二加药管左右对齐设置，两组搅拌桨的搅拌桨叶之间相对错位分布。不仅能够起到搅拌混合作用，而且有利于出泥效率的提升。
优选地，沿着搅拌轴的轴向投影中，搅拌桨叶呈十字分布，且形成环形搅拌区，两组搅拌桨的两个环形搅拌区相交设置，切割面水平设置，加药孔的中心线与两个环形搅拌区所形成相交区域上下交点的连线相对重合。在此布局下，更有利于药剂在上下方向完成搅拌混合。
优选地，针对第一搅拌器而言，其通过螺旋搅拌叶片的内侧所形成流道孔，在搅拌中，污泥内部的水能够向流道孔汇聚，并也贴合第一搅拌器的搅拌轴向上涌动，然后排至滤水腔。
优选地，下筒体自上而下依次包括第一直筒、内径逐渐变小的锥筒、自锥筒底部竖直向下延伸的第二直筒，其中第二搅拌器位于第一直筒内；第三搅拌器的上部位于锥筒内、下部位于第二直筒内。在一些具体实施方式中，第二搅拌器和第三搅拌器所形成的桨叶端部环形搅拌区相对贴合第一直筒和第二直筒内壁。
在一些具体实施方式中，挤压段缠绕在各所述挤压滚筒上所形成缠绕段周长为所缠绕挤压滚筒周长的1/2～4/5。一般情况下，所形成缠绕至少对应挤压滚筒周长的3/5左右(大约)，这样所形成的包覆更利于脱水。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，多个挤压滚筒呈左右迂回分布，且构成底部挤压滚筒、中部挤压滚筒和顶部挤压滚筒，其中底部挤压滚筒、中部挤压滚筒和顶部挤压滚筒所形成的外径逐段变小。通过滚筒外径变化逐步调整挤压力度，以满足不同位置处所形成挤压力度满足挤压要求，提高出水率，而且外径是逐段变小，并非是逐渐变小，在此，可以说明在某一段内各挤压滚筒所形成的挤压力可以是恒定的，这样有利于对应段的脱水挤压。
在一些具体实施方式中，底部挤压滚筒至少有一个，且形成的挤压力为F1；中部挤压滚筒至少有两个，且形成的挤压力为F2；顶部挤压滚筒至少有三个，且形成的挤压力为F3，其中F1＜F2＜F3。根据实际需要，底部挤压滚筒有一个，中部挤压滚筒有两个，顶部挤压滚筒有五个，其中底部挤压滚筒位于左侧，两个中部挤压滚筒上下分布且位于底部挤压滚筒的左右两侧的上方，五个顶部挤压滚筒中的四个左右对齐上下分布，还有一个位于左侧中部挤压滚筒的右上方，同时考虑到安装方便，五个顶部挤压滚筒的外径相等；两个中部挤压滚筒的外径相等。
为了更大力度且避免打滑的形成挤压，在一些具体实施方式中，底部挤压滚筒和中部挤压滚筒均包括筒本体、绕着所述筒本体周向均匀间隔分布的多条凸棱，其中各所述凸棱均沿着筒本体长度方向延伸，同时，吸水辊对应各顶部挤压滚筒设置。在此，分别通过对挤压段的外层滤布和内层滤布(对应上层和下层滤布)有效的将挤压所产生的泥水排除，提交脱水品质和效率。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在部分或全部吸水辊的下方设有能够将挤压段外层滤布表面水或泥刮落至所述接漏槽的刮板组件，其中挤压段自外层滤布依次经过所述刮板组件和吸水辊。通过刮除清洁，降低吸水辊需要清洁的周期，可长时间且连续进行脱水工作。
在一些具体实施方式中，吸水辊包括辊本体、形成在辊本体外周的柔性吸水层，其中柔性吸水层可以采用海绵辊或其他吸水性材料包裹的辊，而且泥水边吸边挤压落入下方的接漏槽。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第一环形滤布和第二环形滤布所形成的污泥入口沿着污泥传送方向所形成污泥通道的厚度逐渐变小设置；同时第一环形滤布和第二环形滤布所形成的污泥出口沿着污泥传送方向所形成污泥通道的厚度逐渐变大设置。在此污泥入口和出口的布局下，更方便污泥进出挤压段。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第一环形滤布和所述第二环形滤布形成的传送运动的速度相等。这样保持进入上下层之间的污泥不会变动的依次进行多个挤压滚筒的挤压，大幅度体提升污泥的脱水率。
此外，污泥脱水装置还包括设置在所述污泥出口处的上出泥辊和下出泥辊、分别与所述上出泥辊和下出泥辊对应分布的上刮泥组件和下刮泥组件、分别对所述第一环形滤布和所述第二环形滤布进行清洁的第一清洁组件和第二清洁组件、分别对所述第一环形滤布和第二环形滤布进行张紧调节的第一张紧调节件和第二张紧调节件、以及对应设置在所述挤压滚筒两端的多组防跑偏导向轮。
在一些具体实施方式中，由第一环形滤布和第二环形滤布分别绕过过上出泥辊和下出泥辊向上和向下相向运动带出挤压后的污泥，同时上刮泥组件和下刮泥组件相对设置并分别贴合第一环形滤布和第二环形滤布以将滤带表面污泥铲落，其中上刮泥组件和下刮泥组件结构相同，均包括铲泥板、用于驱动铲泥板翻转的刮泥调节件，在铲泥板翻转中调整铲泥板端部与滤带所形成铲除角度，以最佳角度下实施污泥最大化铲除。第一清洁组件和第二清洁组件均采用高压喷头进行喷淋清洗，使得清理干净的滤带循环以形成两侧相对闭合的挤压段。第一张紧调节件和第二张紧调节件采用扭转改变传输路径的方式分别进行第一环形滤布和第二环形滤布的张紧调节，以改善上下两层滤带所形成压力。防跑偏导向轮为周向上形成与贴合滤布匹配的轮槽，且对应设置在挤压段的两侧，因此，在防跑偏导向轮的导向下，避免滤带跑偏，从而实施与挤压滚筒形成大包覆角度的挤压。
优选地，接漏槽顶部敞开，同时接漏槽所形成腔体自上自上而下逐渐变窄设置，且在底部或侧部形成排水孔。在一些具体实施方式中，接漏槽位于各挤压滚筒的下方且避开挤压段。在此，不仅方便将挤压后泥水的收集，而且更方便泥水的汇聚和排出。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
现有污泥浓缩时，不能同时满足多元化搅拌、药剂与污泥充分混合以破坏污泥细胞壁、浓缩出水率和出泥效率高等要求；污泥脱水时，滤带和挤压所形成的挤压通道过短、与滚筒接触挤压过程中容易出现打滑所提供的挤压力不足、以及滤带所形成出泥量少和出泥效率低等缺陷，而本申请通过对污泥浓缩脱水的结构进行整体设计、巧妙地解决了现有结构的各种不足。采用该浓缩脱水一体机，浓缩时，污泥进入浓缩区后，先经过螺旋叶片的搅拌将泥水分离，污泥向下推送，泥水滤至滤水腔，接着再加入药剂，通过第二搅拌器所形成的上下方向分撒搅拌，将药剂与污泥混合，然后再次加入药剂，并自侧边向中部搅拌的过程中混合，细胞壁破坏的污泥自出泥机构排出，以完成污泥的浓缩；脱水时，由第二环形滤布将浓缩后的污泥向左带入污泥入口，污泥通过入口逐步进入由滤带上下贴合所形成的挤压段，并呈迂回经过各挤压滚筒，其中滚筒和滤带之间的挤压、滤带间的挤压、以及吸水辊进行滤布表面所形成吸收和挤压所产生的泥水被接漏槽接漏和收集，挤压后的污泥自污泥出口排出，完成污泥和水的分离脱水，因此，与现有的结构相比，本发明一方面不仅能够实施多个方向的搅拌，而且在搅拌过程中完成药剂与污泥处于相对分散中均匀混合，非常有利于药剂对污泥细胞壁的破坏，以提升污泥浓缩的出水率，同时，在位于最下方的第三搅拌器的设置，不仅完成药剂和污泥的充分混合，而且所形成的搅拌加大浓缩时出泥效率；另一方面不仅有效延长了挤压通道的长度，而且污泥和挤压滚筒采用非接触的方式实施挤压迂回多道挤压，同时在滤带间的挤压、以及吸水辊进行滤布表面所形成吸收和挤压下，避免出现挤压打滑，而且保持夹持在挤压段污泥不变动的前提下依次经过各挤压滚筒，不仅进一步提升脱水率，而且还能够增加脱水后污泥的出泥量和出泥效率。
（发明人：王方清;王浩程;杨对国;吴亮亮;庄利华）