公布日：2023.10.10
申請日：2023.07.17
分類號：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
本發明涉及污泥濃縮脫水一體機，其包括污泥濃縮裝置和污泥脫水裝置。本發明一方面不僅能夠實施多個方向的攪拌，而且在攪拌過程中完成藥劑與污泥處于相對分散中均勻混合，非常有利于藥劑對污泥細胞壁的破壞，以提升污泥濃縮的出水率，同時所形成的攪拌加大濃縮時出泥效率；另一方面不僅有效延長了擠壓通道的長度，而且污泥和擠壓滾筒采用非接觸的方式實施擠壓迂回多道擠壓，同時在濾帶間的擠壓、以及吸水輥進行濾布表面所形成吸收和擠壓下，避免出現擠壓打滑，而且保持夾持在擠壓段污泥不變動的前提下依次經過各擠壓滾筒，不僅進一步提升脫水率，而且還能夠增加脫水后污泥的出泥量和出泥效率。
權利要求書
1.一種污泥濃縮脫水一體機，其包括：污泥濃縮裝置，且包括濃縮筒、濾網筒、攪拌機構、出泥機構，其中所述濃縮筒沿著上下方向分布；污泥脫水裝置，其包括擠壓滾筒、環形濾帶組件，其特征在于：所述濃縮筒包括上筒體和下筒體，所述濾網筒位于所述上筒體內且兩者的內外壁之間形成濾水腔；所述攪拌機構包括自上而下依次且間隔分布的第一攪拌器、第二攪拌器和第三攪拌器，所述第一攪拌器繞著豎直方向軸線轉動并呈螺旋片式相對貼設在所述濾網筒內壁，所述第二攪拌器和所述第三攪拌器位于所述下筒體內，所述第二攪拌器繞著豎直方向軸線轉動并將污泥在上下方向攪動以形成分散攪拌，所述第三攪拌器繞著水平方向轉動并將污泥自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；所述擠壓滾筒有多個，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濃縮筒的左側，所述環形濾布組件包括相向運動的第一環形濾布和第二環形濾布，其中所述第一環形濾布和第二環形濾布部分上下貼合并形成具有污泥入口與和污泥出口的擠壓段，所述擠壓段迂回并依次繞過各所述擠壓滾筒，所述第二環形濾布構成所述下筒體的底并濃縮后的污泥向左傳遞至所述污泥入口，所述污泥脫水裝置還包括與部分所述擠壓滾筒形成擠壓配合并能夠吸收所述擠壓段上層濾布表面所脫出泥水的吸水輥、以及接漏槽，其中所述接漏槽用于所述擠壓滾筒所擠壓和所述吸水輥所吸收并擠壓的泥水收集。
2.根據權利要求1所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述污泥濃縮裝置還包括自所述下筒體的外部插入所述下筒體內且分別位于所述第二攪拌器和所述第三攪拌器上方的第一加藥管和第二加藥管，其中所述第一加藥管和第二加藥管上分別形成多個加藥孔，自所述加藥孔噴出的藥劑分別與所述第二攪拌器和所述第三攪拌器的運動方向相交設置。
3.根據權利要求2所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述第一加藥管有多根，且繞著所述第二攪拌器的攪拌軸間隔分布，多根所述第一加藥管上的所述加藥孔以攪拌軸的中心為圓心呈環形分布，其中多個環之間的直徑變化呈等差數列分布。
4.根據權利要求3所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：各所述第一加藥管沿著長度方向形成自圓柱形管的上下兩側切割形成切割面，各所述加藥孔分別自所述切割面的端面垂直向內延伸并與所述第一加藥管的內部管腔連通；和/或，所述的切割面呈上下對齊的平面或者自上下兩側向內凹陷的內凹面；和/或，所述的第一加藥管有四根，呈十字型分布，所述第二攪拌器的攪拌軸自十字型的中心穿過，且每相鄰兩根所述第一加藥管之間所形成的加藥區對應分布一個所述切割面。
5.根據權利要求4所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述的第二攪拌器包括與所述第一攪拌器同軸且同步運動的攪拌軸、沿著所述攪拌軸徑向延伸且上下傾斜設置的多個攪拌葉片，多個所述攪拌葉片中部分向內傾斜、部分向外傾斜，且在上下方向形成上分散槳葉和下分散槳葉；所述上分散槳葉和下分散槳葉結構相同，均包括中心線呈十字分布四個攪拌葉片，其中位于同一中心線方向的兩個所述攪拌葉片相交設置；和/或，位于同一中心線方向的兩個所述攪拌葉片形成一葉片組，兩個所述葉片組之間上下錯位分布；和/或，所述第二加藥管位于所述第三攪拌器所形成攪拌中心的上方，且所述第二加藥管自圓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攪拌器頂部的下方；各所述加藥孔分別自所述切割面垂直向上延伸并與所述第二加藥管的內部管腔連通。
6.根據權利要求5所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述第三攪拌器包括同步且相向攪拌的兩組攪拌槳，其中各攪拌槳包括攪拌軸、沿著所述攪拌軸長度方向間隔分布多個攪拌槳葉，兩個所述攪拌軸平行且關于所述第二加藥管左右對齊設置，兩組所述攪拌槳的攪拌槳葉之間相對錯位分布；和/或，沿著所述攪拌軸的軸向投影中，所述攪拌槳葉呈十字分布，且形成環形攪拌區，兩組所述攪拌槳的兩個環形攪拌區相交設置，所述切割面水平設置，所述加藥孔的中心線與兩個環形攪拌區所形成相交區域上下交點的連線相對重合。
7.根據權利要求1所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述擠壓段纏繞在各所述擠壓滾筒上所形成纏繞段周長為所纏繞擠壓滾筒周長的1/2～4/5；和/或，多個所述擠壓滾筒呈左右迂回分布，且構成底部擠壓滾筒、中部擠壓滾筒和頂部擠壓滾筒，其中底部擠壓滾筒、中部擠壓滾筒和頂部擠壓滾筒所形成的外徑逐段變小；和/或，所述底部擠壓滾筒至少有一個，且形成的擠壓力為F1；所述中部擠壓滾筒至少有兩個，且形成的擠壓力為F2；所述頂部擠壓滾筒至少有三個，且形成的擠壓力為F3，其中F1＜F2＜F3。
8.根據權利要求7所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述的底部擠壓滾筒和所述中部擠壓滾筒均包括筒本體、繞著所述筒本體周向均勻間隔分布的多條凸棱，其中各所述凸棱均沿著筒本體長度方向延伸；和/或，所述吸水輥對應各所述頂部擠壓滾筒設置；和/或，在部分或全部所述吸水輥的下方設有能夠將擠壓段外層濾布表面水或泥刮落至所述接漏槽的刮板組件，其中擠壓段自外層濾布依次經過所述刮板組件和所述吸水輥；和/或，所述吸水輥包括輥本體、形成在所述輥本體外周的柔性吸水層。
9.根據權利要求1所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述第一環形濾布和第二環形濾布所形成的污泥入口沿著污泥傳送方向所形成污泥通道的厚度逐漸變小設置；和/或，所述第一環形濾布和第二環形濾布所形成的污泥出口沿著污泥傳送方向所形成污泥通道的厚度逐漸變大設置；和/或，所述第一環形濾布和所述第二環形濾布形成的傳送運動的速度相等。
10.根據權利要求1所述的污泥濃縮脫水一體機，其特征在于：所述的污泥脫水裝置還包括設置在所述污泥出口處的上出泥輥和下出泥輥、分別與所述上出泥輥和下出泥輥對應分布的上刮泥組件和下刮泥組件、分別對所述第一環形濾布和所述第二環形濾布進行清潔的第一清潔組件和第二清潔組件、分別對所述第一環形濾布和第二環形濾布進行張緊調節的第一張緊調節件和第二張緊調節件、以及對應設置在所述擠壓滾筒兩端的多組防跑偏導向輪。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的污泥濃縮脫水一體機。
為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：
一種污泥濃縮脫水一體機，其包括：
污泥濃縮裝置，且包括濃縮筒、濾網筒、攪拌機構、出泥機構，其中所述濃縮筒沿著上下方向分布；
污泥脫水裝置，其包括擠壓滾筒、環形濾帶組件，特別是，
濃縮筒包括上筒體和下筒體，濾網筒位于上筒體內且兩者的內外壁之間形成濾水腔；攪拌機構包括自上而下依次且間隔分布的第一攪拌器、第二攪拌器和第三攪拌器，第一攪拌器繞著豎直方向軸線轉動并呈螺旋片式相對貼設在濾網筒內壁，第二攪拌器和所述第三攪拌器位于下筒體內，第二攪拌器繞著豎直方向軸線轉動并將污泥在上下方向攪動以形成分散攪拌，第三攪拌器繞著水平方向轉動并將污泥自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；
擠壓滾筒有多個，且呈左右迂回逐步向上或者上下迂回逐步向左分布在濃縮筒的左側，環形濾布組件包括相向運動的第一環形濾布和第二環形濾布，其中第一環形濾布和第二環形濾布部分上下貼合并形成具有污泥入口與和污泥出口的擠壓段，擠壓段迂回并依次繞過各擠壓滾筒，第二環形濾布構成下筒體的底并濃縮后的污泥向左傳遞至污泥入口，污泥脫水裝置還包括與部分所述擠壓滾筒形成擠壓配合并能夠吸收所述擠壓段上層濾布表面所脫出泥水的吸水輥、以及接漏槽，其中接漏槽用于擠壓滾筒所擠壓和吸水輥所吸收并擠壓的泥水收集。
根據本發明的一個具體實施和優選方面，污泥濃縮裝置還包括自下筒體的外部插入下筒體內且分別位于第二攪拌器和第三攪拌器上方的第一加藥管和第二加藥管，其中第一加藥管和第二加藥管上分別形成多個加藥孔，自加藥孔噴出的藥劑分別與第二攪拌器和第三攪拌器的運動方向相交設置。通過加藥的流向形成充分攪拌混合，以最佳破壞污泥細胞壁，提高出水率。
在一些具體實施方式中，第一加藥管有多根，且繞著第二攪拌器的攪拌軸間隔分布，優選地，第一加藥管有四根或五根或六根(或更多根)，其能夠同時且同步向污泥內部通入藥劑，使得更均勻的完成污泥和藥劑的混合，本例中，第一加藥管有四根，且呈十字型分布，第二攪拌器的攪拌軸自十字型的中心穿過。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，多根第一加藥管上的加藥孔以攪拌軸的中心為圓心呈環形分布，其中多個環之間的直徑變化呈等差數列分布。在此，通過加藥孔的間隔分布，使得加藥區域得到有效劃分，尤其所形成加藥區域呈環狀，且在下筒體的徑向上全面覆蓋，使藥劑相對均勻與污泥混合。
優選地，各第一加藥管沿著長度方向形成自圓柱形管的上下兩側切割形成切割面，各加藥孔分別自切割面的端面垂直向內延伸并與第一加藥管的內部管腔連通。在此，通過切割面的設置，一方面考慮到污泥沿著柱形管向上或向下運動時，部分污泥會沿著切線方向運動，少量污泥貼合切割面上下運動，因此，自加藥孔噴出的藥劑很容易沖散貼合切割面上的污泥以形成分散間隙，即，藥劑能夠更有效的與污泥進行分散混合；另一方面切割面的設置，有利于加藥孔的成型加工(此外，還能夠減少加藥孔被堵塞的概率)。
在一些具體實施方式中，切割面呈上下對齊的平面或者自上下兩側向內凹陷的內凹面。考慮上述的分散混合效果，從理論上分析內凹面會更好(但是存在卡泥，不便清洗)，然而，切割面為平面更方便實際使用。
在一些具體實施方式中，每相鄰兩根第一加藥管之間所形成的加藥區對應分布一個切割面。此設計，能夠更好的完成藥劑混合。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第二攪拌器包括與第一攪拌器同軸且同步運動的攪拌軸、沿著攪拌軸徑向延伸且上下傾斜設置的多個攪拌葉片，多個攪拌葉片中部分向內傾斜、部分向外傾斜，且在上下方向形成上分散槳葉和下分散槳葉。因此，第一攪拌器和第二攪拌器共用一個動力單元，而且，在污泥上下運動中更好的完成藥劑和污泥混合。
優選地，上分散槳葉和下分散槳葉結構相同，均包括中心線呈十字分布四個攪拌葉片，其中位于同一中心線方向的兩個攪拌葉片相交設置，使得向上和向下運動部分污泥能夠相對換位分散，不僅能夠很好的完成污泥和藥劑的混合，而且延遲污泥往下流動的時間進而改善混合品質。在一些具體實施方式中，位于同一中心線方向的兩個所述攪拌葉片形成一葉片組，兩個所述葉片組之間上下錯位分布。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第二加藥管位于第三攪拌器所形成攪拌中心的上方，且第二加藥管自圓柱形管的底部切割形成切割面，切割面朝下且位于第三攪拌器頂部的下方；各加藥孔分別自切割面垂直向上延伸并與第二加藥管的內部管腔連通。該加藥管的位置分布很重要，因為自兩側向中部攪動的污泥分別沿著柱形管兩側向中部匯聚，因此，處于切割面下方的污泥相對松動，進而方便自加藥孔噴出的藥劑很容易沖散貼合切割面上的污泥以形成分散間隙，即，藥劑能夠更有效的與污泥進行分散混合，同時該切割面的設置，有利于加藥孔的成型加工(此外，還能夠減少加藥孔被堵塞的概率)。
此外，第三攪拌器包括同步且相向攪拌的兩組攪拌槳，其中各攪拌槳包括攪拌軸、沿著攪拌軸長度方向間隔分布多個攪拌槳葉，兩個攪拌軸平行且關于第二加藥管左右對齊設置，兩組攪拌槳的攪拌槳葉之間相對錯位分布。不僅能夠起到攪拌混合作用，而且有利于出泥效率的提升。
優選地，沿著攪拌軸的軸向投影中，攪拌槳葉呈十字分布，且形成環形攪拌區，兩組攪拌槳的兩個環形攪拌區相交設置，切割面水平設置，加藥孔的中心線與兩個環形攪拌區所形成相交區域上下交點的連線相對重合。在此布局下，更有利于藥劑在上下方向完成攪拌混合。
優選地，針對第一攪拌器而言，其通過螺旋攪拌葉片的內側所形成流道孔，在攪拌中，污泥內部的水能夠向流道孔匯聚，并也貼合第一攪拌器的攪拌軸向上涌動，然后排至濾水腔。
優選地，下筒體自上而下依次包括第一直筒、內徑逐漸變小的錐筒、自錐筒底部豎直向下延伸的第二直筒，其中第二攪拌器位于第一直筒內；第三攪拌器的上部位于錐筒內、下部位于第二直筒內。在一些具體實施方式中，第二攪拌器和第三攪拌器所形成的槳葉端部環形攪拌區相對貼合第一直筒和第二直筒內壁。
在一些具體實施方式中，擠壓段纏繞在各所述擠壓滾筒上所形成纏繞段周長為所纏繞擠壓滾筒周長的1/2～4/5。一般情況下，所形成纏繞至少對應擠壓滾筒周長的3/5左右(大約)，這樣所形成的包覆更利于脫水。
根據本發明的一個具體實施和優選方面，多個擠壓滾筒呈左右迂回分布，且構成底部擠壓滾筒、中部擠壓滾筒和頂部擠壓滾筒，其中底部擠壓滾筒、中部擠壓滾筒和頂部擠壓滾筒所形成的外徑逐段變小。通過滾筒外徑變化逐步調整擠壓力度，以滿足不同位置處所形成擠壓力度滿足擠壓要求，提高出水率，而且外徑是逐段變小，并非是逐漸變小，在此，可以說明在某一段內各擠壓滾筒所形成的擠壓力可以是恒定的，這樣有利于對應段的脫水擠壓。
在一些具體實施方式中，底部擠壓滾筒至少有一個，且形成的擠壓力為F1；中部擠壓滾筒至少有兩個，且形成的擠壓力為F2；頂部擠壓滾筒至少有三個，且形成的擠壓力為F3，其中F1＜F2＜F3。根據實際需要，底部擠壓滾筒有一個，中部擠壓滾筒有兩個，頂部擠壓滾筒有五個，其中底部擠壓滾筒位于左側，兩個中部擠壓滾筒上下分布且位于底部擠壓滾筒的左右兩側的上方，五個頂部擠壓滾筒中的四個左右對齊上下分布，還有一個位于左側中部擠壓滾筒的右上方，同時考慮到安裝方便，五個頂部擠壓滾筒的外徑相等；兩個中部擠壓滾筒的外徑相等。
為了更大力度且避免打滑的形成擠壓，在一些具體實施方式中，底部擠壓滾筒和中部擠壓滾筒均包括筒本體、繞著所述筒本體周向均勻間隔分布的多條凸棱，其中各所述凸棱均沿著筒本體長度方向延伸，同時，吸水輥對應各頂部擠壓滾筒設置。在此，分別通過對擠壓段的外層濾布和內層濾布(對應上層和下層濾布)有效的將擠壓所產生的泥水排除，提交脫水品質和效率。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，在部分或全部吸水輥的下方設有能夠將擠壓段外層濾布表面水或泥刮落至所述接漏槽的刮板組件，其中擠壓段自外層濾布依次經過所述刮板組件和吸水輥。通過刮除清潔，降低吸水輥需要清潔的周期，可長時間且連續進行脫水工作。
在一些具體實施方式中，吸水輥包括輥本體、形成在輥本體外周的柔性吸水層，其中柔性吸水層可以采用海綿輥或其他吸水性材料包裹的輥，而且泥水邊吸邊擠壓落入下方的接漏槽。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第一環形濾布和第二環形濾布所形成的污泥入口沿著污泥傳送方向所形成污泥通道的厚度逐漸變小設置；同時第一環形濾布和第二環形濾布所形成的污泥出口沿著污泥傳送方向所形成污泥通道的厚度逐漸變大設置。在此污泥入口和出口的布局下，更方便污泥進出擠壓段。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第一環形濾布和所述第二環形濾布形成的傳送運動的速度相等。這樣保持進入上下層之間的污泥不會變動的依次進行多個擠壓滾筒的擠壓，大幅度體提升污泥的脫水率。
此外，污泥脫水裝置還包括設置在所述污泥出口處的上出泥輥和下出泥輥、分別與所述上出泥輥和下出泥輥對應分布的上刮泥組件和下刮泥組件、分別對所述第一環形濾布和所述第二環形濾布進行清潔的第一清潔組件和第二清潔組件、分別對所述第一環形濾布和第二環形濾布進行張緊調節的第一張緊調節件和第二張緊調節件、以及對應設置在所述擠壓滾筒兩端的多組防跑偏導向輪。
在一些具體實施方式中，由第一環形濾布和第二環形濾布分別繞過過上出泥輥和下出泥輥向上和向下相向運動帶出擠壓后的污泥，同時上刮泥組件和下刮泥組件相對設置并分別貼合第一環形濾布和第二環形濾布以將濾帶表面污泥鏟落，其中上刮泥組件和下刮泥組件結構相同，均包括鏟泥板、用于驅動鏟泥板翻轉的刮泥調節件，在鏟泥板翻轉中調整鏟泥板端部與濾帶所形成鏟除角度，以最佳角度下實施污泥最大化鏟除。第一清潔組件和第二清潔組件均采用高壓噴頭進行噴淋清洗，使得清理干凈的濾帶循環以形成兩側相對閉合的擠壓段。第一張緊調節件和第二張緊調節件采用扭轉改變傳輸路徑的方式分別進行第一環形濾布和第二環形濾布的張緊調節，以改善上下兩層濾帶所形成壓力。防跑偏導向輪為周向上形成與貼合濾布匹配的輪槽，且對應設置在擠壓段的兩側，因此，在防跑偏導向輪的導向下，避免濾帶跑偏，從而實施與擠壓滾筒形成大包覆角度的擠壓。
優選地，接漏槽頂部敞開，同時接漏槽所形成腔體自上自上而下逐漸變窄設置，且在底部或側部形成排水孔。在一些具體實施方式中，接漏槽位于各擠壓滾筒的下方且避開擠壓段。在此，不僅方便將擠壓后泥水的收集，而且更方便泥水的匯聚和排出。
由于以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點：
現有污泥濃縮時，不能同時滿足多元化攪拌、藥劑與污泥充分混合以破壞污泥細胞壁、濃縮出水率和出泥效率高等要求；污泥脫水時，濾帶和擠壓所形成的擠壓通道過短、與滾筒接觸擠壓過程中容易出現打滑所提供的擠壓力不足、以及濾帶所形成出泥量少和出泥效率低等缺陷，而本申請通過對污泥濃縮脫水的結構進行整體設計、巧妙地解決了現有結構的各種不足。采用該濃縮脫水一體機，濃縮時，污泥進入濃縮區后，先經過螺旋葉片的攪拌將泥水分離，污泥向下推送，泥水濾至濾水腔，接著再加入藥劑，通過第二攪拌器所形成的上下方向分撒攪拌，將藥劑與污泥混合，然后再次加入藥劑，并自側邊向中部攪拌的過程中混合，細胞壁破壞的污泥自出泥機構排出，以完成污泥的濃縮；脫水時，由第二環形濾布將濃縮后的污泥向左帶入污泥入口，污泥通過入口逐步進入由濾帶上下貼合所形成的擠壓段，并呈迂回經過各擠壓滾筒，其中滾筒和濾帶之間的擠壓、濾帶間的擠壓、以及吸水輥進行濾布表面所形成吸收和擠壓所產生的泥水被接漏槽接漏和收集，擠壓后的污泥自污泥出口排出，完成污泥和水的分離脫水，因此，與現有的結構相比，本發明一方面不僅能夠實施多個方向的攪拌，而且在攪拌過程中完成藥劑與污泥處于相對分散中均勻混合，非常有利于藥劑對污泥細胞壁的破壞，以提升污泥濃縮的出水率，同時，在位于最下方的第三攪拌器的設置，不僅完成藥劑和污泥的充分混合，而且所形成的攪拌加大濃縮時出泥效率；另一方面不僅有效延長了擠壓通道的長度，而且污泥和擠壓滾筒采用非接觸的方式實施擠壓迂回多道擠壓，同時在濾帶間的擠壓、以及吸水輥進行濾布表面所形成吸收和擠壓下，避免出現擠壓打滑，而且保持夾持在擠壓段污泥不變動的前提下依次經過各擠壓滾筒，不僅進一步提升脫水率，而且還能夠增加脫水后污泥的出泥量和出泥效率。
（發明人：王方清;王浩程;楊對國;吳亮亮;莊利華）
