本發(fā)明涉及污泥脫水技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污泥深度脫水設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

“污泥的資源化”是利用污泥中的各種有效成分，開發(fā)具有附加值的功能化產(chǎn)品。在各種污泥資源化利用技術(shù)中，其中污泥脫水是共性技術(shù)，在污泥脫水過過程中，脫水設(shè)備的選擇是污泥脫水生產(chǎn)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有生產(chǎn)主要采用的污泥脫水設(shè)備主要有：利用壓濾方式的板框脫水機(jī)、廂式脫水機(jī)，帶式壓濾機(jī)，離心脫水機(jī)。

其中，板框脫水機(jī)和廂式脫水機(jī)對污泥的適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡單，過濾面積大而占地小，過濾壓力高，便于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過濾面積可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)調(diào)節(jié)，但其主要缺點(diǎn)是間歇操作，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

離心脫水機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備小、效率高、分離能力強(qiáng)、操作條件好(密封、無氣味)，但其缺點(diǎn)是制造工藝要求高、設(shè)備易磨損、對污泥的預(yù)處理要求高，所以工藝復(fù)雜，處理成本較高。

帶式壓濾機(jī)由于連續(xù)生產(chǎn)、動力消耗低的優(yōu)點(diǎn)，成為污泥脫水采用相對較多的設(shè)備，但在實(shí)際應(yīng)用中，存在壓濾壓力較低、壓濾干度低的明顯缺陷，難以滿足現(xiàn)時(shí)對污泥脫水的要求。

污泥脫水處理是降低污泥后續(xù)處理成本的一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。如污泥在污泥填埋、農(nóng)用處理時(shí)，污泥脫水可大大地減少污泥的堆積場地、節(jié)約運(yùn)輸過程中發(fā)生的費(fèi)用；如若對污泥進(jìn)行焚燒處理時(shí)，污泥脫水可大幅度減少助燃能耗或干燥用能量。

因此，如何保證足夠高的壓濾壓力，較長的壓濾時(shí)間，從而提高污泥干度，對污泥的資源化處理具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種投資成本較低、可實(shí)現(xiàn)污泥連續(xù)化生產(chǎn)處理的污泥深度脫水設(shè)備。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)的污泥深度脫水方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種污泥深度脫水設(shè)備，包括相連接的濾網(wǎng)脫水裝置和梯級深度脫水機(jī)，濾網(wǎng)脫水裝置的污泥出口通過閥門與梯級深度脫水機(jī)連接；濾網(wǎng)脫水裝置包括錐形筒和預(yù)脫水濾網(wǎng)，預(yù)脫水濾網(wǎng)置于錐形筒內(nèi)，預(yù)脫水濾網(wǎng)與錐形筒之間形成過濾空間，錐形筒的側(cè)面設(shè)有排水口，錐形筒的底部設(shè)有污泥出口。其中，濾網(wǎng)脫水裝置實(shí)現(xiàn)對污泥物料的預(yù)脫水，梯級深度脫水機(jī)實(shí)現(xiàn)對污泥物料進(jìn)一步的深度脫水。在一般的污泥處理工藝中，原始污泥物料的含水率約為95～98％，經(jīng)過濾網(wǎng)脫水裝置進(jìn)行預(yù)脫水后，其含水率下降至90％左右，再經(jīng)過梯級深度脫水機(jī)進(jìn)行深度脫水后，可得到較低含水率的污泥物料，對同一類污泥進(jìn)行處理時(shí)，與現(xiàn)有帶式脫水機(jī)相比，其壓濾干度可提高20～50％。

所述預(yù)脫水濾網(wǎng)呈錐形狀，且平行置于錐形筒內(nèi)，過濾空間的徑向截面呈圓環(huán)狀。

所述預(yù)脫水濾網(wǎng)通過支撐架固定于錐形筒內(nèi)，預(yù)脫水濾網(wǎng)頂部和錐形筒頂部均為封閉結(jié)構(gòu)，預(yù)脫水濾網(wǎng)內(nèi)的空間通過管道外接污泥進(jìn)漿泵。

其中，過濾空間的主要作用是使濾網(wǎng)與錐形筒之間形成一個(gè)過渡空間，供污泥物料中的水分經(jīng)過，而污泥物料進(jìn)行預(yù)脫水的壓力來源于預(yù)脫水濾網(wǎng)外接的污泥進(jìn)漿泵的泵壓和污泥出口處的閥門開度，通過調(diào)節(jié)閥門的開度，可以將污泥進(jìn)漿泵施加的壓力大部分轉(zhuǎn)化為污泥物料對濾網(wǎng)的壓力(壓強(qiáng)范圍與污泥進(jìn)漿泵的壓強(qiáng)范圍相關(guān)，一般為2-8kgf/cm²)，污泥體積減小且其中水分經(jīng)濾網(wǎng)流至過濾空間中，再經(jīng)排水口排出。

所述梯級深度脫水機(jī)包括布料器、上履帶、下履帶、上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)，上濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)有上履帶，下濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)有下履帶，下濾網(wǎng)水平設(shè)置，上濾網(wǎng)傾斜設(shè)于下濾網(wǎng)上方，沿污泥的輸送方向，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的距離逐漸變小，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間形成楔形脫水區(qū)域；上濾網(wǎng)的長度小于下濾網(wǎng)，布料器和上濾網(wǎng)分別位于下濾網(wǎng)的兩端。其中，布料器可采用與現(xiàn)有壓濾機(jī)相同結(jié)構(gòu)的布料器。梯級深度脫水機(jī)的工作原理為：污泥物料隨著下履帶及下濾網(wǎng)的移動進(jìn)入楔形脫水區(qū)域，污泥物料所受壓力逐漸增大，污泥體積不斷減?。欢蠟V網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的夾角大小取決于污泥物料的脫水速度，脫水速度快，角度越大，該角度可在2～15°之間設(shè)定(通過角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整設(shè)定即可)，楔形脫水區(qū)的長度依據(jù)污泥物料的種類及污泥物料的脫水時(shí)間來設(shè)計(jì)，長度可在2～6米之間選擇設(shè)計(jì)。

作為一種優(yōu)選方案，所述上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)之間還設(shè)有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)之間的夾角為2～15°。角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有壓濾機(jī)中所采用的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同。

所述楔形脫水區(qū)域的長度為2～6m。

作為一種優(yōu)選方案，所述下濾網(wǎng)與下履帶的接觸面兩側(cè)邊沿還分別設(shè)有至少一個(gè)密封件，下濾網(wǎng)的中部呈凹槽結(jié)構(gòu)，來自布料器的污泥物料位于凹槽內(nèi)。其中，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的空間為楔形脫水區(qū)域，密封件的設(shè)置使下濾網(wǎng)中部形成凹槽，凹槽位于楔形脫水區(qū)域內(nèi)，污泥物料位于凹槽中，污泥物料進(jìn)入一個(gè)間隙持續(xù)變小的楔形脫水區(qū)域，由于兩側(cè)被密封而無法產(chǎn)生跑泥現(xiàn)象，而運(yùn)動前方的污泥物料由于被壓的更密實(shí)，污泥物料也無法往前跑，并且污泥物料隨著下履帶的運(yùn)行源源不斷地往前移動，在楔形脫水區(qū)域內(nèi)的污泥物料也無法往后跑，使污泥物料在一個(gè)封閉區(qū)域內(nèi)被壓濾，即所謂的封閉壓縮。

進(jìn)一步地，所述下濾網(wǎng)與下履帶的接觸面兩側(cè)邊沿上，每側(cè)設(shè)有三個(gè)密封件，各密封件為套于下履帶上的O型密封圈；在同一側(cè)上，相鄰的兩個(gè)密封件之間留有間隙，上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)對污泥物料進(jìn)行壓縮時(shí)，密封件伸展，且相鄰兩個(gè)密封件之間緊密相接。即密封件安裝時(shí)，相鄰兩個(gè)密封件之間的距離，以密封件最大變形后密封件緊密相接為準(zhǔn)，密封件高度控制在8-15mm。

通過上述設(shè)備可實(shí)現(xiàn)一種污泥深度脫水方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)脫水：在污泥物料中混入調(diào)質(zhì)劑后，將污泥物料送入濾網(wǎng)脫水裝置進(jìn)行預(yù)脫水，預(yù)脫水產(chǎn)生的水分從錐形筒側(cè)面的排水口排出，預(yù)脫水后的污泥物料由污泥出口送入梯級深度脫水機(jī)的布料器中；

(2)深度脫水：布料器將經(jīng)過預(yù)脫水的污泥物料分布至下濾網(wǎng)上，下履帶帶動下濾網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)動，將污泥物料送至楔形脫水區(qū)域，同時(shí)，上履帶帶動上濾網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)動，隨著上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的距離逐漸變小，污泥物料在楔形脫水區(qū)域內(nèi)逐漸被壓縮脫水，產(chǎn)生的水分從下濾網(wǎng)滲出。

其中，所述步驟(2)中，污泥物料在楔形脫水區(qū)域內(nèi)逐漸被壓縮脫水的過程中，當(dāng)水分滲出的速度小于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度時(shí)，污泥物料所受的壓力會逐漸增大，污泥物料中的水分滲出的速度也會逐漸增大，此時(shí)污泥物料所受的壓力呈現(xiàn)梯級變化；當(dāng)水分滲出的速度大于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度時(shí)，則需要調(diào)高上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)的運(yùn)行速度，使水分滲出的速度小于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本污泥深度脫水設(shè)備是在現(xiàn)有高壓平面帶式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，通過設(shè)置兩級脫水裝置，實(shí)現(xiàn)污泥脫水過程的可連續(xù)化操作，其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、投資成本低；同時(shí)，污泥物料經(jīng)過兩級深度脫水后，其脫水效果明顯得到改善，與現(xiàn)有帶式脫水機(jī)相比，其壓濾干度可提高20～50％。

本污泥深度脫水設(shè)備由于具有較高的壓濾壓力，并實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化兩級脫水，其能耗低，與現(xiàn)有帶式脫水機(jī)相比，其耗電量可節(jié)約10～40％。

本污泥深度脫水設(shè)備通過在下濾網(wǎng)底部設(shè)置密封件，使下濾網(wǎng)與上濾網(wǎng)之間形成封閉式的楔形脫水區(qū)域，有效克服了現(xiàn)有壓濾機(jī)容易產(chǎn)生跑泥、漏泥等現(xiàn)象的缺陷，提高脫水效果，同時(shí)還適應(yīng)多種類污泥的脫水處理，有利于帶式脫水機(jī)的推廣和應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本污泥深度脫水設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1中，污泥物料在楔形脫水區(qū)域中進(jìn)行深度脫水的原理示意圖。

圖3為實(shí)施例2中，污泥物料在楔形脫水區(qū)域中進(jìn)行深度脫水的原理示意圖。

圖4為圖3的A-A截面視圖。

圖5為圖3的B-B截面視圖。

上述各圖中，1為布料器，2為上履帶，3為角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，4為上濾網(wǎng)，5為下濾網(wǎng)，6為下履帶，7為密封件，8為污泥物料，9為錐形筒，10為預(yù)脫水濾網(wǎng)，11為支撐架，12為排水口，13為污泥出口，14為閥門，15為楔形脫水區(qū)域出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例一種污泥深度脫水設(shè)備，如圖1所示，包括相連接的濾網(wǎng)脫水裝置和梯級深度脫水機(jī)，濾網(wǎng)脫水裝置的污泥出口通過閥門與梯級深度脫水機(jī)連接；濾網(wǎng)脫水裝置包括錐形筒和預(yù)脫水濾網(wǎng)，預(yù)脫水濾網(wǎng)置于錐形筒內(nèi)，預(yù)脫水濾網(wǎng)與錐形筒之間形成過濾空間，錐形筒的側(cè)面設(shè)有排水口，錐形筒的底部設(shè)有污泥出口。其中，濾網(wǎng)脫水裝置實(shí)現(xiàn)對污泥物料的預(yù)脫水，梯級深度脫水機(jī)實(shí)現(xiàn)對污泥物料進(jìn)一步的深度脫水。由試驗(yàn)顯示，在一般的污泥處理工藝中，原始污泥物料的含水率約為95～98％，經(jīng)過濾網(wǎng)脫水裝置進(jìn)行預(yù)脫水后，其含水率下降至90％左右，再經(jīng)過梯級深度脫水機(jī)進(jìn)行深度脫水后，可得到較低含水率的污泥物料，對同一類污泥進(jìn)行處理時(shí)，與現(xiàn)有帶式脫水機(jī)相比，其壓濾干度可提高20～50％。

其中，預(yù)脫水濾網(wǎng)呈錐形狀，且平行置于錐形筒內(nèi)，過濾空間的徑向截面呈圓環(huán)狀。預(yù)脫水濾網(wǎng)通過支撐架固定于錐形筒內(nèi)，預(yù)脫水濾網(wǎng)頂部和錐形筒頂部均為封閉結(jié)構(gòu)，預(yù)脫水濾網(wǎng)內(nèi)的空間通過管道外接污泥進(jìn)漿泵。過濾空間的主要作用是使濾網(wǎng)與錐形筒之間形成一個(gè)過渡空間，供污泥物料中的水分經(jīng)過，而污泥物料進(jìn)行預(yù)脫水的壓力來源于預(yù)脫水濾網(wǎng)外接的污泥進(jìn)漿泵泵壓和污泥出口處的閥門開度，通過調(diào)節(jié)閥門的開度，可以將污泥進(jìn)漿泵施加的壓力大部分轉(zhuǎn)化為污泥物料對濾網(wǎng)的壓力(壓強(qiáng)范圍與污泥進(jìn)漿泵的壓力范圍相關(guān)，一般為2-8kgf/cm²)，污泥體積減小且其中水分經(jīng)濾網(wǎng)流至過濾空間中，再經(jīng)排水口排出。

如圖1或圖2所示，梯級深度脫水機(jī)包括布料器、上履帶、下履帶、上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)，上濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)有上履帶，下濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)有下履帶，下濾網(wǎng)水平設(shè)置，上濾網(wǎng)傾斜設(shè)于下濾網(wǎng)上方(如圖2所示，圖1中未示出該傾斜狀態(tài))，沿污泥的輸送方向，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的距離逐漸變小，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間形成楔形脫水區(qū)域；上濾網(wǎng)的長度小于下濾網(wǎng)，布料器和上濾網(wǎng)分別位于下濾網(wǎng)的兩端。其中，布料器可采用與現(xiàn)有壓濾機(jī)相同結(jié)構(gòu)的布料器。梯級深度脫水機(jī)的工作原理為：污泥物料隨著下履帶及下濾網(wǎng)的移動進(jìn)入楔形脫水區(qū)域，污泥物料所受壓力逐漸增大，污泥體積不斷減??；而上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的夾角大小取決于污泥物料的脫水速度，脫水速度快，角度越大，該角度可在2～15°之間設(shè)定(通過角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整設(shè)定即可)，楔形脫水區(qū)的長度依據(jù)污泥物料的種類及污泥物料的脫水時(shí)間來設(shè)計(jì)，長度可在2～6米之間選擇設(shè)計(jì)。

為了方便調(diào)節(jié)，上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)之間還設(shè)有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)之間的夾角為2～15°。角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有壓濾機(jī)中所采用的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同。楔形脫水區(qū)域的長度為2～6m。

通過上述設(shè)備可實(shí)現(xiàn)一種污泥深度脫水方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)脫水：在污泥物料中混入調(diào)質(zhì)劑后，將污泥物料送入濾網(wǎng)脫水裝置進(jìn)行預(yù)脫水，預(yù)脫水產(chǎn)生的水分從錐形筒側(cè)面的排水口排出，預(yù)脫水后的污泥物料由污泥出口送入梯級深度脫水機(jī)的布料器中；

(2)深度脫水：布料器將經(jīng)過預(yù)脫水的污泥物料分布至下濾網(wǎng)上，下履帶帶動下濾網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)動，將污泥物料送至楔形脫水區(qū)域，同時(shí)，上履帶帶動上濾網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)動，隨著上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的距離逐漸變小，污泥物料在楔形脫水區(qū)域內(nèi)逐漸被壓縮脫水，產(chǎn)生的水分從下濾網(wǎng)滲出；

其中，污泥物料在楔形脫水區(qū)域內(nèi)逐漸被壓縮脫水的過程中，當(dāng)水分滲出的速度小于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度時(shí)，污泥物料所受的壓力會逐漸增大，污泥物料中的水分滲出的速度也會逐漸增大，此時(shí)污泥物料所受的壓力呈現(xiàn)梯級變化；當(dāng)水分滲出的速度大于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度時(shí)，則需要調(diào)高上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)的運(yùn)行速度，使水分滲出的速度小于上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間距離變小的速度。

實(shí)施例2

本實(shí)施例一種污泥深度脫水設(shè)備，與實(shí)施例1相比較，可進(jìn)一步防止出現(xiàn)跑泥、漏泥等現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)上的具體不同之處在于：

下濾網(wǎng)與下履帶的接觸面兩側(cè)邊沿還分別設(shè)有密封件，下濾網(wǎng)的中部呈凹槽結(jié)構(gòu)，來自布料器的污泥物料位于凹槽內(nèi)。其中，上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的空間為楔形脫水區(qū)域，密封件的設(shè)置使下濾網(wǎng)中部形成凹槽，凹槽位于楔形脫水區(qū)域內(nèi)，污泥物料位于凹槽中，污泥物料進(jìn)入一個(gè)間隙持續(xù)變小的楔形脫水區(qū)域，由于兩側(cè)被密封而無法產(chǎn)生跑泥現(xiàn)象，而運(yùn)動前方的污泥物料由于被壓的更密實(shí)，污泥物料也無法往前跑，并且污泥物料隨著下履帶的運(yùn)行源源不斷地往前移動，在楔形脫水區(qū)域內(nèi)的污泥物料也無法往后跑，使污泥物料在一個(gè)封閉區(qū)域內(nèi)被壓濾，即所謂的封閉壓縮。

如圖3至圖5所示，下濾網(wǎng)與下履帶的接觸面兩側(cè)邊沿上，每側(cè)設(shè)有三個(gè)密封件，各密封件為套于下履帶上的O型密封圈；在同一側(cè)上，相鄰的兩個(gè)密封件之間留有間隙(如圖5所示)，上濾網(wǎng)和下濾網(wǎng)對污泥物料進(jìn)行壓縮時(shí)，密封件伸展，且相鄰兩個(gè)密封件之間緊密相接(如圖4所示)。即密封件安裝時(shí)，相鄰兩個(gè)密封件之間的距離，以密封件最大變形后密封件緊密相接為準(zhǔn)，密封件高度控制在8-15mm。上濾網(wǎng)與下濾網(wǎng)之間的區(qū)域?yàn)樾ㄐ蚊撍畢^(qū)域，密封件的高度為一般為楔形脫水區(qū)域出口高度的1.5～2倍。本實(shí)施例中，各密封件的高度為10mm，楔形脫水區(qū)域出口的高度為5mm。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。