動態(tài)脫水系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及物料流的脫水。本發(fā)明包括一種用于從淤泥、泥漿或懸浮液(一般統(tǒng)稱為術語“淤泥”)中除去液體(水)的設備和改進的方法。考慮到脫水的具體裝置、過程和方法，淤泥在這里也被稱作流入物。
【背景技術】
[0002]在很多工業(yè)中，淤泥是工業(yè)操作和過程的副產(chǎn)品。對淤泥的液體和固體成分進行分離以對回收的物料(固體或液體)進行再利用、更好地管理或處理通常是有益的。
[0003]大多工業(yè)都非常期望能夠以高處理速度經(jīng)濟地、高效地和有效地對淤泥脫水。脫水后的固體需要被充分干燥，以便能夠被管理和滿足填埋規(guī)定或有益地被再利用。流出物(排放的水)通常需要被充分地清潔，以滿足法規(guī)需要、被再利用或釋放到排水溝、下水道或廢水系統(tǒng)中。存在被用于對淤泥脫水的現(xiàn)有的各種裝置、設備和方法。其包括板-框式壓濾機、帶式壓濾機、沉降池、溢流壩、澄清器和土工袋以及諸如真空輔助型脫水箱和床的其它機械脫水裝置。這些技術中的每一種都具有顯著的缺點。例如，沉降池、溢流壩、澄清器具有較大的土地需求，并且沉降時間由固體的比重決定。板式過濾器和框式壓力機以及帶式壓濾機是勞動和能源密集型的，并且經(jīng)常具有長的周期。土工袋昂貴、勞動密集型、具有較大的土地需求并且要花費數(shù)月來加工。
[0004]現(xiàn)有裝置、方法或技術都沒有為脫水需求提供有效的和經(jīng)濟的解決方案。因此，對于處理各種泥漿和淤泥以及類似物料，期望和需要有一種靈活、經(jīng)濟的脫水裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種能夠在最小操作者輸入的情況下在緊湊且非固定的占地空間上高速使連續(xù)的淤泥流脫水的裝置、系統(tǒng)和方法。本發(fā)明在一種系統(tǒng)中結合了從淤泥釋放自由(第一)水、從產(chǎn)生的固體中移除毛細或間隙(第二)水、和然后將產(chǎn)生的固體壓縮成具有期望的含濕量或干燥水平的濾餅的能力。這些加工步驟中的每個步驟都可以在本發(fā)明中獨立地實施，但是在本發(fā)明的實施例中優(yōu)選地被結合以實現(xiàn)更大的益處。
[0006]本發(fā)明的系統(tǒng)被設計成在動態(tài)平衡或靜態(tài)條件下操作，因為其將連續(xù)地加工被調(diào)節(jié)后的淤泥，然后以與被輸送到系統(tǒng)中的流入物的速率相等的速率排出干凈且經(jīng)常是清潔的(適于飲用的)流出物和充分干燥的固體。
[0007]通過在系統(tǒng)中連續(xù)地去穩(wěn)(使不穩(wěn)定，destabilize)和重新定位升降裝置(lift)以暴露出毛細管、以便傳遞真空和引入壓縮空氣或其它適當?shù)臍怏w以使塌陷的毛細管擴張(打開)，所處理的物料中的動態(tài)作用被用于從調(diào)節(jié)后的淤泥中的包括懸浮固體的絮凝物特別是最困難的未水性超細微粒材料和緊致型絮凝物脫水和提取丨司隙水。
[0008]系統(tǒng)的第一元件是流入物過濾單元，該流入物過濾單元允許流入物通過重力在傾斜的篩網(wǎng)或其它類似的多孔表面上面行進，以允許自由水從固體分離并且下落和經(jīng)過多孔表面。液體流出物通過管道離開并且可以通過常規(guī)的方式后處理。固體被允許下落或以其它方式輸送至固體加工單元，該固體加工單元可以與流入物過濾單元集成或分離。
[0009]固體加工單元結合有由腔室隔板的豎向排列形成的壁部，腔室隔板具有多孔表面，并且連接至真空源。壁部形成用于從流入物過濾單元接受固體或被類似地預處理過的固體的空腔。隨著固體在空腔中向下行進，施加至腔室隔板的真空從固體中抽水。在各種實施例中，使用靜態(tài)和動態(tài)去穩(wěn)裝置來移置、重新定位或混合固體，以分解固體的毛細管形式和允許更加有效的脫水。還可以使用通過壓縮空氣(或其它氣體)被引入到空腔中所包含的固體體積中的空氣注入流來對固體進行去穩(wěn)和加強脫水。固體加工單元底部的固體被移除以進一步處理。這可以通過包括螺旋鉆的各種裝置中的任一種實現(xiàn)。
[0010]優(yōu)選地，固體加工單元包括兩個具有一共同的腔室隔板壁部的空腔，各空腔具有單獨的流入物和流出物管道。在可選擇的構型中，可以使用單個空腔腔室。腔室隔板的各豎向?qū)蛹壍恼婵詹僮鲀?yōu)選地是可獨立控制的。
[0011]優(yōu)選地通過壓縮來進一步處理從固體加工單元釋放的固體，以能夠進一步脫水。為此，可以提供包括一對輥子的固體壓縮單元。輥子具有相互接合的指狀部，所述相互接合的指狀部具有預定空間以接受和壓縮固體。在可選擇的構型中，輥子形成有多孔的外表面，以允許所釋放的水在固體壓縮期間和之后通過。
[0012]上述單元和方法中的每一個有助于逐漸增加系統(tǒng)的總效率，而其結合使得以其它方式難以達到的總的增強的性能成為可能。本發(fā)明包括本文限定的用于脫水的獨特的裝置和系統(tǒng)，以及使用詳細說明的裝置和操作所確定的操作和功能的新穎的脫水方法。
[0013]本發(fā)明的裝置和方法可應用于與下列相關的物料流的脫水處理:受污染和未污染的水道加深、修復、修補和清淤、貯水、礦業(yè)操作和瀉湖清理、油氣裂化(oil and gasfracking)操作；焦油砂(oil tar sand)操作、CAFO(集中動物飼養(yǎng)操作)；污水和廢水系統(tǒng)；水凈化系統(tǒng)；脫鹽操作；漏油清除；土壤清洗；飛灰和淤泥瀉湖；食物加工操作。
[0014]上述單元和系統(tǒng)可以被封裝，以便于在極端溫度中的操作、臭氣的控制、和可能變成氣溶膠的多種有毒污染物的收容?？梢詫⑦m當?shù)倪^濾器布置在本發(fā)明的通風孔上方，以在排放之前控制臭氧和捕獲不希望有的氣溶膠顆粒?？梢云仁篃峥諝膺M入外殼中，允許在冰點溫度下操作。封裝本發(fā)明還允許其在有風或潮濕的條件下操作。不利的天氣可能通過為過程增加濕氣或?qū)⑽锪洗惦x篩網(wǎng)而妨礙脫水操作的效率。
[0015]從下文對詳細實施例和附圖的描述中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得顯而易見。使用已知的和未來將知的各種其它技術將可以實施本發(fā)明的方面，包括這些方面的實施例應當被認為落在所要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0016]圖1是作為本發(fā)明的系統(tǒng)的部件的流入物過濾單元的透視圖。
[0017]圖2是流入物過濾單元的側剖視圖，其中示出了操作的流動路徑。
[0018]圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的真空脫水的固體加工單元的側剖視圖。
[0019]圖4是作為本發(fā)明的相應的固體加工單元的部件的示例性的腔室隔板的透視圖。
[0020]圖5是固體加工單元的側剖視圖，示出了在根據(jù)本發(fā)明的操作模式期間的加工流。
[0021]圖6是根據(jù)本發(fā)明的集成式脫水系統(tǒng)的透視圖。
[0022]圖7是可旋轉(zhuǎn)的槳板形式的動態(tài)去穩(wěn)裝置的一個示例的透視圖。
[0023]圖8是包括多個脫水單元的脫水系統(tǒng)的透視圖。
【具體實施方式】
[0024]在到達本發(fā)明的裝置之前，通過輔助性的上游技術將任何粗糙或較大的碎片和沙子以及不需要脫水的其它物料一起從淤泥中剝除(除去)。優(yōu)選地通過引入凝聚劑和/或絮凝劑適當?shù)卣{(diào)節(jié)保留在流入物淤泥中的懸浮固體，該凝聚劑和/或絮凝劑使淤泥中的固體凝聚，以便以常規(guī)方式形成“絮凝物”。通過本發(fā)明，絮凝物在淤泥中的形成允許適當?shù)睾妥畲蟪潭鹊孛撍?。本發(fā)明的裝置、過程和方法特別地被設計成接受主要由絮凝物和水構成(但可包括其它固體)的流入物。通常在工業(yè)上，術語“流入物”用于表示流入處理廠的廢水。然而，本發(fā)明可適用于處理具有大量水成分的各種物料，而不限于處理該術語最通常表示的“廢水”流入物。類似地，術語“絮凝物”及其變型一般用于表示包括大部分自由水和間隙水一一該間隙