專利名稱：特別用于液體糞肥的污泥過濾裝置、工廠及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含以下內(nèi)容的污泥過濾裝置置于幾乎水平的箱體上的、可從過濾位置移至清掃位置(反之亦然)的過濾器，在其過濾位置上該過濾器構(gòu)成了基本垂直軸的過濾室的底部；適用于在頂部關(guān)閉所述過濾室的活塞；使帶有過濾器的箱體和活塞之間產(chǎn)生相對運動的裝置，當(dāng)活塞和箱體移近時，使壓力施加到導(dǎo)入過濾室的污泥體積上，使得在操作結(jié)束后濾液經(jīng)過濾器向下流并使固體物質(zhì)的濾餅保留在過濾器中；當(dāng)過濾器處于其清掃位置時用于移去該濾餅的刮板裝置。
用于本說明書及權(quán)利要求書中的術(shù)語“污泥”在非常普遍的意義上意指任何在液體中較細(xì)小的無機(jī)和/或有機(jī)固體物質(zhì)的懸浮液，污泥的一個具體的倒子是液體糞肥。
這種過濾裝置可特別從EP-A-0674930中得知。這樣的裝置相對而言是較令人滿意的，并可使得污泥得到有效的處理。所述過濾器的水平布置令重力均勻作用在過濾器的整個表面并使向下流的濾液得到良好布置。固體物質(zhì)的濾餅由水平過濾器均勻支撐，其排出完全由刮板來控制。
然而，在不明顯增加過濾室壓力的情況下，對于一定體積的污泥需要減少處理時間來改進(jìn)該裝置的生產(chǎn)率。
同時對于該裝置還要求具有可接受的造價以及具有既簡單又牢固的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，上述過濾裝置的特征在于所述活塞被做成過濾活塞的形式以使當(dāng)過濾室的體積減少時，液態(tài)流出物能通過該過濾活塞，還在于為除去活塞上方的流出物而提供的空吸抽機(jī)裝置。
如此增加的過濾面積(實際上增加兩倍)使得可以更快地處理一定體積的污泥，因而減少了周期的持續(xù)時間。可以減少過濾室中的過濾壓力，藉以節(jié)省制作所述裝置各結(jié)構(gòu)組件中的材料(因它們受到較小的應(yīng)力)。
空吸抽機(jī)裝置最好包括一真空泵。通過該真空泵在離過濾室過濾活塞的反側(cè)所形成的壓力最好在約400-500毫巴(絕對壓力)之間。
真空泵可與一槽罐結(jié)合使用，通過過濾活塞抽吸的流出物被收集到槽罐中。
在過濾室反側(cè)過濾活塞最好包括一適用于收集流經(jīng)過濾活塞的過濾器的流出物的密閉容積，該密閉容積與空吸抽機(jī)裝置連接在一起。
過濾活塞最好由一空心汽缸組成，在沿過濾室的一側(cè)敞開并在其相反端有一底部，該空心汽缸的敞開端裝有支撐網(wǎng)，在支撐網(wǎng)下裝有過濾網(wǎng)，特別是濾布。所述密閉容積位于支撐網(wǎng)上，并在頂部有至少一個與空吸抽機(jī)裝置連接的通道。
在過濾活塞上所具有的過濾器篩孔的公稱直徑最好大于底部過濾器篩孔的公稱直徑。
在底部和頂部處刮板最好裝有刷掃裝置，該裝置使得在清掃位置中刮板可同時刮到底部過濾器和頂部過濾器。
本發(fā)明也涉及污泥處理廠，特別是用于液體糞肥、包括至少一個上述過濾裝置的污泥處理廠。
本發(fā)明也涉及使用上述裝置的污泥過濾方法，其特征在于與頂部過濾活塞相結(jié)合的空吸抽機(jī)裝置、特別是真空泵，在過濾操作期間不管活塞位于何處仍能繼續(xù)操作。
除了上文所述的布置外，本發(fā)明還由一定數(shù)量的布置組成，這些布置將在下面對圖解實施方案做更詳細(xì)的說明，這些實施方案參照附圖進(jìn)行描述，但不作為對本發(fā)明的限制。
在這些圖中，

圖1是一根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置的垂直橫截面的圖解視圖，過濾活塞在高處而底部過濾器在低處，過濾室是空的。
圖2是類似于圖1的簡圖，顯示在一配置中的裝置，其中污泥充滿過濾室。
圖3是類似于圖1的簡圖，顯示在一配置中與完全壓濾相對應(yīng)的裝置。
圖4是類似于圖1的簡圖，顯示在一配置中與濾餅的除去以及過濾表面的清掃相對應(yīng)的裝置。
圖5是整個過濾裝置立面剖視部分更為詳細(xì)的圖解視圖。
圖6是更大比例的根據(jù)本發(fā)明的過濾活塞以及定界過濾室的圓筒的垂直軸截面圖。
最后，圖7是與所述過濾裝置結(jié)合的工廠的簡圖。
在下述的本說明書中，除了頂部過濾活塞及其附屬物外其它組件類似于在EP-A-0674930中描述的各組件，更詳細(xì)的情況可參考該項專利。我們正談?wù)摰倪@些組件將在下面只作簡單描述。
參照附圖特別是圖1-5，可看到污泥過濾裝置D，它包括近似水平放置的過濾器1，適用于移至高處以過濾，如示于圖2和3中，移至低處以清掃，如示于圖1和4中，反之亦然。過濾器1置于固定在垂直軸撞擊機(jī)活塞3的圓條頂端的箱體2上，適用于使箱體2和過濾器1在垂直方向上移動。箱體2具有一擴(kuò)展到整個過濾表面的空腔4，該空腔的底部及出口5形成了一漏斗。將具有較大直徑通道孔(如約5毫米)的篩網(wǎng)6或多孔板水平置于空腔4的上部開口上方。該篩網(wǎng)6對過濾網(wǎng)起到支撐作用，優(yōu)選由固定在篩網(wǎng)6上可移動的濾布7所組成。
在其過濾位置上(圖2和3)，由篩網(wǎng)6和濾布7組成的過濾器1構(gòu)成了基本垂直軸上的過濾室8的底部。在箱體2和過濾室8的內(nèi)表面之間由密封9提供周邊密封。
所述過濾裝置D還包括適用于在頂部關(guān)閉過濾室8的活塞10。該活塞10被固定在與撞擊機(jī)活塞3共軸的撞擊機(jī)活塞11的圓條底端，使得活塞10可在過濾室8中滑動。在活塞10的側(cè)壁與過濾室8的壁之間有一周邊密封12。
根據(jù)本發(fā)明，活塞10被做成過濾活塞的形式，并提供一空吸抽機(jī)裝置P用于除去當(dāng)一定體積的污泥在過室8壓縮時經(jīng)過濾活塞10向上流的流出物或濾液。
所述空吸抽機(jī)裝置P最好由適用于在過濾活塞10的底部過濾表面上產(chǎn)生部分真空的真空泵13(圖5)所組成。為收集濾液在過濾活塞10和泵13之間串聯(lián)插入貯槽C。優(yōu)選該真空泵13適用于在過濾活塞10的過濾表面后產(chǎn)生大約400-500毫巴的絕對壓力，即遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大氣壓力的壓力。
在其底部，過濾活塞10包括一實際上擴(kuò)展至活塞整個橫截面的水平支撐篩網(wǎng)14或多孔板。所述過濾裝置由可移動地固定在篩網(wǎng)14下和緊貼著后者整個表面的濾布15組成。為收集通過濾布15的濾液，在篩網(wǎng)14上方活塞10中提供一密閉容積16。通過例如噴嘴6和軟管17，該密閉容積16與真空泵13連接。噴嘴6優(yōu)選在篩網(wǎng)14上方近似均勻地分配。
如圖6所示，所述過濾活塞10可由旋轉(zhuǎn)的中空圓柱體形成，在頂部由一橫壁18密封，一小孔19穿過橫壁。活塞10的敞開底端裝有可移動地通過螺絲20固定的篩網(wǎng)14，螺絲接合在活塞10圓柱壁中的放液孔上。這些螺絲20也使得可以將鋼板壓環(huán)21壓在沿篩網(wǎng)14圓周所提供的相應(yīng)形狀的咬邊上。在篩網(wǎng)14下拉緊的濾布15通過在環(huán)21和篩網(wǎng)14邊緣之間的壓夾固定在篩網(wǎng)14的圓周上。
容積16的頂部被一可移動的水平板22密封，通過該板通道23使濾液可被吸出并通過。
如圖5所簡示，吸入嘴b可直接裝在板22上。另一種可能的情況是，根據(jù)圖6將抽吸軟管連接在小孔19處，通道23不再裝有吸入嘴。
在圖6中可清楚地看到，過濾室8被圓筒24定界，在其中過濾活塞10可以密閉的方式滑動。該圓筒24在其上端被固定在托架25下，而托架本身可固定在過濾裝置D的濾框上。圓筒24的底端具有較大直徑的圓柱形罩26，適合于在過濾位置時容納過濾器1的上部，然后以密封的形式密閉過濾室8。為使過濾室8當(dāng)在底部被過濾器1密閉時仍能與過濾的污泥的入口管相連接，在圓筒24中提供徑向通道27。該入口管裝有一圖1所示的入口閥28。污泥從貯槽30通過給料泵29(圖5)被送入通道27中。
在過濾操作后為了能同時清掃濾布7和15，在裝置邊上裝一在其底部和頂部(圖5)提供有刷子32、33的刮板31，適用于水平方向上橫移。通過撞擊器34來控制刮板31的運動。
距刮板31的相反旁是用于除去濾餅的區(qū)域35。濾餅可藉重力跌落在運輸帶如38(圖7)或容器中(圖中未示出)。
在其過濾布15上過濾活塞10的篩目的公稱直徑最好大于底部過濾器1濾布7的篩目的公稱直徑。業(yè)已發(fā)現(xiàn)在仍然確保有效過濾的同時，這種布置可推遲過濾活塞10的堵塞，并增加上部過濾布15移去前的使用時間。
過濾活塞10的濾布15篩目的公稱直徑優(yōu)選在100-300微米之間，而底部過濾器篩目的公稱直徑優(yōu)選最大為50微米(特別是在過濾液體豬糞肥時的情況)。
在這種情況下，所述過濾裝置的操作如下從示于圖1中的位置開始，其中過濾活塞10的下面位于進(jìn)口27的上方而過濾器1在抽吸室8的底部開孔的下面，將箱體2升起直至過濾器1封閉了該過濾室8的底部，如圖2所示。入口閥28處于關(guān)閉的位置。
當(dāng)抽吸室8處于頂部被過濾活塞10密封而底部被過濾器1密封時，打開入口閥28，接通給料泵29(圖5)以便用一定體積的預(yù)絮凝污泥或液體糞肥填充過濾室8的體積。
當(dāng)過濾室8填充后，經(jīng)過約5秒的給料時間關(guān)閉閥28。
緊接著，降低過濾活塞10，降低的時間可能約為15秒。流出物或底部濾液流經(jīng)過濾器1并通過小孔5被除去。
已流經(jīng)上部過濾表面15的頂部流出物從噴嘴b和軟管17(圖3)被真空泵13吸上并收集在貯槽C中。由污泥中懸浮物的固體物質(zhì)組成的濾餅G位于過濾器1和過濾活塞10之間。
通過在撞擊器11增大一段時間(約為5秒)的壓力來進(jìn)行最終的脫水，其間濾餅G被壓縮。
下一步，降低過濾器1和過濾活塞10直至濾布7位于刮板5的下部。然后將過濾活塞10稍為升起，以便從餅G中移開，如圖4所示，并為刮板31留出通道。
再下一步，刮板31從右移到左，如附圖中所示，必將濾餅G向排入口35，如圖4所示。調(diào)整濾布7和15之間的距離使得刮板31可同時作用于其上。
底部過濾布17和頂部過濾布15被刮板31進(jìn)行的幾次橫向往返如持續(xù)約10秒的4次往返所清掃。
過濾一定體積的一個完整周期少于一分鐘。
大約1/3流出物經(jīng)過濾活塞10除去，2/3經(jīng)過濾器1除去。
過濾室8中維持低的壓力(約2巴)，藉此節(jié)省制造所述裝置的結(jié)構(gòu)元件所需的材料。
為了防止濾餅G可能被從過濾活塞中流出的流出物所弄濕，優(yōu)選在過濾操作過程中無論過濾活塞10處于何位置，真空泵13都保持運轉(zhuǎn)。
經(jīng)過一定數(shù)量的周期如25個周期后，將收集頂部流出物的槽C排放并放空至大氣中。
由本發(fā)明提供的溶液使得在一較短的周期時間內(nèi)，可獲得液體含量低的濾餅G。
圖7圖示一裝有根據(jù)本發(fā)明的裝置D的污泥處理廠。污泥，特別是液體糞肥，被收集在坑槽36中，從中被送進(jìn)容器37以進(jìn)行絮凝，如需要還可進(jìn)行除臭。污泥從容器37中抽出送往過濾裝置D。濾餅的固體物質(zhì)被除去，例如送到輸送帶38并可通過堆肥轉(zhuǎn)化為有機(jī)-無機(jī)肥料。濾出液被送往處理廠39，在其中進(jìn)行處理以在施用到土地前降低其氨氮含量。
必須串聯(lián)安裝先有技術(shù)的兩個或三個裝置的處理廠可用單個根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置D來操作。
本發(fā)明的過濾裝置可用來處理任何類型的污泥，如液體豬糞肥，或液體鴨糞肥，或用來過濾酒糟、糖蜜、切削油、涂料污泥、浮游生物或污水灌溉田污泥，或用來過濾食品，如油類，特別是橄欖油、果汁等。
用液體豬糞肥在中試裝置上進(jìn)行試驗。試驗一在過濾活塞10、具有公稱篩目直徑為300微米的濾布15和在底部過濾器1、具有公稱篩目直徑為50微米的濾布7上進(jìn)行試驗。過濾前以常規(guī)方式向原料液體糞肥和產(chǎn)品加入絮凝劑以降低臭味。
分別收集頂部濾液、底部濾液和濾餅G。
被處理的原料液體糞肥的量為30升，絮凝劑的量為4升。試驗結(jié)果如下，其中比例為質(zhì)量比，各縮寫意指TS＝總固態(tài)物N-NH+4＝氨氮N-NTK＝總氮COD＝化學(xué)需氧量
所獲得的兩種濾液具有近似相同的組成。
將提取定義成比率的形式(一種組分在液糞肥中的質(zhì)量與該組分在濾出液中的質(zhì)量之差除以該組分的質(zhì)量，或在液糞肥中的該數(shù)量值與在該濾出液中的該數(shù)量值之差除以在液糞肥中的該數(shù)量值)。
提取結(jié)果大致如下-90％固體；-87％COD；-94％磷；-30氮；-11％鉀試驗二該試驗是用50升原料液體糞肥進(jìn)行的，并建立了平衡。將頂部濾液和底部濾液匯合在一起。
有關(guān)縮寫為1ppm＝百萬分之一(質(zhì)量)數(shù)據(jù)原料液體糞肥量 50升絮凝劑量 5升除臭 100ppm(即5克/50升)十一碳烯酸烷基酯200ppm過硼酸鹽濾出液量 37升污泥(濾餅)量 18kg參數(shù)過濾壓力 2巴液體糞肥進(jìn)料時間 5秒過濾時間 25秒濾液抽吸時間 20秒循環(huán)時間 75秒結(jié)果如下(質(zhì)量比的縮寫具有與試驗一相同的意義)
提取結(jié)果大致如下-90％固體，-90％磷-50％氮-30％鉀試驗三進(jìn)行試驗三以研究底部過濾器1的濾布7篩目大小的影響。
使用一很細(xì)小篩目(小于或等于10微米，即遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50微米)的濾布7進(jìn)行過濾。所得結(jié)果與使用篩目為50微米的濾布所得結(jié)果相似。因此對于底部濾布的篩目小于50微米并沒有太大的好處，這是因為在過濾中沒有明顯的改進(jìn)，另一方面，也因為濾布7將冒著更容易堵塞的危險。
最后，以上各試驗已顯示出本發(fā)明可在一短的周期時間(約少于40秒)使用絮凝后的液體豬糞肥獲得以下提取結(jié)果80-90％固體，80-90％COD，80-90％磷，40-60％氮。
權(quán)利要求
1.污泥過濾裝置，它包括置于一幾乎水平的箱體(4)上的過濾器(1)，它可從過濾位置移至清掃位置(反之亦然)，該過濾器(1)在其過濾位置上構(gòu)成了基本垂直軸的過濾室(8)的底部；適用于在頂部關(guān)閉過濾室的活塞(10)；使帶有過濾器(1)的箱體(4)與活塞(10)之間產(chǎn)生相對運動的裝置(3，11)，當(dāng)活塞和箱體移近時，使壓力施加到導(dǎo)入過濾室(8)內(nèi)的污泥體積上，從而液體濾液向下流經(jīng)過濾器(1)，并使操作結(jié)束后固體物質(zhì)的濾餅(G)保留在過濾器(1)上；當(dāng)過濾器(1)位于其清掃位置時，提供一刮板裝置(31)用于除去該濾餅；其特征在于所述活塞被做成過濾活塞(10)的形式，從而當(dāng)過濾室(8)的體積減少時，液體流出物流經(jīng)所述過濾活塞(10)，以及提供空吸抽機(jī)裝置(P)用于除去過濾活塞(10)上方的流出物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾裝置，其特征在于空吸抽機(jī)裝置(P)包含一真空泵(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的過濾裝置，其特征在于通過真空泵在距過濾室(8)的過濾活塞(10)的反側(cè)形成的壓力(絕對壓力值)為約400-500毫巴。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的過濾裝置，其特征在于真空泵(13)與槽(C)連接，經(jīng)過濾活塞(10)抽吸的流出物被收集在內(nèi)。
5.根據(jù)先前權(quán)利要求任一項的過濾裝置，其特征在于過濾活塞(10)在距過濾室(8)的反側(cè)包括適用于收集流經(jīng)過濾活塞的過濾器(15)的流出物的密閉容積(16)，該密閉容積特別通過噴嘴(b)和軟管(17)連接到空抽吸機(jī)裝置(P)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的過濾裝置，其特征在于過濾活塞(10)由一中空柱體(24)組成，沿過濾室(8)的一端敞開并在其相反端提供一底部(18)，中空柱體的敞開端裝有支撐網(wǎng)(14)，在其下面固定有過濾網(wǎng)(15)，特別是濾布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的過濾裝置，其特征在于所述密閉容積(16)位于支撐網(wǎng)(14)上方，并在頂部提供至少一個與空抽吸機(jī)裝置(P)連接的通道(19)。
8.根據(jù)先前權(quán)利要求任一項的過濾裝置，其特征在于過濾活塞(10)提供的過濾器(15)的篩目的公稱直徑大于底部過濾器(1)的篩目的公稱直徑，特別是對于頂部過濾器(15)篩目的公稱直徑為100-300微米，而對于底部過濾器(1)篩目的公稱直徑最多等于50微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾裝置，其特征在于刮板(31)在底部(32)和頂部(33)裝有刷掃裝置，位于清掃過濾器(1，15)的位置時，刮板(31)同時作用于底部過濾器(1)和頂部過濾器(15)上。
10.特別用于液體糞肥的污泥處理廠，包含至少一個根據(jù)先前權(quán)利要求中任一項的過濾裝置。
11.使用根據(jù)先前權(quán)利要求中任一項的過濾裝置的污泥過濾方法，其特征在于過濾操作期間無論活塞處于何位置，與過濾活塞(10)連接的空抽吸機(jī)裝置(P)、特別是真空泵(13)仍繼續(xù)操作。
全文摘要
本發(fā)明的污泥過濾裝置包含:置于幾乎水平的箱體(4)上的過濾器(1)在其過濾位置時構(gòu)成了基本垂直軸的過濾室(8)的底端;適用于在頂部關(guān)閉過濾室的活塞(10);使帶有過濾器(1)的箱體(4)和活塞(10)之間產(chǎn)生相對運動的裝置(3,11)以便液體濾液向下流經(jīng)過濾器(1)以及以便操作結(jié)束后固體物質(zhì)的濾餅留在過濾器(1)中;和用于除去該濾餅的刮板裝置(31)。該活塞被做成過濾活塞(10)的形式,使得當(dāng)過濾室(8)的體積減少時液體流出物流經(jīng)過濾活塞(10),以及提供空抽吸機(jī)裝置(P)用于除去過濾活塞(10)上方的流出物。
文檔編號B01D33/01GK1188683SQ9712157
公開日1998年7月29日 申請日期1997年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月27日
發(fā)明者M·諾賴斯, B·內(nèi)維烏 申請人:埃勒夫阿托化學(xué)有限公司