CN104404993A - 移动式水体污水污泥抽取处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式水体污水污泥抽取处理装置，包括污泥抽取装置和移动式污泥处理装置，所述的污泥抽取装置包括浮体(1)、承载平台(2)和污泥清理机构，所述的承载平台(2)设置于浮体(1)上，所述的污泥清理机构安装在承载平台(2)上，污泥清理机构包括污泥抽取结构和污泥破碎结构；所述的移动式污泥处理装置包括污泥调理机构(16)和脱水机构(17)，所述的污泥调理机构(16)和脱水机构(17)安装于移动平台(18)上；转子泵(3)抽取的污泥被送入污泥调理机构(16)，所述污泥调理机构(16)对污泥进行破壁和絮凝，再进入脱水机构(17)进行脱水处理。采用本发明，能够通过在水面的运动彻底地清理整个水体的污泥，且清理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种移动式水体污水污泥抽取处理装置。
背景技术
随着我国城市污水处理力度和污水处理设施建设的加快，城市污水处理率不断提高，污泥量大幅增加，污泥的处理也将是城市发展的一大挑战。通常我们所指的污泥处理是指将含水率较高的污泥(也指带有大量污泥的污水)经脱水、烘干等工序进行处理。现有技术中，通常将污泥污水集中于污泥污水处理厂，通过污泥处理设备进行处理，以污水处理厂为例，截至2013年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，污水处理能力约1.45亿立方米/日，年产生含水量80％的污泥3500多万吨。
考虑到小城镇污水厂的数量、场地分散、处理规模小、产泥量少，小城镇污水厂采用大城市污水厂处理流程分别设置污泥处理设施将会造成工程费用及运行费用过高。采用移动式污泥处理设备可以用于解决上述问题，即将移动式污泥处理设备移至污泥污水现场，抽取污水中的污泥，进行脱水等工序处理。
但是，移动式污泥处理设备的适用场合有限，尤其难以适应水体污泥的抽取，以池塘为例，清理池塘底部的污泥需要动力装置从水体中抽取，由于移动式污泥处理设备位于地面上，抽取污泥时，往往是将抽取管道放在池塘的某一位置，因此往往只能局部地进行污泥的的抽取，抽取局部污泥候需要移动抽取管道的位置以进一步抽取水体下的污泥，即便如此，由于难以将抽取管道置于水体中间位置，因此，现有技术的移动式污泥处理设备难以对池塘中间底部的污泥进行清理。
除了上述污泥抽取所存在的问题，现有技术的移动式污泥处理车上配备了脱水机、螺杆泵、清洗设施等，但是由于螺杆泵的自吸性能较差，对于处理积淀较深的污泥层不适用。由于国外的泥质和国内的有较大差别，对于国外的设备仍然需要重新做污泥性能测试及絮凝实验。日本东芝公司研发的一种移动式污泥处理车，它是在4吨的卡车上装有污泥脱水机和废气处理装置的小型污泥处理装置，可以在多个农业村落的污水处理设施等处巡回处理，每个月可处理3个100人规模的村镇排水处理设施。该移动处理车处理规模较小，处理后含水率较高，且不易将污水池内已积淀的大量污泥进行清理。
再如，清华大学研制的移动式污泥处理装置，主要用于处理化粪池粪便、禽畜粪便等污泥，这套集絮凝脱水、物理化学消毒、密封包装为一体的车载式负压净化处理***，采用无极变速自动调节离心脱水技术，在北京市宣武医院、胸科医院和小汤山医院投入试用。但该设备用于医院处理的较多，且用离心脱水技术，要实现良好的脱水效果及较低的含水率，离心转速要求较高，使用在移动式的污泥处理设备会产生较大的振动及噪音，具有一定的局限性。
由此可见，现有技术的移动式污泥处理设备在清理水体污泥时，存在清理效率低，难以对水体中间底部的污泥进行清理，而且对已积淀时间较长的污泥的清理和脱水存在难度。缺乏一种适应积淀时间较长具有板结现象污泥进行清理并脱水的设备。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种移动式水体污水污泥抽取处理装置，以解决现有技术存在的清理效率低、难以完成水底污泥之彻底清理的技术问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的移动式水体污水污泥抽取处理装置，包括污泥抽取装置和移动式污泥处理装置，
所述的污泥抽取装置包括浮体、承载平台和污泥清理机构，所述的承载平台设置于浮体上，所述的污泥清理机构安装在承载平台上，污泥清理机构包括污泥抽取结构和污泥破碎结构，所述的污泥抽取结构包括转子泵，所述的转子泵上连接有用于抽取污泥的抽取管道，所述的污泥破碎结构包括第一电机、转轴以及设置于转轴末端的铰刀，所述的抽取管道和转轴均向下延伸且二者等高；
所述的移动式污泥处理装置包括污泥调理机构和脱水机构，所述的污泥调理机构和脱水机构安装于移动平台上；转子泵抽取的污泥被送入污泥调理机构，所述污泥调理机构对污泥进行破壁和絮凝，经污泥调理机构处理后的污泥再进入脱水机构进行脱水处理。
采用以上结构，本发明与现有技术相比，具有以下优点：采用本发明，污泥抽取装置能够浮动于水体之上，通过在水上运动改变其在水上的位置，因而能够对相应水面所对应的水底污泥进行抽取，在抽取污泥时，污泥抽取结构的转子泵开始工作，通过抽取管道，在抽取污泥的同时，转轴在第一电机的带动下转动，使铰刀旋转以破碎沉淀较久有一定板结现象的污泥，能够使抽取管道顺利地抽取软化破碎的污泥，由此可见，本发明能够通过在水面的运动彻底地清理整个水体的污泥，且清理效率高。
作为优选，所述的污泥抽取装置还包括带动浮体运动的一对牵引机构，所述的一对牵引机构分设于浮体的两侧，牵引机构包括第二电机、卷筒和拉绳，所述的第二电机的输出轴与卷筒连接并带动卷筒转动，所述的拉绳的一端连接在浮体上，另一端卷设在卷筒上。采用该优选设计，在牵引机构的带动下，整个水体污泥清理装置可以向两侧运动，以改变浮体在水面上的位置，从而实现对水体不同位置的污泥清理。
作为优选，污泥抽取装置设有与牵引机构一一对应的导轨，所述的浮体和牵引机构可在导轨上滑动以实现前后运动。向左右两侧运动以改变浮***置虽然能够解决部分技术问题，但由于无法实现前后运动，则在每清理完左右方向的污泥后，需要搬动整个装置以实现前后位置改变以进一步清理污泥，而本设计则能够通过在导轨上滑动来实现前后位置的改变。
作为优选，所述的承载平台与浮体可升降连接，承载平台通过滚珠丝杠机构相对浮体上下运动。由于不同位置的深度不同，污泥的位置自然也有所差别，而该设计能够实现不同深度的污泥清理，使污泥清理更彻底。
作为优选，所述的抽取管道的末端为刚性硬管，并在末端管壁设有多个吸入小孔，所述的多个吸入小孔总面积大于抽取管道的横截面积。采用吸入小孔可将大块杂质颗粒过滤，以保障转子泵的顺利工作。
作为优选，所述的污泥调理机构包括调理容器、搅拌轴、搅拌电机和搅拌叶片，使用时在调理容器内加入调理剂，所述的搅拌轴与搅拌电机的输出轴连接，所述的搅拌叶片安装在搅拌轴上，搅拌叶片末端向上弯曲，调理容器的出口设于其上部并与脱水机构相连通。采用调理剂可实现对污泥进行破壁和絮凝，将难于脱水的污泥内部水及吸附水释放出来，提高脱水效果，降低脱水后污泥的含水率；搅拌叶片和出口位置的特殊设计，便于将搅拌均匀的污泥从上端出口输送出。
作为优选，所述的脱水机构为碟螺脱水机，所述的碟螺脱水机由固定环与游动环相互层叠，螺旋轴贯穿其中形成的筒状过滤结构。螺旋轴在推送污泥的同时，推动游动环做圆周运动，具有自动清洁虑缝的功能，防止堵塞，从而确保脱水机持续稳定的运行。
作为优选，在脱水机构的出泥口设置压力调节器，所述的压力调节器安装在螺旋轴中心转轴的末端，压力调节器包括背板、调节弹簧和压力调节板，调节弹簧套设于螺旋轴中心转轴上，所述的压力调节板固定于螺旋轴中心转轴的端部可随其转动。由于在脱水机上设置了压力调节器，根据出泥含水率来设置压力，可污泥含水率控制在要求范围内。
作为优选，所述调理剂为由Fecl3和阳离子型高分子有机絮凝剂构成的联合调理剂，联合调理剂投加量为绝干污泥质量分数的0.4-0.6％。这一成分的调理剂，进一步提高了脱水效果。
附图说明
图1为本发明污泥抽取装置的俯视图；
图2为污泥抽取结构和污泥破碎结构的结构示意图。
图3为污泥破碎结构另一实施方式的示意图。
图4为本发明的结构框图。
图5为移动式污泥处理装置的结构示意图。
如图所示，1、浮体，2、承载平台，3、转子泵，4、抽取管道，5、第一电机，6、转轴，7、铰刀，8、牵引机构，8.1、第二电机，8.2、卷筒，8.3、拉绳，9、导轨，10、滚珠丝杠机构，11、连接器，12、吸入小孔，13、污泥池，14、套筒，15、刀架，16、污泥调理机构，16A、调理容器，16B、搅拌轴，16C、搅拌电机，16D、搅拌叶片，17、脱水机构，17A、螺旋轴，17B、中心转轴，18、移动平台，19、压力调节器，19A、背板，19B、调节弹簧，19C、压力调节板，20、出料接收器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不仅仅限于这些实施例。
本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。
如1-5图所示，本发明所涉及的一种移动式水体污水污泥抽取处理装置，包括污泥抽取装置和移动式污泥处理装置，
所述的污泥抽取装置包括浮体1、承载平台2和污泥清理机构，所述的承载平台2设置于浮体1上，所述的污泥清理机构安装在承载平台2上，污泥清理机构包括污泥抽取结构和污泥破碎结构，所述的污泥抽取结构包括转子泵3，所述的转子泵3上连接有用于抽取污泥的抽取管道4，所述的污泥破碎结构包括第一电机5、转轴6以及设置于转轴6末端的铰刀7，所述的抽取管道4和转轴6均向下延伸且二者等高。
所述的移动式污泥处理装置包括污泥调理机构16和脱水机构17，所述的污泥调理机构16和脱水机构17安装于移动平台18上；转子泵3抽取的污泥被送入污泥调理机构16，所述污泥调理机构16对污泥进行破壁和絮凝，经污泥调理机构16处理后的污泥再进入脱水机构17进行脱水处理。
所述的污泥抽取装置还包括带动浮体1运动的一对牵引机构8，所述的一对牵引机构8分设于浮体1的两侧，牵引机构包括第二电机8.1、卷筒8.2和拉绳8.3，所述的第二电机8.1的输出轴与卷筒8.2连接并带动卷筒8.2转动，所述的拉绳8.3的一端连接在浮体1上，另一端卷设在卷筒8.2上。
污泥抽取装置设有与牵引机构8一一对应的导轨9，所述的浮体1和牵引机构8可在导轨9上滑动以实现前后运动。
所述的承载平台2与浮体1可升降连接，承载平台2通过滚珠丝杠机构10相对浮体上下运动。
所述的抽取管道4和转轴6之间通过连接器11固定连接。
所述的抽取管道4的末端为刚性硬管，并在末端管壁设有多个吸入小孔12，所述的多个吸入小孔12总面积大于抽取管道4的横截面积。
所述的污泥调理机构16包括调理容器16A、搅拌轴16B、搅拌电机16C和搅拌叶片16D，使用时在调理容器16A内加入调理剂，所述的搅拌轴16B与搅拌电机16C的输出轴连接，所述的搅拌叶片16D安装在搅拌轴16B上，搅拌叶片16D末端向上弯曲，调理容器16A的出口设于其上部并与脱水机构17相连通。
所述的脱水机构17为碟螺脱水机，所述的碟螺脱水机由固定环与游动环相互层叠，螺旋轴17A贯穿其中形成的筒状过滤结构。
在脱水机构17的出泥口设置压力调节器19，所述的压力调节器19安装在螺旋轴中心转轴17B的末端，压力调节器包括背板19A、调节弹簧19B和压力调节板19C，调节弹簧19B套设于螺旋轴中心转轴17B上，所述的压力调节板19C固定于螺旋轴中心转轴17B的端部可随其转动。
所述调理剂为由Fecl3和阳离子型高分子有机絮凝剂构成的联合调理剂，联合调理剂投加量为绝干污泥质量分数的0.4-0.6％，Fecl3和阳离子型高分子有机絮凝剂质量比为3∶5，为较佳比例，但不限于这一实施比例。
图1示意了本发明的俯视状况，可见浮体1由两个浮筒组成，分别位于承载平台2的下方两侧，滚珠丝杠机构10与浮筒一一对应，实现承载平台2在浮体1上的升降，但不限于本实施方式，例如，可仅设一个滚珠丝杠机构10，而另一侧只设供承载平台升降的通道即可。需要说明的是，附图1中的污泥池13仅仅是为了示意，其大小与本发明之比例并非精确比例。与牵引机构8一一对应的导轨9可分设于污泥池13的两对岸，当然也可以铺设于水体上。而牵引机构8与导轨9可滑动连接，即整个牵引机构8仅在导轨方向存在自由度。
图2示意了污泥抽取结构和污泥破碎结构的具体结构，污泥抽取结构和污泥破碎结构均固定安装于承载平台2上。转子泵3架设在承载平台2上方，抽取管道4作为转子泵的进口管，抽取管道4向下穿过承载平台2至两浮筒之间的水体中，转子泵3的出口管用于接污泥的后续处理装置。由于转轴6与抽取管道4等高，故也随之下伸至两浮筒之间的水体中。转轴6带动铰刀7转动从而破碎和软化抽取管道4附近的污泥，以使抽取管道4顺利吸取污泥。抽取管道4的进口采用特殊的设计：抽取管道4下端口封闭，改由侧壁进口，制成吸入小孔12，所有吸入小孔12的总面积大于抽取管道横截面积。第一电机5通过减速器与转轴6连接。为了定位和固定，在抽取管道4与转轴6之间采用连接器11，连接器的结构有很多，如采用抱箍连接，在此不做赘述。
如图3所示，对于污泥破碎结构还存在一种较优的实施方式，所述的转轴6为软轴，软轴末端设有用于固定软轴的套筒，并在软轴末端设有用于安装铰刀的刀架，所述的刀架上安装铰刀7。套筒通过连接器与抽取管道连接。软轴是指兼具柔韧性和刚性的轴。这样的设计，便于调节和安装。
如图4所示，所述的污泥抽取装置浮在水体中(如污泥池)，移动式污泥处理装置则置于岸上，由控制***控制各个机电部件，污泥调理机构16和脱水机构17安装于移动平台18上，经脱水机构17脱水后的污泥进入出料接收器20，出料接收器用于存储脱水后的污泥。
如图5所示，示意了污泥调理机构16与脱水机构17的连接，污泥调理机构16出口位于其上部，并与脱水机构的尾部连通。污泥调理机构16整体倾斜，自尾部往前自下而上放置。出料接收器位于脱水机构17污泥口的正下方。
基于上述水体污泥清理装置，可形成一种水体污泥清理方法，包括以下步骤：
1)根据水体中污泥深度，调节滚珠丝杠机构，以调整承载平台的高度，从而将抽取管道和带有铰刀的转轴伸至污泥处；
2)开启转子泵和第二电机，抽取管道在转子泵的动力下抽取污泥，第二电机带动转轴上的铰刀对抽取管道附近的污泥进行破碎和软化处理；
3)当完成当前位置的污泥清理后，浮体在牵引机构的带动下，向两侧移动(这里所指的向两侧移动并非同时向两侧移动，而是向一侧并完成该方向的清理，则再向另一侧移动并完成清理)，并抽取途径位置水体底部的污泥；
4)以上步骤中，又转子泵抽取的污泥进入污泥调理机构，在污泥调理机构中加入有调理剂，所述污泥调理机构对污泥进行破壁和絮凝，经污泥调理机构处理后的污泥再进入脱水机构17进行脱水处理；
上述步骤已经能够完成污泥抽取和清理，但还存在优化的空间，为了更好地完成污泥清理，可进一步增加以下步骤：
在步骤2)后，重新调节承载平台的高度，以适应相应位置污泥的清理。原因在于，在一固定高度进行污泥清理后，污泥较厚，则需进一步下降承载平台，使抽取管道和转轴随之下降，以求对当前位置的彻底清理。
在步骤3)后，使得牵引机构带动清理装置沿导轨前后运动，从而完成对整个水体污泥的清理。在这个过程中，同样需要调整承载平台的高度，因为不同区域水体的深度有所不同。
在步骤4)中，在脱水机构工作中，脱水后的污泥往前推进，施压于设置在出泥口压力调节器，从而推进背板以压迫调节弹簧，达到设定调节弹簧压力后，从而打开污泥口，使污泥进入出料接收器。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：包括污泥抽取装置和移动式污泥处理装置，所述的污泥抽取装置包括浮体(1)、承载平台(2)和污泥清理机构，所述的承载平台(2)设置于浮体(1)上，所述的污泥清理机构安装在承载平台(2)上，污泥清理机构包括污泥抽取结构和污泥破碎结构，所述的污泥抽取结构包括转子泵(3)，所述的转子泵(3)上连接有用于抽取污泥的抽取管道(4)，所述的污泥破碎结构包括第一电机(5)、转轴(6)以及设置于转轴(6)末端的铰刀(7)，所述的抽取管道(4)和转轴(6)均向下延伸且二者等高；所述的移动式污泥处理装置包括污泥调理机构(16)和脱水机构(17)，所述的污泥调理机构(16)和脱水机构(17)安装于移动平台(18)上；转子泵(3)抽取的污泥被送入污泥调理机构(16)，所述污泥调理机构(16)对污泥进行破壁和絮凝，经污泥调理机构(16)处理后的污泥再进入脱水机构(17)进行脱水处理。
2.根据权利要求1所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的污泥抽取装置还包括带动浮体(1)运动的一对牵引机构(8)，所述的一对牵引机构(8)分设于浮体(1)的两侧，牵引机构包括第二电机(8.1)、卷筒(8.2)和拉绳(8.3)，所述的第二电机(8.1)的输出轴与卷筒(8.2)连接并带动卷筒(8.2)转动，所述的拉绳(8.3)的一端连接在浮体(1)上，另一端卷设在卷筒(8.2)上。
3.根据权利要求1或2所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的污泥抽取装置设有与牵引机构(8)一一对应的导轨(9)，所述的浮体(1)和牵引机构(8)可在导轨(9)上滑动以实现前后运动。
4.根据权利要求1所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的承载平台(2)与浮体(1)可升降连接，承载平台(2)通过滚珠丝杠机构(10)相对浮体上下运动。
5.根据权利要求1或2所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的抽取管道(4)的末端为刚性硬管，并在末端管壁设有多个吸入小孔(12)，所述的多个吸入小孔(12)总面积大于抽取管道(4)的横截面积。
6.根据权利要求1所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的污泥调理机构(16)包括调理容器(16A)、搅拌轴(16B)、搅拌电机(16C)和搅拌叶片(16D)，使用时在调理容器(16A)内加入调理剂，所述的搅拌轴(16B)与搅拌电机(16C)(16D)，使用时在调理容器(16A)内加入调理剂，所述的搅拌轴(16B)与搅拌电机(16C)的输出轴连接，所述的搅拌叶片(16D)安装在搅拌轴(16B)上，搅拌叶片(16D)末端向上弯曲，调理容器(16A)的出口设于其上部并与脱水机构(17)相连通。
7.根据权利要求6所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述的脱水机构(17)为碟螺脱水机，所述的碟螺脱水机由固定环与游动环相互层叠，螺旋轴(17A)贯穿其中形成的筒状过滤结构。
8.根据权利要求6或7所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：在脱水机构(17)的出泥口设置压力调节器(19)，所述的压力调节器(19)安装在螺旋轴中心转轴(17B)的末端，压力调节器包括背板(19A)、调节弹簧(19B)和压力调节板(19C)，调节弹簧(19B)套设于螺旋轴中心转轴(17B)上，所述的压力调节板(19C)固定于螺旋轴中心转轴(17B)的端部可随其转动。
9.根据权利要求6所述的移动式水体污水污泥抽取处理装置，其特征在于：所述调理剂为由Fecl3和阳离子型高分子有机絮凝剂构成的联合调理剂，联合调理剂投加量为绝干污泥质量分数的0.4-0.6％。
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