具有螺旋過濾面的脫水裝置的製作方法

2023-04-26 07:28:11 1

本實用新型涉及汙泥脫水技術領域，具體而言，涉及具有螺旋過濾面的脫水裝置。

背景技術：

現有的汙泥脫水技術主要有以下三種：1)熱力脫水：利用熱煙氣、熱蒸汽等熱源烘烤汙泥，使汙泥中水分蒸發，降低汙泥含水量。經熱力脫水後汙泥含水量降到30％以下，利於後續利用和處置，但投資及運行成本很高，能源利用率低。2)機械脫水(板框式汙泥脫水機、帶式汙泥脫水機、離心汙泥脫水機、疊氏汙泥脫水機、螺旋壓榨脫水機等)：利用擠壓原理強制擠出汙泥中的水分。機械脫水的投資小，裝置簡單易操作，但不能脫除結合水，經傳統機械脫水方法處理的汙泥含水率仍有80％左右，不能滿足後續利用及填埋的要求；3)化學調理+隔膜板框：先加入大量生石灰、鐵鹽，添加物質量佔到汙泥幹基總質量的20％以上，然後加入，絮凝膠體、蛋白等，然後進入隔膜板框進行機械脫水。所需設備簡易，可將汙泥含水率控制在60％左右；但由於添加物量佔到汙泥幹基20％以上，汙泥量不降反增，增加了後續裝置處理負荷及運輸成本，降低了汙泥的熱值，不利於焚化等處理方法。

機械脫水是常用的脫水方法，其中，螺旋壓榨脫水機是一種常用的機械脫水裝置，螺旋壓榨脫水機的轉軸和螺旋葉片安裝在由濾網組成的圓筒中，從脫水原料的入口至出口方向螺旋葉片與圓筒內壁之間的容積逐漸變小，使得汙泥也逐漸被壓縮。通過壓縮使汙泥中的固體和液體分離，液體通過濾網的網孔後，經殼體與圓筒之間的導流通道流向脫水機下方的液體收集槽後排至機器外部。

由於殼體內壁的比表面積有限，因此濾筒的過濾面積最大值也小於殼體內壁的比表面積，因此汙泥中的很大一部分水分難以與濾筒接觸，且接觸的時間非常短暫，因此所得幹泥的含水量較高，脫水效率較差。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在於提供一種螺旋過濾面-電滲透複合脫水裝置，以解決現有技術中的脫水裝置存在的脫水效率低的問題。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種具有螺旋過濾面的脫水裝置，包括殼體和位於殼體內的轉軸，所述殼體上設有汙泥入口和乾料出口，所述轉軸包括具有出水口的第一桿體，所述第一桿體內部設有導流通道，所述第一桿體杆壁上設有貫穿杆壁的導流孔；所述第一桿體的外壁設有螺旋過濾面，所述螺旋過濾面與殼體之間的體積沿著所述轉軸的出水口方向逐漸減小，脫水原料經螺旋過濾面壓縮和過濾所得的液體依次流經導流孔、導流通道，最後從出水口排出，脫水原料經螺旋過濾面壓縮和截留所得的乾料從乾料出口排出。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述螺旋過濾面包括相對設置的第一過濾面和第二過濾面及形成於第一過濾面和第二過濾面之間的空腔，所述空腔與所述導流孔導通，脫水原料經螺旋過濾面壓縮和過濾所得的液體依次流經空腔、導流孔、導流通道，最後從出水口排出。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述轉軸還包括第二桿體，所述第二桿體的外壁設有第一螺旋葉片。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述殼體內部的第一螺旋葉片的轉動空間呈圓柱形；所述第一螺旋葉片的螺距大於所述螺旋過濾面的螺距和/或所述第一螺旋葉片的外徑大於所述螺旋過濾面的外徑。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，還包括加電系統；所述加電系統包括負極接頭、陽極板和正極接頭，所述負極接頭與轉軸連接，所述陽極板位於殼體內壁，所述正極接頭與陽極板連接並貫穿殼體。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述陽極板與螺旋過濾面相配合的配合面上設有絕緣層；所述螺旋過濾面的外徑與絕緣層之間的距離為8-12mm。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述螺旋過濾面的內表面設有支撐導流網。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述第一桿體上設有螺旋狀的凸起，所述凸起的一側與所述支撐導流網連接，所述凸起的另一側與所述螺旋過濾面連接。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述殼體內部的螺旋過濾面的轉動空間為錐形；和/或所述螺旋過濾面的螺距沿著所述轉軸的出水口方向逐漸減小。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述螺旋過濾面採用金屬間化合物多孔膜；所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為0.1-1μm，厚度為0.3-0.5mm。

作為上述具有螺旋過濾面的脫水裝置的進一步改進，所述乾料的含水率≤60％；所述液體的濁度≤1Ntu。

本實用新型的具有螺旋過濾面的脫水裝置具有螺旋過濾面，即過濾面呈沿轉軸延伸的螺旋狀分布，不僅可以對脫水原料進行壓縮，而且具有多個螺旋狀的過濾單元，因此過濾面積顯著增加，同時脫水原料可以逐級與螺旋過濾面的每一層螺旋過濾單元相接觸，顯著延長脫水原料與螺旋過濾面的接觸面積，從而顯著提升脫水效率。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的說明。本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的具體實施方式、示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為實施例1-2的具有螺旋過濾面的脫水裝置的示意圖。

圖2為圖1中A處的一種局部剖視圖。

圖3為圖1中A處的另一種局部剖視圖。

圖4為實施例3-4的具有螺旋過濾面的脫水裝置的示意圖。

圖5為圖4中B處的局部剖視圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的具體實施方式、實施例以及其中的特徵可以相互組合。現將參考附圖並結合以下內容詳細說明本實用新型。

為了使本領域技術人員更好的理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型具體實施方式、實施例中的附圖，對本實用新型具體實施方式、實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的具體實施方式、實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施方式、實施例，都應當屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的一種典型的實施方式中，具有螺旋過濾面的脫水裝置，包括殼體1和位於殼體1內的轉軸2，所述殼體1上設有脫水原料入口11和乾料出口12，所述轉軸2包括具有出水口20的第一桿體21，所述第一桿體21內部設有導流通道210，所述第一桿體21桿壁上設有貫穿杆壁的導流孔211；所述第一桿體21的外壁設有螺旋過濾面3，所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小，脫水原料經螺旋過濾面3壓縮和過濾所得的液體依次流經導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出，脫水原料經螺旋過濾面3壓縮和截留所得的乾料從乾料出口12排出。

上述脫水裝置中，螺旋過濾面3的過濾面積遠高於現有技術中的由濾網組成的圓筒的過濾面積，同時脫水原料可以逐級與螺旋過濾面3的每一層螺旋狀的過濾單元相接觸，顯著延長脫水原料與螺旋過濾面3的接觸面積，實現同時被壓縮和過濾，從而顯著提升脫水效率。

為了實現本實用新型的技術方案，使所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小，可以採用但是不限於下述的結構：所述殼體1內的螺旋過濾面3的轉動空間為錐形，同時使所述螺旋過濾面3的螺距沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小，從而使脫水原料同時被壓縮和過濾，顯著提升脫水效率。

優選地，所述螺旋過濾面3的內表面設有支撐導流網4。該支撐導流網4優選為具有多孔結構的金屬網，一來可以對液體進行導流，二來可以對螺旋過濾面3進行支撐，使其保持穩定的形狀，從而使液體的流動通道體積保持穩定，降低液體的流動阻力，從而使脫水過程保持穩定和高效率。進一步優選地，所述第一桿體21上設有螺旋狀的凸起212，所述凸起212的一側與所述支撐導流網4連接，所述凸起212的另一側與所述螺旋過濾面3連接。通過設置凸起212，可以增加第一桿體21與支撐導流網4和螺旋過濾面3的連接面積，使結構的強度更高。

優選地，所述螺旋過濾面3採用金屬間化合物多孔膜；所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為0.1-1μm，厚度為0.3-0.5mm。該金屬間化合物多孔膜具有優異的耐腐蝕性能，並且具有金屬的特徵，可與轉軸2焊接並可作為電極，非常適合於作為本實用新型的螺旋過濾面3的過濾介質。

在本實用新型的優選的實施方式中，所述螺旋過濾面3包括相對設置的第一過濾面31和第二過濾面32及形成於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔，所述空腔與所述導流孔211導通，脫水原料經螺旋過濾面3壓縮和過濾所得的液體依次流經空腔、導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出。該螺旋過濾面3包括上下兩個過濾面，因此可進一步提升螺旋過濾面3的過濾面積，提升脫水效率。

優選地，所述支撐導流網4設於所述第一過濾面31和第二過濾面32的相向內側，以達到最好的支撐效果和導流效果。

優選地，所述第一過濾面31和第二過濾面32均採用金屬間化合物多孔膜；所述第一過濾面31和第二過濾面32的平均孔徑為0.1-1μm，厚度為0.3-0.5mm。該金屬間化合物多孔膜具有優異的耐腐蝕性能，並且具有金屬的特徵，可與轉軸2焊接並可作為電極，非常適合於作為本實用新型的螺旋過濾面3的過濾介質。

在本實用新型的優選的實施方式中，所述轉軸2還包括第二桿體22，所述第二桿體22的外壁設有第一螺旋葉片51。所述第二桿體22的第一螺旋葉片51採用無孔的鋼板即可、第二桿體22採用實心或空心的杆體均可，其作用是實現對脫水原料的預壓縮，提升第一桿體21上螺旋過濾面3的過濾效率和壓縮效率。

優選地，所述殼體1內部的第一螺旋葉片51的轉動空間呈圓柱形，所述第一螺旋葉片51的螺距大於所述螺旋過濾面3的螺距和/或所述第一螺旋葉片51的外徑大於所述螺旋過濾面3的外徑，便於降低預壓縮的能耗。

在本實用新型的優選的實施方式中，還包括加電系統；所述加電系統包括負極接頭61、陽極板62和正極接頭63，所述負極接頭61與轉軸2連接，所述陽極板62位於殼體1內壁，所述正極接頭63與陽極板62連接並貫穿殼體1。

脫水原料中的固相對水來說都帶有輕微的負電荷，但固相和周圍介質溶液作為一個整體是電中性的，為了平衡這些負電荷，固相表面必會吸附介質溶液中帶有相反電荷的陽離子。固相表面的負電荷與其吸附的周圍介質中的反離子構成雙電層，在電場作用下，固相表面吸附的陽離子攜帶水分向陰極的螺旋過濾面3移動。到達螺旋過濾面3表面後，水分在電場力及螺旋過濾面3的壓縮力的共同作用下穿過螺旋過濾面3，汙泥固體被螺旋過濾面3攔截，以此進一步提升脫水效率。

優選地，所述陽極板62與螺旋過濾面3相配合的配合面上設有絕緣層64；所述螺旋過濾面3的外徑與絕緣層64之間的距離為8-12mm；以達到良好的絕緣效果，提升電場的穩定性和安全性。

需要說明的是，上述金屬件化合物多孔膜可以採用中國實用新型專利CN104759629A所公布的柔性多孔金屬箔。

下面結合實施例進一步說明本實用新型的有益效果。

實施例1

如圖1和圖2所示的具有螺旋過濾面3的脫水裝置，包括殼體1和位於殼體1內的轉軸2，所述殼體1上設有脫水原料入口11和乾料出口12，所述轉軸2包括具有出水口20的第一桿體21，所述第一桿體21內部設有導流通道210，所述第一桿體21桿壁上設有貫穿杆壁的導流孔211；所述第一桿體21的外壁設有螺旋過濾面3，所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。

還包括支撐導流網4，所述第一桿體21上設有螺旋狀的凸起212和第二螺旋葉片52，該凸起212與第二螺旋葉片52之間的間隙與所述導流孔211導通，所述支撐導流網4的一側與凸起212焊接，另一側與所述第二螺旋葉片52焊接；所述凸起212的一側與所述支撐導流網4焊接，另一側與所述螺旋過濾面3焊接；所述螺旋過濾面3的靠近第一桿體21的一側與所述凸起212焊接，另一側與第二螺旋葉片52焊接並形成位於螺旋過濾面3和第二螺旋葉片52之間的空腔。所述第二螺旋葉片52為鋼板。所述殼體1內部的螺旋過濾面3的轉動空間為錐形，所述螺旋過濾面3的螺距沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述螺旋過濾面3採用金屬間化合物多孔膜，所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為0.1μm，厚度為0.3mm。

使用時，使轉軸2呈一定速率轉動，然後從脫水原料入口11往殼體1內通入脫水原料，脫水原料經螺旋過濾面3的壓縮和過濾所得的液體依次流經空腔、導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出；其中，所得液體的濁度≤1Ntu，可直接回用於景觀、澆灌用水。脫水原料經螺旋過濾面3的壓縮和截留所得的乾料從殼體1下方的乾料出口12排出；其中，所得乾料的含水率保持在40-60％以內。

實施例2

如圖1和圖3所示的具有螺旋過濾面3的脫水裝置，包括殼體1和位於殼體1內的轉軸2，所述殼體1上設有脫水原料入口11和乾料出口12，所述轉軸2包括具有出水口20的第一桿體21，所述第一桿體21內部設有導流通道210，所述第一桿體21桿壁上設有貫穿杆壁的導流孔211；所述第一桿體21的外壁設有螺旋過濾面3，所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述螺旋過濾面3包括相對設置的第一過濾面31和第二過濾面32及形成於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔，所述空腔與所述導流孔211導通。

還包括支撐導流網4，所述第一桿體21上設有兩個螺旋狀的凸起212，所述兩個凸起212之間的間隙與所述導流孔211導通，兩個凸起212的相向內側與所述支撐導流網4焊接，外側分別與第一過濾面31和第二過濾面32焊接。所述第一過濾面31和第二過濾面32的靠近第一桿體21的一側與所述凸起212焊接，另一側相互焊接為一體並形成位於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔。所述殼體1內部的螺旋過濾面3的轉動空間為錐形，所述螺旋過濾面3的螺距沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述第一過濾面31和第二過濾面32均採用金屬間化合物多孔膜，所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為0.5μm，厚度為0.4mm。

使用時，使轉軸2呈一定速率轉動，然後從脫水原料入口11往殼體1內通入脫水原料，脫水原料經螺旋過濾面3的壓縮和過濾所得的液體依次流經空腔、導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出；其中，所得液體的濁度≤1Ntu，可直接回用於景觀、澆灌用水。脫水原料經螺旋過濾面3的壓縮和截留所得的乾料從殼體1下方的乾料出口12排出；其中，所得乾料的含水率保持在40-60％以內。

實施例3

如圖3和圖4所示的具有螺旋過濾面3的脫水裝置，包括殼體1和位於殼體1內的轉軸2，所述殼體1上設有脫水原料入口11和乾料出口12，所述轉軸2包括第二桿體22和具有出水口20的第一桿體21；所述第二桿體22為實心結構，其外壁設有第一螺旋葉片51，該第一螺旋葉片51為鋼板；所述殼體1內部的第一螺旋葉片51的轉動空間呈圓柱形；所述第一桿體21內部設有導流通道210，其杆壁上設有貫穿杆壁的導流孔211，其外壁上設有螺旋過濾面3，所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述螺旋過濾面3包括相對設置的第一過濾面31和第二過濾面32及形成於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔，所述空腔與所述導流孔211導通。所述第一螺旋葉片51的螺距和外徑均大於所述螺旋過濾面3的螺距和外徑。

還包括支撐導流網4，所述第一桿體21上設有兩個螺旋狀的凸起212，所述兩個凸起212之間的間隙與所述導流孔211導通，兩個凸起212的相向內側與所述支撐導流網4焊接，外側分別與第一過濾面31和第二過濾面32焊接。所述第一過濾面31和第二過濾面32的靠近第一桿體21的一側與所述凸起212焊接，另一側相互焊接為一體並形成位於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔。所述殼體1內部的螺旋過濾面3的轉動空間為錐形，所述螺旋過濾面3的螺距沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述第一過濾面31和第二過濾面32均採用金屬間化合物多孔膜，所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為1μm，厚度為0.5mm。

使用時，使轉軸2呈一定速率轉動，然後從脫水原料入口11往殼體1內通入脫水原料，脫水原料首先經過第一螺旋葉片51的預壓縮，然後再經螺旋過濾面3的壓縮和過濾後得到液體和乾料，其中，所述液體依次流經空腔、導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出，該液體的濁度≤1Ntu，可直接回用於景觀、澆灌用水；所得乾料的含水率保持在40-60％以內。

實施例4

如圖3-5所示的具有螺旋過濾面3的脫水裝置，包括殼體1和位於殼體1內的轉軸2，所述殼體1上設有脫水原料入口11和乾料出口12，所述轉軸2包括第二桿體22和具有出水口20的第一桿體21；所述第二桿體22為實心結構，其外壁設有第一螺旋葉片51，該第一螺旋葉片51為鋼板；所述殼體1內部的第一螺旋葉片51的轉動空間呈圓柱形；所述第一桿體21內部設有導流通道210，其杆壁上設有貫穿杆壁的導流孔211，其外壁上設有螺旋過濾面3，所述螺旋過濾面3與殼體1之間的體積沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述螺旋過濾面3包括相對設置的第一過濾面31和第二過濾面32及形成於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔，所述空腔與所述導流孔211導通。所述第一螺旋葉片51的螺距和外徑均大於所述螺旋過濾面3的螺距和外徑。

還包括支撐導流網4，所述第一桿體21上設有兩個螺旋狀的凸起212，所述兩個凸起212之間的間隙與所述導流孔211導通，兩個凸起212的相向內側與所述支撐導流網4焊接，外側分別與第一過濾面31和第二過濾面32焊接。所述第一過濾面31和第二過濾面32的靠近第一桿體21的一側與所述凸起212焊接，另一側相互焊接為一體並形成位於第一過濾面31和第二過濾面32之間的空腔。所述殼體1內部的螺旋過濾面3的轉動空間為錐形，所述螺旋過濾面3的螺距沿著所述轉軸2的出水口20方向逐漸減小。所述第一過濾面31和第二過濾面32均採用金屬間化合物多孔膜，所述金屬間化合物多孔膜的平均孔徑為1μm，厚度為0.5mm。

還包括使所述螺旋過濾面3為陰極、所述殼體1為陽極的加電系統。所述加電系統包括負極接頭61、陽極板62和正極接頭63，所述負極接頭61與轉軸2連接，所述陽極板62位於殼體1內壁，所述正極接頭63與陽極板62連接並貫穿殼體1。所述陽極板62與螺旋過濾面3相配合的配合面上設有絕緣層64；所述螺旋過濾面3的外徑與絕緣層64之間的距離為12mm。

使用時，分別將所述正極接頭63和負極接頭61與電源的正極、負極連接，然後使轉軸2呈一定速率轉動，然後從脫水原料入口11往殼體1內通入脫水原料，脫水原料首先經過第一螺旋葉片51的預壓縮，然後在電場作用下，再經螺旋過濾面3的壓縮和過濾後得到液體和乾料，其中，所述液體依次流經空腔、導流孔211、導流通道210，最後從出水口20排出，該液體的濁度≤1Ntu，可直接回用於景觀、澆灌用水；所得乾料的含水率保持在40-60％以內。