基於微細粉末的汙泥脫水處理設備的製作方法

2023-11-08 12:42:11 1

本實用新型涉及汙泥脫水技術領域，特別涉及一種基於微細粉末的汙泥脫水處理設備。

背景技術：

隨著汙水處理廠的大批建成和投產，汙水處理率逐步提高，但同時也產生了大量的汙泥。汙水處理廠產生的汙泥含水率較高，一般在80％以上，需要進一步處理使其幹度提高，減量化後使其更有利於汙泥的資源化利用。

工業生產也會產生大量的汙泥，如陶瓷工業產生的拋光汙泥，玻璃行業產生的磷酸鈣汙泥等，這些汙泥具有顆粒粒徑小、比表面積大等特徵，若能進行合理利用，其資源化利用將具有廣闊的應用前景且成本較低。

在有機物含量較高的汙泥(特別是活性汙泥)深度脫水處理中，單純的機械脫水並不能達到理想的脫水效果，通常要加入調理劑來改善脫水效率。而目前使用的一些調理劑(如石灰等)調理後的汙泥呈強鹼性，導致脫水後的汙泥應用價值減小，同時這些調理劑成本較高，不能回收利用，增加了汙泥脫水的成本。

由於汙泥種類較多，很多情況下，若能加以適當處理，多種汙泥之間因為性質的不同，一種汙泥可以調理另一種汙泥，從而可以降低使用其它藥劑成本，達到以汙治汙的目的，減輕對環境的影響，對汙泥脫水和資源化利用也具有重要的意義。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種處理成本低、脫水效率高的基於微細粉末的汙泥脫水處理設備。

本實用新型的技術方案為：一種基於微細粉末的汙泥脫水處理設備，包括沿汙泥輸送方向依次連接的混合調質裝置、深度脫水裝置、破碎裝置、乾燥裝置和振動篩，振動篩上設有小粒徑汙泥出口和大粒徑汙泥出口。其中，混合調質裝置用於對待處理汙泥及微細粉末、調理劑進行混合均勻，使其形成混合物；深度脫水裝置用於對混合物進行深度脫水處理，使其形成含水率為20-60％的低含水量汙泥；破碎裝置用於將低含水量汙泥進行破碎處理，使其形成破碎汙泥；乾燥裝置用於對破碎汙泥進行堆幹、風乾或烘乾處理，一般可採用翻轉式風乾機或帶式風乾機、或者烘乾機等，也可採用堆幹裝置將其自然堆幹，使破碎汙泥的含水率進一步降低；振動篩用於對破碎汙泥進行篩分處理，從而獲得可重複利用作為微細粉末的小顆粒汙泥粉末。任意相鄰兩臺裝置之間，通過皮帶輸送裝置進行連接和物料傳送。

所述混合調質裝置包括混合室、轉軸、電機和支撐架，電機和混合室固定於支撐架上，混合室內設有轉盤，電機的輸出端設有轉軸，轉軸末端伸入混合室後與轉盤連接，轉盤的上表面分布有若干凸齒，轉盤的下表面分布有若干撥料筋，混合室的上部設有固體物料入口和溶液入口，混合室的一側設有混合物料出口。該裝置使用時，待處理汙泥和微細粉末從固體物料入口進入混合室，若需要加入調理劑，則將調理劑製成溶液後從溶液入口加入至混合室中，電機帶動轉盤不斷旋轉，在混合室內，隨著轉盤的轉動，待處理汙泥、微細粉末和調理劑由轉盤中心逐漸流向轉盤的外周邊沿，並在該流動過程中通過凸齒的作用實現混合均勻，形成的混合物隨著轉盤的轉動會沿轉盤外周與混合室之間的空間流向轉盤下方，由轉盤底部的撥料筋推向混合物料出口。

所述混合調質裝置中，固體物料入口呈漏鬥狀結構，固體物料入口設於混合室的中心上部；溶液入口呈環繞於固體物料入口外周的環形管狀結構，環形管狀結構底部分布有多個溶液分口；混合物料出口成方管狀結構，混合物料出口與混合室形成「q」型結構。

所述深度脫水裝置包括布料器、上履帶、下履帶、上濾網和下濾網，上濾網內側設有上履帶，下濾網內側設有下履帶，下濾網水平設置，上濾網傾斜設於下濾網上方，沿汙泥的輸送方向，上濾網與下濾網之間的距離逐漸變小，上濾網與下濾網之間形成楔形脫水區域；上濾網的長度小於下濾網，布料器和上濾網分別位於下濾網的兩端。其中，布料器可採用與現有壓濾機相同結構的布料器，為了適應不同種類汙泥的使用，還可以通過在上濾網和下濾網之間設置角度調節機構，從而調節上濾網和下濾網之間的夾角以適應不同種類汙泥的工藝需求，上濾網和下濾網之間的夾角一般為2～15°。該裝置使用時，其工作原理為：混合物隨著下履帶及下濾網的移動進入楔形脫水區域，此時混合物所受壓力逐漸增大，混合物的體積不斷減小；而上濾網與下濾網之間的夾角大小取決於混合物的脫水速度需求，脫水速度越快，則角度越大，該角度一般可在2～15°之間設定(通過角度調節機構進行調整設定即可)，楔形脫水區的長度依據汙泥物料的種類及汙泥物料的脫水時間來設計，長度可在2～6米之間選擇設計。

通過上述設備實現的基於微細粉末的汙泥脫水處理方法，包括以下步驟：

(1)將含水率為85％以下的待處理汙泥和含水率為10-40％的微細粉末進行混合，得到含水率為80％以下的混合物；

(2)將混合物送入深度脫水裝置進行脫水，得到含水率為20-60％的低含水量汙泥；

(3)將低含水量汙泥進行破碎，再進行堆幹、風乾或烘乾，得到含水率為5-20％的破碎汙泥；

(4)將破碎汙泥進行篩分，得到小粒徑汙泥粉末和大粒徑汙泥顆粒，小粒徑汙泥粉末作為微細粉末循環使用。

所述步驟(1)中，將待處理汙泥和微細粉末進行混合時，還可依據汙泥的不同性質適當加入調理劑，以增加絮凝作用，改善汙泥脫水性能。

所述調理劑為絮凝類調理劑，一般採用PAC或PAM等。

所述待處理汙泥為含有有機物的汙泥，待處理汙泥的固含量中，有機物佔20％以上，一般為市政汙泥、印染汙泥或其他含有機物的工業汙泥。

所述微細粉末為無機的工業廢棄物或工業汙泥，微細粉末的顆粒大小為400目以上，一般為拋光汙泥、磷酸鈣汙泥、廢陶瓷破碎粉末或微細砂粒等。

所述步驟(4)中，採用振動篩對破碎汙泥進行篩分，振動篩的篩孔目數大於150目。

上述基於微細粉末的汙泥脫水處理方法的機理為：微細粉末侵入待處理汙泥的顆粒中，破壞顆粒內部的水分與顆粒之間的結合力，同時水分被微細粉末顆粒奪取，將待處理汙泥顆粒中的胞間水變成自由水，從而實現改變汙泥脫水性能的目的，使汙泥易於脫水。

本實用新型相對於現有技術，具有以下有益效果：

本基於微細粉末的汙泥脫水處理方法與傳統脫水處理方法相比較，利用微細粉末對汙泥進行調理，可避免使用調理劑或使用少量調理劑即可，可大幅度降低調理劑的使用，由試驗證明，調理劑的使用量可降低50％以上。

本基於微細粉末的汙泥脫水處理方法及設備使用時，先將微細粉末與待處理汙泥進行混合，再對其進行深度脫水，與傳統脫水處理方法相比，其汙泥幹度增加10-30％，汙泥脫水效率也得到較大程度的提高，由試驗證明，其最終產量可提高一倍以上。

本基於微細粉末的汙泥脫水處理方法及設備，利用微細粉末對汙泥進行調理，達到以汙治汙的目的，有效減少環境汙染，減少環境負擔。

附圖說明

圖1為本基於微細粉末的汙泥脫水處理設備的原理示意圖。

圖2為本基於微細粉末的汙泥脫水處理設備中混合調質裝置的結構示意圖。

圖3為本基於微細粉末的汙泥脫水處理設備中深度脫水裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。

實施例

本實施例一種基於微細粉末的汙泥脫水處理方法，待處理汙泥採用含水率為75-80％的市政汙泥，微細粉末採用含水率為15-20％的陶瓷拋光汙泥，調理劑採用PAC。其中，PAC的加入量為市政汙泥重量的0.5-2％，市政汙泥與陶瓷拋光汙泥的重量比例為10:1。

其處理過程如圖1所示，包括以下步驟：

(1)將市政汙泥、陶瓷拋光汙泥和調理劑進行混合，得到混合物；

(2)將混合物送入深度脫水裝置，在2-6Mpa的高壓下進行脫水，得到含水率為50-55％的低含水量汙泥；

(3)將低含水量汙泥進行破碎，再進行堆幹、風乾或烘乾，得到含水率為8-12％的破碎汙泥；

(4)採用250-350目的振動篩將破碎汙泥進行篩分，得到小粒徑汙泥粉末和大粒徑汙泥顆粒，小粒徑汙泥粉末作為微細粉末循環使用。

上述基於微細粉末的汙泥脫水處理方法的機理為：微細粉末侵入待處理汙泥的顆粒中，破壞顆粒內部的水分與顆粒之間的結合力，同時水分被微細粉末顆粒奪取，將待處理汙泥顆粒中的胞間水變成自由水，從而實現改變汙泥脫水性能的目的，使汙泥易於脫水。

本實施實現上述方法的基於微細粉末的汙泥脫水處理設備，包括沿汙泥輸送方向依次連接的混合調質裝置、深度脫水裝置、破碎裝置、乾燥裝置和振動篩，振動篩上設有小粒徑汙泥出口和大粒徑汙泥出口，小粒徑汙泥出口與混合調質裝置連接。其中，混合調質裝置用於對待處理汙泥及微細粉末、調理劑進行混合均勻，使其形成混合物；深度脫水裝置用於對混合物進行深度脫水處理，使其形成含水率為20-60％的低含水量汙泥；破碎裝置用於將低含水量汙泥進行破碎處理，使其形成破碎汙泥；乾燥裝置用於對破碎汙泥進行堆幹或風乾處理，一般可採用翻轉式風乾機或帶式風乾機、或者烘乾機等，也可採用堆幹裝置將其自然堆幹，使破碎汙泥的含水率進一步降低；振動篩用於對破碎汙泥進行篩分處理，從而獲得可重複利用作為微細粉末的小顆粒汙泥粉末。任意相鄰兩臺裝置之間，通過皮帶輸送裝置進行連接和物料傳送。

其中，混合調質裝置的結構如圖2所示，包括混合室1、轉軸3、電機4和支撐架5，電機和混合室固定於支撐架上，混合室內設有轉盤2，電機的輸出端設有轉軸，轉軸末端伸入混合室後與轉盤連接，轉盤的上表面分布有若干凸齒2-1，轉盤的下表面分布有若干撥料筋2-2，混合室的上部設有固體物料入口6和溶液入口7，混合室的一側設有混合物料出口8。該裝置使用時，待處理汙泥和微細粉末從固體物料入口進入混合室，若需要加入調理劑，則將調理劑製成溶液後從溶液入口加入至混合室中，電機帶動轉盤不斷旋轉，在混合室內，隨著轉盤的轉動，待處理汙泥、微細粉末和調理劑由轉盤中心逐漸流向轉盤的外周邊沿，並在該流動過程中通過凸齒的作用實現混合均勻，形成的混合物隨著轉盤的轉動會沿轉盤外周與混合室之間的空間流向轉盤下方，由轉盤底部的撥料筋推向混合物料出口。其中，混合調質裝置中，固體物料入口呈漏鬥狀結構，固體物料入口設於混合室的中心上部；溶液入口呈環繞於固體物料入口外周的環形管狀結構，環形管狀結構底部分布有多個溶液分口7-1；混合物料出口成方管狀結構，混合物料出口與混合室形成「q」型結構。

深度脫水裝置的結構如圖3所示，包括布料器(圖中未顯示)、上履帶9、下履帶10、上濾網11和下濾網12，上濾網內側設有上履帶，下濾網內側設有下履帶，下濾網水平設置，上濾網傾斜設於下濾網上方，沿汙泥的輸送方向，上濾網與下濾網之間的距離逐漸變小，上濾網與下濾網之間形成楔形脫水區域；上濾網的長度小於下濾網，布料器和上濾網分別位於下濾網的兩端。其中，布料器可採用與現有壓濾機相同結構的布料器，為了適應不同種類汙泥的使用，還可以通過在上濾網和下濾網之間設置角度調節機構，從而調節上濾網和下濾網之間的夾角以適應不同種類汙泥的工藝需求，上濾網和下濾網之間的夾角一般為2～15°。該裝置使用時，其工作原理為：混合物13隨著下履帶及下濾網的移動進入楔形脫水區域，此時混合物所受壓力逐漸增大，混合物的體積不斷減小；而上濾網與下濾網之間的夾角大小取決於混合物的脫水速度需求，脫水速度越快，則角度越大，該角度一般可在2～15°之間設定(通過角度調節機構進行調整設定即可)，楔形脫水區的長度依據汙泥物料的種類及汙泥物料的脫水時間來設計，長度可在2～6米之間選擇設計。

上述基於微細粉末的汙泥脫水處理設備中，破碎裝置、乾燥裝置和振動篩均可採用相應的傳統裝置即可。

如上所述，便可較好地實現本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，並非用來限定本實用新型的實施範圍；即凡依本實用新型內容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權利要求所要求保護的範圍所涵蓋。