公布日：2023.08.22
申請日：2023.04.13
分類號：C02F11/14(2019.01)I;C02F11/121(2019.01)I;B01F33/82(2022.01)I
摘要
本發明涉及污泥濃縮系統，其包括濃縮筒、濾網筒、攪拌結構、出泥結構，其中攪拌結構第一攪拌單元、上下依次間隔分布在濃縮筒內的多級攪拌單元，該多級攪拌單元所形成的污泥攪動方式不同；污泥濃縮系統還包括多級加藥管，其中每級加藥管與每級攪拌單元一一對應分布，各級加藥管分別位于各級攪拌單元的上方，且上下相鄰兩級加藥管的藥劑流動方向保持相交。本發明不僅在多元化的攪拌過程中完成藥劑與污泥處于相對分散中均勻混合以破壞污泥細胞壁；而且能夠實現藥劑和污泥多角度和全方位的混合，同時出泥結構，不僅增加出泥效率，而且還有利于環形濾布之間的擠壓脫水。
權利要求書
1.一種污泥濃縮系統，其包括濃縮筒、濾網筒、攪拌結構、出泥結構，其中所述濃縮筒沿著上下方向分布，濾網筒固定安裝在所述濃縮筒內且兩者內外壁面之間形成濾水腔，所述攪拌結構包括上下延伸且位于所述濾網筒內部的第一攪拌單元，所述第一攪拌單元繞著豎直方向軸線轉動并呈螺旋片式相對貼設在所述濾網筒內壁，所述出泥結構將濃縮后污泥向上環形濾布和下環形濾布之間的擠壓通道傳輸，且所述出泥結構包括安裝在濃縮筒底部且能夠調節出泥厚度的出泥壓板，其特征在于：所述攪拌結構還包括位于所述第一攪拌單元下方且上下依次間隔分布在所述濃縮筒內的多級攪拌單元，其中所述多級攪拌單元所形成的污泥攪動方式不同，且所述污泥攪動方式包括污泥在上下方向攪動以形成的分散攪拌、自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；所述出泥結構還包括設置在所述濃縮筒和出泥壓板底部且沿著水平方向延伸的網孔擠壓板、用于支撐和安裝所述網孔擠壓板的底撐架，所述下環形濾布自內環面滑動并貼合在所述網孔擠壓板上，且沿著所述網孔擠壓板長度方向的后端部向前端部延伸中，所述濃縮筒、所述出泥壓板、所述上環形濾布依次布局在所述網孔擠壓板的上方，其中所述網孔擠壓板依次與濃縮筒和出泥壓板匹配形成筒底和出泥通道，所述出泥通道的出口和所述擠壓通道的入口在所述網孔擠壓板長度方向相對隔開并連通設置；所述污泥濃縮系統還包括自所述濃縮筒外伸入且自上而下依次間隔分布的多級加藥管，其中每級加藥管與每級攪拌單元一一對應分布，各級加藥管分別位于各級攪拌單元的上方，且上下相鄰兩級加藥管的藥劑流動方向保持相交。
2.根據權利要求1所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述多級攪拌單元包括上下間隔分布的所述第二攪拌單元和所述第三攪拌單元，其中所述第二攪拌單元繞著豎直方向軸線轉動并將污泥在上下方向攪動以形成分散攪拌，所述第三攪拌單元繞著水平方向轉動并將污泥自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；所述多級加藥管包括沿著自身長度方向間隔分布有多個加藥孔的第一加藥管和第二加藥管。
3.根據權利要求2所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述第一攪拌單元和所述第二攪拌單元同軸且同步轉動連接，所述第一攪拌單元的螺旋片內側形成流道，在污泥向下傳輸中，污泥內部受擠壓所產生的泥水向流道匯聚并沿著螺旋傳輸污泥反方向向頂部流動，然后濾至濾水腔。
4.根據權利要求2所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述第一加藥管有多根，且繞著所述第二攪拌單元的攪拌軸間隔分布，每根第一加藥管外端部為加藥端，內端部封閉；多根所述第一加藥管上的所述加藥孔以攪拌軸的中心為圓心呈環形分布，其中多個環之間的直徑變化呈等差數列分布。
5.根據權利要求4所述的污泥濃縮系統，其特征在于：各所述第一加藥管沿著長度方向形成自圓柱形管的上下兩側切割形成切割面，所述切割面呈上下對齊的平面或者自上下兩側向內凹陷的內凹面，各所述加藥孔分別自所述切割面的端面垂直向內延伸并與所述第一加藥管的內部管腔連通。
6.根據權利要求2所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述第二加藥管位于所述第三攪拌單元所形成攪拌中心的上方，且所述第二加藥管自圓柱形管的底部切割形成切割面，各所述加藥孔分別自所述切割面垂直向上延伸并與所述第二加藥管的內部管腔連通。
7.根據權利要求6所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述第二加藥管為直管，且橫穿所述濃縮筒的中心且兩端部分布冒出所述濃縮筒的相對兩側，其中所述第二加藥管的冒出端部均為加藥端。
8.根據權利要求6或7所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述第三攪拌單元包括同步且相向攪拌的兩組攪拌槳，兩組攪拌槳形成兩個環形攪拌區，兩個環形攪拌區相交設置，所述切割面水平設置，所述加藥孔的中心線與兩個環形攪拌區所形成相交區域上下交點的連線相對重合。
9.根據權利要求1所述的污泥濃縮系統，其特征在于：在上下方向所述擠壓通道的入口的高度大于所述出泥通道的出口的高度；和/或，所述出泥通道的出口和所述擠壓通道的入口之間的距離小于或等于所述擠壓通道的長度。
10.根據權利要求1所述的污泥濃縮系統，其特征在于：所述擠壓通道的前部與擠壓滾筒的底部相切，且所述上環形濾布在內、所述下環形濾布在外相對貼合和纏繞在所述擠壓滾筒上；和/或，所述網孔擠壓板的前端由后向前逐漸向下傾斜形成送料端，所述上環形濾布和下環形濾布與所述擠壓滾筒所形成的切點位于所述送料端的前后端部之間；和/或，在所述底撐架底部還設有沿著所述網孔擠壓板長度方向延伸的泥水接漏槽。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的污泥濃縮系統。
為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：
一種污泥濃縮系統，其包括濃縮筒、濾網筒、攪拌結構、出泥結構，其中濃縮筒沿著上下方向分布，濾網筒固定安裝在濃縮筒內且兩者內外壁面之間形成濾水腔，攪拌結構包括上下延伸且位于濾網筒內部的第一攪拌單元，第一攪拌單元繞著豎直方向軸線轉動并呈螺旋片式相對貼設在濾網筒內壁，出泥結構將濃縮后污泥向上環形濾布和下環形濾布之間的擠壓通道傳輸，且出泥結構包括安裝在濃縮筒底部且能夠調節出泥厚度的出泥壓板，特別是，攪拌結構還包括位于第一攪拌單元下方且上下依次間隔分布在濃縮筒內的多級攪拌單元，其中多級攪拌單元所形成的污泥攪動方式不同，且污泥攪動方式包括污泥在上下方向攪動以形成的分散攪拌、自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；出泥結構還包括設置在濃縮筒和出泥壓板底部且沿著水平方向延伸的網孔擠壓板、用于支撐和安裝網孔擠壓板的底撐架，下環形濾布自內環面滑動并貼合在網孔擠壓板上，且沿著網孔擠壓板長度方向的后端部向前端部延伸中，濃縮筒、出泥壓板、上環形濾布依次布局在網孔擠壓板的上方，其中網孔擠壓板依次與濃縮筒和出泥壓板匹配形成筒底和出泥通道，出泥通道的出口和擠壓通道的入口在網孔擠壓板長度方向相對隔開并連通設置；污泥濃縮系統還包括自濃縮筒外伸入且自上而下依次間隔分布的多級加藥管，其中每級加藥管與每級攪拌單元一一對應分布，各級加藥管分別位于各級攪拌單元的上方，且上下相鄰兩級加藥管的藥劑流動方向保持相交。
優選地，多級攪拌單元包括上下間隔分布的第二攪拌單元和第三攪拌單元，其中第二攪拌單元繞著豎直方向軸線轉動并將污泥在上下方向攪動以形成分散攪拌，第三攪拌單元繞著水平方向轉動并將污泥自側邊向中部攪動以形成上下方向混合攪拌；多級加藥管包括沿著自身長度方向間隔分布有多個加藥孔的第一加藥管和第二加藥管。在此，通過兩級攪拌，不同改變污泥的運動方向，使得濃縮筒內污泥相對均勻的進行濃縮。
優選地，第一攪拌單元和第二攪拌單元同軸且同步轉動連接，第一攪拌單元的螺旋片內側形成流道，在污泥向下傳輸中，污泥內部受擠壓所產生的泥水向流道匯聚并沿著螺旋傳輸污泥反方向向頂部流動，然后濾至濾水腔。此結構設計，一方面簡化動力輸出結構；另一方面在第二攪拌單元所形成分散下，更有利于污泥內部水沿著螺旋片向流道匯聚以濾至濾水腔。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第一加藥管有多根，且繞著第二攪拌單元的攪拌軸間隔分布，優選地，第一加藥管有四根或五根或六根(或更多根)，其能夠同時且同步向污泥內部通入藥劑，使得更均勻的完成污泥和藥劑的混合，每根第一加藥管外端部為加藥端，內端部封閉。進一步的，第一加藥管有四根，且呈十字型分布，第二攪拌單元的攪拌軸自十字型的中心穿過，同時，四根第一加藥管上的加藥孔以攪拌軸的中心為圓心呈環形分布，其中多個環之間的直徑變化呈等差數列分布。在此，通過加藥孔的間隔分布，使得加藥區域得到有效劃分，尤其所形成加藥區域呈環狀，且在下筒體的徑向上全面覆蓋，使藥劑相對均勻與污泥混合。
優選地，各第一加藥管沿著長度方向形成自圓柱形管的上下兩側切割形成切割面，各加藥孔分別自切割面的端面垂直向內延伸并與第一加藥管的內部管腔連通。在此，通過切割面的設置，一方面考慮到污泥沿著柱形管向上或向下運動時，部分污泥會沿著切線方向運動，少量污泥貼合切割面上下運動，因此，自加藥孔噴出的藥劑很容易沖散貼合切割面上的污泥以形成分散間隙，即，藥劑能夠更有效的與污泥進行分散混合；另一方面切割面的設置，有利于加藥孔的成型加工(此外，還能夠減少加藥孔被堵塞的概率)。
在一些具體實施方式中，切割面呈上下對齊的平面或者自上下兩側向內凹陷的內凹面。考慮上述的分散混合效果，從理論上分析內凹面會更好(但是存在卡泥，不便清洗)，然而，切割面為平面更方便實際使用。
在一些具體實施方式中，每相鄰兩根第一加藥管之間所形成的加藥區對應分布一個切割面。此設計，能夠更好的完成藥劑混合。當加藥時，自各第一加藥管的外端部通入藥劑，并在壓力推送下自加藥孔噴出，其中噴出的藥劑沖散切割面所接觸的污泥以形成分散間隙，藥劑沿著分散間隙的周向擴散并與上下分散的污泥混合。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，第二加藥管位于第三攪拌單元所形成攪拌中心的上方，且所述第二加藥管自圓柱形管的底部切割形成切割面，各所述加藥孔分別自所述切割面垂直向上延伸并與所述第二加藥管的內部管腔連通，當加藥時，自第二加藥管的外端部通入藥劑，并在壓力推送下自加藥孔向下噴出，其中噴出的藥劑沖散切割面所接觸的污泥以形成分散間隙，藥劑沿著分散間隙的周向擴散并與向中部攪動的污泥混合。該加藥管的位置分布很重要，因為自兩側向中部攪動的污泥分別沿著柱形管兩側向中部匯聚，因此，處于切割面下方的污泥相對松動，進而方便自加藥孔噴出的藥劑很容易沖散貼合切割面上的污泥以形成分散間隙，即，藥劑能夠更有效的與污泥進行分散混合，同時該切割面的設置，有利于加藥孔的成型加工(此外，還能夠減少加藥孔被堵塞的概率)。
優選地，第二加藥管為直管，且橫穿所述濃縮筒的中心且兩端部分布冒出濃縮筒的相對兩側，其中第二加藥管的冒出端部均為加藥端，且加藥時，自兩個加藥端同時通入藥劑。在此兩端同時加藥，不僅能夠使得藥劑充分混合后再噴出，而且噴出的壓力足以滿足混合需要，更有利于藥劑的自分散間隙相四周擴散。
進一步的，第三攪拌單元包括同步且相向攪拌的兩組攪拌槳，兩組攪拌槳形成兩個環形攪拌區，兩個環形攪拌區相交設置，切割面水平設置，所述加藥孔的中心線與兩個環形攪拌區所形成相交區域上下交點的連線相對重合。在此布局下，更有利于藥劑在上下方向完成攪拌混合。
優選地，第三攪拌單元的各攪拌槳包括攪拌軸、沿著攪拌軸長度方向間隔分布多個攪拌槳葉，兩個攪拌軸平行且關于第二加藥管左右對齊設置，兩組攪拌槳的攪拌槳葉之間相對錯位分布。不僅能夠起到攪拌混合作用，而且有利于出泥效率的提升。
優選地，沿著攪拌軸的軸向投影中，攪拌槳葉呈十字分布，且形成環形攪拌區，兩組攪拌槳的兩個環形攪拌區相交設置。
此外，第二攪拌單元包括與第一攪拌單元同軸且同步運動的攪拌軸、沿著攪拌軸徑向延伸且上下傾斜設置的多個攪拌葉片，多個攪拌葉片中部分向內傾斜、部分向外傾斜，且在上下方向形成上分散槳葉和下分散槳葉。因此，第一攪拌單元和第二攪拌單元共用一個動力單元，而且，在污泥上下運動中更好的完成藥劑和污泥混合。
優選地，上分散槳葉和下分散槳葉結構相同，均包括中心線呈十字分布四個攪拌葉片，其中位于同一中心線方向的兩個攪拌葉片相交設置，使得向上和向下運動部分污泥能夠相對換位分散，不僅能夠很好的完成污泥和藥劑的混合，而且延遲污泥往下流動的時間進而改善混合品質。在一些具體實施方式中，位于同一中心線方向的兩個所述攪拌葉片形成一葉片組，兩個所述葉片組之間上下錯位分布。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，在上下方向擠壓通道的入口的高度大于出泥通道的出口的高度；同時，出泥通道的出口和擠壓通道的入口之間的距離小于或等于擠壓通道的長度。在此一方面通過高度的設計，在滿足高效率出泥前提下，污泥更順暢地進入擠壓通道；另一方面通過間隔距離和擠壓通道的長度對比，不僅提高出泥率，而且使得污泥相對松散狀態下進入擠壓通道，更有利于擠壓脫水。
在一些具體和優選的實施方式中，上環形濾布繞過傳輸輥的兩端部分別向上和向前延伸，其中纏繞在傳輸輥上的上環形濾布部分與下方所述下環形濾布之間形成擠壓通道的入口，向前延伸的上環形濾布部分與下方下環形濾布之間形成擠壓通道。這樣一來保持底部網孔擠壓板不變，通過傳輸輥和網孔擠壓板所形成以輥面形成逐漸變小的入口，從而方便污泥的進料。
在一些具體和優選的實施方式中，向前延伸的上環形濾布部分上下傾斜設置，且與下方下環形濾布之間形成高度由后向前逐漸變小直至相對貼合。使得進入上下環形濾布之間的污泥在相對貼合的濾布之間擠壓。
在一些具體和優選的實施方式中，出泥壓板自上而下傾斜設置，且與網孔擠壓板之間的距離沿著出泥方向逐漸變小設置。
根據本發明的又一個具體實施和優選方面，擠壓通道的前部與擠壓滾筒的底部相切，且上環形濾布在內、下環形濾布在外相對貼合和纏繞在擠壓滾筒上。在此，通過相切配合，將下環形濾布保持水平狀態下貼向擠壓滾筒，不僅避免了上、下環形濾布出現過渡張緊或變形，而且有利于進入擠壓通道的污泥初步擠壓后再經過擠壓滾筒進行深度擠壓。
優選地，網孔擠壓板的前端由后向前逐漸向下傾斜形成送料端，上環形濾布和下環形濾布與擠壓滾筒所形成的切點位于送料端的前后端部之間。優選地，切點位于送料端中部的上方，此時所形成效果最佳，更有利于下環形濾布保持與擠壓滾筒相切的前提下，脫離網孔擠壓板，進而提供足夠的預擠壓力，同時，更有利于下環形濾布的傳動。
此外，在濃縮筒底部的后端和兩側分別設有端擋泥板和側擋泥板，其中端擋泥板垂直所述網孔擠壓板且貼合在下環形濾布的上表面；側擋泥板自端擋泥板的兩端向前延伸并位于出泥壓板的相對兩側；其中側擋泥板的下端貼合在下環形濾布的上表面。有效地的進行污泥阻擋，也便于下環形濾布的移動。
優選地，在底撐架底部還設有沿著網孔擠壓板長度方向延伸的泥水接漏槽。通過泥水接漏槽的設置，有效的將出泥和擠壓污泥所采用的泥水收集。
具體的，泥水接漏槽的槽底上下傾斜設置，且泥水接漏槽所形成的接漏區覆蓋污泥擠壓區和污泥濃縮區。優選地，泥水接漏槽的槽底沿著出泥方向所形成槽深逐步增大，即，將所接漏的泥水向前端部匯聚；當然，泥水接漏槽的槽底也可以沿著出泥反方向所形成槽深逐步增大，即，將所接漏的泥水向后端部匯聚，至于接漏區覆蓋，能夠將污泥所脫出的泥水收集，更有利于污泥的脫水。
由于以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點：
現有污泥濃縮系統不能同時滿足多元化攪拌、藥劑與污泥充分混合以破壞污泥細胞壁、濃縮出水率和出泥效率高等要求，同時濾布構成的出泥結構，無法同時形成有效和持續的擠壓力、濾布自身的張緊和傳輸之間相互影響、污泥無法順暢進入擠壓通道等缺陷，而本申請通過對濃縮系統的結構進行整體設計巧妙地解決了現有結構的各種不足。采取該裝置，污泥進入濃縮區后，先經過螺旋葉片的攪拌將泥水分離，污泥向下推送，泥水濾至濾水腔，接著逐級加入藥劑，并通過對應級別的攪拌形成污泥與藥劑在不同運動方向中完成混合，以破壞污泥的細胞壁，提高污泥濃縮的出水率，同時濃縮后的污泥通過底部下環形濾布的帶動自出泥壓板所形成出泥通道中排出，然后內部處于相對蓬松狀態下，繼續向前運動并進入擠壓通道進行擠壓，因此，與現有的結構相比，采用本申請的濃縮系統，一方面不僅能夠實施多元化的攪拌，而且在攪拌過程中完成藥劑與污泥處于相對分散中均勻混合，非常有利于藥劑對污泥細胞壁的破壞，以提升污泥濃縮的出水率；另一方面通過藥劑噴入方向相交、并與所對應區的污泥運動方向相交或/和相同，以實現藥劑和污泥多角度和全方位的混合；第三方面通過多級攪拌的設置，還能夠有效地加大出泥效率；第四方面以下環形濾布所形成齊平有效的基準支撐下，能夠有效和持續提供擠壓力對污泥進行擠壓，而且上下環形濾布的張緊和傳輸不受影響；第五方面通過出泥通道和擠壓通道的隔開且連通，使得濃縮后的污泥在相對松散的狀態下，污泥不僅能夠順暢進入擠壓通道，而且更以利于后期濾布之間的擠壓脫水，同時也增加濃縮后污泥的出泥效率。
（發明人：王方清;吳亮亮;莊利華;王浩程;楊對國）
