申请日2017.06.03
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号B01D25/164; B01D25/19; B01D35/06; C02F11/12
摘要
本发明涉及一种基于电磁力的污水污泥脱水减量化方法，基于污水污泥脱水装置，所述污水污泥脱水装置包括前端副滤板(7)、后端副滤板(19)、中间主滤板(11)、中间副滤板(10)、电磁铁芯(4)和电磁线圈(5)，所述的电磁线圈(5)卷设于相应的电磁铁芯(4)上，形成电磁模块，所述的前端副滤板(7)的外侧设有电磁模块，所述后端副滤板(19)的内侧设有电磁模块，所述的前端副滤板(7)和后端副滤板(19)之间设有多个滤板模块，每个滤板模块包括一个中间主滤板(11)、一个中间副滤板(10)和一个电磁模块，并经第一阶段脱水、第二阶段脱水和卸泥阶段。本发明采用电磁力，具有无需液压系统、能耗低，脱水后污泥含水率较低的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，包括前端副滤板(7)、后端副滤板(19)、中间主滤板(11)、中间副滤板(10)、电磁铁芯(4)和电磁线圈(5)，所述的电磁线圈(5)卷设于相应的电磁铁芯(4)上，形成电磁模块，所述的前端副滤板(7)的外侧设有电磁模块，所述后端副滤板(19)的内侧设有电磁模块，所述的前端副滤板(7)和后端副滤板(19)之间设有多个滤板模块，每个滤板模块包括一个中间主滤板(11)、一个中间副滤板(10)和一个电磁模块，所述的一个中间主滤板(11)和一个中间副滤板(10)分别固定在该电磁模块的两端，所述多个滤板模块的中间主滤板朝向前端副滤板(7)，多个滤板模块的中间副滤板(10)朝向后端副滤板(19)，使得副滤板与主滤板一一对应配合，形成多个压滤腔室，污水污泥通过进泥管(1)进入所述压滤腔室;
所述的脱水方法包括以下步骤：
第一阶段脱水：向电磁模块中的电磁线圈通入第一电流，保持其所产生的电磁力能将主副滤板吸合到一起，使得压滤腔室闭合并对其进行限位，对所述电磁线圈断电;将污水污泥注入压滤腔室内，在进料压力作用下实现第一阶段脱水;
第二阶段脱水：再次对电磁模块中的电磁线圈通电，通入第二电流，方向与吸合时的电流方向相同，所述第二电流大于所述第一电流，所述第二电流增加来使得主副滤板之间的压力增加，通过电磁模块对滤板的电磁吸合力，实现第二阶段脱水;
卸泥阶段：先解除对压滤腔室的限位，改变部分电磁线圈的电流方向，使得所有的压滤腔室的电磁力都会变成斥力，在斥力的作用下主副滤板会脱离开来，以实现卸泥。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的中间主滤板(11)的外圈上设置有密封圈(9)，并在中间主滤板(11)上依次自内向外依次设置加强衬(21)和滤布(22)。
3.根据权利要求2所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：由进气主管(8)连接多根进气支管(6)，所述多根进气支管(6)对应地与多个压滤腔室连通，用于从进气主管中通入高压气体并通过进气支管(6)进入相应的压滤腔室。
4.根据权利要求3所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：在所述第二阶段脱水中，向压滤腔室内通入高压气体，通过进气支管进入滤板上的进气孔、并对加强衬上的滤布上进行反吹，实现滤布清洗和以水蒸气形式带走部分水分。
5.根据权利要求3所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的前端副滤板(7)、中间主滤板(11)、中间副滤板(10)和后端副滤板(19)依次通过连杆机构连接，以在电磁模块的电磁力作用下实现联动。
6.根据权利要求5所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的连杆机构包括主连杆(12)和副连杆(13)，所述的主连杆(12)安装在奇数块中间副滤板(10)的旋转中轴(17)上，所述的副连杆(13)安装在偶数块中间副滤板(10)的旋转中轴(17)上，主连杆(12)和副连杆(13)通过铰链连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的前端副滤板(7)、中间主滤板(11)和中间副滤板(10)上均分别设置有用于排出滤出水分的滤板排水管(25)。
8.根据权利要求1所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的限位由所述限位装置实现，在所述的奇数块中间副滤板(10)设有限位装置(14)，所述的限位装置包括限位块电磁铁芯(14-1)、限位块线圈(14-2)、弹簧挡板(14-3)、复位弹簧(14-4)、滑轨(14-5)和滑块(14-6)，所述的每个限位装置(14)中的滑轨(14-5)固定在中间副滤板(10)上，以实现在滑块(14-6)伸出后能准确限定主连杆(12)旋转的角度，从而限定了中间副滤板(10)和中间主滤板(11)的距离，所述的限位块电磁铁芯(14-1)固定在滑块上，所述的弹簧挡板(14-3)固定在滑轨，所述的复位弹簧(14-4)用于连接滑块(14-6)和滑轨(14-5)。
9.根据权利要求8所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的滑块(14-6)尾部是磁性物质，当限位块线圈(14-2)得电后滑块(14-6)和滑轨(14-5)产生相对运动，同时压缩复位弹簧(14-4)，滑块(14-6)前端伸出卡住主连杆(12)。
10.根据权利要求1所述的一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，其特征在于：所述的减量化脱水装置还包括除尘装置(15)，所述除尘装置(15)通过负压将高压气体带来的污泥粉尘吸到除尘装置(15)而除去。
说明书
基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法
技术领域
本发明涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法。
背景技术
现有技术中，市场上出现较多的污泥深度脱水设备是隔膜板框压滤机，脱水时，效率较低，压榨压力仅为1.6MPa，其压榨由高压水泵将水注入隔膜板框内部，鼓胀隔膜来减小滤室面积，隔膜板框靠板框的塑性变形来挤压;隔膜板框压缩比小，相对工作周期长。另外，市面上常见的弹性压榨板框其结构构造上，过滤板都是一个整体的注塑模件，过滤板容易受损变形，而且损坏后的过滤板需要整体更换，使得维护成本较高，更重要的是，由于结构特点及压榨压力不高，当前采用该隔膜板框压滤机可能将市政污泥压榨脱水至60%左右，比之前的板框压滤机含水率降低不少，主要原因是因为隔膜鼓胀对污泥产生二次压榨，即污泥压滤腔室为可变腔室，但是该设备需要添加绝干泥量30%左右的石灰和铁盐，从而大大增加了污泥的量，而且添加的石灰及氯化铁等对污泥后续的处理处置带来不利的影响，违背污泥处理处置的减量化及无害化原则。
当前还有一种超高压弹性压榨污泥脱水机，该设备主要包括高压油缸、超高压滤板、配板、弹簧介质、专用滤布、后端副滤板、推板、主梁等组成，该超高压压榨板框包括滤框、滤板、滤布、工作室、弹簧和活塞板，弹簧设置于滤框和滤板之间，活塞板设置在工作室和滤板之间，使得滤板通过活塞板对工作室产生压缩作用。压榨板脱水过程主要分为两级，第一级是由进料泵将物料输送到滤室，进料的同时借助进料泵的压力进行固液分离，即一次过滤脱水;第二级是弹性压榨，设备的一端固定，另一端通过液压油缸施加外界压力，通过弹性传力装置(弹簧)压缩滤室空间对物料进行压榨进行二次脱水。通过对污泥进行超高压压榨，压榨压力在5MPa左右，高压油泵需要提供25-30MPa左右的压力，可将污泥含水率降至50%左右。同样，该超高压弹性压榨机通过设置弹簧来实现对污泥压榨腔室体积的改变来实现超高压挤压，由于弹簧经常完成伸长-压缩等过程，需要承受交变载荷，弹簧容易发生疲劳破坏，弹簧是一种易损件，而且每组板框之间需要10-20个高强度弹簧，50-100块板框则需要将近1000-2000个高强度弹簧，而且，对弹簧进行挤压时还需要克服弹簧初始的弹力作用，二次压榨时污泥所受到实际的压榨压力要比超高压油泵提供给的压力小。例如，进料压力为1MPa时，弹簧必须提供大于1MPa弹力，使得滤板和滤框之间能保持腔室的最大化，当进料压榨结束时，高压泵对污泥进行第二次高压压榨时，必须要克服弹簧开始所具有的弹力，此部分压力为消耗的压力，从而导致高压泵对污泥所产生的压力要小于实际上的压力。
目前市场还有一种超高压隔膜板框压滤机，该设备为在原先的隔膜板框压滤机上的升级，通过在隔膜内注射10MPa的水对污泥提供将近10MPa的压力，也是为二级压榨过程，即开始通过进料压力，然后在隔膜内注射高压液体，对隔膜进行鼓胀进一步对污泥进行压榨脱水，经过该设备脱水后市政污泥含水率可降至50%左右。该设备存在一个主要问题是隔膜在如此高的压力及大变形下，隔膜的使用寿命问题。
上述隔膜板框压滤机、高压弹性机等设备都是通过高压油缸来实现对污泥压榨脱水提供动力的，需要配置专门的一套液压系统，而且当是高压压榨时，液压系统压力很高。卸泥时需要将滤板拉开，这就要求配置一个专门的拉板器将滤板一块一块拉开，拉板效率较低，时间长，影响整个工作时间。
通过以上分析，可以看出，要实现污泥的深度脱水必须要实现污泥压榨腔室体积的可变性，同时对污泥进行高压压榨。不管是隔膜板框压滤机还是超高压弹性压榨机都具有污泥压榨腔室的可变性，但是目前污泥深度脱水设备存在以下几个主要问题：(1)普通的隔膜板框压滤机的污泥压榨压力较小，超高压隔膜板框压滤机压榨压力足够，但是隔膜的寿命问题;(2)超高压弹性压榨机依靠弹簧来是实现污泥压榨腔室体积的变化，弹簧易损坏而且会消耗大量的压榨压力;(3)压力越大，在紧贴在滤板上的污泥就越结实，容易形成一层密实的污泥层，该污泥层粘结在滤布上，增大水分排出阻力，影响脱水效果;(4)由于污水污泥具有的高压缩性、高含水率及污水污泥含有毛细水、吸附水及内部水导致的污泥脱水困难的特点，完全采用机械压力很难对污泥进行高深度脱水，使得污泥含水率达到一个较低的水平。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的易损件多，能耗高，油缸压力要求高的技术问题，提出一种采用电磁力、无需液压系统的基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，降低了装置复杂度，节省了成本和能耗。
本发明的技术解决方案是，提供一种基于电磁力的污水污泥减量化脱水方法，基于污水污泥减量化脱水装置，所述污水污泥减量化脱水装置包括前端副滤板、后端副滤板、中间主滤板、中间副滤板、电磁铁芯和电磁线圈，所述的电磁线圈卷设于相应的电磁铁芯上，形成电磁模块，所述的前端副滤板的外侧设有电磁模块，所述后端副滤板的内侧设有电磁模块，所述的前端副滤板和后端副滤板之间设有多个滤板模块，每个滤板模块包括一个中间主滤板、一个中间副滤板和一个电磁模块，所述的一个中间主滤板和一个中间副滤板分别固定在该电磁模块的两端，所述多个滤板模块的中间主滤板朝向前端副滤板，多个滤板模块的中间副滤板朝向后端副滤板，使得副滤板与主滤板一一对应配合，形成多个压滤腔室，污水污泥通过进泥管进入所述压滤腔室;。
所述的前端副滤板、中间主滤板、中间副滤板和后端副滤板依次通过连杆机构连接，以在电磁模块的电磁力作用下实现联动;
所述的脱水方法包括以下步骤：
第一阶段脱水：向电磁模块中的电磁线圈通入第一电流，保持其所产生的电磁力能将主副滤板吸合到一起，使得压滤腔室闭合并对其进行限位，对所述电磁线圈断电;将污水污泥注入压滤腔室内，在进料压力作用下实现第一阶段脱水;
第二阶段脱水：再次对电磁模块中的电磁线圈通电，通入第二电流，方向与吸合时的电流方向相同，所述第二电流大于所述第一电流，所述第二电流增加来使得主副滤板之间的压力增加，通过电磁模块对滤板的电磁吸合力，实现第二阶段脱水;
卸泥阶段：先解除对压滤腔室的限位，改变部分电磁线圈的电流方向，使得所有的压滤腔室的电磁力都会变成斥力，在斥力的作用下主副滤板会脱离开来，以实现卸泥。
可选的，所述的中间主滤板的外圈上设置有密封圈，并在中间主滤板上依次自内向外依次设置加强衬和滤布。
可选的，由进气主管连接多根进气支管，所述多根进气支管对应地与多个压滤腔室连通，用于从进气主管中通入高压气体并通过进气支管进入相应的压滤腔室。
可选的，在所述第二阶段脱水中，向压滤腔室内通入高压气体，通过进气支管进入滤板上的进气孔、并对加强衬上的滤布上进行反吹，实现滤布清洗和以水蒸气形式带走部分水分。
可选的，所述的前端副滤板、中间主滤板、中间副滤板和后端副滤板依次通过连杆机构连接，以在电磁模块的电磁力作用下实现联动。
可选的，所述的连杆机构包括主连杆和副连杆，所述的主连杆安装在奇数块中间副滤板的旋转中轴上，所述的副连杆安装在偶数块中间副滤板的旋转中轴上，主连杆和副连杆通过铰链连接。
可选的，所述的前端副滤板、中间主滤板和中间副滤板上均分别设置有用于排出滤出水分的滤板排水管。
可选的，所述的限位由所述限位装置实现，在所述的奇数块中间副滤板还设有限位装置，所述的限位装置包括限位块电磁铁芯、限位块线圈、弹簧挡板、复位弹簧、滑轨和滑块，所述的每个限位装置中的滑轨固定在中间副滤板上，以实现在滑块伸出后能准确限定主连杆旋转的角度，从而限定了中间副滤板和中间主滤板的距离，所述的限位块电磁铁芯固定在限位滑块上，所述的弹簧挡板固定在滑轨，所述的复位弹簧用于连接滑块和滑轨。
可选的，所述的滑块尾部是磁性物质，当限位块线圈得电后滑块和滑轨产生相对运动，同时压缩复位弹簧，滑块前端伸出卡住主连杆。
可选的，所述的减量化脱水装置还包括除尘装置，所述除尘装置通过负压将高压气体带来的污泥粉尘吸到除尘装置而除去。
采用以上方法，与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)通过电磁场提供强大的压榨力对污泥进行压榨，而无需液压力及液压系统，另外，通过改变电磁线圈的电流方向，将电磁铁的吸力变为斥力，自动拉板，无需拉板器;(2)通过中间主滤板、密封圈、中间副滤板、加强衬和滤布之间配合的结构，构成的封闭的体积可变的腔体，满足污泥的高压缩性特性，不存在采用弹簧、隔膜等易损件，提高设备可靠性及使用寿命;(3)采用高压进泥泵，该进泥泵为高压柱塞泵，通过该高压进料压力可对污泥进行第一次进料压力脱水，然后再通过增加线圈电流，加大电磁力使得主副压滤板之间压力逐步增大，对污泥进行逐步的加压，进行第二阶段压榨脱水;(4)由于污泥内还有部分水分不能通过机械方式去除，本方案采用了高压气体发生器及组件，通过高压气体作用，将污泥内机械方式难以脱除的水分通过高压气流方式带走，即实现机械压榨及气流双效作用，从而进一步降低污泥的水分，达到污泥深度减量化目的。
