公布日：2022.07.29
申请日：2022.03.31
分类号：C02F11/123(2019.01)I;C02F11/126(2019.01)I
摘要
本发明涉及立式污泥浓缩、脱水一体机，其包括污泥浓缩系统和污泥脱水系统，污泥浓缩系统包括浓缩单元、出泥单元，其中浓缩单元包括浓缩筒、滤网筒、搅拌机构；污泥脱水系统包括能够绕自身轴线转动的挤压滚筒、挤压板。本发明一方面通过多螺旋片式搅拌桨设置，不仅增加污泥浓缩的效率，而且便于浓缩区内部的水汇聚并上涌后滤至滤水区，进一步提升污泥浓缩的效率和效果，降低浓缩后污泥的水含量，也降低污泥后续脱水难度和脱水成本；另一方面通过弧形挤压通道长度的延伸，且厚度变化率小，有效地提升脱水率，同时在同向运动所形成的弧形挤压通道传输下，便于脱水后的污泥排出，从而进一步提高脱水效率。
权利要求书
1.一种立式污泥浓缩、脱水一体机，其包括污泥浓缩系统和污泥脱水系统，所述污泥浓缩系统包括浓缩单元、出泥单元，其中所述浓缩单元包括浓缩筒、滤网筒、搅拌机构，所述浓缩筒和所述滤网筒之间形成滤水区，所述搅拌机构位于所述滤网筒内并形成浓缩区，所述搅拌机构包括搅拌轴和搅拌桨；所述污泥脱水系统包括能够绕自身轴线转动的挤压滚筒、挤压板，其中所述挤压滚筒外壁与所述挤压板之间形成弧形挤压通道，所述弧形挤压通道具有进泥口和出泥口，所述弧形挤压通道长度为L，所述挤压滚筒的周长为C，其特征在于：所述搅拌桨包括多片相互交替缠绕在所述搅拌轴上的螺旋片，其中每片所述螺旋片外侧面贴合所述滤网筒内壁，且每片所述螺旋片的内侧形成有上下贯通的泥水通道孔，所述泥水通道孔沿着所述螺旋片缠绕方向延伸或者所述泥水通道孔有多个，且沿着所述螺旋片缠绕方向间隔分布，所述浓缩区内的水分别自所述搅拌桨与所述滤网筒之间、及自所述泥水通道孔向顶部运动后从所述滤网筒滤至所述滤水区；1/2C≤L≤5/6C，所述挤压板由环形滤带构成，所述弧形挤压通道在所述进泥口和所述出泥口所形成的厚度分别为h1和h2，其中h2＜h1，且自所述进泥口向所述出泥口的所述弧形挤压通道厚度逐渐变小，所述污泥脱水系统还包括设置在所述出泥口处的出泥导向通道，所述环形滤带与所述挤压滚筒的运动方向一致并将污泥自所述进泥口向所述出泥导向通道传输。
2.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：多片所述螺旋片的顶部和底部分别对齐设置；所述泥水通道孔位于所述螺旋片与所述搅拌轴的连接处。
3.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述泥水通道孔有多个，多片所述螺旋片上所述泥水通道孔沿着搅拌轴长度方向上下间隔且对齐分布。
4.根据权利要求3所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：多片所述螺旋片上所述泥水通道孔在水平面上的正投影为多个绕着搅拌轴中心均匀间隔分布的缺口。
5.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述浓缩单元还包括设置在所述滤水区且能够对所述滤网筒外周进行清洗的清洗机构，所述的搅拌轴包括轴本体、形成在轴本体上下端部的上轴体和下轴体，所述下轴体通过轴座与所述浓缩筒、所述滤网筒的底部相对转动连接，所述上轴体自所述滤网筒和所述浓缩筒顶部穿出设置，其中所述上轴体内部形成清洗液通道，所述的清洗机构包括位于所述滤网筒上方且与所述清洗液通道连通的第一清洗管路、自所述第一清洗管路远离所述上轴体端部向下延伸的第二清洗管路、以及排水管路和供水部件，所述的第一清洗管路沿着所述滤网筒的径向延伸，所述的第二清洗管路沿着所述滤网筒的轴向延伸。
6.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述浓缩筒顶部设有进泥通道，底部设有出泥通道，所述出泥单元包括位于两侧的第一侧板和第二侧板、位于两端的第一端板和第二端板，其中所述第一侧板和第二侧板、所述第一端板和第二端板构成一个自上而下且自两侧向内倾斜的出泥腔，所述出泥腔的上部与所述出泥通道相连通，所述第一侧板的下端部与污泥脱水系统的挤压滚筒贴合，所述出泥单元还包括自外向内弯折的弹簧板、多连杆互锁式调节组件，其中所述弹簧板的折边与所述第二侧板的下端面对齐，且所述弹簧板上部固定在所述第二侧板内侧或外侧，下部向下延伸并与所述第一侧板的下端部形成出泥口，所述多连杆互锁式调节组件在多连杆保持相对锁定状态下调整所述弹簧板下部相对所述挤压滚筒的距离以调节所述出泥口的大小。
7.根据权利要求6所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述调节组件包括沿着出泥口长度方向间隔分布的多个调节单体、用于将多个所述调节单体同步连接且同步调节的动力器，每个所述调节单体包括能够相对锁定的第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆，其中所述第一调节杆自中部转动设置；所述第二调节杆的一端部与所述第一调节杆的一端部转动连接、所述第二调节杆的另一端部固定在所述弹簧板下部的外侧；所述第三调节杆两端部分别与所述第二侧板和所述第一调节杆的转动中心转动连接，所述动力器作用在每根所述第一调节杆的另一端部，且用于驱动多根所述第一调节杆绕着转点同步转动调节。
8.根据权利要求7所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：在所述弹簧板下部的外侧固定设有第一连接座，在所述第二侧板的外侧固定设有第二连接座，所述第二调节杆自端部与所述第一连接座固定连接，所述第三调节杆自端部与所述第二连接座转动连接，其中第三调节杆两端部的转点、所述第二调节杆的转点三者构成闭合三角形。
9.根据权利要求8所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述动力器包括沿着所述出泥口长度方向延伸的动力压杆、与所述动力压杆一体设置且分别与每根所述第一调节杆远离所述弹簧板的端部活动连接的连接体、用于驱动所述动力压杆上下升降的驱动部，其中所述连接体在所述动力压杆的升降运动中拨动多根所述第一调节杆绕着转点转动。
10.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述环形滤带包括滤带本体、形成在所述滤带本体内的传输辊组，其中所述传输辊组辊包括多根绕着所述挤压滚筒中心间隔分布的挤压辊、出泥传输辊、中转传输辊，所述滤带本体套设在所述挤压辊、出泥传输辊、中转传输辊上且构成闭合的环形。
11.根据权利要求10所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述出泥传输辊与所述挤压滚筒同步传动连接，所述挤压滚筒与所述滤带本体同步运动。
12.根据权利要求10所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述污泥脱水系统还包括内部形成有与所述滤带本体、及所述挤压滚筒构成闭合挤压腔的挤压座；与所述挤压座的挤压腔连通的负压抽真空机构，其中自所述出泥口至所述出泥传输辊之间的所述滤带本体与所述挤压座之间形成所述出泥导向通道，所述负压抽真空机构保持所述挤压腔内形成负压，挤压所脱出的水被抽出所述挤压腔。
13.根据权利要求1所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述挤压滚筒表面形成有滤水孔，所述污泥脱水系统还包括分别对所述挤压滚筒表面清洁的挤压滚筒清洁机构、分别对所述环形滤带的正面和背面清洁的滤带清洁机构，其中所述挤压滚筒清洁机构和所述滤带清洁机构同步清洁所述挤压滚筒和所述环形滤带。
14.根据权利要求13所述的立式污泥浓缩、脱水一体机，其特征在于：所述的挤压滚筒清洁机构位于所述进泥口和出泥口之间，所述滤带清洁机构位于所述环形滤带的移动路径的两侧，所述挤压滚筒清洁机构和所述滤带清洁机构均包括形成清洁腔的清洁座、位于所述清洁腔内的清洁滚刷、清洗液管路，其中所述清洗液管路包括与污泥浓缩筒的出水口相连通的进液管、与所述清洁座相连通的排水管；且所述挤压滚筒清洁机构和的清洁滚刷与所述挤压滚筒相向转动，位于所述环形滤带两侧的所滤带清洁机构的清洁辊刷上下错位且同步相向转动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的立式污泥浓缩、脱水一体机。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种立式污泥浓缩、脱水一体机，其包括污泥浓缩系统和污泥脱水系统，污泥浓缩系统包括浓缩单元、出泥单元，其中浓缩单元包括浓缩筒、滤网筒、搅拌机构，浓缩筒和滤网筒之间形成滤水区，搅拌机构位于滤网筒内并形成浓缩区，搅拌机构包括搅拌轴和搅拌桨；污泥脱水系统包括能够绕自身轴线转动的挤压滚筒、挤压板，其中挤压滚筒外壁与挤压板之间形成弧形挤压通道，弧形挤压通道具有进泥口和出泥口，弧形挤压通道长度为L，挤压滚筒的周长为C，搅拌桨包括多片相互交替缠绕在搅拌轴上的螺旋片，其中每片螺旋片外侧面贴合滤网筒内壁，且每片螺旋片的内侧形成有上下贯通的泥水通道孔，泥水通道孔沿着螺旋片缠绕方向延伸或者泥水通道孔有多个，且沿着螺旋片缠绕方向间隔分布，浓缩区内的水分别自搅拌桨与滤网筒之间、及自泥水通道孔向顶部运动后从滤网筒滤至滤水区；
1/2C≤L≤5/6C，挤压板由环形滤带构成，弧形挤压通道在进泥口和出泥口所形成的厚度分别为h1和h2，其中h2＜h1，且自进泥口向出泥口的弧形挤压通道厚度逐渐变小，污泥脱水系统还包括设置在出泥口处的出泥导向通道，环形滤带与挤压滚筒的运动方向一致并将污泥自进泥口向出泥导向通道传输。优选地，出泥单元包括位于两侧的第一侧板和第二侧板、位于两端的第一端板和第二端板，其中所述第一侧板和第二侧板、所述第一端板和第二端板构成一个自上而下且自两侧向内倾斜的出泥腔，出泥腔的上部与出泥通道相连通，第一侧板的下端部与污泥脱水系统的挤压滚筒贴合，出泥单元还包括自外向内弯折的弹簧板、多连杆互锁式调节组件，其中弹簧板的折边与第二侧板的下端面对齐，且弹簧板上部固定在第二侧板内侧或外侧，下部向下延伸并与第一侧板的下端部形成出泥口，多连杆互锁式调节组件在多连杆保持相对锁定状态下调整弹簧板下部相对挤压滚筒的距离以调节出泥口的大小。在多连杆互锁下相对均衡地调整出泥口的宽窄，方便对出泥量精准地操控，同时所提供的压实力相对均匀，并且出泥口内壁相对平整、无翻转缝，便于污泥的顺畅出泥，结构简单，便于实施。
优选地，泥水通道孔位于螺旋片与搅拌轴的连接处。这样设置的好处就是，确保搅拌轴处于相对湿润的状态，不仅有利于水汇聚并向上流动，而且能够有效降低搅拌轴的粘泥率，从而提升污泥浓缩出水效率，而且降低搅拌桨的清洁难度。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，泥水通道孔有多个，多片螺旋片上泥水通道孔沿着搅拌轴长度方向上下间隔且对齐分布。这样的布局，不仅大幅度增加泥水浓缩的出水率，而且也十分方便水自浓缩区内部流至滤水区(主要原因，其形成了上涌的技术效果)。
优选地，多片螺旋片上泥水通道孔在水平面上的正投影为多个绕着搅拌轴中心均匀间隔分布的缺口。这样一来，实现浓缩区内部的水能够均匀的向缺口汇聚，同时，也十分方便浓缩后的水上涌后排至滤水区。
进一步的，多片螺旋片的顶部和底部分别对齐设置。方便搅拌桨的成型，而且能够提供最佳的浓缩效果。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，每片螺旋片包括固定缠绕在搅拌轴上的片本体、连接在片本体外侧的弹簧板、以及设置在弹簧板外侧的柔性刮片，其中柔性刮片自外侧抵触贴合在滤网筒内壁。在此，通过弹簧板和柔性刮片所构成的刮刀件，不仅能够有效降低滤网筒磨损率、及噪音，而且避免污泥造成滤网筒的网孔堵塞。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在滤网筒的顶部设有口径逐步变小的接料斗，其中接料斗的上端部与进泥通道相连通。这样设计，形成漏斗式快速进泥效果，同时还能够避免泥浆乱溅。
此外，浓缩单元还包括设置在滤水区且能够对滤网筒外周进行清洗的清洗机构。在此，通过清洗机构的设置，以确保滤网筒的滤水效率，更有利于污泥的浓缩出水。
优选地，清洗机构与搅拌轴同步运动将滤网筒外周清洗。也就是说，可以在搅拌的过程实施滤网筒的同步清洗，或者浓缩处理完了，对滤网筒和搅拌桨同步清洗。
具体的，搅拌轴包括轴本体、形成在轴本体上下端部的上轴体和下轴体，下轴体通过轴座与浓缩筒、滤网筒的底部相对转动连接，上轴体自滤网筒和浓缩筒顶部穿出设置，其中上轴体内部形成清洗液通道，清洗机构包括位于滤网筒上方且与清洗液通道连通的第一清洗管路、自第一清洗管路远离上轴体端部向下延伸的第二清洗管路、以及排水管路和供水部件，第一清洗管路沿着滤网筒的径向延伸，第二清洗管路沿着滤网筒的轴向延伸。
本例中，直接在清洗管路上开设有清洗孔或者安装喷头，清洗液体自清洗孔或喷头喷出冲刷滤网筒外周。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，调节组件包括沿着出泥口长度方向间隔分布的多个调节单体、用于将多个调节单体同步连接且同步调节的动力器。这样一来使得出泥口宽窄一致，便于出泥量的准确控制。
优选地，每个调节单体包括能够相对锁定的第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆，其中第一调节杆自中部转动设置；第二调节杆的一端部与第一调节杆的一端部转动连接、第二调节杆的另一端部固定在弹簧板下部的外侧；第三调节杆两端部分别与第二侧板和第一调节杆的转动中心转动连接，动力器作用在每根第一调节杆的另一端部，且用于驱动多根第一调节杆绕着转点同步转动调节。在此，三根杆的设置下，便于出泥口的宽窄定量调节。
优选地，在弹簧板下部的外侧固定设有第一连接座，在第二侧板的外侧固定设有第二连接座，第二调节杆自端部与第一连接座固定连接，第三调节杆自端部与第二连接座转动连接，其中第三调节杆两端部的转点、第二调节杆的转点三者构成闭合三角形。结构稳定，提供的作用力相当均匀，确保出泥的密实度相同，有利于出泥量的控制。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，动力器包括沿着出泥口长度方向延伸的动力压杆、与动力压杆一体设置且分别与每根第一调节杆远离弹簧板的端部活动连接的连接体、用于驱动动力压杆上下升降的驱动部，其中连接体在动力压杆的升降运动中拨动多根第一调节杆绕着转点转动。采用一根动力压杆的升降运动，使得多根第一调节杆同步转动。
优选地，在第一调节杆远离弹簧板的端部形成有沿着杆身长度方向延伸的滑动槽，连接体在滑动槽中移动以调节第一调节杆角度。通过连接体的直线运动，使得第一调节杆绕着转点翻转。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，弹簧板的上部固定在第二侧板的外侧，弹簧板下部的内侧壁与第二侧板的下端面对齐，且向下延伸。这样便于污泥顺畅自出泥口出泥。
优选地，弹簧板的下部还设有柔性刮片，且自柔性刮片抵触在污泥脱水系统入泥通道的内壁。这样避免刮泥板造成入泥通道内壁的磨损，尤其是处于运动中的入泥通道内壁。
进一步的，柔性刮片固定在弹簧板下部的外侧。避免内置造成污泥输出阻碍。
此外，第一侧板的下端部位于第二侧板下端部的上方，且在第一侧板的下端部还设有阻泥板和柔性压板，其中通过阻泥板将第一侧板与挤压滚筒外壁过渡连接，柔性压板压设在挤压滚筒外壁。这样一来，阻尼板起到阻碍污泥自出泥口处外泄，同时避免污泥对挤压滚筒的挤压力过大，影响挤压滚筒转动速度。
优选地，环形滤带包括滤带本体、形成在滤带本体内的传输辊组，其中传输辊组辊包括多根绕着挤压滚筒中心间隔分布的挤压辊、出泥传输辊、中转传输辊，滤带本体套设在挤压辊、出泥传输辊、中转传输辊上且构成闭合的环形。这样一来，通过挤压辊形成弧形挤压通道的有效支撑，通过出泥传输辊将挤压后的污泥带出出泥导向通道，通过中转传输辊的中转传输，实现环形滤带的环形运动。
进一步的，挤压辊能够沿着挤压滚筒的径向活动调节设置。这样一来，根据实际需要调整弧形挤压通道的厚度，以满足挤压需要。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，出泥传输辊与挤压滚筒同步传动连接，挤压滚筒与滤带本体同步运动。这样一来，不仅可以共用同一动力源，而且也便于挤压滚筒和滤带本体同步运动的控制。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，污泥脱水系统还包括内部形成有与滤带本体、及挤压滚筒构成闭合挤压腔的挤压座；与挤压座的挤压腔连通的负压抽真空机构，其中自出泥口至出泥传输辊之间的滤带本体与挤压座之间形成所述出泥导向通道，负压抽真空机构保持挤压腔内形成负压，挤压所脱出的水被抽出挤压腔。通过负压抽水，不仅方便自滤带本体所滤出泥水的收集，而且能够进一步提升挤压脱水率(避免滤孔出现堵塞，同时一旦有水即可吸出)。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，出泥传输辊与位于最上部的挤压辊齐平设置，构成出泥导向通道的滤带本体水平设置，污泥脱水系统还包括分别设置在出泥导向通道入口和出口的入口导泥件和出口导泥件，其中入口导泥件包括沿着挤压滚筒长度方向延伸且下部抵触在挤压滚筒表面的入泥刮板、设置在入泥刮板顶部且弧形过渡至挤压座顶部的弧形导泥板；出口导泥件包括与出泥传输辊处所形成弧形通道对接并沿着切线方向延伸的卸泥接头、以及设置在卸泥接头内且抵触在滤带本体表面的出泥刮板。在出泥导向通道入口形成的导向和入泥刮板，方便污泥进入出泥导向通道，且在刮泥板的刮设下，降低污泥粘接在挤压滚筒表面的概率；在出泥导向通道出口形成的卸泥接头和出泥刮板，便于污泥自出泥导向通道中甩出，同时在出泥刮板的刮设下，降低污泥粘接在环形滤表面的概率。
优选地，卸泥接头内部形成有卸泥通道，卸泥通道与竖直方向形成的角度为30°-60°，出泥刮板构成卸泥通道的底壁。此时所形成的刮泥效果好，而且便于污泥的离心甩出，提高出泥率。
优选地，出泥口位于进泥口的上方，且进泥口上下延伸与挤压滚筒周向正切。这样有利于浓缩后的污泥进入出弧形挤压通道，增加脱水效率。
此外，挤压滚筒表面形成有滤水孔，污泥脱水系统还包括分别对挤压滚筒表面清洁的挤压滚筒清洁机构、分别对环形滤带的正面和背面清洁的滤带清洁机构，挤压滚筒清洁机构和滤带清洁机构同步清洁挤压滚筒和环形滤带。挤压滚筒自滤水孔将内部滤出的泥水收集，改善脱水率；同时，在清洁机构的设置下，避免滤水孔和环形滤带的滤孔堵塞，从而提升污泥挤压的脱水率。
进一步的，挤压滚筒清洁机构其位于进泥口和出泥口之间，滤带清洁机构位于环形滤带的移动路径的两侧，挤压滚筒清洁机构和滤带清洁机构均包括形成清洁腔的清洁座、位于清洁腔内的清洁滚刷、清洗液管路，其中清洗液管路包括与污泥浓缩筒的出水口相连通的进液管、与清洁座相连通的排水管；且挤压滚筒清洁机构和的清洁滚刷与挤压滚筒相向转动，位于环形滤带两侧的滤带清洁机构的清洁辊刷上下错位且同步相向转动。这样的布局，不仅结构合理，而且挤压滚筒外壁和环形滤带清洁后直接形成清洁的弧形挤压通道。同时，在清洁滚刷的相向运动中不仅有利于清洁，而且还有利于挤压滚筒和环形滤带的运动，尤其是环形滤带正背面错位相向运动中，进一步提升环形滤带的清洁效率和效果。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明一方面通过多螺旋片式搅拌桨设置，不仅增加污泥浓缩的效率，而且便于浓缩区内部的水汇聚并上涌后滤至滤水区，进一步提升污泥浓缩的效率和效果，降低浓缩后污泥的水含量，也降低污泥后续脱水难度和脱水成本；另一方面通过弧形挤压通道长度的延伸，且厚度变化率小，有效地提升脱水率，同时在同向运动所形成的弧形挤压通道传输下，便于脱水后的污泥排出，从而进一步提高脱水效率。
（发明人：王方清;吴亮亮;庄利华）
