一种中高浓污泥调质装置及方法
【专利摘要】本发明公开一种中高浓污泥调质装置及方法，其装置包括混料室、转子、转轴、电机和支撑架，转子设于混料室内部，转轴一端伸入混料室后与转子连接，转轴另一端与电机连接，混料室和电机分别固定于支撑架上；混料室上设有污泥入口、药品入口和污泥出口；转子为圆盘结构，包括转盘、凸齿和拔料筋，转盘一侧的圆形端面上分布有多个凸齿，转盘另一侧的圆形端面上分布有多个拔料筋。其方法是污泥和调质药品分别从污泥入口药品入口连续送入混料室，由转子转动对其进行搅拌混合，形成混合物料后由污泥出口排出。本发明采用动态混合原理，可有效提高混合均匀度，缩短调质药品的反应时间，污泥与调质药品反应也更充分，可有效达到节省调质药品的目的。
【专利说明】一种中高浓污泥调质装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及造纸污泥处理【技术领域】，特别涉及一种中高浓污泥调质装置及方法。【背景技术】
[0002]污泥的资源化利用，是解决污泥固弃物对环境危害的主要方向，在各种污泥资源化利用技术中，其中污泥脱水是共性技术，脱水的效果和脱水的成本对污泥资源化利用的影响巨大。现有的脱水技术中，其工艺通常是对水处理后产生的污泥(一般固含率在2%左右)直接进行调质后，再进行一到两段的机械脱水。其中，调质过程采用在管道中直接添加调质药品，或采用文丘里类的静态混合器进行调质药品混合调质，但在实际生产中，该静态调质方法存在如下问题:一方面，污泥在含固率2%左右进行调质时，调质所用的药品有很大一部分在没有发生作用的情况下，随着第一段脱水工段的滤水排出，浪费了大量的药品，排出药品又会产生新的污染，从而提高了污泥脱水的成本；另一方面，现有污泥调质技术中，由于缺乏有效的混合过程，药品与污泥的混合效果差，药品在污泥中分布不均匀，影响了调质的效果，并且药品过多的时候，由于药品没有完全反应，残余量高，对脱水设备产生网部堵塞等现象，影响脱水效果，并增加设备使用成本。由此可见，改变调质的方式，增加调质药品与污泥混合的均匀度，减少调质药品的浪费，和避免药品产生新的污染，从而达到降低调质费用、增加调质效果对污泥脱水是非常必要的。
[0003]而改变调质方式的方法之一是:提高需调质污泥的含固率，例如，在调质前通过压滤的方式将污泥的含固率提高至8%以上，此时将调质药品与污泥混合反应，将大大减少调质药品的流失。但在目前的污泥调质技术中，还存在以下现象:污泥的含固率越高，污泥的流体性能就越差，若要使污泥与调质药品均匀混合，首先必须使污泥产生流动以及发生湍流，才能改善含固率高的污泥与药品的混合性能。因此，解决中高浓度的污泥与调质药品均匀混合的问题，对低成本、高干度实现污泥脱水具有重要意义。
【发明内容】
`[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中高浓污泥调质装置，该装置的使用能使中高浓污泥和调质药品混合更均匀、反应更充分，使调质药品得到充分利用，避免浪费并减少污染。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的中高浓污泥调质方法。
[0006]本发明的技术方案为:一种中高浓污泥调质装置，包括混料室、转子、转轴、电机和支撑架，转子设于混料室内部，转轴一端伸入混料室后与转子连接，转轴另一端与电机连接，混料室和电机分别固定于支撑架上；混料室上设有污泥入口、药品入口和污泥出口 ?’转子为圆盘结构，包括转盘、凸齿和拔料筋，转盘一侧的圆形端面上分布有多个凸齿，转盘另一侧的圆形端面上分布有多个拔料筋。
[0007]所述凸齿为三棱柱状，凸齿截面为带有两个圆角和一个棱角的三角形；各个凸齿上，凸齿中心所在的转盘半径与棱角中心线之间的夹角角度相等。转子可设计为多种夹角角度不同的规格，根据实际处理的污泥含固率，选择相应规格的转子进行使用，污泥含固率越高，所选转子上的夹角角度越大。
[0008]所述凸齿的高度为10~15mm。经实验证明，凸齿在该高度范围内时，对污泥的搅拌和磨蹭作用较好，有利于污泥与调质药品的混合。
[0009]所述转子上，凸齿在转盘上呈多圈分布，最靠近转盘中心的为内圈，最靠近转盘外周边缘的为外圈，位于同一圈上的各凸齿尺寸相等；由内圈向外圈，凸齿的尺寸逐渐增大。各圈上相应的凸齿可排列成角度相同的弧线，便于污泥与调质药品混合后的排出。
[0010]所述混料室上设有一体式的药品输入管，药品输入管包括相连接的直管和圆环管，直管的开口端为药品入口，圆环管底部与混料室的相接处设有加药口 ；圆环管的直径大于或等于凸齿在转盘上的内圈外径。调质药品从药品入口进入直管后，再流入圆环管，经圆环管底部的各个加药口进入混料室内，落入污泥中，通过转子的转动于污泥进行混合。
[0011]所述支撑架为立式支撑结构，电机设于支撑架下部，混料室设于支撑架顶部，转子设于混料室内，电机输出端通过转轴与转子连接。将支撑架设为立式支撑结构，使整个中高浓污泥调质装置也呈立式结构，其结构简单紧凑，节省空间，使用和运输都较方便，使用时污泥的流动性也更好。
[0012]所述混料室为圆柱状结构，混料室底部与支撑架固定连接，混料室顶部设有污泥入口和药品入口，混料室的侧面设有污泥出口。
[0013]所述转盘上，设有凸齿的圆形端面为自由端面，设有拔料筋的圆形端面为固定端面，固定端面与转轴 相接，自由端面位于污泥入口和药品入口下方。
[0014]本发明根据上述装置实现一种中高浓污泥调质方法，包括以下步骤:
[0015](I)进料:将污泥从污泥入口连续送入混料室中，同时，调质药品从药品入口连续送入混料室中；
[0016](2)混料:在混料室内，电机通过转轴带动转子转动，转子上的凸齿对污泥和调质药品进行搅拌混合，形成混合物料；
[0017](3)排料:转子转动时，混合物料由拔料筋送至污泥出口排出。
[0018]所述电机转动时，当污泥的含固率低于10%，电机的转速为600转/分钟；当污泥的含固率为10~20%，电机的转速为1500转/分钟；当污泥的含固率高于20%，电机的转速为2800转/分钟；其中，污泥的含固率是指污泥中固体物质的质量含量，如污泥含固率大于8%，表示当污泥的重量为100公斤时，其中水的含量应小于92公斤。
[0019]转子转动的过程中，污泥和调质药品先由转盘中心逐渐流向转盘外周边缘，污泥和调质药品流动的同时由凸齿逐圈进行搅拌混合，流至外圈时混合完成，形成混合物料；转子继续转动时，混合物料流至转盘下方，再由拔料筋推向污泥出口。
[0020]本发明相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0021]1、本中高浓污泥调质装置采用动态混合原理，与现有的静态混合相比较，从根本上改变了调质方式，其混合均匀度提高30%以上。同时，本中高浓污泥调质方法使用时，由于污泥与调质药品进行动态混合，因此调质药品的反应时间可缩短，污泥与调质药品反应也更充分，可有效达到节省调质药品的目的，经实验证明，调质药品的节省量可达到15%以上。
[0022]2、本中高浓污泥调质装置的使用，可有效减少调质药品的用量，同时由于调质药品与污泥的充分反应，可减少调质药品在污泥中的残余量，降低残留的调质药品对环境造成的二次污染，也减少了残留的调质药品对后续脱水设备的损害。
[0023]3、本中高浓污泥调质装置中的电机可采用由变频器控制的可调速电机，可根据不同含固率的污泥，调整不同的转速，所以既能保证混料的均匀，又能实现节能环保。
[0024]4、本中高浓污泥调质装置中，转子可设计为多种规格，再根据实际生产中污泥的含固率进行旋转使用，有效提高其混合效率，并更好得改善混合效果；另外，设置使用也方便，可适用多种浓度范围的污泥处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本中高浓污泥调质装置的结构示意图。
[0026]图2为本中高浓污泥调质装置中，转盘上各凸齿的分布示意图。
[0027]图3为本中高浓污泥调质装置中，转盘上各拔料筋的分布示意图。
[0028]图4为凸齿中心所在的转盘半径与棱角中心线之间的夹角角度示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0030]实施例
[0031]本实施例一种中高浓污泥调质装置，如图1所示，包括混料室1、转子2、转轴3、电机4和支撑架5,转子设于混料室内部,转轴一端伸入混料室后与转子连接,转轴另一端与电机连接，混料室和电机分别固定于支撑架上；混料室上设有污泥入口 6、药品入口 7和污泥出口 8 ;如图2或图3所示，转子为圆盘结构，包括转盘2-1、凸齿2-2和拔料筋2-3，转盘一侧的圆形端面上分布有多个凸齿，转盘另一侧的圆形端面上分布有多个拔料筋。
[0032]凸齿为三棱柱状，凸齿截面为带有两个圆角和一个棱角的三角形；如图4所示，各个凸齿2-2上，凸齿中心所在的转盘半径与棱角中心线之间的夹角角度b相等。转子可设计为多种夹角角度不同的规格，根据实际处理的污泥含固率，选择相应规格的转子进行使用，污泥含固率越高，所选转子上的夹角角度b越大。
[0033]凸齿的高度为10~15mm。经实验证明，凸齿在该高度范围内时，对污泥的搅拌和磨蹭作用较好，有利于污泥与调质药品的混合。
[0034]转子上，凸齿在转盘上呈多圈分布，最靠近转盘中心的为内圈，最靠近转盘外周边缘的为外圈，位于同一圈上的各凸齿尺寸相等；由内圈向外圈，凸齿的尺寸逐渐增大。各圈上相应的凸齿可排列成角度相同的弧线，便于污泥与调质药品混合后的排出。
[0035]如图1所示，混料室I上设有一体式的药品输入管9，药品输入管包括相连接的直管和圆环管，直管的开口端为药品入口，圆环管底部与混料室的相接处设有加药口 10 ;圆环管的直径大于或等于凸齿在转盘上的内圈外径。调质药品从药品入口进入直管后，再流入圆环管，经圆环管底部的各个加药口进入混料室内，落入污泥中，通过转子的转动于污泥进行混合。
[0036]支撑架为立式支撑结构，电机设于支撑架下部，混料室设于支撑架顶部，转子设于混料室内，电机输出端通过转轴与转子连接。将支撑架设为立式支撑结构，使整个中高浓污泥调质装置也呈立式结构，其结构简单紧凑，节省空间，使用和运输都较方便，使用时污泥的流动性也更好。
[0037]混料室为圆柱状结构，混料室底部与支撑架固定连接，混料室顶部设有污泥入口和药品入口，混料室的侧面设有污泥出口。
[0038]如图1所示，转盘上，设有凸齿的圆形端面为自由端面，设有拔料筋的圆形端面为固定端面，固定端面与转轴相接，自由端面位于污泥入口和药品入口下方。
[0039]本实施例根据上述装置实现一种中高浓污泥调质方法，包括以下步骤:
[0040](I)进料:将污泥从污泥入口连续送入混料室中，同时，调质药品从药品入口连续送入混料室中；
[0041](2)混料:在混料室内，电机通过转轴带动转子转动，转子上的凸齿对污泥和调质药品进行搅拌混合，形成混合物料；
[0042](3)排料:转子转动时，混合物料由拔料筋送至污泥出口排出。
[0043]电机转动时，当污泥的含固率低于10%，电机的转速为600转/分钟；当污泥的含固率为10~20%，电机的转速为1500转/分钟；当污泥的含固率高于20%，电机的转速为2800转/分钟；其中，污泥的含固率是指污泥中固体物质的质量含量，如污泥含固率大于8%，表示当污泥的重量为100公斤时，其中水的含量应小于92公斤。
[0044]转子转动的过程中，污泥和调质药品先由转盘中心逐渐流向转盘外周边缘，污泥和调质药品流动的同时由凸齿逐圈进行搅拌混合，流至外圈时混合完成，形成混合物料；转子继续转动时，混合物料流至转盘下方，再由拔料筋推向污泥出口。
[0045]如上所述，便可较好地实现`本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发`明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1.一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，包括混料室、转子、转轴、电机和支撑架，转子设于混料室内部，转轴一端伸入混料室后与转子连接，转轴另一端与电机连接，混料室和电机分别固定于支撑架上；混料室上设有污泥入口、药品入口和污泥出口 ；转子为圆盘结构，包括转盘、凸齿和拔料筋，转盘一侧的圆形端面上分布有多个凸齿，转盘另一侧的圆形端面上分布有多个拔料筋。
2.根据权利要求1所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述凸齿为三棱柱状，凸齿截面为带有两个圆角和一个棱角的三角形；各个凸齿上，凸齿中心所在的转盘半径与棱角中心线之间的夹角角度相等。
3.根据权利要求1所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述凸齿的高度为10 ~15mm。
4.根据权利要求1所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述转子上，凸齿在转盘上呈多圈分布，最靠近转盘中心的为内圈，最靠近转盘外周边缘的为外圈，位于同一圈上的各凸齿尺寸相等；由内圈向外圈，凸齿的尺寸逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述混料室上设有一体式的药品输入管，药品输入管包括相连接的直管和圆环管，直管的开口端为药品入口，圆环管底部与混料室的相接处设有加药口 ；圆环管的直径大于或等于凸齿在转盘上的内圈外径。
6.根据权利要求1所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述支撑架为立式支撑结构，电机设于支撑架下部，混料室设于支撑架顶部，转子设于混料室内，电机输出端通过转轴与转子连接。
7.根据权利要求6所述的一`种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述混料室为圆柱状结构，混料室底部与支撑架固定连接，混料室顶部设有污泥入口和药品入口，混料室的侧面设有污泥出口。
8.根据权利要求7所述的一种中高浓污泥调质装置，其特征在于，所述转盘上，设有凸齿的圆形端面为自由端面，设有拔料筋的圆形端面为固定端面，固定端面与转轴相接，自由端面位于污泥入口和药品入口下方。
9.根据权利要求1~8任一项所述装置实现一种中高浓污泥调质方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)进料:将污泥从污泥入口连续送入混料室中，同时，调质药品从药品入口连续送入混料室中； (2)混料:在混料室内，电机通过转轴带动转子转动，转子上的凸齿对污泥和调质药品进行搅拌混合，形成混合物料； (3)排料:转子转动时，混合物料由拔料筋送至污泥出口排出。
10.根据权利要求9所述一种中高浓污泥调质方法，其特征在于，所述电机转动时，当污泥的含固率低于10%，电机的转速为600转/分钟；当污泥的含固率为10~20%，电机的转速为1500转/分钟；当污泥的含固率高于20%，电机的转速为2800转/分钟； 转子转动的过程中，污泥和调质药品先由转盘中心逐渐流向转盘外周边缘，污泥和调质药品流动的同时由凸齿逐圈进行搅拌混合，流至外圈时混合完成，形成混合物料；转子继续转动时，混合物料流至转盘下方，再由拔料筋推向污泥出口。
【文档编号】C02F11/14GK103626379SQ201310549105
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】刘焕彬, 朱小林, 李继庚, 刘梦茹 申请人:华南理工大学