污水处理中的污泥螺旋挤压装置的制作方法

专利名称：污水处理中的污泥螺旋挤压装置的制作方法
技术领域：
污水处理中的污泥螺旋挤压装置技术领域 本实用新型涉及的一种污水处理中的污泥螺旋挤压装置，属化学冶 金中污泥的处理装置技术领域。
背景技术：
随着经济的发展和社会的进步，污水量和污水处理率逐年提高，污 水处理厂的污泥产量也急剧增加。污水处理中产生的污泥是先通过对污水进行絮凝得到聚 团，再对聚团进行沉降为泥浆，最后对泥浆进行脱水操作后所得的。污泥还要进行最终的处 理，处理方法主要有填埋、焚烧和多种形式的综合利用。而不论何种最终处理方法，都要求 污泥含水量越低越好，尤其是在证明简单的焚烧处理对大气污染严重后，填埋及综合利用 是比较安全的处理方法，但如果含水量过高也会对土地及水源产生二次污染。因此如果不 能使污泥含水量降到足够低，不但使污水处理系统的有效性受到质疑，更对生态环境和人 类活动构成了严重威胁。最起码的要求，在污泥处置中所产生的污泥含水量应当在75%左 右，最好是在60%以下。在众多的污泥脱水装置中，螺旋挤压式污泥脱水装置因其结构简单而得到比较多 的应用。以往使用的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，如中国发明专利申请“高含水率污泥 在制备型煤中的应用”(公开号CN101054542)所公开的，是由一个有滤水孔的筒体和等距 等径螺旋体构成的，仅利用螺旋体对污泥的推挤作用通过滤水孔进行脱水。但这一结构对 物料施加的推挤力是均勻的，所以实际上在后段污泥是没有受到挤压的，即脱水效果较低， 所得的污泥含水率在80%左右而无法突破75%。为了提高螺旋挤压设备对泥污水处理中 泥浆的脱水能力，有一种污水处理中的污泥螺旋挤压装置，如中国发明专利申请“多功能一 体化螺旋式污泥处理装置”(公开号CN101503270)所公开的，是由两段不同尺寸的筒体由 锥形体连接为过滤筒体，内装等轴径变螺距变外径的连续螺旋体而构成，这一结构随着污 泥的脱水逐渐增加对污泥的挤压力，使污泥的脱水效率得到了提高，但由于污泥所含水主 要是包容水，包容水是指除自由水(游离水)之外的包含在污泥颗粒之间的间隙水、附着在 污泥颗粒外的附着水和含于污泥中生物细胞内的胞内水，这些包容水提高挤压力所提高的 脱水量的效率是较低的，因此靠这一技术手段其脱水效果仍很难突破含水率低于75%。中 国实用新型专利ZL200820085305. 7 “利用电站煤粉锅炉的污泥处理系统”则介绍了一种螺 旋回转式污泥干燥成型机，它“包括壳体，其内部安设(装)至少一根连接传动机构的空心 热轴，空心热轴上设置若干空心的桨叶，空心热轴的两端分别连接热载体进口，由空心热轴 中部穿过壳体引出热载体出口 ；壳体一端的上部设一湿物料进口，另一端下部设一产品出 口 ；所述壳体上设置夹套，夹套上设置蒸汽进口和冷凝水出口”，但其螺旋体仍然是等径等 距的而且形状以螺旋桨式为主，螺旋体在此处的作用以翻炒和输送为主。该螺旋回转式污 泥干燥成型机实际上是以加热蒸发为主要手段的脱水操作，其目的是将含水率在80%以上 的泥浆干燥成型后得到含水率在30 40%的污泥颗粒而可用于焚烧发电，但仅从脱水环 节看其耗能巨大并不适合对泥浆的脱水。发明创造内容 针对上述的缺陷，本实用新型就是要提供一种所得污泥含水率 更低的污水处理中的污泥螺旋挤压装置。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，有筒体和螺旋体，筒体中有滤水网筒，螺旋体是主轴上安装连续螺旋片构成的，其中筒体的截面是圆形的并是以滤水 网筒间以搅拌机构筒体组成的，所说搅拌机构筒体的内壁上安装有搅拌叶，螺旋片在搅拌 机构位置上中断，假定物料在筒体内从后向前移动，则装置最后处的筒体上有泥浆进口，筒 体最后端口为污泥出口，所说筒体和主轴之间的物料通道面积从后向前逐步缩小，所说螺 旋片的螺距从后向前逐步增大，在主轴最前端向后有有底的孔为加热介质空腔，以该加热 介质空腔的孔底为界，孔底以后部分为装置第一段——游离水挤压段，孔底以前部分为装 置第二段——包容水挤压段，所说搅拌机构在各段至少有一道。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，将滤水网筒和螺旋体及轴在 结构上分为两个段，用改变物料通过截面和螺距的办法逐步提高压缩比，使聚团在其中所 受的挤压力愈来愈大，其中在各段中又设置了若干个搅拌机构以保证聚团被均勻地挤压， 同时结合第二段主轴内的加热介质对物料进行加热而驱逐包容水为自由水。与现有技术相 比，应用本实用新型装置对泥浆进行处理时，在经过第一、二段的操作后可使污泥含水率达 到75%以下，而且装置结构简单、操作方便。在脱水过程中，含水率在80%以上的泥浆从泥浆进口进入本实用新型装置的第一 段。在第一段后端起逐步增加螺距来和缩小物料通过截面来增大螺旋体压缩比，对物料产 生足够压力来充分挤压其中游离水。进入本实用新型装置的原始污泥较松散，随着螺旋体 压缩比变化，使污泥快速紧实，分布在污泥絮凝聚团之间的游离水开始逐步通过滤水网筒 排出，由于近滤水网筒处污泥排水迅速，而近主轴处污泥排水缓慢，为均勻和充分排水提高 脱水效率，因此在滤水网筒上还加入了几个内壁安装搅拌叶的搅拌机构，当然在安装搅拌 叶的位置螺旋体是中断的，即搅拌叶穿插在螺旋体之间，使不同含水率的污泥充分混合而 受到均勻的挤压脱水。第二段区别于第一段的是在螺体轴内增加了加热腔，使加热介质在加热腔内循环 并通过主轴和螺旋体向物料传送热量。污泥经过第一段后，游离水基本压榨干净，此时若不 通过其他方法，继续压榨不但无法达到脱水目的反而会使污泥因压力过大而从滤水网筒大 量逃出。而通过加热，可破坏污泥聚团的结构和其中生物细胞，使包容水破壁而出，满足机 械脱水的需要。即在聚团结构和细胞被大量破坏后，包容水转换成游离水，可随第二段螺旋 挤压使这部分游离水逐渐从滤水网筒脱出。经过上述的在两段中的机械脱水，此时污泥含水率已经在75 %以下，完全满足目 前污泥处置中焚烧的需要。所说筒体是等径的圆柱形筒体，主轴是从后向前走私逐步增大的，螺旋体的压缩 比为1.5 2. 5 1，所说螺旋体压缩比是指泥浆进口处一个螺旋槽的容积与第二段是前端 一个螺旋槽的容积之比。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其中搅拌机构，即所说滤水 网筒内壁上安装搅拌叶和主轴上螺旋片中断的结构在第一段和第二段各段中的数量为 1 3，该数量根据污泥处理量大小设置，以使筒内物料获得充分搅拌为度。所说主轴上螺旋片因搅拌机构而中断的位置上也安装有与滤水网筒内壁的搅拌 叶交错设置的搅拌叶，以提高搅拌效率。第二段最后端设置有搅拌机构，且该搅拌机构至少有两道搅拌叶。通常所说搅拌 机构中的搅拌叶为一道，但在第二段，所说搅拌机构有一个是安装在第二段最后端的，且该设置在第二段最后端的搅拌机构有多道搅拌叶。该设计主要是考虑到第二段有主轴有加热 腔而使得螺旋体温度较高，同时此段的滤水网筒温度却较低，为了能够对通过的污泥均勻 加热，因此必须让污泥得到充分的搅拌进而使所有聚团结构和细胞均勻受热，继而被大量 破坏。所说搅拌机构中的搅拌叶，是矩形并有20 45°的螺旋角，搅拌机构筒体壁内安 装的搅拌叶的螺旋方向与螺旋体的螺旋方向相反，如主轴螺旋体中断处也安装有搅拌叶则 主轴上的搅拌叶螺旋方向与螺旋体的螺旋方向相同。这一搅拌机构的筒体上搅拌叶与螺旋 体(以及主轴上的搅拌叶)相对逆向旋转，使两者向物料提供相反的推动力，使通过的污泥 底层不端被翻起，同时使污泥在一边轴向推进过程中，一边径向运动，而达到不同层面污泥 充分融合的效果。所说搅拌机构中的搅拌叶，是筒体内壁上的呈犁头铁形状的叶片，犁头铁形状的 弯曲方向与螺旋体螺旋方向相反，和主轴上的呈半月形的叶片，两者的弧线所在边相向安 装，主轴上的叶片弧线在主轴旋转方向的前侧，使两者的弧线在工作时都迎向物料而防止 纤维缠绕。这一搅拌机构的筒体上搅拌叶同样与主轴相对逆向旋转，而主轴上的叶片更和 筒体上的叶片产生剪切作用，污泥随着径向运动从主轴上叶片到筒体上叶片时产生翻滚来 达到搅拌的目的。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，搅拌机构筒体的两端与其他 滤水网筒之间以端面上的动密封结构连接，所说搅拌机构的筒体外有与筒体同轴的齿圈， 齿圈与使筒体与螺旋体旋转方向相反的驱动齿轮啮合，且筒体上所安装的搅拌叶具有与螺 旋体相反的螺旋角。这一结构使搅拌机构与主轴作相反方向的转动，以使搅拌能力进一步 提高，对物料的拌和作用进一步加强。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，在第二段前端装有压力调节 机构，所说压力调节机构是安装在筒体端口上的调节筒体内物料通过截面的阀。较简单的 结构如有两片内孔上有缺口的阀片，一片静止安装在筒体上，另一片可依轴线转动地安装 在筒体上，两片紧贴安装，当两片相对转动时缺口大小得到调节，从而调节了通过截面。当 通过截面变化时该调节机构前的物料的压缩比也相应变化。本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，在第二段前端又加装了第三 段——蒸发段，第三段筒体是第二段筒体的延伸，包括后端的加热节和前端的滤水网筒节， 加热节外有加热圈，第三段主轴连接在第二段主轴上，包括轴也同样延伸出有加热介质空 腔，在第三段筒体内壁和主轴上安装有搅拌桨。在第三段，是以蒸发为主的脱水段，在这一段进一步将包容水驱逐为自由水并因 受热而蒸发。因为通过第一、二段所得的污泥含水率是在75%以下，若需要填埋，则需要将 污泥含水率降到60%以下，此时污泥脱水已无法用机械方法完成。本实用新型在第三段采 用内外加热的烘干方法，将剩余水加热成水蒸气，让其排出。由于加热需要过程，因此在主 轴内加热的同时在第三段起始部分还增加了外圈加热，使未滤出的游离水蒸发为水汽从滤 水网筒上排出。为防止污泥在高温下粘结，在第三段滤水网筒和螺杆上安装搅拌桨，通过搅 拌桨的剪切作用，保证污泥受热均勻且不易粘结，同时也给水汽散发提供条件。鉴于上述第三段和第二段所得的污泥含水量的不同，本实用新型装置的第二段和 第三段之间的滤水网筒和主轴是以连接件连接的，使第三段成为脱卸式以方便用户根据需要是否采用第三段。所说滤水网筒是以与轴线平行的梯形钢条焊接而成的，该梯形的长底在外短底在 内，大底之间的间隙宽度为0. 2 2. 0mm，这样既阻止絮凝团等杂质随分离水排出，又加大 滤网的过滤面积，提高脱水效率。所说加热介质的温度为150°C 300°C。


图1为本实用新型一实施例的轴向剖视图，图中1-主轴，2-泥浆 进口，3-滤水网筒，4-螺旋片，5-搅拌叶，固定在筒体上，6-搅拌机构筒体，7-加热介质空 腔，8-加热油管，9-压力调节机构动片，10-压力调节机构定片，11-加热圈，12-搅拌桨，圆 柱棒状，安装在筒体壁内，13-搅拌桨，圆柱棒状，与12交错地安装在主轴上，14-污泥出口， 15-加热油旋转接头，16-压力调节机构壳，兼作筒体连接法兰，17-动密封定圈，18-动密封 动圈，外有齿圈，17,18配合使搅拌机构与其他滤水网筒之间连接，I-第一段范围，II-第二 段范围，III-第三段范围；图2为图1中A——A向剖视图，图中1_主轴，4-螺旋片，5-搅拌叶，6-搅拌机构 筒体，18-动密封动圈；图3为图1中B——B向剖视图，图中1-主轴，7-加热介质空腔，8-加热油管， 9-压力调节机构动片，12-搅拌桨，13-搅拌桨，16-压力调节机构壳；图4为图3中件9顺时针旋转15°后的形状，图中主轴，7_加热介质空腔， 8-加热油管，9-压力调节机构动片，10-压力调节机构定片，13-搅拌桨，16-压力调节机构 壳；图5为图1中C——C向剖视图，图中1-主轴，3-滤水网筒，7_加热介质空腔， 8-加热油管，12-搅拌桨，13-搅拌桨；图6为本实用新型另一实施例的轴向剖视图，图中21_主轴，22-泥浆进口， 23-滤水网筒，24-螺旋片，25-搅拌叶，固定在筒体上，26-搅拌机构筒体，27-搅拌叶，固 定在主轴上，29-压力调节机构动片，30-压力调节机构定片，31-加热圈，32-搅拌桨，圆柱 棒状，安装在筒体壁内，33-搅拌桨，圆柱棒状，与12交错地安装在主轴上，34-污泥出口， 35-加热油旋转接头，36-压力调节机构壳，兼作筒体连接法兰，i-第一段范围，ii_第二段 范围，iii_第三段范围；图7为图6中D——D剖面图，图中21_主轴，25-搅拌P十，26-搅拌机构筒体， 27-搅拌叶。
具体实施方式
1、如图1所示，装置在全长上分为三段，采用等径筒体和变径主轴。第一段I的筒 体由四节构成，开端一节有泥浆进口 2，第二及第四节是滤水网筒3，第三节是搅拌机构。第 二段II的筒体也由四节构成，开端一节和第三节是搅拌机构，第二及第四节是滤水网筒。 其中滤水网筒，是以与轴线平行的梯形钢条焊接而成的，该梯形的长底在外短底在内，大底 之间的间隙宽度控制在0. 2 2. 0mm。其中搅拌机构是筒体6壁内安装搅拌叶5构成，筒体 两端分别以动密封与相邻滤水网筒连接。拌机构筒体上的是动密封动圈18，滤水网筒上的 是动密封定圈17，两者以端面上的环槽相套连接，其中动密封动圈外有齿圈，齿圈与驱动齿 轮啮合。筒体内安装的主轴1在第一、二段是整根的，轴径从泥浆进口处起逐步扩大而使物
6料通过截面逐步缩小，主轴上安装有双头连续螺旋片4，并且螺距也从泥浆进口处趋同逐步 增加，以逐步提高对污泥的挤压力。螺旋体压缩比控制在1.5 2. 5 1。主轴上的螺旋 片在各搅拌机构位置为避让搅拌叶而中断。搅拌机构中的搅拌叶是矩形片制成的螺旋状叶 片，搅拌叶指向主轴的一端与主轴之间仅留较小间隙(如图2所示)。搅拌叶的螺旋方向 与主轴上的螺旋片螺旋方向相反，搅拌机构的转动方向与主轴转动方向相反使在搅拌机构 处物料产生翻滚。在第二段开端节的搅拌机构有两道搅拌叶。第三段III的筒体由两节构 成，开端一节外安装加热圈11，末为滤水网筒，且筒内安装有圆柱棒状搅拌桨12，尾端为污 泥出口 14 (拆去第三段时则第二段末节尾端为污泥出口)。主轴第三段的直径小于第二段 尾端并以法兰密封连接，主轴在第二、三段范围内是中空的为加热通道空腔7，有加热油管 8插入其中，加热油管经旋转接头15安装在主轴尾端(拆去第三段时则安装在主轴在第二 段的尾端)。加热油经旋转接头和油管进入主轴中空中再经旋转接头回到加热装置中。主 轴第三段上安装的不是螺旋体而是圆柱棒状搅拌桨13，筒体上的和主轴上的搅拌桨都是与 轴垂直的且相互交错安装(如图5所示)，使对污泥产生切力而超到搅拌作用。在第二段和 第三段之间，安装有压力调节机构，包括兼作筒体连接法兰的压力调节机构壳16、和压力调 节机构动片9、及压力调节机构定片10。其中动、定片都是圆环内孔开有等分缺口的片状零 件且两片相同，定片静止安装在壳内，动片有调节手柄并与静片紧贴安装在壳内，有柄施以 切向的力时两片相对转动，从而两片的缺口得到调节(如图3、4所示)。由于由污水处理设 备生产的污泥含水率不是一定的，污泥性质也会有较大的差别，因此所装压力调节机构可 用来调整整根螺旋体的压缩比，在保证污泥出水干净的情况下，可适当增加压缩比来增加 脱水程度。操作时加热介质空腔中所通入的加热油油温控制在150°C 300°C，根据泥浆情 况及所得污泥含水情况调节。主轴转速为0. 3 3r/min，根据泥浆性质及流量等调节。本例第三段筒体和主轴都可以和第二段相分，因此可以根据实际需要考虑是否安 装，也可以将第一二段部分作为独立的产品。2、与例1 一样，如图1所示，本例装置在全长上也分成三段，为第一段i、第二段 ii、第三段iii。每段除搅拌机构外的结构也一致，前两段是由滤水网筒23和搅拌机构筒体 26相继连接的筒体、由主轴21和螺旋片24构成的搅拌桨组成，开端是一有泥浆进口 22的 筒体，最后是由压力调节机构壳36、压力调节机构定片30和压力调节机构动片29构成的压 力调节机构。第三段是由加将加热圈31的筒体和滤水网筒连接成的筒体，滤水网筒内和主 轴外同样安装有搅拌桨33、32，筒体尾端是污泥出口 34，主轴尾端是加热油旋转接头35，同 样有加热油循环机构在主轴内设置。其中搅拌机构是筒体与滤水网筒固定安装的，其筒壁 内安装有犁头铁形状的搅拌叶25，主轴上有半月形的搅拌叶27两者都有弧线边，两者的弧 线边相向安装，主轴上的叶片弧线在主轴旋转方向的前侧。上两例是比较完美、实用的方案，但并不表示所有的技术特征是必须具备或不可 替代的，即在本实用新型公开的技术内容和现有技术内容的指导下，可以提出若干不同的 实施方案。
权利要求一种污水处理中的污泥螺旋挤压装置，有筒体和螺旋体，筒体中有滤水网筒，螺旋体是主轴上安装连续螺旋片构成的，其特征是其中筒体的截面是圆形的并是以滤水网筒间以搅拌机构筒体组成的，所说搅拌机构筒体的内壁上安装有搅拌叶，螺旋片在搅拌机构位置上中断，假定物料在筒体内从后向前移动，则装置最后处的筒体上有泥浆进口，筒体最后端口为污泥出口，所说筒体和主轴之间的物料通道面积从后向前逐步缩小，所说螺旋片的螺距从后向前逐步增大，在主轴最前端向后有有底的孔为加热介质空腔，以该加热介质空腔的孔底为界，孔底以后部分为装置第一段——游离水挤压段，孔底以前部分为装置第二段——包容水挤压段，所说搅拌机构在各段至少有一道。
2.如权利要求1所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说筒体是等径的 圆柱形筒体，主轴是从后向前走私逐步增大的，螺旋体的压缩比为1.5 2. 5 1。
3.如权利要求1所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说搅拌机构在第 一段和第二段各段中的数量为1 3，且在第二段最后端设置有搅拌机构，该设在第二段最 后端搅拌机构至少有两道搅拌叶。
4.如权利要求1或3所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说搅拌机构 中的搅拌叶，是矩形并有20 45°的螺旋角，搅拌机构筒体壁内安装的搅拌叶的螺旋方向 与螺旋体的螺旋方向相反，主轴上的搅拌叶螺旋方向与螺旋体的螺旋方向相同。
5.如权利要求1或3所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说主轴上螺 旋片因搅拌机构而中断的位置上也安装有与搅拌机构筒体内壁的搅拌叶交错设置的搅拌 叶。
6.如权利要求5所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说搅拌机构中的 搅拌叶，是矩形并有20 45°的螺旋角，搅拌机构筒体壁内安装的搅拌叶的螺旋方向与螺 旋体的螺旋方向相反，主轴上的搅拌叶螺旋方向与螺旋体的螺旋方向相同；或是搅拌机构 筒体壁内安装的搅拌叶呈犁头铁形状的叶片，犁头铁形状的弯曲方向与螺旋体螺旋方向相 反，主轴上安装的搅拌叶呈半月形，筒体上和主轴上所安装的搅拌叶的弧线所在边相向安 装，主轴上的叶片弧线在主轴旋转方向的前侧。
7.如权利要求1所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是搅拌机构筒体的两 端与其他滤水网筒之间以端面上的动密封结构连接，所说搅拌机构筒体外有与筒体同轴的 齿圈，齿圈与使筒体与螺旋体旋转方向相反的驱动齿轮啮合，且筒体上所安装的搅拌叶具 有与螺旋体相反的螺旋角。
8.如权利要求1所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是在第二段前端装有 压力调节机构，所说压力调节机构是安装在筒体端口上的调节筒体内物料通过截面的阀。
9.如权利要求1所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是在第二段前端又加 装了第三段——蒸发段，第三段筒体是第二段筒体的延伸，包括后端的加热节和前端的滤 水网筒节，加热节外有加热圈，第三段主轴连接在第二段主轴上，包括轴也同样延伸出有加 热介质空腔，在第三段筒体内壁和主轴上安装有搅拌桨。
10.如权利要求1或10所述的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，其特征是所说滤水网 筒是以与轴线平行的梯形钢条焊接而成的，该梯形的长底在外短底在内，大底之间的间隙 宽度为0. 2 2. 0_。
专利摘要本实用新型提供的污水处理中的污泥螺旋挤压装置，有筒体和螺旋体，筒体中有滤水网筒，螺旋体是主轴上安装连续螺旋片构成的，其中筒体的截面是圆形的并是以滤水网筒[3]间以搅拌机构筒体[6]组成的，所说搅拌机构筒体的内壁上安装有搅拌叶[5]，螺旋片[4]在搅拌机构位置上中断，假定物料在筒体内从后向前移动，则装置最后处的筒体上有泥浆进口[2]，筒体最后端口为污泥出口[14]，所说筒体和主轴[1]之间的物料通道面积从后向前逐步缩小，所说螺旋片的螺距从后向前逐步增大，在主轴最前端向后有有底的孔为加热介质空腔[7]，所说搅拌机构在该孔底前后至少各有一道。与现有技术相比，应用本实用新型装置对泥浆进行处理后，可使污泥含水率达到75％以下。而且装置结构简单、操作方便。
文档编号C02F11/12GK201626910SQ20102011425
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者王方清, 胡海生 申请人:浙江科力尔环保设备有限公司