专利名称：污泥处理系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种输入材料处理装置以及相关方法，更特别是涉及一种污泥处理装置或设备以及相关方法。
背景技术：
在一些居民区中(主要是农村地区的非正规居民区)，还没有使用包括下水道的现代化污水系统。在这些居民区中，化粪池或者甚至更原始的坑或其它接收机构用作厕所，以便收集废物。污水清除服务提供者间歇地排空该化粪池，并通过道路运行罐车来清除污水和将该污水存放在指定的荒芜区域。污水通常伴随其它一次性地废物，例如织物、塑料、玻璃、木头、钢和其它残屑(称为碎屑)。存放的污水和碎屑形成暴露于自然环境的物体，且该物体可能在靠近它的顶表面区域处变成相对坚固，并可能在靠近它的底部处为更多液态。这样的污水物体不会适当地或足够快地降解，且通常是健康威胁有机体的来源或繁殖地。在一些用途中，从污泥或粘土状废物中分离过大尺寸材料的可用装置和方法也不总是令人满意。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种装置和相关方法，申请人相信通过该装置和方法，前述缺点至少可以减少，或者可以提供用于已知系统或设备和相关方法的有利替换。根据本发明，提供了一种用于处理输入材料体的装置，该输入材料体包括可挤出部分和不可挤出部分，该装置包括:一至少一个挤出组件，该挤出组件包括:本体，该本体限定了用于输入材料的通道；以及挤出机，用于将 输入材料的可挤出部分传送成挤出部分；以及—挤出机，该挤出机位于通向通道的输入材料进口的下游以及用于挤出部分的通道的第一出口和用于输入材料的不可挤出部分的通道第二出口的上游。装置还包括与通道配合的机构，用于将挤出部分引导到第一出口，将不可挤出部分引导到第二出口。材料可以是污泥、粘土等，挤出部分可以包括细长柔性体。当为污泥时，污泥可以包括10%至60%的固体。在一个优选用途中，装置可以用于处理呈污水形式的污泥，该污水可以包括10%至50%的固体。装置可以包括:用于接收挤出部分的第一装置，该第一装置与第一出口配合；以及用于接收不可挤出部分的第二装置，该第二装置与第二出口配合。挤出机结构和第一接收装置可以相对彼此运动。在装置的一个实施例中，挤出机结构可以静止，第一接收装置可以包括筛网。筛网可以形成传送器的一部分。挤出机结构可以安装在传送器上面，挤出部分可以在重力的作用下通过第一出口沉积至传送器上。传送器可以包括穿孔带，优选是穿孔钢带。传送器可以为环形，并可以包括:第一线性运行段或部分，该第一线性运行段或部分在它的第一端和它的第二端之间延伸，该第一端在第一出口下面，该第二端远离第一端；以及返回运行段或部分。挤出机结构可以包括输入材料接收部分，该输入材料接收部分可以呈料斗的形式。挤出机可以包括材料供给装置，例如有叶片的螺旋传送器或螺旋输送器，该材料供给装置至少局部位于挤出机组件本体的穿孔区域中，以便与该穿孔区域配合。挤出机组件本体可以包括套筒，该套筒包括侧壁，该侧壁的至少一部分可以穿孔，以便提供穿孔区域和第一出口。套筒可以包括尾部件，该尾部件在穿孔区域的下游，并限定了在其远端处的第二出口。引导机构可以包括在穿孔区域和尾部件之间的、通常关闭但可打开的门。门可以由偏压机构(例如由弹簧)朝向通常关闭位置偏压。套筒可以为细长，具有在50和500mm之间的直径，且在套筒的侧壁中的穿孔可以有在I和20mm之间的直径。供给装置可以有主轴线，该主轴线可以平行于传送器的主轴线延伸。在这些实施例中，尾部件可以弯曲，或离开供给装置的主轴线延伸，使得输入材料的不可挤出部分可以横向离开用于接收挤出部分的第一装置而穿过第二出口沉积。在其它实施例中，供给装置的主轴线可以横向于传送器的主轴线。更特别是，在一些实施例中，供给装置的主轴线可以垂直于传送器的主轴线。挤出结构 可以包括至少两个类似的挤出组件。该组件可以相互平行地安装。装置可以包括用于热空气的第一通路，该第一通路在传送器的第一部分上面延伸。装置可以包括用于热空气的第二通路，该第二通路在传送器的第一部分下面延伸。第一和/或第二通路可以在靠近(或朝着)传送器的第一部分的第二或远端的、用于热空气的相应进口和靠近(或朝着)传送器的第一部分的第一端的、用于热空气的出口之间延伸。在本发明的范围内还包括一种处理输入材料体的方法，该输入材料体包括可挤出部分和不可挤出部分，该方法包括以下步骤:一挤出可挤出部分，并在第一出口处提供挤出部分；一当挤出时，使得不可挤出部分与可挤出部分分离；以及-使得不可挤出部分可获得。该方法还可以包括以下步骤:沿第一方向传送挤出部分，并使得挤出部分受到加热，以便使得挤出部分干燥。热量可以由来自于动力源的热空气来提供，该动力源例如内燃机。挤出部分可以从下面暴露于热空气中。也可选择或者另外，挤出部分可以从上面暴露于热空气中。可以使得热空气沿第二方向流过挤出部分，该第二方向与第一方向相反。也可选择或者另外，方法还可以包括传送不可挤出部分以便进一步处理的步骤。
下面将通过实例参考附图进一步介绍本发明，附图中:图1是污泥处理系统的侧视图；图2是图1中的系统的第一段的类似视图；图3是系统的挤出装置和传送器的更详细侧视图；图4是挤出装置和传送器的更详细侧视图；图5是挤出装置的可选实施例的透视图；图6是可选实施例的局部平面图；以及图7是系统的另一实施例的示意侧视图。
具体实施例方式用于处理输入材料体的系统在图1中总体由参考标号10表示，该输入材料体包括可挤出部分例如污泥或粘土以及不可 挤出部分。在下面通过非限定示例介绍的实施例中，输入材料是呈污水形式的污泥，它包括:可挤出部分，该可挤出部分包括10%-50%的固体；以及不可挤出的外来物质或碎屑，例如碎布、石头、玻璃等。在图1的实施例中，系统包括第一段10.1和第二段10.2。在该实施例中，用于处理污泥的装置12形成第一段10.1的部件。第二段10.2在南非专利2009/02227的说明书中介绍，该文献的内容被本文参引，且下文中将不再详细介绍该段。参考图1、2、5和6，装置12包括挤出结构14，该挤出结构14包括至少一个挤出组件14.1、14.2，用于挤出输入的污水16。各挤出组件14.1包括:本体18，该本体18限定了用于输入材料的通道20;以及挤出机22、24，用于将输入材料中的可挤出部分转化成挤出部分26.1至26.η (图4中所示)。挤出机位于用于使得输入材料通向通道20的进口 28的下游，并在通道的第一出口 30 (该第一出口 30用于挤出部分)和通道的第二出口 32 (用于输入材料中的不可挤出部分)的上游。机构34 (最好如图6中所示)与通道20配合，以便将挤出部分引向第一出口 30和将不可挤出部分引向第二出口 32。用于接收挤出部分26.1至26.η的第一装置(在该示例实施例中呈传送器36的形式)布置成与第一出口 30成配合关系。传送器36包括环形穿孔钢带，具有基本水平的第一部分36.1和竖直间隔开的返回部分36.2。第一部分在位于挤出结构14下面的第一端38.1和远离该第一端的第二端38.2之间延伸。第一部分有朝向上和朝着挤出结构14的第一面36.11和相对的第二面36.12。用于热空气的第一通路39由在第一面36.11上面的导管或罩40来限定。通路39与第一面36.11连通,并从用于热空气的进口 42(靠近(或朝着)传送器36的第一部分36.1的第二端38.2)延伸至用于热空气的出口 44 (靠近(或朝着)第一部分的第一端38.1)。用于热空气的第二通路46由在第二面36.12下面的导管48来限定。导管48包括用于热空气的进口 50 (靠近(或朝着)第二端38.2)以及至少一个(但优选是多个)线性分布的出口 52.1至52.η,该出口 52.1至52.η由位于传送器36的第一部分36.1的第二面
36.12下面的液体贮槽54.1至54.η来提供。因此，最好如图2中所示，在传送器36的第一部分36.1上面设置了用于热空气的第一通路39，该第一通路39从进口 42延伸至出口 44。第二通路46设置于传送器36的第一部分36.1的下面，并从进口 50通过导管48、出口 52.1至52.η和第一通路39的至少一部分而延伸至出口 44。参考图3、5和6，挤出结构14包括:呈料斗56形式的输入材料接收部分，该料斗56限定了进口 28 ;以及至少一个挤出组件14.1和14.2。各挤出组件14.1包括材料供给或移动装置，例如有叶片的螺旋传送器或螺旋输送器22，优选是没有位于通道20中的中心杆或轴。螺旋输送器22具有主轴线58。在所示实施例中，限定本体18的通道包括套筒，该套筒有侧壁60，该侧壁60有长度为I的穿孔区域24 (如图3和4所示)，该穿孔区域24形成挤出机部分，并用作在进口 28和第二出口 32之间的第一出口 30。意外的是，当螺旋输送器终止于穿孔区域24的长度的大约一半时获得良好的结果。套筒18包括在穿孔区域24下游的尾部件62，该尾部件在其远端处限定了第二出口 32。前面介绍的引导机构34最好如图6中所示，并安装在第一出口 30下游的通道20中。机构包括通常关闭的门64，该门64铰接在本体18上，并位于通道20中，以便在第一出口 30的下游和在第二出口 32的上游关闭通道。门64由偏压装置(例如弹簧66)朝向正常关闭位置偏压。在该示例实施例中，挤出结构14和传送器36布置成使得螺旋输送器的主轴线58与传送器的第一部分36.1的主轴线平行。而且，在该示例实施例中，尾部件62可以包括弯管，或者以其它方式弯曲，以便离开主轴线58延伸，使得第二出口 32与第二接收装置68(该第二接收装置68与传送器36横向间隔开)连通。参考图1，还可以提供有动力源，例如用于系统10的部件的内燃机70。这些部件可以包括用于环形传送器36的驱动轮72和螺旋输送器22。发动机还可以驱动发电机74用于发电，以便驱动系统10的电气部分或部件。这些部件可以包括红外光源76(该红外光源76形成第二段10.2的部件)。如图2中所示， 发动机70的排气系统(未示出)可与导管48 (该导管48提供了用于热空气的前述第二通路46)的进口 50连接，使得由排气系统传送的热空气(通常为大约4500C )沿第二通路46输送。由换热系统(例如发动机的散热器，未示出)获得的热空气(通常为大约70°C)与第一通路39的进口 42连接。在使用中，来自发动机70的热空气如前述连接。使得环形传送器36沿顺时针方向A运动，并驱动螺旋输送器22绕它们的主轴线58旋转。要处理的污泥16在料斗56处被接收至系统10中，更特别是接收至第一段10.1的装置12中。污泥通过挤出机结构14挤出成多个细长的柔性体26.1至26.n，如图4中所示。挤出的细长体26.1至26.η在重力的作用下沉积在传送器36的第一部分36.1的第一面36.11上。沉积体形成在传送器上的排出团块，且形成的团块的扩大表面面积(与初始污泥物体的表面面积不同)暴露于沿第一和第二通路运动的热空气中，以便使得团块干燥。该团块朝着第一部分36.1的第二或远端
38.2传送，如B处所示。在第二端处，该至少局部干燥的团块跌落和破碎成块状物，该块状物接收于容器78中。块状物从该容器传送给第二段10.2，以便在该第二段中进一步干燥。干燥的材料可在系统的出口 80处获得。输入材料的不可挤出部分由螺旋输送器22朝着门64供给。当材料积累一段时间时由该材料施加的压力和力使得门抵抗它的偏压打开，且后面的不可挤出材料推动前面的不可挤出材料沿尾部件62运动和通过第二出口 32出来。因此，挤出部分和不可挤出部分自动分离，邻近第二出口 32的第二接收装置68可以设置成将不可挤出部分传送成废物，也可选择用于进一步处理。在图7中表示了系统10的第二实施例的明显的示意图，其中，前述第二段10.2的附加干燥装置76的至少一些部分结合在第一段中，从而可以使用单个传送器36。应当知道，在不脱离附加权利要求的范围和精神的情况下可以对本发明的系统、装置和方法的细节进行多种 变化。更特别是，根据本发明的挤出结构和方法可以用于使得任意合适输入材料的不可挤出部分与它的可挤出部分分离。输入材料可以是具有粘土等的矿物，且在这样的用途中，挤出的粘土可以传送成废物，不可挤出的矿物可以由第二出口 32传送用于进一步处理。
权利要求
1.一种用于处理输入材料体的装置，所述输入材料体包括可挤出部分和不可挤出部分，所述装置包括: 至少一个挤出组件，所述挤出组件包括:本体，所述本体限定了用于输入材料的通道；以及挤出机，用于将可挤出部分转变成挤出部分；以及 所述挤出机位于通向用于输入材料的通道的进口的下游且位于用于挤出部分的通道的第一出口和用于不可挤出部分的通道的第二出口的上游。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括:与通道配合的引导机构，用于将挤出部分引导到第一出口，将不可挤出部分引导到第二出口。
3.根据权利要求1或2所述的装置，还包括:用于接收挤出部分的第一装置，所述第一装置与第一出口配合；以及用于接收不可挤出部分的第二装置，所述第二装置与第二出口配合。
4.根据权利要求3所述的装置，其中:挤出机结构和第一接收装置能相对彼此运动，其中，挤出机结构静止，第一接收装置包括传送器，挤出机结构安装在传送器上面，挤出部分在重力的作用下通过第一出口沉积至传送器上。
5.根据权利要求4所述的装置，其中:传送器包括环形穿孔钢带，所述环形穿孔钢带具有用于接收挤出部分的第一部分以及具有返回部分。
6.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:挤出机包括材料供给装置，所述材料供给装置至少局部位于挤出机组件本体的穿孔区域中，以便与所述穿孔区域配合。
7.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:挤出机组件本体包括套筒，所述套筒包括侧壁，所述侧壁的至少一部分穿孔，以便提供形成所述第一出口的穿孔区域。
8.根据权利要求7所述的装置，其中:套筒包括尾部件，所述尾部件在穿孔区域的下游并限定了所述第二出口。
9.根据权利要求8所述的装置，其中:引导机构包括在穿孔区域和第二出口之间常闭但可打开的门。
10.根据权利要求9所述的装置，其中:门通常由偏压机构朝向关闭位置偏压。
11.根据权利要求5至10中任意一项所述的装置，还包括:用于热空气的第一通路，所述第一通路在传送器的第一部分上方延伸。
12.根据权利要求5至11中任意一项所述的装置，还包括:用于热空气的第二通路，所述第二通路在传送器的第一部分下方延伸。
13.—种处理输入材料体的方法，所述输入材料体包括可挤出部分和不可挤出部分，所述方法包括以下步骤: 一挤出可挤出部分，并在第一出口处提供挤出部分； 一当挤出时，使得不可挤出部分与可挤出部分分离；以及 一使得不可挤出部分可获得。
14.根据权利要求13所述的方法，包括以下步骤:沿第一方向传送挤出部分，并使得挤出部分受热，以便使得挤出部分干燥。
15.根据权利要求14所述的方法,其中:热量从挤出部分的第一侧和挤出部分的相对侧中的至少一个来提供，使得热空气沿与第一方向相反的第二方向流过挤出部分。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括:传送不可挤出部分用于进一步处理的步骤。
全文摘要
一种用于处理输入材料体(16)的装置(12)，该输入材料体包括可挤出部分和不可挤出部分，该装置包括至少一个挤出组件(14.1)。挤出机(22、24)用于将可挤出部分转变成挤出部分。挤出机位于使输入材料通向通道的进口(28)的下游以及用于挤出部分的通道第一出口(30)和用于不可挤出部分的通道第二出口(32)的上游。装置还包括与通道(20)配合的机构(34)，用于将挤出部分引向第一出口(30)，将不可挤出部分引向第二出口(32)。
文档编号C02F11/12GK103168007SQ201180027273
公开日2013年6月19日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者R·比伊斯曼, J·L·哈里森, D·A·威尔森, H·阿尔博拉夫 申请人:促进信托(第1信托13337/99), 埃泰克维尼自治区