具有螺旋过滤面的脱水装置的制作方法

本实用新型涉及污泥脱水技术领域，具体而言，涉及具有螺旋过滤面的脱水装置。

背景技术：

现有的污泥脱水技术主要有以下三种：1)热力脱水：利用热烟气、热蒸汽等热源烘烤污泥，使污泥中水分蒸发，降低污泥含水量。经热力脱水后污泥含水量降到30％以下，利于后续利用和处置，但投资及运行成本很高，能源利用率低。2)机械脱水(板框式污泥脱水机、带式污泥脱水机、离心污泥脱水机、叠氏污泥脱水机、螺旋压榨脱水机等)：利用挤压原理强制挤出污泥中的水分。机械脱水的投资小，装置简单易操作，但不能脱除结合水，经传统机械脱水方法处理的污泥含水率仍有80％左右，不能满足后续利用及填埋的要求；3)化学调理+隔膜板框：先加入大量生石灰、铁盐，添加物质量占到污泥干基总质量的20％以上，然后加入，絮凝胶体、蛋白等，然后进入隔膜板框进行机械脱水。所需设备简易，可将污泥含水率控制在60％左右；但由于添加物量占到污泥干基20％以上，污泥量不降反增，增加了后续装置处理负荷及运输成本，降低了污泥的热值，不利于焚化等处理方法。

机械脱水是常用的脱水方法，其中，螺旋压榨脱水机是一种常用的机械脱水装置，螺旋压榨脱水机的转轴和螺旋叶片安装在由滤网组成的圆筒中，从脱水原料的入口至出口方向螺旋叶片与圆筒内壁之间的容积逐渐变小，使得污泥也逐渐被压缩。通过压缩使污泥中的固体和液体分离，液体通过滤网的网孔后，经壳体与圆筒之间的导流通道流向脱水机下方的液体收集槽后排至机器外部。

由于壳体内壁的比表面积有限，因此滤筒的过滤面积最大值也小于壳体内壁的比表面积，因此污泥中的很大一部分水分难以与滤筒接触，且接触的时间非常短暂，因此所得干泥的含水量较高，脱水效率较差。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种螺旋过滤面-电渗透复合脱水装置，以解决现有技术中的脱水装置存在的脱水效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有螺旋过滤面的脱水装置，包括壳体和位于壳体内的转轴，所述壳体上设有污泥入口和干料出口，所述转轴包括具有出水口的第一杆体，所述第一杆体内部设有导流通道，所述第一杆体杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔；所述第一杆体的外壁设有螺旋过滤面，所述螺旋过滤面与壳体之间的体积沿着所述转轴的出水口方向逐渐减小，脱水原料经螺旋过滤面压缩和过滤所得的液体依次流经导流孔、导流通道，最后从出水口排出，脱水原料经螺旋过滤面压缩和截留所得的干料从干料出口排出。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述螺旋过滤面包括相对设置的第一过滤面和第二过滤面及形成于第一过滤面和第二过滤面之间的空腔，所述空腔与所述导流孔导通，脱水原料经螺旋过滤面压缩和过滤所得的液体依次流经空腔、导流孔、导流通道，最后从出水口排出。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述转轴还包括第二杆体，所述第二杆体的外壁设有第一螺旋叶片。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述壳体内部的第一螺旋叶片的转动空间呈圆柱形；所述第一螺旋叶片的螺距大于所述螺旋过滤面的螺距和/或所述第一螺旋叶片的外径大于所述螺旋过滤面的外径。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，还包括加电系统；所述加电系统包括负极接头、阳极板和正极接头，所述负极接头与转轴连接，所述阳极板位于壳体内壁，所述正极接头与阳极板连接并贯穿壳体。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述阳极板与螺旋过滤面相配合的配合面上设有绝缘层；所述螺旋过滤面的外径与绝缘层之间的距离为8-12mm。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述螺旋过滤面的内表面设有支撑导流网。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述第一杆体上设有螺旋状的凸起，所述凸起的一侧与所述支撑导流网连接，所述凸起的另一侧与所述螺旋过滤面连接。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述壳体内部的螺旋过滤面的转动空间为锥形；和/或所述螺旋过滤面的螺距沿着所述转轴的出水口方向逐渐减小。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述螺旋过滤面采用金属间化合物多孔膜；所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为0.1-1μm，厚度为0.3-0.5mm。

作为上述具有螺旋过滤面的脱水装置的进一步改进，所述干料的含水率≤60％；所述液体的浊度≤1Ntu。

本实用新型的具有螺旋过滤面的脱水装置具有螺旋过滤面，即过滤面呈沿转轴延伸的螺旋状分布，不仅可以对脱水原料进行压缩，而且具有多个螺旋状的过滤单元，因此过滤面积显著增加，同时脱水原料可以逐级与螺旋过滤面的每一层螺旋过滤单元相接触，显著延长脱水原料与螺旋过滤面的接触面积，从而显著提升脱水效率。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例1-2的具有螺旋过滤面的脱水装置的示意图。

图2为图1中A处的一种局部剖视图。

图3为图1中A处的另一种局部剖视图。

图4为实施例3-4的具有螺旋过滤面的脱水装置的示意图。

图5为图4中B处的局部剖视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。现将参考附图并结合以下内容详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型具体实施方式、实施例中的附图，对本实用新型具体实施方式、实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的具体实施方式、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式、实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的一种典型的实施方式中，具有螺旋过滤面的脱水装置，包括壳体1和位于壳体1内的转轴2，所述壳体1上设有脱水原料入口11和干料出口12，所述转轴2包括具有出水口20的第一杆体21，所述第一杆体21内部设有导流通道210，所述第一杆体21杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔211；所述第一杆体21的外壁设有螺旋过滤面3，所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小，脱水原料经螺旋过滤面3压缩和过滤所得的液体依次流经导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出，脱水原料经螺旋过滤面3压缩和截留所得的干料从干料出口12排出。

上述脱水装置中，螺旋过滤面3的过滤面积远高于现有技术中的由滤网组成的圆筒的过滤面积，同时脱水原料可以逐级与螺旋过滤面3的每一层螺旋状的过滤单元相接触，显著延长脱水原料与螺旋过滤面3的接触面积，实现同时被压缩和过滤，从而显著提升脱水效率。

为了实现本实用新型的技术方案，使所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿所述转轴2的出水口20方向逐渐减小，可以采用但是不限于下述的结构：所述壳体1内的螺旋过滤面3的转动空间为锥形，同时使所述螺旋过滤面3的螺距沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小，从而使脱水原料同时被压缩和过滤，显著提升脱水效率。

优选地，所述螺旋过滤面3的内表面设有支撑导流网4。该支撑导流网4优选为具有多孔结构的金属网，一来可以对液体进行导流，二来可以对螺旋过滤面3进行支撑，使其保持稳定的形状，从而使液体的流动通道体积保持稳定，降低液体的流动阻力，从而使脱水过程保持稳定和高效率。进一步优选地，所述第一杆体21上设有螺旋状的凸起212，所述凸起212的一侧与所述支撑导流网4连接，所述凸起212的另一侧与所述螺旋过滤面3连接。通过设置凸起212，可以增加第一杆体21与支撑导流网4和螺旋过滤面3的连接面积，使结构的强度更高。

优选地，所述螺旋过滤面3采用金属间化合物多孔膜；所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为0.1-1μm，厚度为0.3-0.5mm。该金属间化合物多孔膜具有优异的耐腐蚀性能，并且具有金属的特征，可与转轴2焊接并可作为电极，非常适合于作为本实用新型的螺旋过滤面3的过滤介质。

在本实用新型的优选的实施方式中，所述螺旋过滤面3包括相对设置的第一过滤面31和第二过滤面32及形成于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔，所述空腔与所述导流孔211导通，脱水原料经螺旋过滤面3压缩和过滤所得的液体依次流经空腔、导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出。该螺旋过滤面3包括上下两个过滤面，因此可进一步提升螺旋过滤面3的过滤面积，提升脱水效率。

优选地，所述支撑导流网4设于所述第一过滤面31和第二过滤面32的相向内侧，以达到最好的支撑效果和导流效果。

优选地，所述第一过滤面31和第二过滤面32均采用金属间化合物多孔膜；所述第一过滤面31和第二过滤面32的平均孔径为0.1-1μm，厚度为0.3-0.5mm。该金属间化合物多孔膜具有优异的耐腐蚀性能，并且具有金属的特征，可与转轴2焊接并可作为电极，非常适合于作为本实用新型的螺旋过滤面3的过滤介质。

在本实用新型的优选的实施方式中，所述转轴2还包括第二杆体22，所述第二杆体22的外壁设有第一螺旋叶片51。所述第二杆体22的第一螺旋叶片51采用无孔的钢板即可、第二杆体22采用实心或空心的杆体均可，其作用是实现对脱水原料的预压缩，提升第一杆体21上螺旋过滤面3的过滤效率和压缩效率。

优选地，所述壳体1内部的第一螺旋叶片51的转动空间呈圆柱形，所述第一螺旋叶片51的螺距大于所述螺旋过滤面3的螺距和/或所述第一螺旋叶片51的外径大于所述螺旋过滤面3的外径，便于降低预压缩的能耗。

在本实用新型的优选的实施方式中，还包括加电系统；所述加电系统包括负极接头61、阳极板62和正极接头63，所述负极接头61与转轴2连接，所述阳极板62位于壳体1内壁，所述正极接头63与阳极板62连接并贯穿壳体1。

脱水原料中的固相对水来说都带有轻微的负电荷，但固相和周围介质溶液作为一个整体是电中性的，为了平衡这些负电荷，固相表面必会吸附介质溶液中带有相反电荷的阳离子。固相表面的负电荷与其吸附的周围介质中的反离子构成双电层，在电场作用下，固相表面吸附的阳离子携带水分向阴极的螺旋过滤面3移动。到达螺旋过滤面3表面后，水分在电场力及螺旋过滤面3的压缩力的共同作用下穿过螺旋过滤面3，污泥固体被螺旋过滤面3拦截，以此进一步提升脱水效率。

优选地，所述阳极板62与螺旋过滤面3相配合的配合面上设有绝缘层64；所述螺旋过滤面3的外径与绝缘层64之间的距离为8-12mm；以达到良好的绝缘效果，提升电场的稳定性和安全性。

需要说明的是，上述金属件化合物多孔膜可以采用中国实用新型专利CN104759629A所公布的柔性多孔金属箔。

下面结合实施例进一步说明本实用新型的有益效果。

实施例1

如图1和图2所示的具有螺旋过滤面3的脱水装置，包括壳体1和位于壳体1内的转轴2，所述壳体1上设有脱水原料入口11和干料出口12，所述转轴2包括具有出水口20的第一杆体21，所述第一杆体21内部设有导流通道210，所述第一杆体21杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔211；所述第一杆体21的外壁设有螺旋过滤面3，所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。

还包括支撑导流网4，所述第一杆体21上设有螺旋状的凸起212和第二螺旋叶片52，该凸起212与第二螺旋叶片52之间的间隙与所述导流孔211导通，所述支撑导流网4的一侧与凸起212焊接，另一侧与所述第二螺旋叶片52焊接；所述凸起212的一侧与所述支撑导流网4焊接，另一侧与所述螺旋过滤面3焊接；所述螺旋过滤面3的靠近第一杆体21的一侧与所述凸起212焊接，另一侧与第二螺旋叶片52焊接并形成位于螺旋过滤面3和第二螺旋叶片52之间的空腔。所述第二螺旋叶片52为钢板。所述壳体1内部的螺旋过滤面3的转动空间为锥形，所述螺旋过滤面3的螺距沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述螺旋过滤面3采用金属间化合物多孔膜，所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为0.1μm，厚度为0.3mm。

使用时，使转轴2呈一定速率转动，然后从脱水原料入口11往壳体1内通入脱水原料，脱水原料经螺旋过滤面3的压缩和过滤所得的液体依次流经空腔、导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出；其中，所得液体的浊度≤1Ntu，可直接回用于景观、浇灌用水。脱水原料经螺旋过滤面3的压缩和截留所得的干料从壳体1下方的干料出口12排出；其中，所得干料的含水率保持在40-60％以内。

实施例2

如图1和图3所示的具有螺旋过滤面3的脱水装置，包括壳体1和位于壳体1内的转轴2，所述壳体1上设有脱水原料入口11和干料出口12，所述转轴2包括具有出水口20的第一杆体21，所述第一杆体21内部设有导流通道210，所述第一杆体21杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔211；所述第一杆体21的外壁设有螺旋过滤面3，所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述螺旋过滤面3包括相对设置的第一过滤面31和第二过滤面32及形成于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔，所述空腔与所述导流孔211导通。

还包括支撑导流网4，所述第一杆体21上设有两个螺旋状的凸起212，所述两个凸起212之间的间隙与所述导流孔211导通，两个凸起212的相向内侧与所述支撑导流网4焊接，外侧分别与第一过滤面31和第二过滤面32焊接。所述第一过滤面31和第二过滤面32的靠近第一杆体21的一侧与所述凸起212焊接，另一侧相互焊接为一体并形成位于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔。所述壳体1内部的螺旋过滤面3的转动空间为锥形，所述螺旋过滤面3的螺距沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述第一过滤面31和第二过滤面32均采用金属间化合物多孔膜，所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为0.5μm，厚度为0.4mm。

使用时，使转轴2呈一定速率转动，然后从脱水原料入口11往壳体1内通入脱水原料，脱水原料经螺旋过滤面3的压缩和过滤所得的液体依次流经空腔、导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出；其中，所得液体的浊度≤1Ntu，可直接回用于景观、浇灌用水。脱水原料经螺旋过滤面3的压缩和截留所得的干料从壳体1下方的干料出口12排出；其中，所得干料的含水率保持在40-60％以内。

实施例3

如图3和图4所示的具有螺旋过滤面3的脱水装置，包括壳体1和位于壳体1内的转轴2，所述壳体1上设有脱水原料入口11和干料出口12，所述转轴2包括第二杆体22和具有出水口20的第一杆体21；所述第二杆体22为实心结构，其外壁设有第一螺旋叶片51，该第一螺旋叶片51为钢板；所述壳体1内部的第一螺旋叶片51的转动空间呈圆柱形；所述第一杆体21内部设有导流通道210，其杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔211，其外壁上设有螺旋过滤面3，所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述螺旋过滤面3包括相对设置的第一过滤面31和第二过滤面32及形成于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔，所述空腔与所述导流孔211导通。所述第一螺旋叶片51的螺距和外径均大于所述螺旋过滤面3的螺距和外径。

还包括支撑导流网4，所述第一杆体21上设有两个螺旋状的凸起212，所述两个凸起212之间的间隙与所述导流孔211导通，两个凸起212的相向内侧与所述支撑导流网4焊接，外侧分别与第一过滤面31和第二过滤面32焊接。所述第一过滤面31和第二过滤面32的靠近第一杆体21的一侧与所述凸起212焊接，另一侧相互焊接为一体并形成位于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔。所述壳体1内部的螺旋过滤面3的转动空间为锥形，所述螺旋过滤面3的螺距沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述第一过滤面31和第二过滤面32均采用金属间化合物多孔膜，所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为1μm，厚度为0.5mm。

使用时，使转轴2呈一定速率转动，然后从脱水原料入口11往壳体1内通入脱水原料，脱水原料首先经过第一螺旋叶片51的预压缩，然后再经螺旋过滤面3的压缩和过滤后得到液体和干料，其中，所述液体依次流经空腔、导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出，该液体的浊度≤1Ntu，可直接回用于景观、浇灌用水；所得干料的含水率保持在40-60％以内。

实施例4

如图3-5所示的具有螺旋过滤面3的脱水装置，包括壳体1和位于壳体1内的转轴2，所述壳体1上设有脱水原料入口11和干料出口12，所述转轴2包括第二杆体22和具有出水口20的第一杆体21；所述第二杆体22为实心结构，其外壁设有第一螺旋叶片51，该第一螺旋叶片51为钢板；所述壳体1内部的第一螺旋叶片51的转动空间呈圆柱形；所述第一杆体21内部设有导流通道210，其杆壁上设有贯穿杆壁的导流孔211，其外壁上设有螺旋过滤面3，所述螺旋过滤面3与壳体1之间的体积沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述螺旋过滤面3包括相对设置的第一过滤面31和第二过滤面32及形成于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔，所述空腔与所述导流孔211导通。所述第一螺旋叶片51的螺距和外径均大于所述螺旋过滤面3的螺距和外径。

还包括支撑导流网4，所述第一杆体21上设有两个螺旋状的凸起212，所述两个凸起212之间的间隙与所述导流孔211导通，两个凸起212的相向内侧与所述支撑导流网4焊接，外侧分别与第一过滤面31和第二过滤面32焊接。所述第一过滤面31和第二过滤面32的靠近第一杆体21的一侧与所述凸起212焊接，另一侧相互焊接为一体并形成位于第一过滤面31和第二过滤面32之间的空腔。所述壳体1内部的螺旋过滤面3的转动空间为锥形，所述螺旋过滤面3的螺距沿着所述转轴2的出水口20方向逐渐减小。所述第一过滤面31和第二过滤面32均采用金属间化合物多孔膜，所述金属间化合物多孔膜的平均孔径为1μm，厚度为0.5mm。

还包括使所述螺旋过滤面3为阴极、所述壳体1为阳极的加电系统。所述加电系统包括负极接头61、阳极板62和正极接头63，所述负极接头61与转轴2连接，所述阳极板62位于壳体1内壁，所述正极接头63与阳极板62连接并贯穿壳体1。所述阳极板62与螺旋过滤面3相配合的配合面上设有绝缘层64；所述螺旋过滤面3的外径与绝缘层64之间的距离为12mm。

使用时，分别将所述正极接头63和负极接头61与电源的正极、负极连接，然后使转轴2呈一定速率转动，然后从脱水原料入口11往壳体1内通入脱水原料，脱水原料首先经过第一螺旋叶片51的预压缩，然后在电场作用下，再经螺旋过滤面3的压缩和过滤后得到液体和干料，其中，所述液体依次流经空腔、导流孔211、导流通道210，最后从出水口20排出，该液体的浊度≤1Ntu，可直接回用于景观、浇灌用水；所得干料的含水率保持在40-60％以内。