本申请涉及一种一体式污泥处理装置，属于水、废水、污水或污泥处理装置技术领域。
背景技术：
在泵站污泥的处理过程中，会出现污泥观察口太小难以操作、污泥固化无法抽取以及泵站内物质不明容易造成危险等问题。现行的处理泵站污泥的方法主要有水泵抽取和人工搬运的方法，但是两种方法都有很多不足。水泵抽取的过程中会出现污泥固化难以抽取或者观察口太小难以操作等问题，当污泥出现固化等情况时，放下的抽取管只能抽取少量、小范围的污泥，而不能抽取全部的污泥。而人工操作时，由于污泥泵站中存在大量有毒、有害的气体和液体，必须穿戴防毒装置潜入下方操作，这不仅会威胁到工人的安全而且可操作性很小，而且人工成本远大于机械操作。尤其是对于液位较深的污水池，抽取非常困难，而一些年份很久的污水池则会因为沉积太久导致污泥结块严重；而对于含油脂、沙粒的杂污，由于泥沙分离不充分，这些残留在污水中的油脂会严重阻碍污泥的固化，导致固化困难。
基于此，做出本申请。
技术实现要素：
针对现有污泥处理、特别是容易出现固结已经出现固结的污泥处理中所存在的上述缺陷，本申请提供一种可实现污泥疏散、提高污泥排出的一体式污泥处理装置。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一体式污泥处理装置，包括顺次连接的污泥疏松机构、污泥抽取机构、除沙机构和污泥固化机构，所述的污泥疏松机构中，包括钻杆机构和高压水泵，钻杆机构包括进水管，进水管一端与高压水泵连接，以接入高压水，另一端设置喷头和顶尖，且顶尖位于进水管末端，喷头位于顶尖上方，并与进水管连通；污泥抽取机构包括抽泥管和真空泵，抽泥管下端深入到与喷头对应的位置处，其上端则通过真空泵与出泥管连接，将钻杆机构打散的污泥抽出至除沙机构处，完成水、沙分离后，将含泥污水送入污泥固化机构进行固化。
进一步的，作为优选：
所述的喷头至少设置有两个。更优选的，所述的喷头设置有三个或成对设置，当设置三个时，各喷头在同一水平上均匀分布；当成对设置时，两两相对进水管中心对称设置。喷头是出水的核心部位，将其设置一个时，因出来的是是高压水，非常容易造成整个进水管受力不匀、进水管倾斜，工作不稳定；设置为三个时，可满足360°全方位的冲散，但高压水源的压力或者喷头的内径需要进行控制才能确保其不清斜；成对设置可使对称设置的喷头两两抵消其冲击力，稳定性会更高。
所述的喷头内径为2.5-3mm。喷头是出水和固化污泥打散的核心部件，如果内径较小，则会因喷头与进水管之间压力差过大造成高压水雾化，起不到打散的作用；内径过大，又会因为压力差太小导致流速小、作用在污泥上的力度太小，同样起不到打散的作用。经过申请人大量的实验验证，将喷头内径设置为2.5-3mm时（进水管的管径是否为标准件，还是说内径对水的打散作用是单一影响），打散效果更好。
所述的抽泥管与喷头对应位置设置抽泥口，该抽泥口为鸭嘴形结构。鸭嘴型结构，可以将仅分离、未粉砕的大块与粉碎的小块一起吸入，提高了抽吸效率。
所述的出沙管与除沙箱底部水平。出沙管水平设置，方便沉积沙的转入，提高沉积沙转移效率。
所述的出沙管内设置输送轴，其上设置盘旋设置螺旋片，输送轴由电机驱动，转动过程中，经螺旋片将沉积沙带出，并经出沙管的出沙口排出。电机、输送轴和螺旋片形成的螺旋杆轴结构，借助于其转动过程中，沉积沙在螺旋片之间的滞留，将沉积沙进行提升，并最终经高处的出沙口排出。
所述的出沙管最低处设置放空阀门，出沙完毕后，打开放空阀门，即可对设备进行清空。
所述的除沙箱顶部设置溢流腔，溢流口位于该溢流腔中。更优选的，所述的溢流腔是设置于梯形顶部的三角形结构，且其顶边与除沙箱位于上方的斜边水平。溢流腔的设置，确保了沙、水的充分分离，避免排水对沙沉积造成的干扰。
将本申请应用于有固结或密度较高的污泥等处理对象时，延长管一端接入高压水泵，另一端通过连接管与进水管上段连接，进水管上、中、下各段（每段并不局限于一个管件）以接头进行串连，并在进水管的末端接入实心的顶尖，顶尖附近的进水管侧壁上则接入喷头；先将污水的液位抽低，并将顶尖插入待松散的处理对象处，启动高压水泵，高压水源经高压水泵→延长管→连接管→进水管→各喷头，对钻头打散的污泥进行成浆，即完成整个疏散、成浆工序；启动真空泵，抽泥管经其抽泥口将大块、小块的污泥一并吸出，即完成污泥的粉碎与抽取。
预除沙机构利用离心沉降和沙水密度差进行除沙，由于进水口设置在筒体的偏心位置，当沙水在一定的压力下从进水口进入时，产生强烈的旋转运动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，低密度的水沿筒体的周围切线方向形成斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流达到锥体某部位后，转而沿筒体轴心向上旋转，最后经出水口排出，此时为第一次出水，而高密度的沙等杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿锥体壁面下落，并经沙水进口排入除沙箱；除沙箱的特殊安装方式以及溢流口的设置，实现了沙、水的二次分离，分离出来的水经溢流口二次排出，沉积沙则经出沙管排出。除砂率高，节省安装空间，对个别微小固体的漏捕率低，工作状态稳定。
本设计不仅解决了污泥疏松、抽取、处理等一系列的问题，还可以避免人工操作是由于泵站太深、情况不明、存在有毒有害物质而带来的安全隐患。
附图说明
图1为本申请的结构示意图；
图2为本申请中污泥疏松、抽取部分的结构示意图；
图3为本申请中钻杆机构的结构示意图；
图4为图3中e-e方向的剖面放大图；
图5为本申请中旋转件的安装示意图；
图6为本申请中抽泥管的结构示意图；
图7为本申请中除沙机构的正面结构示意图；
图8为本申请中除沙机构的俯视结构示意图；
图9为本申请中除沙机构的侧面结构示意。
图中标号：a.疏松机构；b.污泥抽取机构；c.除沙机构；d.污泥固化机构；m.污泥；n.污水；1.钻杆机构；11.进水管；111.下端管；112.中段管；113.上段管；12.顶尖；13.喷头；131.喷头一；132.喷头二；133.喷头三；14.接头；15.延长管；16.连接管；2.高压水泵；21.旋转件；211.旋转盘；212.连杆；213.夹套销；214.左夹套；215.右夹套；216.紧固螺栓；217.旋转销；218.支座；3.抽泥管；31.真空泵；32.真空管；33.出泥管；34.清水管；35.抽泥口；36.转接管；37.真空体；38.脱水机构；4.预除沙机构；41.进水口；42.旋流出水口；43.沙水进口；44.筒体；45.锥体；5.除沙箱；51.箱盖；52.溢流出水口；6.出沙管；61.螺旋片；62.输送轴；63.电机；64.放空阀门；65.出沙口；66.耐磨尼龙；7.支架；8.出水管；9.进水管；91.滤网。
具体实施方式
实施例1
本实施例一体式污泥处理装置，结合图1，包括顺次连接的污泥疏松机构a、污泥抽取机构b、除沙机构c和污泥固化机构d，结合图2和图3，污泥疏松机构a中，包括钻杆机构1和高压水泵2，钻杆机构1包括进水管11，进水管11一端与高压水泵2连接，以接入高压水，另一端设置喷头13和顶尖12，且顶尖12位于进水管11末端，喷头13位于顶尖12上方，并与进水管11连通；污泥抽取机构b包括抽泥管3和真空泵31，抽泥管3下端深入到与喷头13对应的位置处，其上端则通过真空泵31与出泥管33连接，将钻杆机构1打散的污泥抽出至除沙机构c处，完成水、沙分离后，将含泥污水送入污泥固化机构d进行固化。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：
进水管11是由若干个管件构成，且相邻管件之间通过接头14连接。如图2和图3所示，管件包括下段管111、中段管112和上段管113。因供应的水体为高压水源，进水管11如采用一根管件，则因管体需要抗高压，其重量较重，会存在受压过大、结构不稳的现象，容易出现管体爆裂，将其设置为依次连接的若干段（如图2所示的下段管111、中段管112和上段管113），可有效分解并缓冲高压水源造成的受力，提高进水管工作的稳定性。
为实现更好的使用效果，上述方案还可以增设密封圈：接头14与管件（上段管113/中段管112/下段管111）之间设置有密封圈，密封圈可选择全密封结构，也可设置为局部密封结构，全密封结构中，密封圈环绕包围管件的连接部位；局部密封结构中，密封圈设置为若干个，各密封圈相互不接触，并环绕设置在管件连接部位周侧。各管件之间以接头14连接，并在接头14与管件的连接处以密封圈进行密封，避免出现漏水现象，密封圈可设置为完整的环形结构，该结构安装更便捷；也可以设置为多个配合使用的片状结构，该结构使用灵活，在不同的管件连接处可将其位置设置不同，以满足整体使用的稳定性。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：喷头13至少设置有两个。更优选的，喷头3设置有三个或成对设置，当如图4所示设置三个时，喷头一131、喷头二132、喷头三133在同一水平上均匀分布；当成对设置时，两两相对进水管1中心对称设置。喷头13是出水的核心部位，将其设置一个时，因出来的是高压水，非常容易造成整个进水管11受力不匀、进水管1倾斜，工作不稳定；设置为三个时，可满足360°（比如θ选择120°、各喷头120°×3的分布）全方位的冲散，但高压水源的压力或者喷头13的内径需要进行控制才能确保其不清斜；成对设置可使对称设置的喷头两两抵消其冲击力，稳定性会更高。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图4，喷头13内径d1为2.5-3mm，此时进水管11的外径d外为88.9mm，进水管1的内径d内为52.4mm。喷头13是出水和固化污泥打散的核心部件，如果内径较小，则会因喷头13与进水管11之间压力差过大造成高压水雾化，起不到打散的作用；内径过大，又会因为压力差太小导致流速小、作用在污泥上的力度太小，同样起不到打散的作用。经过申请人大量的实验验证，将喷头13内径设置为2.5-3mm时（进水管1的管径是标准件，由于要放入泵池中，选择依据是在保证进水量的同时尽可能降低整个设备的重量，进水量需要在50l/min以上才能保证出水压力在1000n以上），打散效果更好。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图2，进水管11通过延长管15与高压水泵2连接，以实现高压水源的接入。更优选的，进水管11如图1、2所示竖直安装，延长管15则如图2所示水平安装，两者之间设置连接管16进行过渡安装，该连接管16设置为弧形管。在进行钻孔、疏散过程中，高压水与污泥接触的水体以竖直向下为宜，此时，借助于水体的压力和其自身的重力，可将冲击作用提高到最佳，而基于操作的便捷性，不可能将进水管无限上延，因此，借助于延长管15和连接管16，将高压水泵的高压水源由水平转移过渡到竖直，确保输送稳定性。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图6，污泥抽取机构b包括抽泥管3，抽泥管3与喷头13对应位置设置抽泥口35，该抽泥口35为图6所示的鸭嘴形结构。鸭嘴型结构，可以将仅分离、未粉砕的大块与粉碎的小块一起吸入，提高了抽吸效率。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图5，进水管11通过旋转件21固定，其中，旋转件21包括旋转盘211、连杆212和电机（旋转盘211背侧，图中未显示），旋转盘211由电机驱动，旋转盘211上安装有旋转销217，旋转销217上安装连杆212，连杆212的另一端装有夹套销213，夹套销213上设置右夹套215，右夹套215上安装四个紧固螺栓216，紧固螺栓216上安装左夹套214，进水管11固定在左夹套214和右夹套215之间。当进水管11受冲击转动时，电机通电工作，带动旋转盘211转动，旋转盘211带动旋转销217随之转动，转动过程中形成经连杆点和远连杆点，从而带动连杆212在一个水平面上做往复运动，连杆212的往复运动带动夹套销213在一个圆弧上做往复运动，从而带动左夹套214往复旋转，紧固的左夹套214、右夹套215带动进水管11旋转，即可对受冲击的进水管11进行调节。调节夹套销213的长度，即可对连杆212的往复旋转角度进行调节，从而适应喷头13喷水以及其他不同冲击条件造成的影响。
将本申请应用于有固结或密度较高的污泥等处理对象时，延长管15一端接入高压水泵2，另一端通过连接管16与进水管11上段（即上段管113）连接，进水管11的上段管113与连接管16、上段管113与中段管112、中段管112与下段管111连接处（每段并不局限于一个管件）均以接头14进行串连，并在进水管11的末端（即下段管111的末端）接入实心的顶尖12，顶尖12附近的进水管11（即下段管111）侧壁上则接入喷头13，将抽泥管3下端延伸至污水、污泥中，启动真空泵31，分散的污泥经抽泥管3送至出泥管33，即可进行抽泥。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：除沙机构c包括预除沙器4、除沙箱5和出沙管6，预除沙机构4包括由筒体44构成的旋流室和由锥体45构成的沉沙室，筒体44位于锥体45上方，并与锥体45连通；筒体44偏心位置设置进水口11，结合图7，该进水口41通过进水管9（在进水管9上还可以设置滤网91，对进水进行粗过滤）连通至出泥管33，实现泥水的输入；筒体44的顶部设置旋流出水口42，该旋流出水口42通过出水管8连通至污泥固化机构d，完成预出水（也即一次出水）；锥体45底部设置沙水进口43，沙水进口43与除沙箱5连通，将锥体45内沉积的沙石送入除沙箱5，除沙箱5是由顶部、底部和两个侧边构成的梯形结构，两个侧边相对上下分布，靠上的侧边即箱盖51所指部件，顶部与底部相互水平，且相对安装地面倾斜设置，底部的最低处与出沙管6的入口连通，除沙箱5内的沉积沙经出沙管6带出；除沙箱5上部还设置有溢流口52，分离出来的水经溢流口52排出至污泥固化机构d。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图7，出沙管6与除沙箱5底部水平。出沙管6水平设置，方便沉积沙的转入，提高沉积沙转移效率。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：出沙管6内设置输送轴62，其上设置盘旋设置螺旋片61，输送轴62由电机63驱动，输送轴62转动过程中，经螺旋片61将沉积沙带出，并经出沙管6高处下侧壁上设置的出沙口65排出。电机63、输送轴62和螺旋片61形成的螺旋杆轴结构，借助于其转动过程中，沉积沙在螺旋片61之间的滞留，将沉积沙进行提升，并最终经高处的出沙口65排出。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：出沙管6最低处设置放空阀门64，出沙完毕后，打开放空阀门64，即可对设备进行清洗，清洗中，因出沙管6同样是倾斜设置的，借助于水流自身重力，即可将滞留在出沙管6中的杂污自上而下顺流冲出，方便设备的检修。
在上述出沙管6的结构中，还可以设置耐磨尼龙，该耐磨尼龙设置在螺旋片61与出沙管6之间，砂和出砂管6直接摩擦会磨损出砂管6，设备使用寿命短，故增设耐磨尼龙。耐磨尼龙需要定期更换。
为实现更多的使用效果，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图7，除沙箱5顶部设置溢流腔，溢流口52位于该溢流腔中。
上述方案还可以优选设置为：溢流腔是设置于梯形顶部的三角形结构，且其顶边与除沙箱5位于上方的斜边（即图7中的箱盖51）在同一水平。溢流腔的设置，确保了沙、水的充分分离，避免排水对沙沉积造成的干扰。
本申请中，预除沙器4利用离心沉降和沙水密度差进行除沙，由于进水口41设置在筒体44的偏心位置，当沙水在一定的压力下从进水口41进入时，产生强烈的旋转运动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，低密度的水沿筒体44的周围切线方向形成斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流达到锥体45某部位后，转而沿筒体44轴心向上旋转，最后经出水口42排出，此时为第一次出水，而高密度的泥沙等杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿锥体45壁面下落，并经沙水进口43排入除沙箱5；除沙箱5的特殊安装方式以及溢流口52的设置，实现了泥沙与水的二次分离，分离出来的水经溢流口52二次排出，沉积泥沙则经出沙管6排出。除砂率高，节省安装空间，同时，在除沙过程中对泥沙进行了多次分离，沙、水完成充分分离，杜绝了油脂带入后道工序，这非常有利于分离出来的污泥固化。
启动前，先将污水n的液位抽低，将顶尖12插入待松散的固结污泥m处，启动高压水泵2，高压水源经高压水泵2→延长管15→连接管16→进水管11→各喷头13，对转动的钻头12打散的污泥进行打散，污泥被分解成大块，或者直接粉碎为小块，启动真空泵31，真空泵31将真空体37抽至真空状态，分解、粉碎的污泥经抽泥口35进入抽泥管3，并与真空体37连接的出泥管33送至除沙机构c，经旋流除砂器4进行旋流除沙，一次出水（含泥）送至污泥固化机构d进行污泥固化，清水排出，固体污泥送至后道工序；沉积沙经除沙箱5处理后，经出沙管螺旋出沙，经溢流口52排出的含有污泥的污水经转接管36送入脱水机构38形成脱水的污泥，脱出的水则经清水管34排出。而脱水污泥转入送至污泥固化机构d进行污泥固化，清水排出，固体污泥送至后道工序。
上述疏松机构a启动时，首先在池体表面水泥板上打间隔一定的圆形钻孔，放下钻杆机构1，用旋转件21固定钻杆机构1的位置，打开高压水泵2，高压水泵2把高压水充入钻杆机构1的进水管11，进水管11壁厚足够承受水压，高压水通过进水管11到达喷头13，喷出的高压水把固化的污泥打碎，且高压水在喷头两侧的作用力相互抵消不会使进水管11弯曲，转动进水管11就可以疏松一定体积的污泥，钻杆机构1的顶尖12保证钻杆机构1接触池底但产生尽可能小的摩擦力。待该区域污泥疏松完毕后把钻杆机构1取出，放入下一个钻孔，用堵头堵住该钻孔。
污泥抽取机构b启动时，打开真空泵31，真空泵31使真空管32真空体，抽泥管3产生真空环境，污泥和污水的混合物，通过吸泥口35进入抽泥管3，鸭嘴形的吸泥口35可以保证污泥和污水混合物顺利通过但大的杂物不能通过，最后污泥和污水的混合物进入真空体。
除沙工序中，污泥和污水的混合物通过出泥管33进入螺旋出沙器4，最终在除沙箱5中沉淀，沙石污泥沉入底部；打开电机63，电机63带动输送轴62转动，输送轴62带动螺旋片61转动，螺旋片61把底部的沙石和污泥沿着出砂管6提升至出沙口65出砂；上层清液通过溢流口52进入清水管流出；每次装置工作结束后，打开放空阀门64，使底部污泥沙石和水的混合物流出。