一种高效电渗透污泥脱水机的制作方法

本发明涉及一种污泥脱水设备，具有涉及一种电渗透污泥脱水机。

背景技术：

随着社会经济的发展与城市化进程的加快，城镇污水处理厂及伴随产生的污泥数量快速增加。根据有关材料，2010年我国污水处理厂产生的污泥达到3亿吨。由于污泥含有大量的细胞水，目前，几乎所有的污水处理厂现有的设备与技术只能将污泥的含水率降低到80%左右，如要达到焚烧的要求-污泥的含水率低于50%要花费很高的成本，因此我国几乎所有污水处理厂往往只能将污泥以填埋和堆放为主，从而引发了严重的环境污染问题。利用电渗透脱水的原理对污泥进行处理，从实验数据看是完全可以将污泥的含水率降低到小于40%的。近几年，各种电渗透脱水设备运应而生，有电渗透带式脱水机，有转鼓式电渗透脱水机等，然而，受到脱水设备结构方面的限制，使得采用电渗透脱水来处理污泥，或因成本过高，或因处理后达不到焚烧要求，或因产能过低，而仍然未被市场广泛接受。纵观现有常规的污泥脱水机，基本上都在两电极之间设置网带，没有能充分发挥电渗透的效果，例如中国发明专利公开CN 102653488A所公开的电渗透带式压榨污泥脱水装备，不仅装备结构复杂，且仅能使压榨后的污泥饼含水量小于60%。本申请人于2013年提出了一种结构简单、能够充分发挥电渗透效能，具有优异的脱水效果的电渗透污泥脱水机（见ZL201310285709.6），该电渗透污泥脱水机，包括的污泥脱水装置包括固定于机架上的环形上导轨、固定于机架上且位于环形上导轨下方的环形下导轨、沿着环形下导轨的轨迹向能够移动的多个移动网板、沿着环形上导轨的轨迹能够移动的多个挤压板，环形上导轨和环形下导轨的中心线均沿水平方向延伸，环形上导轨的下部为直线轨迹，环形下导轨的上部为直线轨迹，移动网板和挤压板均由导电材料制成，且二者分别与电源的阴极和阳极接通；位于环形上导轨的直线轨迹上的多个挤压板与位于环形下导轨的直线轨迹上的多个移动网板之间形成有污泥挤压通道，该污泥挤压通道自一端向着另一端的方向的宽度逐渐变窄形成了一个楔形区。当阳极挤压板和阴极网板沿着自身轨迹运动时，它们之间的间隙越来越小，同时接上正、负级电源，在电流和挤压的双重作用下，污泥就被脱水。该脱水机相比传统脱水机能够充分发挥电渗透效能，提高直接利用移动的挤压板与移动的移动网带对污泥进行挤压，且挤压板与移动网板都接通电源，在电泳的作用下，污泥的水分被挤出，采取该结构，能够充分发挥电渗透的效能，将压榨后的污泥饼含水量降低至50%甚至是40%以下，但是该脱水机实际运行时，脱水效率比较欠缺，导致推广较慢。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是对原有的电渗透污泥脱水机进行改进以提高脱水效率。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种电渗透污泥脱水机，其包括机架、设置在机架上的污泥脱水装置、用于向污泥脱水装置提供动力的驱动机构以及电源，污泥脱水装置包括分别沿着设定的移动轨迹能够移动地设置设于机架的下部和上部的多个移动网板和多个挤压板，所述移动网板和挤压板均由导电材料制成，且二者分别与电源的阴极和阳极接通，多个所述挤压板和多个所述移动网板之间形成沿水平方向延伸的污泥挤压通道，该污泥挤压通道自其进口端向出口端的方向不断变窄，其中污泥挤压通道在靠近进口端处形成快速挤压区，该快速挤压区对应的污泥挤压通道的变窄速率大于污泥挤压通道其它区域的变窄速率。

根据本发明，所述沿水平方向延伸的污泥挤压通道是指该通道整体上是大体水平的，包含略微倾斜的情形，具体的说，是指通道的长度延伸方向与水平线之间的夹角在15°以内，优选10°以内，更优选5°以内。

进一步地，所述快速挤压区的长度比其它区域的长度小，优选地，快速挤压区的长度约占污泥挤压通道总长度的1/10～1/3。

优选地，所述快速挤压区的出口端的高度是进口端高度的1/3～4/5。

根据本发明的一具体且优选方面，污泥挤压通道的底面为水平面，顶面自其进口端向出口端的方向不断趋近于底面。

进一步优选地，所述形成污泥挤压通道的多个移动网板依次紧密拼接构成一个水平的大移动网板且它们的上表面共面形成污泥挤压通道的底面。

还优选地，形成所述污泥挤压通道的所述多个挤压板依次紧密排列，该多个挤压板的下表面均沿水平方向延伸且相互平行或者该多个挤压板的下表面为倾斜面，且该多个挤压板的下表面构成污泥挤压通道的顶面。挤压板的下表面可以是平面或弧形面等，没有特别限制，以平面为优选。

进一步地，所述的污泥脱水装置还包括沿着设定的移动轨迹能够移动地设置的挤压板移动架，挤压板能够上下滑动地设置在挤压板移动架上，并且在污泥挤压通道的上方设置有控制挤压板移动轨迹的轨迹架。轨迹架通过控制挤压板的移动轨迹可以控制由挤压板和移动网板之间形成的污泥挤压通道的大小。

根据本发明的一个具体且优选方面，挤压板移动架上对应于各挤压板分别设置有一个或多个滑套，在各滑套内滑动地设置有顶杆，顶杆与滑套的轴心线方向一致，顶杆的一端与挤压板固定连接，另一端可转动地安装有挤压滚轮，轨迹架具有位于底部且自靠近污泥进口端的一端向着远离污泥进口端的另一端的方向由上而下倾斜的轨迹面，形成污泥挤压通道的挤压板对应连接的挤压滚轮的顶部抵在轨迹面上且沿着轨迹面移动。采取该结构设置，形成污泥挤压通道的挤压板的移动轨迹与轨迹架的轨迹面保持一致，只需通过设置轨迹面即可实现对挤压板的控制，即可获得所需的污泥挤压通道，具有设置简单、控制方便的优势。

进一步优选地，在挤压滚轮与滑套之间设置有用于使顶杆趋向于相对滑套向上滑动的弹性件，当挤压滚轮运动至轨迹架底下方并沿轨迹架的轨迹面移动时，挤压滚轮、顶杆及挤压板整体相对挤压板移动架向下滑动，弹性件不断被压缩；当挤压滚轮从所述轨迹面底下方移出时，挤压滚轮、顶杆及挤压板整体在弹性件的作用下相对挤压板移动架向上滑动复位，其中快速挤压区对应的挤压板的下滑速率大于其它区域对应挤压板的下滑速率。

进一步优选地，所述污泥挤压通道的快速挤压区对应的轨迹面的倾斜角度为1.5～15°，污泥挤压通道的其它区域对应的所述轨迹面的倾斜角度为0.02～0.5°。

进一步地，所述挤压板移动架所设定的移动轨迹为中心线沿水平方向延伸的环形且其下部的轨迹为水平或倾斜的直线轨迹，其中下部的轨迹优选为水平的直线轨迹。

进一步地，所述多个移动网板所设定的移动轨迹为中心线沿水平方向延伸的环形且其上部的轨迹为直线轨迹。

根据本发明，所述的驱动机构可以采用本领域常用的那些，没有特别限制，其中优选采用电机和链轮传动机构。

根据本发明的一个具体方面，驱动机构包括电机、由所述电机驱动的链轮，污泥脱水装置还包括由链轮带动移动的网板移动架、设置在移动网板两侧的网板围板，其中移动网板设置在网板移动架上，构成所述污泥挤压通道的多个移动网板上的网板围板将污泥挤压通道的两侧闭合。

进一步地，挤压板移动架和网板移动架上分别连接有挤压板移动架滚轮和网板移动架滚轮，挤压板移动架滚轮和网板移动架滚轮相当于链条的滚子与链轮配合传动。

根据本发明，所述的移动网板可以为条状缝隙的栅板或多孔状网板，没有特别限制。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的电渗透污泥脱水机相比ZL201310285709.6的脱水机，可在保持脱水效果不变甚至提高的前提下，大幅提高脱水效率（提高30%左右），更易于推广。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明：

图1为本发明的电渗透污泥脱水机的结构示意图（剖视）；

图2为图1中A-A向剖视示意图；

图3为本发明的电渗透污泥脱水机的结构示意图（简化）；

其中，1、污泥脱水装置；10、移动网板；11、挤压板；12、挤压板移动架；13、轨迹架；13a、轨迹面；14、滑套；15、顶杆；16、挤压滚轮；17、弹性件； 18、网板移动架；19、网板围板；1a、挤压板移动架滚轮；1b、网板移动架滚轮；

2、驱动机构；20、链轮；21、电机；22、减速器；

3、进料斗；

s、污泥挤压通道；s1、挤压单元；k、快速挤压区；G、机架；

①、污泥移动的方向；②、链轮转动的方向。

具体实施方式

本申请人发明人在大量的研究中意外发现，污泥刚进入契型挤压区时是比较松散的，中间还会有些空气，这时污泥层的电阻较大，电流较小，基本不会脱水，只有污泥被挤压达到一定的密实度时，电流增大，污泥才会脱水，而契型挤压区的契型角一般都比较小，污泥要进入到相当长的一段距离才能挤压到一定的密实度，这就浪费了这段时间，如果能在污泥刚进入契型挤压区时快速挤压，使污泥在短时间内达到一定的密实度，就能增加有效挤压区的长度，从而提高脱水效率，试验证明可提高30%左右。基于此原理，对原有污泥脱水机进行改进。

以下结合具体的实施例对本发明做进一步阐述，但本发明不限于以下实施例。

如图1至图3所示，一种电渗透污泥脱水机，其主要包括机架G、设置在机架G上的污泥脱水装置1、用于向污泥脱水装置1提供动力的驱动机构2及电源（图中未显示）、进料斗3。

污泥脱水装置1包括分别沿着设定的移动轨迹能够移动地设置设于机架G的下部和上部的多个移动网板10和多个挤压板11、沿着设定的移动轨迹能够移动地设置的挤压板移动架12、用于控制挤压板11移动轨迹的轨迹架13、沿着设定的移动轨迹能够移动地设置的网板移动架18、污泥挤压通道s。

污泥挤压通道s由多个挤压板11与多个移动网板10之间形成。形成污泥挤压通道s的多个挤压板11与多个移动网板10之间相对应设置，并且各相对应的挤压板11的下表面和移动网板10的上表面之间形成一个挤压单元s1，污泥挤压通道s由多个挤压单元s1依次连通构成，在污泥的行进方向上，下一个挤压单元比上一个挤压单元窄（其主要体现在每个挤压单元的高度上变化）。

污泥挤压通道s的底面为水平面，顶面自其进口端向出口端的方向不断趋近于底面，整体上，污泥挤压通道自其进口端向出口端的方向不断变窄。其中多个移动网板10依次紧密拼接构成一个水平的大移动网板且它们的上表面共面形成污泥挤压通道的底面。形成污泥挤压通道s的多个挤压板11依次紧密排列，该多个挤压板11的下表面均沿水平方向延伸且相互平行，该多个挤压板11的下表面构成污泥挤压通道s的顶面。挤压板11的下表面可以是平面或弧形面等。

污泥挤压通道s在靠近进口端处形成快速挤压区k。该快速挤压区k对应的污泥挤压通道s的变窄速率大于污泥挤压通道s其它区域的变窄速率。快速挤压区k具体包括位于进口端的三个挤压单元s1，其长度比其它区域的长度小，具体地，快速挤压区k的长度约占污泥挤压通道s总长度的1/6；快速挤压区的出口端的高度约为进口端高度的1/2。

如上设置的污泥挤压通道s，因为其顶面是不断变化的，所以需要对挤压板11的轨迹进行控制。本例采用的结构如下：

将挤压板11能够上下滑动地设置在挤压板移动架12上，具体的说，挤压板移动架12上对应于各挤压板11分别设置有二个滑套14，在各滑套14内滑动地设置有顶杆15，顶杆15与滑套14的轴心线方向一致，顶杆14的一端与挤压板11固定连接，另一端可转动地安装有挤压滚轮16,在挤压滚轮16与滑套14之间设置有用于使顶杆15趋向于相对滑套14向上滑动的弹性件17。在挤压污泥通道s的上方设置轨迹架13，且使轨迹架13的底部形成自靠近污泥进口端的一端(图1左端）向着远离污泥进口端的另一端（图1右端）的方向由上而下倾斜的轨迹面13a，形成污泥挤压通道的挤压板11对应连接的挤压滚轮16的顶部抵在轨迹面13a上且沿着轨迹面13a移动。轨迹面13a对应污泥挤压通道的快速挤压区k和其它区域的倾斜角度不同，快速挤压区的倾斜角度更大（快速挤压区k对应的轨迹面13a的倾斜角度例如为14.44°，污泥挤压通道的其它区域对应的轨迹面13a的倾斜角度例如为0.025°）。当挤压滚轮16运动至轨迹架13底下方并沿轨迹架13的轨迹面13a移动时，挤压滚轮16、顶杆15及挤压板11形成的整体相对挤压板移动架12向下滑动，弹性件17不断被压缩；当挤压滚轮16从轨迹面13a底下方移出时，挤压滚轮16、顶杆15及挤压板11整体在弹性件17的作用下相对挤压板移动架12向上滑动复位，其中快速挤压区k对应的挤压板11的下滑速率明显大于其它区域对应挤压板11的下滑速率。在挤压滚轮16从轨迹面13a底下方移出时，挤压板11的轨迹与挤压板移动架12的轨迹保持一致。采取该结构的设置，形成污泥挤压通道s的挤压板11的移动轨迹与轨迹架13的轨迹面13a保持一致，只需通过设置轨迹面13a即可实现对挤压板11的控制，即可获得所需的污泥挤压通道s，具有设置简单、控制方便的优势。

进一步地，在移动网板10两侧设有网板围板19，网板围板19将污泥挤压通道s的两侧闭合。

本例中，挤压板移动架12的移动轨迹为中心线沿水平方向延伸的环形且其下部的轨迹为水平或倾斜的直线轨迹。网板移动架18的移动轨迹为中心线沿水平方向延伸的环形且其下部的轨迹为水平直线轨迹。挤压板移动架12和网板移动架18上分别连接有挤压板移动架滚轮1a和网板移动架滚轮1b。

驱动机构2包括电机21、有电机21驱动的两组链轮20、减速器22以及传动连接件，其中链轮20绕着水平轴心转动（如图3中②所示的绕着中心沿着箭头方向转动），污泥自进料斗进入污泥挤压通道s后，沿着图3中①所示的箭头方向向右移动排出该污泥挤压通道s。挤压板移动架滚轮1a和网板移动架滚轮1b相当于链条的滚子分别与两组链轮20配合传动。

本例中，移动网板10和挤压板11均由导电材料制成，且二者分别与电源的阴极和阳极接通，其中移动网板10可以为条状缝隙的栅板或多孔状网板。

电渗透脱水机的其他未详尽描述部分均为本领域已知的，在此不进行赘述。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。