一种含水物料的电渗透脱水方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种污泥电渗透脱水过程中的物料输送和分配方法与装置以及对于阳极在垂直方向升降的电渗透脱水装置中，阳极板上部的柔软材质的空气加压部件在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件。该发明解决了膏状物料输送和分配困难，以及电渗透脱水施压过程中极板易变形的难题。
【专利说明】一种含水物料的电渗透脱水方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含水物料的电渗透脱水方法及装置，如食品残渣，废水处理过程中产生的污泥以及煤泥等的脱水装置，特别是污泥类的高干度脱水，属于水处理和固体废弃物处理领域的脱水技术。
【背景技术】
[0002]豆腐渣、焼酒和酱油等生产过程中的食品残渣，生物发酵排出的固体废物和有机废水生物处理过程中产生的污泥以及煤泥等往往是通过真空过滤、加压过滤、离心分离等方法实现脱水的，由于污泥等含水物料中含有大量的有机物和生物体，机械脱水难于达到所希望的含水率。而高含水率对后续处理造成不便并增加成本。通常采用干燥方法实现进一步的高干脱水，但干燥方法耗能多，导致处理成本大幅增加。电渗透脱水作为高效的高干脱水方法因其所具有的独特的优势受到关注。
[0003]本公司开发的一种阳极板垂直方向升降，含水物料水平方向移动的电渗透脱水装置具有空间利用率高，运行稳定，成本低等特点，具有较高的实用性。由于该装置所处理的含水物料为膏状，输送和均匀分配有一定的难度。因此，开发合理的物料输送和分配装置是实现顺利脱水的保障。另一方面，该装置利用柔软材质的空气加压部件对阳极板进行加压，其承压构件的强度和结构，以及柔软加压材料组成的空气加压器的快速泄压以缩短非电渗透时间也非常关键。还有，阴极网或阴极网之上的高分子材料网运转中的纠偏等对于电渗透脱水的正常运行非常重要，其设置的位置直接影响设备的功能实现和维修的难易。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种含水物料的电渗透脱水过程的物料输送和分配方法与装置、电渗透脱水过程柔软材质的空气加压部件的承压结构、阳极空气加压部件的快速泄压方法。
[0005]本发明是通过如下技术方案实现的:
[0006]所述的含水物料的电渗透脱水方法，其特征是采用一台压力泵向多层电渗透单元输送物料，在与所述泵出口相连接的输送管路上从物料流动方向由前向后逐层向每一个单元分配物料。如图1所示结构，通过从物料流动方向由前向后逐层向每一个单元分配物料，达到由一台泵供应多个电渗透单元，多个单元能够同时进行含水物料的脱水。解决了膏状物质的供料问题。
[0007]所述的电渗透脱水装置，其特征在于所述含水物料输送主管是自下而上或自上而下倾斜设置，分配物料的分支管与主管在物料流动方向的轴线夹角小于等于80°。主管与支管的夹角小于直角度数，使得物料的输送阻力大幅降低。
[0008]所述的阳极在垂直方向升降的电渗透脱水装置，其特征是与物料接触的阴极面的背面采用钢格板支撑阴极网；与物料接触的阳极面的背面采用钢格板支撑阳极板或采用方管钢管架支撑阳极板。在物料脱水过程中向物料的加压会使阴阳极产生变形，影响脱水效果，在其与物料接触的极板面的背面设置钢格板就可以有效地防止其变形。钢格板就是具有一定厚度和宽度的钢板条按隔一定距离配置组成的格状结构的构件，如图2，2-A所示。每个钢板条(图2中7)在与极板垂直的方向具有20mm以上的幅度，以抵抗其弯曲变形。方管钢管架就是采用一定尺寸规格的方管钢管按隔一定距离配置组成的格状结构的构件，如图2，2-B所示。
[0009]所述的阳极在垂直方向升降的电渗透脱水装置，其特征在于阳极板上部的用柔软材质制成的空气加压器在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件是金属格板结构，或工字钢结构，或槽钢结构，或这几种结构的组合。在向阳极施压时，承受其反作用力的承压构件会受到很大的压力，所以要求其抗弯曲强度很高。如图3所示，采用金属格板结构可以有较大受力面来抵抗变形，工字钢结构，或槽钢结构，或这几种结构的组合可以定点强化应力集中部位的抗弯曲强度。用柔软材质制成的空气加压器是指由柔软材料变形改变加压器大小的加压器，其中有些部件需要用金属，并不影响柔软材质加压器的功能属性。
[0010]所述阳极在垂直方向升降，含水物料水平方向移动的电渗透脱水装置，其特征是载有物料的阴极网或高分子材料的网的移动纠偏机构是设置在相对于阴阳极板水平方向的延长线的空间。如图4所示，将承载物料的移动带的纠偏机构设置在阴阳极接触的物料输出端的水平延长线上，虽然平面占地略有增加，但阴阳极内部的布置就得以简化，便于维修。
[0011]所述含水物料的电渗透脱水装置，其特征是含水物料的布料斗底部与移动的阴极或移动的载料带接触的部位附加有软质材料，且该材料与移动的阴极带或载料带接触的一端是向布料斗内倾斜设置。含水物料的布料斗底部与移动的阴极带或移动的载料带接触部位的附加软质材料可以避免布料斗硬材质与移动带的摩擦损坏，同时布料斗下部附加的软质材料向布料斗内倾斜可以防止物料向外挤漏。软质材料只要是具有柔性且有一定的强度即可，可以是硅胶、橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯等的薄片，但不限于这些。
[0012]所述阳极在垂直方向升降的电渗透脱水方法，其特征是阳极板的向上提升是通过向所连接的气缸内充入压缩空气提升，或不用气缸而是通过连接在阳极板上部的柔软材质构成的加压器的抽真空实现的。这两种方法均可实现阳极板的提升，且不用气缸而是通过连接在阳极板上部的柔软材质构成的加压器的抽真空实现的方法可以省去提升气缸，节约成本。
[0013]所述阳极在垂直方向升降的电渗透脱水方法，其特征是阳极板需要向上提升时，阳极板上部的柔软材质构成的加压器中的加压空气的释放是先由依靠气体自身的压力自然放出，当压力下降到与大气压差为0.1MPa及以下时，通过抽气机抽吸排出；或不经自然释放而直接由抽气机抽吸排出。在电渗透脱水结束后，阳极板要在垂直方向提升一定距离，便于物料的排出，但是加压器中原有加压空气会妨碍其提升，而自然排出的时间又长，影响整个机器的工作效率。而采用抽气泵抽气强行排出，会大幅缩短排气时间。排气初期加压器之内的压强大、空气会快速排出，压强下降后排气速度降低，此时用抽气机排出也可缩短其排气时间。
[0014]输送与分配物料的分支管上装有阀门，用于调节分支管中的物料的流量，保证各分支管中物料的输送量相同。
[0015]每个物料分配分支管的末端装有布料斗，其作用是保证了物料能均匀的布在阴极上。
[0016]本发明所述阳极在垂直方向升降并不局限于数学上严格意义的与水平面呈90°夹角，而是包括阳极与水平面具有一定的角度升降；含水物料水平方向移动也并不局限于数学上严格意义的与水平面呈0°夹角移动，而是包括物料与水平面具有一定的角度移动。
[0017]本发明的有益效果是针对前期开发的多层电渗透脱水机在物料输送、以及脱水过程中由空气加压部件对阳极板施压过程中造成的极板变形等问题，开发了一种适用于多层电渗透单元物料输送的方法和装置，并选择结构简单、易加工的承压构件承受空气加压部件对阳极板的作用力，防止了极板变形。通过气泵的抽吸达到柔软加压材料组成的空气加压器的快速泄压缩短了非电渗透时间。还有，阴极网或阴极网之上的高分子材料网运转中的纠偏结构设置在多层阴阳极工作部分之外，为设备维修提供了方便。含水物料的布料斗底部与移动的阴极带或移动的载料带接触部位的附加软质材料可以避免布料斗硬材质与移动带的摩擦损坏，同时布料斗下部附加的软质材料向布料斗内倾斜可以防止物料向外挤漏。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:含水物料输送与分配装置示意图
[0019]图2:钢格板及方管钢管架结构示意图
[0020]图3:阳极施压和承压结构示意图
[0021]图4:承载物料的移动带纠偏机构不意图
[0022]图5:布料斗附加软质材料结构示意图
[0023]图示说明:
[0024]1.压力泵接口，2.物料输送主管，3.阀门，4.物料输送支管，5.布料斗，6..钢格板的钢条，7.钢格板的空格，8.方管钢管，9.向阳极板施压的钢格板，9a，承压钢格板，
10.柔软材质的空气加压器，11.阳极板，12.承压工字钢件，13.承压槽钢，14.承载物料的移动带，15.阴极，16.转动辊，17.纠偏辊，18.含水物料移动方向，19.布料斗后侧软质材料，20.布料斗两侧软质材料，β.物料输送管主管与支管轴线夹角。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0026]实施例1.[0027]此例是污水处理厂污泥电渗透脱水的实施例，采用如图1所示的物料输送与分配装置。该电渗透脱水装置为3层，压力泵与物料输送主管在压力泵接口 I处相连接，物料输送主管自下而上倾斜设置，分配分支管4与物料输送主管2的轴线夹角β为60。，每个物料输送与分配分支管上安装有阀门3用于调节各分支管上物料的输送流量，各分支管最末端设有物料布料斗5。布料斗的底部附加了柔软材质的硅胶片挡料片，如图5的19和20。电渗透脱水的阳极板11上部为钢格板9，钢格板上方固定着柔软材质的空气加压器10，加压器的上方有承压钢格板9a，两层钢格板用于承受加压器对阳极板施压时的作用力和反作用力，向阳极板施压的钢格板防止阳极变形，阴极下方也设置钢格板，用于承受脱水过程中阳极板施加于阴极的压力，钢格板的构造如图2，2-A所示，图中的线表示了钢板条6，垂直方向30mm，水平方向厚度5mm。加压器10中的加压空气的释放是先由依靠气体自身的压力自然放出，当压力下降到与大气压差为0.1MPa时，通过抽气机抽吸排出，保障阳极板的快速提升，比自然释放缩短了 50%的时间。阳极板的提升是由气缸完成的。载有含水物料的高分子材料网的移动纠偏辊17是设置在相对于阴阳极水平方向，在阴阳极接触的物料输出端的水平延长线上，这样虽然平面占地略有增加，但阴阳极内部的布置就得以简化，便于维修。
[0028]实施例2.[0029]此例是柠檬酸发酵残渣电渗透脱水的实施例，其物料输送和分配装置与实施例1结构相同，所不同的是本电渗透脱水装置为4层，因此物料的输送和分配分支管为4段，分支管与主管的轴线夹角为80°。阳极板上部的柔软材质的空气加压器10在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件是采用两个槽钢背面焊接形成口子形状的结构13。阳极板背面的承压支架采用方钢钢管构成的支撑架，如图2的2-B。加压器中的加压空气的释放是在电渗透脱水的一个循环完成后不经自然释放而直接由抽气机抽吸排出。保障阳极板的快速提升，比自然释放缩短了 70%的时间。阳极板的提升也是由加压器的抽气实现的。
[0030]实施例3.[0031]此例是酒糟食品残渣电渗透脱水的实施例，其物料输送和分配装置与实施例2相同。而在承压构件的选择上，该实施例中阳极板上部的柔软材质的空气加压部件在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件是工字钢结构12。载有物料的阴极网的移动纠偏机构是设置在相对于阴阳极水平方向，即在阴阳极接触的出泥端的水平延长线上，这样虽然平面占地大了点，但阴阳极内部的布置就得以简化，便于维修。
[0032]实施例4.[0033]此例是污水厂污泥电渗透脱水的实施例，其物料输送和分配装置与实施例1相同。而在承压构件的选择上，该实施例中阳极板上部的柔软材质的空气加压部件在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件是工字钢在中间，两个槽钢在工字钢的两侧，且两侧的槽钢均是开口向外设置。
【权利要求】
1.一种含水物料的电渗透脱水方法，其特征是采用一台压力泵向多层电渗透单元输送物料，在与所述泵出口相连接的输送管路上从物料流动方向由前向后逐层向每一个单元分配物料。
2.如权利要求1所述的电渗透脱水装置，其特征在于所述含水物料输送主管是自下而上或自上而下倾斜设置，分配物料的分支管与主管在物料流动方向的轴线夹角小于等于80。。
3.一种阳极在垂直方向升降的电渗透脱水装置，其特征是与物料接触的阴极面的背面采用钢格板支撑阴极网；与物料接触的阳极面的背面采用钢格板支撑阳极板或采用方管钢管架支撑阳极板。
4.一种阳极在垂直方向升降的电渗透脱水装置，其特征在于阳极板上部的用柔软材质制成的空气加压器在向阳极板施压时承受其反作用力的承压构件是金属格板结构，或工字钢结构，或槽钢结构，或这几种结构的组合。
5.一种阳极在垂直方向升降，含水物料水平方向移动的电渗透脱水装置，其特征是载有物料的阴极网或高分子材料网的移动纠偏机构是设置在相对于阴阳极板水平方向的延长线的空间。
6.一种含水物料的电渗透脱水装置，其特征是含水物料的布料斗底部与移动的阴极或移动的载料带接触的部位附加有软质材料，且该材料与移动的阴极带或载料带接触的一端是向布料斗内倾斜设置。
7.一种阳极在垂直方向升降的电渗透脱水方法，其特征是阳极板的向上提升是通过向所连接的气缸内充入压缩空气提升，或不用气缸而是通过连接在阳极板上部的柔软材质构成的加压器的抽真空实现的。
8.一种阳极在垂直方向升降的电渗透脱水方法，其特征是阳极板需要向上提升时，阳极板上部的柔软材质构成的加压器中的加压空气的释放是先由依靠气体自身的压力自然放出，当压力下降到与大气压差为0.1MPa及以下时，通过抽气机抽吸排出；或不经自然释放而直接由抽气机抽吸排出。
【文档编号】F26B17/04GK103486826SQ201310419180
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】不公告发明人 申请人:宜兴能达环保科技有限公司