全自动小型污泥脱水干燥机及其脱水方法与流程

1.本发明涉及环境处理设备技术领域，特别涉及一种污泥脱水干燥机。


背景技术：

2.小型污水处理设备以及水处理技术研究实验室污泥脱水常采用板框压滤或叠螺脱水机，存在占用面积大、脱水效率低、劳动强度高和操作维护麻烦等问题，特别是在污泥量较小的情况下，设备选型较为困难，使用不便。
3.板框压滤机的不足之处在于，滤框给料口容易堵塞，滤饼不易取出，不能连续运行，实现自控较难，劳动强度大，滤袋清洗麻烦，很难做到无人值守，出泥含水率大于60%。叠螺污泥脱水机噪声大，出泥含水率相对板框机高，设备使用有损耗，有时污泥中杂质裹住电极导致液位保护功能不正常。
4.现有的小型（或微型）污泥脱水机采用真空抽滤方式，存在脱水效率低、滤袋易堵塞、出泥含水率高、配套设备能耗大等问题，限制了推广使用。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种全自动小型污泥脱水干燥机及其脱水方法，其体积小，占地面积小，脱氯效率高，操作简便。
6.本发明的目的是这样实现的：一种全自动小型污泥脱水干燥机，所述干燥机包括：筒体组件，其安装在基座上，包括套筒，套筒的顶部安装有顶盖，顶盖上开设有多个接口，套筒内设有隔板，隔板将套筒分为位于上部的过滤区和下部的加热区，所述隔板的顶面开设有环形凹槽和定位槽，套筒侧部位于隔板上方开设有排水口；过滤组件，其设置在筒体组件内部，包括设置在过滤区内的滤筒，滤筒内部设有滤袋，所述滤筒的底部设有与所述环形凹槽配合的环形凸台、与所述限位凹槽配合的限位凸台，所述环形凸台和限位凸台可分别嵌入所述环向凹槽和限位凹槽设置；驱动组件，其安装在顶盖上，包括位于顶盖外部的驱动电机和位于顶盖内部的搅拌轴，所述驱动电机的输出轴上安装有第一永磁体，所述顶盖的内部顶壁上固定有支撑座，所述支撑座内经第一轴承安装有第二永磁体，所述第二永磁体上固定安装有搅拌轴，搅拌轴上设置有螺旋刮刀，所述搅拌轴以及螺旋刮刀伸入滤袋设置。
7.作为本发明的进一步限定，所述筒体组件的内部还设有第二轴承，第二轴承的内圈套设在搅拌轴上，第二轴承的外圈经支撑杆连接在顶盖的内壁上。
8.作为本发明的进一步限定，所述加热区内设有微波发生器，加热区内壁上安装有散热格栅。
9.作为本发明的进一步限定，所述顶盖的底部外周设有顶盖法兰，套筒的顶部外周设有套筒法兰，顶盖法兰与套筒法兰之间通过吊环螺栓固定连接、且顶盖法兰与套筒法兰之间设有密封圈。
10.作为本发明的进一步限定，所述滤筒顶部开口，滤筒的侧壁和底板上开设有若干
透水孔。
11.作为本发明的进一步限定，所述顶盖的接口上还连接有压力表、排气阀、气液分离阀以及温度传感器。
12.作为本发明的进一步限定，所述套筒采用不锈钢材料制成。
13.一种全自动小型污泥脱水干燥机脱水方法，包括以下步骤：步骤1）打开手动阀和电磁阀，将污泥打入滤袋，滤袋在压力作用下，将固体和液体分离；步骤2）观测压力表，当压力表示数达到设定值时，关闭电磁阀，开启驱动电机；步骤3）观测压力表，当压力表示数达到设定值时停止通入污泥，关闭高压污泥泵，同时关闭手动阀，此时保持驱动电机一直开启；步骤4）观测压力表，当压力表示数稳定设定值后，开启微波发生器，对滤筒内的污泥进行一次加热，微波发生器加热期间，每隔一段时间启动一次驱动电机，每次持续运作一段时间，如此持续一段时间后，关闭微波发生器停止加热，待压力表示数降至设定值时，再次开启微波发生器，对滤筒内的污泥进行二次加热，经过一段时间后，使筒内温度控制在设定值范围之间，关闭微波发生器；步骤5）观测压力表，当筒内压力高于设定值时，开启排气阀和气液分离阀，使得筒内压力降至设定值后，关闭排气阀和气液分离阀，当压力表读数为0mpa时，关闭驱动电机和微波发生器；步骤6）打开顶盖，待筒内冷却至室温，依次取出滤袋、滤筒，将滤袋中经过干燥的污泥倒出，最后集中处理；步骤7）将滤筒冲洗干净晾干，清理螺旋刮刀表面附着的污泥，将滤筒放入套筒，使环形凸台与环形凹槽贴合，转动滤筒使其底部的限位凸台与限位凹槽嵌合，将滤袋自然放入滤筒，将顶盖盖上，等待下次对污泥的脱水处理。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过压力过滤和微波烘干的共同作用进行污泥脱水，降低了污泥含水率，增加了出泥体积，而且体积小、能耗低、操作维护简便。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例1结构示意图。
17.图2为实施例1中顶盖结构示意图。
18.图3为实施例1中驱动组件结构示意图。
19.图4为实施例1中第二轴承俯视图。
20.图5为实施例1中电控箱示意图。
21.图6为实施例1中滤袋示意图。
22.图7为实施例1隔板与滤筒局部图。
23.图8为实施例1第一预留件安装俯视图。
24.其中，1筒体组件，101套筒，102顶盖，103顶盖法兰，104套筒法兰，105吊环螺栓，106o型密封圈，107接口，108压力表，109排气阀，110气液分离阀，111温度传感器，112进泥管，113高压污泥泵，114止回阀，115手动阀，116排水管，117电磁阀，118隔板，119微波发生器，120散热格栅，121环形凹槽，122定位槽，123第一螺钉，124第一预留件，125第二预留件，126第二螺钉，2过滤组件，201滤筒，202滤袋，203环形凸台，204限位凸台，3驱动组件，301驱动电机，302搅拌轴，303第一永磁体，304支撑座，305第一轴承，306第二永磁体，307螺旋刮刀，308第二轴承，309支撑杆，4基座，5接线箱，6电控箱，601触摸屏。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1如图1
‑
8所示的一种全自动小型污泥脱水干燥机，包括：筒体组件1，其安装在基座4上，包括安装在不锈钢套筒101顶部的顶盖102，顶盖102的底部外周设有顶盖法兰103，套筒101的顶部外周设有套筒法兰104，顶盖法兰103与套筒法兰104之间通过吊环螺栓105固定连接、且顶盖法兰103与套筒法兰104之间设有o型密封圈，顶盖102上开设有多个内旋螺纹接口107，内旋螺纹接口107连接有压力表108、排气阀109、气液分离阀110、温度传感器111以及进泥管112，进泥管112连接高压污泥泵113，进泥管112上设有止回阀114和手动阀115，套筒101内设有隔板118，隔板118将套筒101分为位于上部的过滤区和下部的加热区，加热区内设有微波发生器119，微波发生器119安装在基座4上，加热区内壁上安装有散热格栅120，隔板118的顶面开设有环形凹槽121和定位槽122，套筒101侧部位于隔板118上方开设有排水口，排水口连接排水管116，排水管116上设有电磁阀117，隔板118通过第一螺钉123固定在第一预留件124上，第一预留件124焊接在不锈钢套筒101内壁上，套筒101底部设有第二预留件125，第二预留件125通过第二螺钉126固定在基座4上，基座4上预留4个
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18与第二预留件125配合的孔口；过滤组件2，其设置在筒体组件1内部，包括设置在过滤区内的圆柱形滤筒201，滤筒201顶部开口，滤筒201的侧壁和底板上开设有若干透水孔，滤筒201直径380mm，滤筒201内部设有滤袋202，滤袋202采用丙纶750b材料，规格为400目，滤袋202直径比滤筒201小1mm，上口口径100 mm，滤袋202外层紧贴滤筒201内壁，滤筒201的底部设有与环形凹槽121配合的环形凸台203、与限位凹槽配合的限位凸台204，环形凸台203和限位凸台204可分别嵌入环向凹槽和限位凹槽设置；驱动组件3，其安装在顶盖102上，包括位于顶盖102外部中心位置的驱动电机301和位于顶盖102内部中心位置的搅拌轴302，驱动电机301的输出轴上安装有第一永磁体303，顶盖102的内部顶壁上固定有支撑座304，支撑座304内经第一轴承305安装有第二永磁体306，第二永磁体306上固定搅拌轴302，搅拌轴302上设置有螺旋刮刀307，搅拌轴302以及螺旋刮刀307伸入滤袋202设置，筒体组件1的内部还设有第二轴承308，第二轴承308的内圈
套设在搅拌轴302上，第二轴承308的外圈经支撑杆309连接在顶盖102的内壁上。
27.具体细节内容以及原理说明如下：pp材质圆柱形滤筒201位于不锈钢套筒101上部分的内部，外壳直径400mm，滤筒201直径380mm，内置圆柱形小口滤袋202，滤袋202采用丙纶750b材料，规格为400目，滤袋202直径比滤筒201小1mm，上口口径100 mm，滤袋202外层紧贴滤筒201内壁；滤筒201自然放入不锈钢套筒101，由底板圆形企口和隔板118内侧圆形企口固定位置，滤袋202自然放入滤筒201内，滤袋202、滤筒201可以取出清洗。
28.在污泥干燥期间，会发生堵塞滤袋202孔隙的现象，故在滤袋202内部添加不锈钢螺旋刮刀307，刮刀与滤袋202之间保持约10mm的距离，确保刮刀开启后能使黏附于在滤袋202表面增厚的污泥剪切脱落，不锈钢螺旋刮刀307转速15转/分钟。
29.驱动电机301固定于不锈钢套筒101顶盖102上，为避免搅拌轴302穿过不锈钢套筒101顶盖102产生漏水漏泥现象和密封轴承阻力过大增加电机负荷，驱动电机301的输出轴与滤筒201内的螺旋刮刀307搅拌轴302采用磁力联结，不锈钢套筒101顶盖102上部设置第一永磁体303和轴承，与驱动电机301转轴连接，不锈钢套筒101顶盖102下部相对应设置第二永磁体306和第一轴承305，螺旋刮刀307安装在搅拌轴302上，驱动电机301输出轴转动带动不锈钢套筒101顶盖102的上下两块永磁体转动，从而带动螺旋刮刀307转动，其中上方轴承用套筒101固定于接近顶盖102的位置，下方轴承用三根支撑杆309固定；不锈钢套筒101顶盖102与不锈钢套筒101采用法兰103、104连接，为便于取出螺旋刮刀307、滤筒201和滤袋202，上下法兰通过六个不锈钢吊环螺栓105固定；不锈钢套筒101顶部与顶盖102连接法兰设置o型密封圈，当套筒101上盖法兰与套筒101顶部法兰吻合并拧紧不锈钢吊环螺栓105，通过o型密封圈，套筒101上盖与套筒101完全密封。
30.滤筒201采用pp材质，上部开口呈筒型结构，筒壁及底板设有密布孔径为
ø
3的透水孔；为固定位置，在筒壁底部设有5mm的环形凸台203，嵌入套筒101隔板118的环形凹槽121，并密切结合，如此设计的结构使得滤筒201放入更加方便。为防止滤筒201跟随因螺旋刮刀307旋转而带动的污泥旋转，滤筒201底部设3处限位凸台204。
31.不锈钢套筒101采用不锈钢材质，上开口筒型结构，顶部焊接不锈钢法兰104与顶盖102不锈钢法兰103连接。内设pp材质圆形隔板118，将套筒101分为上下两部分，上部为滤筒201、滤袋202结构部分，下部分为微波发生加热部分。pp隔板118厚度10mm，采用8颗不穿透第一螺钉123固定在不锈钢套筒101的第一预留件124上，并以橡胶垫片止水。
32.顶盖102为不锈钢材质，封头构造，中间位置为电机减速机套装安装底座。设置
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8压力表108螺纹接口107，dn25高压污泥泵113进泥口螺纹接口107，dn15自动排气阀109螺纹接口107，dn20气液分离阀110螺纹接口107，dn20温度计传感器螺纹接口107。
33.不锈钢套筒101固定在2.5mm厚不锈钢材质压制钢板基座4上，压制钢板基座4呈上凸型，便于不锈钢套筒101固定螺栓的拆卸。不锈钢套筒101内侧的钢板基座4安装微波发生装置（具体为微波发生器119），高度150mm，功率1000w，微波发生装置四周的不锈钢套筒101有散热格栅120，微波均匀加热性能良好，可简单从底部检修口拉出，外侧不锈钢围挡（即套筒结构）具有完善的电波防漏结构。压制钢板基座4底平圆边上开4个
ø
18圆孔，便于脱水干燥机与安装基础的固定连接。
34.电控箱6安装于不锈钢套筒101外侧并固定在不锈钢套筒101预留件上，安装高度
600 mm。电控箱6尺寸为300
×
400，接线箱5尺寸为200
×
200，电控箱6面板安装有温度表、压力表108、启动停止按钮、电源显示按钮，电控箱6内装有程序控制器、断路开关、接触器、接线端子等必要电气元器件。程序控制器采用工控人机触摸屏601plc一体机，自动控制进泥、搅拌、微波加热等。
35.实施例2一种全自动小型污泥脱水干燥机脱水方法，包括以下步骤：步骤1）打开手动阀115，控制电控箱6上触摸屏601，打开电磁阀117，通过高压污泥泵113将污泥打入滤袋202，滤袋202在压力作用下，将固体和液体分离；步骤2）通过观测压力表108，当压力表108示数达到0.4mpa（可调）时，控制电控箱6上触摸屏601，关闭电磁阀117，开启驱动组件3中的驱动电机301转动带动第一永磁体303开始转动，在磁性的作用下，带动第二永磁体306转动，从而使搅拌轴302转动，同时安装在搅拌轴302上的螺旋刮刀307随着转动，采用螺旋刮刀307将滤袋202表面累积的浓缩污泥挤入滤袋202底部，防止污泥在滤袋202上慢慢积成滤渣影响过滤速度，同时减少过滤阻力，螺旋刮刀307转速15转/分钟；步骤3）当压力表108读数达到0.6mpa（可调）时停止通入污泥，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，关闭高压污泥泵113，同时关闭手动阀115，此时驱动电机301一直开启；步骤4）待压力表108示数稳定后，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，开启微波发生器119，对滤筒201内的污泥加热，使温度控制在25℃至80℃之间，进一步对污泥脱水，微波发生器119加热期间，每隔30分钟启动一次驱动电机301，每次持续5分钟运作，进一步移入附着在滤袋202内壁上的污泥到滤袋202底部，方便进一步对污泥的脱水，2个小时后，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，关闭微波发生器119停止加热；步骤5）待压力表108读数降至0.1mpa时，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，开启微波发生器119，对滤筒201内的污泥进行二次加热，30分钟（可调）后，使温度控制在25℃至80℃之间，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，关闭加热按钮，设置触摸屏601中的压力信号，当压力高于0.1mpa时，调节电控箱6上的触摸屏601内的程序自动开启，排气阀109和气液分离阀110自动开启，调节不锈钢套筒101的内部压力直至将为0.1mpa后，排气阀109和气液分离阀110自动关闭，待压力表108读数为0mpa时，调节电控箱6上的触摸屏601开关按钮，关闭驱动电机301、微波发生器119电源，断开与接线箱5的插头连接，同时打开不锈钢吊环螺栓105；步骤6）打开顶盖102，待不锈钢套筒101内部冷却至室温，依次取出滤袋202、滤筒201，将滤袋202中经过干燥的污泥倒出，最后集中处理；步骤7）将滤筒201冲洗干净晾干，清理螺旋刮刀307表面附着的污泥，将滤筒201放入套筒101，使环形凸台203与环形凹槽121贴合，转动滤筒201使其底部的限位凸台204与限位凹槽贴合，将滤袋202自然放入滤筒201，将顶盖102盖上，闭合不锈钢吊环螺栓105，等待下次对污泥的脱水处理。
36.经过本发明的设备处理后，污泥含水率小于20%，出泥体积是叠螺脱水机脱水后污泥体积的25%，是板框压滤机脱水后污泥体积的50%，而且体积小、能耗低、操作维护简便。
37.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行
若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。