一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置，属于污泥深度处理及资源化利技术领域。


背景技术：

2.由于城镇化和经济发展需求，我国城市污水产生量和处理量呈逐年上升的趋势。从城市污水处理情况统计，截止2019年底，全国城市污水处理能力1.77亿立方米/日，累计处理污水量532亿立方米。随着城市污水处理率的提高，污泥产生量和处理量随之增加。据统计，2019年我国城市污水处理产生污泥量已超过4000万吨。常规污泥脱水装置如叠螺脱水机、带式脱水机、离心脱水机等只能将污泥脱至80%左右含水率，达不到卫生填埋或焚烧的要求，更不用说污泥的资源化利用。事实上，绝大部分的污泥属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20%。而近些年，市场上涌现出的各类污泥热干化装置，普遍存在能耗高、处理量小、投资和运行成本高的问题。而各类电渗透脱水机在遇到污泥中含有金属物质会造成电极击穿，导致设备停摆，维修困难。例如中国专利cn201210159903电渗透带式压榨污泥脱水装备、cn200880125531使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器等等，普遍存在的因电极击穿而无法工作的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置，由多块阴阳电极板连接成履带结构，每块电极板独立供电，如果某一电极击穿后不影响整机工作，利用“电泳+电渗透+机械挤压+电阻热”多重原理叠加作用，对污泥进行深度脱水，从而实现小于40%污泥含水率的效果，便于后续污泥填埋或焚烧处置，以及好氧发酵、堆肥等资源化利用，而且电极安装结构简单，便于更换，解决已有技术存在的上述技术问题。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置，包含相互匹配的阳极履带组件和阴极履带组件，阴极履带组件由多个各自独立的阴极板依次排列成一个闭环结构，每块阴极板通过螺栓分别与阴极绝缘块连接，阴极绝缘块通过螺栓与阴极链条组连接，沿阴极链条组长度方向间隔设置多个链轮组二，链轮组二带动阴极链条组和链条上的阴极板做环形运动，同时在闭环结构内设置多个滚轮组二作为阴极板、阴极绝缘块和阴极链条组运动的支撑，从而组成一个输送污泥的阴极履带；阳极履带组件由多个各自独立的阳极板依次排列成一个闭环结构，每块阳极板通过螺栓分别与阳极绝缘块连接，阳极绝缘块通过螺栓与阳极链条组连接，沿阳极链条组长度方向间隔设置多个链轮组一，链轮组一带动阳极链条组和链条上的阳极板做环形运动，同时在闭环结构内设置多个滚轮组一作为阳极板、阳极绝缘块和阳极链条组运动的支撑；阳极履带组件与阴极履带组件通过同步链轮实现同步运转，两者之间形成一个污泥电渗透脱水的工作通道。
6.所述阳极履带组件和阴极履带组件设置在机架上，机架上设有驱动单元、臭气收
集罩、布泥装置、滤布冲洗装置、滤布纠偏装置、滤布涨紧装置和刮泥装置；驱动单元由轴装式电机减速机直联带动阴极履带组件运转，阴极履带组件通过同步链轮带动阳极履带组件运转；布泥装置控制污泥均匀平整的布置在滤带上，阴极履带组件的下方设有滤布涨紧装置和滤布纠偏装置，所述滤布涨紧装置和滤布纠偏装置与机架相连；所述机架进泥端下方设有滤布清洗装置，所述机架出泥端设有刮泥装置，所述机架四个侧面和上面分别设置护罩和臭气收集罩，防止臭气溢出，可有效改善工作环境。
7.所述滤布清洗装置的下方设有气控系统，分别控制用布泥装置、滤布涨紧装置和滤布纠偏装置的气缸动作。所述机架的上方设有供电装置，通过电缆分别连接电源和阴阳电极供电导轨，阴阳极板上安装的电刷与供电导轨接触后实现对所述阴极履带组件和阳极履带组件供电。
8.所述阳极板和阴极板长度方向的一侧分别设置结构相同的电刷和供电导轨；以阳极板一侧为例：电刷设置在阳极板上，电刷与电导轨匹配接触；电缆连接供电导轨上的接线柱，给供电导轨供电，从而形成污泥电渗透所需的电场；电刷上设有补偿弹簧，自动补偿供电导轨的制作和安装误差，以保证电刷和供电导轨总是充分接触。阳极板和阴极板一侧的电刷与供电导轨接触，电刷是向阴阳电极提供电流的单元，为保证足够和稳定的导电性，特使用铜合金制作。
9.本实用新型的第一个重要创新点：由于阳极板和阴极板与污泥直接接触，污泥中不可避免的会夹杂金属物质，而电极遇金属会导致短路甚至将电极击穿。本实用新型每块阳极板均连接一个电刷与供电导轨接触，每块阳极板各自独立，多个阳极板采用并联方式布置，当污泥中含有金属物质时，只会造成该区域对应的某一块阳极板短路或击穿，并不影响其它阳极板工作，待停机维护时再进行更换即可。阴极板也采用同样的结构。
10.本实用新型的第二个重要创新点：为了更好地控制污泥均匀平整的布置在滤带上，在进料口下方设置布泥装置；布泥装置由驱动电机、布泥辊和气动调节装置组成，布泥辊辊轴的两端设置在滑动轴承座上，滑动轴承座与气缸连接构成调节装置，通过气缸可以调整滑动轴承座的高度，布泥装置的驱动电机带动布泥辊旋转并将不规则的污泥压平并带入到后续的电渗透工作区域，布泥辊两端通过滑动轴承座的来实现布泥辊上下位置可调，适时调整入口污泥的厚度；气缸上装有电磁感应开关，精确控制气缸行程，控制布泥辊的布泥厚度；气缸还配有压力传感器，当入口污泥大量堆积造成布料辊负荷增大时会触动压力传感器报警；布泥装置配套的驱动电机采用变频调速，适时调整布泥辊的转速，能定量控制入口污泥的体积；气缸配备位置传感器，与驱动电机的变频器进行联锁，当入口污泥厚度小于设定值时布泥辊自动提高转速，当入口污泥厚度大于设定值时布泥辊自动降低转速，直到入口污泥厚度等于设定值时会保持当前转速，可实现自动控制、无人值守。
11.本实用新型的第三个重要创新点：为提高滤布的再生功能，保证滤布持续的滤水功能和污泥含水率最小化，在污泥入口下方设置滤布清洗装置；该装置由凸轮电机、连杆机构和高压喷嘴组成，凸轮电机通过连杆机构与多个高压喷嘴连接，每个高压喷嘴的底部与连杆机构铰接，高压喷嘴的中部铰接在铰轴上，凸轮电机带动连杆机构实现高压喷嘴围绕铰轴在一定角度范围内摆动工作，保证滤带宽度方向无死角清洗。
12.所述阴极板采用大于6mm的不锈钢板制作，保证导电性能的同时防止与污泥接触造成的电极腐蚀，可有效延长阴极板的使用寿命；阴极板上利用激光切割了多个长孔，保证
污泥脱去的水分及时透过阴极板进入滤液槽。
13.所述阳极板采用钛合金材料表面涂覆防护涂层，保证良好导电性能的同时进一步增强了与污泥接触面的耐腐蚀性能，保证阳极板有足够的耐用性和使用寿命。而且，阳极板采用薄板折弯制作，重量轻，强度高。
14.本实用新型阳极板和阴极板与输送链条采用螺栓连接结构，可快速进行安装、拆卸，作为整机的易损件，可有效节约更换时间，降低维护成本。
15.从安全角度考虑，所有阳极板、阴极板与链条的接触部位设置非金属绝缘件，绝缘件采用超高分子聚乙烯材料，绝缘的同时保证结构的稳定性。
16.所述多个阳极板之间的间距大于多个阴极板之间的间距；较佳的方案是：多个阳极板之间间距是多个阴极板之间间距的一倍。
17.所述滚轮组二与链轮组二同轴布置，滚轮组二的数量小于链轮组二的数量；链轮组一与滚轮组一的布置方式与滚轮组二与链轮组二布置方式相同。
18.驱动单元带动阴极履带组件运转，阴极履带组件通过同步链轮带动阳极履带组件运转，污泥通过布泥装置均匀铺置于滤布上，通过调节阳极履带组件与阴极履带组件的相对位置，实现对污泥和滤布的机械挤压；同时通过阴极履带组件和阳极履带组件对污泥进行电泳和电渗透处理，利用阴极履带组件和阳极履带组件产生的电阻热叠加作用，对污泥进行深度脱水，可实现小于40%污泥含水率的效果，便于后续污泥填埋或焚烧处置，以及好氧发酵、堆肥等资源化利用。
19.本实用新型的有益效果：（1）本实用新型提供一种履带型高效连续电渗透污泥脱水机，相比现状脱水机，本机利用“电泳+电渗透+机械挤压+电阻热”多重叠加作用，在不对污泥添加任何药剂的情况下对污泥进行深度脱水，在消耗相对较低能耗的同时实现较低污泥含水率的效果，污泥的处理效率高，设备结构相对简单，制作成本相对较低，更易于推广；（2）针对现状电渗透脱水机在遇到污泥中含有金属物质会造成电极击穿，导致设备停摆，维修困难的问题，本实用新型采用特殊的阴阳极滤带结构，每块极板均连接一个电刷与供电导轨接触，每块阳极板各自独立，采用并联方式，当污泥中含有金属物质时，只会造成该区域对应的某一块阳极板短路或击穿，并不影响其它阳极板工作，待停机维护时再进行更换即可，有效降低设备的故障率和维修维护成本。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例结构主视图；
21.图2为本实用新型实施例结构俯视图；
22.图3为本实用新型实施例结构侧视图；
23.图4为本实用新型实施例阳极履带组件和阴极履带组件结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例阳极供电结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例布泥装置结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例布泥装置结构侧视示意图；
27.图8为本实用新型实施例滤布清洗装置结构示意图；
28.图9为本实用新型实施例护罩及臭气收集罩示意图；
29.图10为本实用新型实施例护罩及臭气收集罩侧视示意图；
30.图中：机架1、驱动单元2、阳极履带组件3、阴极履带组件4、臭气收集罩5、布泥装置6、滤布清洗装置7、滤布纠偏装置8、滤布涨紧装置9、刮泥装置10、驱动单元电机减速机11、同步链轮12、阳极板13、阳极绝缘块14、阳极链条组15、滚轮组一16、链轮组二17、阴极链条组18、阴极板19、阴极绝缘块20、电刷21、供电导轨22、布泥辊23、气缸24、滑动轴承座25、凸轮电机26、连杆机构27、高压喷嘴28、护罩29、臭气收集罩30、观察窗31、滚轮组二32、链轮组一33、补偿弹簧34、铰轴35。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
32.一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置，包含相互匹配的阳极履带组件3和阴极履带组件4，阴极履带组件4由多个各自独立的阴极板19依次排列成一个闭环结构，每块阴极板19通过螺栓分别与阴极绝缘块20连接，阴极绝缘块20通过螺栓与阴极链条组18连接，沿阴极链条组18长度方向间隔设置多个链轮组二17，链轮组二17带动阴极链条组18和链条上的阴极板19做环形运动，同时在闭环结构内设置多个滚轮组二32作为阴极板19、阴极绝缘块20和阴极链条组18运动的支撑，从而组成一个输送污泥的阴极履带；阳极履带组件3由多个各自独立的阳极板13依次排列成一个闭环结构，每块阳极板13通过螺栓分别与阳极绝缘块14连接，阳极绝缘块14通过螺栓与阳极链条组15连接，沿阳极链条组15长度方向间隔设置多个链轮组一33，链轮组一33带动阳极链条组15和链条上的阳极板13做环形运动，同时在闭环结构内设置多个滚轮组一16作为阳极板13、阳极绝缘块14和阳极链条组15运动的支撑；阳极履带组件3与阴极履带组件4通过同步链轮12实现同步运转，两者之间形成一个污泥电渗透脱水的工作通道。
33.所述阳极履带组件3和阴极履带组件4设置在机架1上，机架1上设有驱动单元2、臭气收集罩5、布泥装置6、滤布冲洗装置7、滤布纠偏装置8、滤布涨紧装置9和刮泥装置10；驱动单元由电机减速机通过链轮链条带动阴极履带组件运转，阴极履带组件通过同步链轮带动阳极履带组件运转；布泥装置6控制污泥均匀平整的布置在滤带上，阴极履带组件的下方设有滤布涨紧装置和滤布纠偏装置，所述滤布涨紧装置和滤布纠偏装置与机架相连；所述机架进泥端下方设有滤布清洗装置，所述机架出泥端设有刮泥装置，所述机架四个侧面和上面分别设置护罩和臭气收集罩，防止臭气溢出，可有效改善工作环境。
34.所述滤布清洗装置的下方设有气控系统，分别控制用布泥装置、滤布涨紧装置和滤布纠偏装置的气缸动作。所述机架的上方设有供电装置，通过电缆分别连接电源和阴阳电极供电导轨，阴阳极板上安装的电刷与供电导轨接触后实现对所述阴极履带组件和阳极履带组件供电。
35.所述阳极板和阴极板长度方向的一侧分别设置结构相同的电刷21和供电导轨22；以阳极板13一侧为例：电刷21设置在阳极板13上，电刷21与电导轨23匹配接触；电缆连接供电导轨22上的接线柱，给供电导轨22供电，从而形成污泥电渗透所需的电场；电刷21上设有补偿弹簧34，自动补偿供电导轨22的制作和安装误差，以保证电刷21和供电导轨22总是充分接触。阳极板和阴极板一侧的电刷21与供电导轨22接触，电刷21是向阴阳电极提供电流的单元，为保证足够和稳定的导电性，特使用铜合金制作。
36.本实用新型的第一个重要创新点：由于阳极板和阴极板与污泥直接接触，污泥中
不可避免的会夹杂金属物质，而电极遇金属会导致短路甚至将电极击穿。本实用新型每块阳极板均连接一个电刷与供电导轨接触，每块阳极板各自独立，多个阳极板采用并联方式布置，当污泥中含有金属物质时，只会造成该区域对应的某一块阳极板短路或击穿，并不影响其它阳极板工作，待停机维护时再进行更换即可。阴极板也采用同样的结构。
37.本实用新型的第二个重要创新点：为了更好地控制污泥均匀平整的布置在滤带上，在进料口下方设置布泥装置6；布泥装置由驱动电机、布泥辊23和气动调节装置组成，布泥辊23辊轴的两端设置在滑动轴承座25上，滑动轴承座25与气缸24连接构成调节装置，通过气缸24可以调整滑动轴承座25的高度，布泥装置6的驱动电机带动布泥辊旋转并将不规则的污泥压平并带入到后续的电渗透工作区域，布泥辊23两端通过滑动轴承座的来实现布泥辊上下位置可调，适时调整入口污泥的厚度；气缸24上装有电磁感应开关，精确控制气缸24行程，控制布泥辊的布泥厚度；气缸还配有压力传感器，当入口污泥大量堆积造成布料辊负荷增大时会触动压力传感器报警；布泥装置配套的驱动电机采用变频调速，适时调整布泥辊的转速，能定量控制入口污泥的体积；气缸配备位置传感器，与驱动电机的变频器进行联锁，当入口污泥厚度小于设定值时布泥辊自动提高转速，当入口污泥厚度大于设定值时布泥辊自动降低转速，直到入口污泥厚度等于设定值时会保持当前转速。
38.本实用新型的第三个重要创新点：为提高滤布的再生功能，保证滤布持续的滤水功能和污泥含水率最小化，在污泥入口下方设置滤布清洗装置；该装置由凸轮电机26、连杆机构27和高压喷嘴28组成，凸轮电机26通过连杆机构27与多个高压喷嘴28连接，每个高压喷嘴28的底部与连杆机构27铰接，高压喷嘴28的中部铰接在铰轴35上，凸轮电机带动连杆机构实现高压喷嘴18围绕铰轴35在一定角度范围内摆动工作，保证滤带宽度方向无死角清洗。
39.所述阴极板19采用大于6mm的不锈钢板制作，保证导电性能的同时防止与污泥接触造成的电极腐蚀，可有效延长阴极板的使用寿命；阴极板19上利用激光切割了多个长孔，保证污泥脱去的水分及时透过阴极板进入滤液槽。
40.所述阳极板采用钛合金材料表面涂覆防护涂层，保证良好导电性能的同时进一步增强了与污泥接触面的耐腐蚀性能，保证阳极板有足够的耐用性和使用寿命。而且，阳极板采用薄板折弯制作，重量轻，强度高。
41.本实用新型阳极板和阴极板与输送链条采用螺栓连接结构，可快速进行安装、拆卸，作为整机的易损件，可有效节约更换时间，降低维护成本。
42.从安全角度考虑，所有阳极板、阴极板与链条的接触部位设置非金属绝缘件，绝缘件采用超高分子聚乙烯材料，绝缘的同时保证结构的稳定性。
43.所述多个阳极板13之间的间距大于多个阴极板19之间的间距；较佳的方案是：多个阳极板13之间间距是多个阴极板19之间间距的一倍。
44.所述滚轮组二32与链轮组二17同轴布置，滚轮组二32的数量小于链轮组二17的数量；链轮组一33与滚轮组一16的布置方式与滚轮组二32与链轮组二17布置方式相同。
45.驱动单元带动阴极履带组件运转，阴极履带组件通过同步链轮带动阳极履带组件运转，污泥通过布泥装置均匀铺置于滤布上，通过调节阳极履带组件与阴极履带组件的相对位置，实现对污泥和滤布的机械挤压；同时通过阴极履带组件和阳极履带组件对污泥进行电泳和电渗透处理，利用阴极履带组件和阳极履带组件产生的电阻热叠加作用，对污泥
进行深度脱水，可实现小于40%污泥含水率的效果，便于后续污泥填埋或焚烧处置，以及好氧发酵、堆肥等资源化利用。
46.在实施例中，参照附图1
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4，一种履带型高效连续电渗透污泥脱水装置，包括机架1、驱动单元2、阳极履带组件3、阴极履带组件4、臭气收集罩5、布泥装置6、滤布冲洗装置7、滤布纠偏装置8、滤布涨紧装置9和刮泥装置10。驱动单元2由电机减速机11直联带动阴极履带组件4运转，阴极履带组件4通过同步链轮12带动阳极履带组件3运转，污泥通过所述布泥装置6均匀铺置于滤布上，通过调节所述阳极履带组件3与阴极履带组件4的相对位置，实现对污泥和滤布的机械挤压。所述阴极履带组件4的下方设有滤布涨紧装置9和滤布纠偏装置8，所述滤布涨紧装置9和滤布纠偏装置8与机架1相连。所述机架1进泥端下方设有滤布清洗装置7，所述机架1出泥端设有刮泥装置10，所述机架1四个侧面和上面分别设置护罩和臭气收集罩5，防止臭气溢出，可有效改善工作环境。
47.阴极履带组件4由多个各自独立的阴极板19依次排列成一个闭环结构，每块阴极板19通过螺栓分别与阴极绝缘块20连接，阴极绝缘块20通过螺栓与阴极链条组18连接，沿长度方向均匀设置多个链轮组17带动阴极链条组18和链条上的阴极板19运动，同时设置多个滚轮组16作为阴极板19、阴极绝缘块20和阴极链条组18运动的支撑，从而组成一个输送污泥的阴极履带组件。
48.阳极履带组件3由多个各自独立的阳极板13依次排列成一个闭环结构，每块阳极板13通过螺栓分别与阳极绝缘块14连接，阳极绝缘块14通过螺栓与阳极链条组15连接，沿长度方向均匀设置多个链轮组17带动阳极链条组15和链条上的阳极板13运动，同时设置多个滚轮组16作为阳极板13、阳极绝缘块14和阳极链条组15运动的支撑，阳极履带组件3与阴极履带组件4通过同步链轮12实现同步运转，两者之间形成一个污泥电渗透脱水的工作通道。
49.参照附图5，每块阳极板13均安装一个电刷21并与供电导轨22始终接触，电刷21具有自动补偿功能，可补偿导轨的制作和安装误差，以保证电刷和导轨总是充分接触。
50.参照附图6、7，布泥装置由驱动电机、布泥辊23、气缸24、滑动轴承座25组成，驱动电机带动布泥辊23旋转并将不规则的污泥压平并带入到后续的电渗透工作区域，布泥辊23两端通过气缸24连接滑动轴承座25的结构来实现布泥辊上下位置可调，这样可以适时调整入口污泥的厚度。
51.参照附图8，滤布清洗装置由凸轮电机26、连杆机构27、高压喷嘴28组成，凸轮电机26带动连杆机构27实现高压喷嘴28在一定角度范围内摆动工作，保证滤带宽度方向无死角清洗。
52.参照附图9、10，机架采用全封闭结构，在机架的四个侧面设置护罩29，护罩29上设置有机玻璃视窗，可观察内部运行情况。机架上面设置臭气收集罩30，可收集污泥中的臭气和蒸发产生的水蒸气并进行后续的臭气净化处理。