阅读说明：本技术 用于使污泥脱水的装置和方法 (Apparatus and method for dewatering sludge ) 是由 T·萨尔法 于 2018-06-21 设计创作，主要内容包括：一种用于使污泥脱水的装置,包括：箱体,其内部空间由分隔壁分隔成吸入室和提取室；吸入管道,其通过吸入阀连接到吸入室；排放管道,其通过排放阀连接到提取室；和输送管道,其提供吸入室和提取室之间的流体连通。输送管道具有位于吸入室的底部附近的第一开口以及位于提取室的顶部附近的第二开口。泵在吸入室内选择性地产生正压和负压。筛网位于提取室内、输送管道的第二开口和排放管道之间。(An apparatus for dewatering sludge, comprising: a case body, the inner space of which is divided into a suction chamber and an extraction chamber by a partition wall; a suction duct connected to the suction chamber through a suction valve; a discharge conduit connected to the extraction chamber through a discharge valve; and a delivery conduit providing fluid communication between the suction chamber and the extraction chamber. The delivery duct has a first opening located near the bottom of the suction chamber and a second opening located near the top of the extraction chamber. The pump selectively generates positive and negative pressures within the suction chamber. The screen is located within the extraction chamber between the second opening of the delivery conduit and the discharge conduit.)

用于使污泥脱水的装置和方法

技术领域

本公开内容涉及污水污泥处理，特别地、涉及用于使污泥和其他物质的脱水的装置和方法。

背景技术

污水污泥由固体和液体的混合物组成。将液体与固体分离使得液体可以循环再用，并使得可以更高效地运输固体以进行处理。现有技术中存在各种用于从污泥或其他物质中分离液体的系统，其中包括：US 3,677,409、US 5,503,753、US 4,816,167、US 3,028,011、US 2016/0289109、US 5,462,661和US 4,021,347。

发明人已经确定需要用于使污泥和其他物质脱水的改进的装置、方法和系统。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于使污泥脱水的装置。该装置包括：箱体，其内部空间由分隔壁分隔成吸入室和提取室；吸入管道，其通过吸入阀连接到吸入室；排放管道，其通过排放阀连接到提取室；和输送管道，其提供吸入室和提取室之间的流体连通。输送管道具有位于吸入室的底部附近的第一开口以及位于提取室的顶部附近的第二开口。泵在吸入室内选择性地产生正压和负压。筛网位于提取室内、输送管道的第二开口和排放管道之间。

另一方面提供了一种用于使污泥脱水的方法。该方法包括：提供箱体，其内部空间由分隔壁分隔成吸入室和提取室；吸入管道，其通过吸入阀连接到吸入室；排放管道，其通过排放阀连接到提取室；输送管道，其提供吸入室和提取室之间的流体连通；输送管道具有位于吸入室的底部附近的第一开口以及位于提取室的顶部附近的第二开口；泵，其用于在吸入室内选择性地产生正压和负压；以及筛网，其位于提取室内并且定位在输送管道的第二开口和排放管道之间。该方法还包括：在吸入阀打开的情况下，通过泵向吸入箱体施加负压，以经吸入管道将固体和液体的混合物吸入吸入箱体；将聚合物注入吸入箱体以使固体凝结；在吸入阀关闭、输送阀打开以及排放阀打开的情况下，通过泵向吸入箱体施加正压，以迫使液体和凝结的固体的混合物经输送管道进入提取室，由此筛网捕集凝结的固体从而允许液体通过排放管道。

下面阐述示例实施方式的其他方面和细节。

附图说明

以下的附图阐述了实施方式，其中相似的附图标记表示相似的部分。在附图中，实施方式作为示例而非是限制而示出。

图1示出了根据一个实施方式的示例脱水装置的横切面，其中门盖是关闭的。

图2示出了图1的装置的横切面，其中门盖是打开的。

图3示出了根据一个实施方式的原型脱水装置的外部视图。

图4示出了图3的装置的提取室的内部的视图。

图5示出了图3的装置的筛网。

图6示出了图3的装置，其中门盖是打开的，以从提取室中移除固体。

图7示出了根据一个实施方式的、安装在载重车车厢上的示例脱水装置。

图8示出了图7的装置，其中门盖是打开的，并且载重车车厢基于一定的倾斜度而升高。

图9示出了根据一个实施方式的示例脱水装置。

图10是图9的装置的分解图。

图11是图9的装置的俯视图。

图11A是图11的沿A-A线截取的剖视图。

图11B是图9的装置的侧视图。

图11C示出了图11A的圈C中的区域的细节图。

图11D示出了图11B的圈D中的区域的细节图。

图12示出了图9的装置的输送管道。

图12A是图12的输送管道的侧视图。

图12B是图12的输送管道的主视图。

具体实施方式

下面描述用于使污泥脱水的示例装置和方法。

为了图示的简单和清楚起见，附图标记可以在附图之间重复以表示相应的或相似的元件。阐述诸多细节以提供对本文中所描述的示例的理解。这些示例可以在不具有这些细节的情况下得以实践。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程以及部件，以免模糊所描述的示例。该描述不应被视为限于本文中所描述的示例的范围。

图1和图2示出了用于使污泥脱水的示例装置100的横切面图。装置100包括箱体102，箱体102的内部空间由分隔壁104分隔成吸入室106和提取室108。泵110连接到吸入室106，以在吸入室106中选择性地产生正压和负压。泵110可具有初级过滤器112和次级过滤器114。泵110和过滤器112/114可以与标准真空载重车中的泵和过滤器基本相同。具有吸入阀117的吸入管道116连接到吸入室106，以用于将污泥或其他物质抽吸到箱体中，这一点在下文论述。可以在吸入管道上设置粗吸入过滤器(未示出)、例如滤筒式过滤器之类、以防止较大的(例如、直径大于约1/2英寸)固体进入吸入室。如下所述，具有排放阀119的排放管道118连接到提取室108，以用于从箱体中排出液体。

输送管道120提供吸入室106和提取室108之间的流体连通。输送管道120具有在吸入室106的底部附近的第一开口122以及在提取室108的顶部附近的第二开口124。分隔壁104在其顶部附近具有开口，以允许输送管道120穿过，但除此之外，将提取室108密封起来以与吸入室106隔离。

筛网130位于提取室108内、输送管道120的第二开口124与排放管道118的开口之间。在一些实施方式中，如图1所示，筛网130可以与提取室108的形状大致相符，并且可以具有用于输送管道120的第二开口124的孔。下面参照图5论述示例筛网的细节。在所示的示例中，箱体102的提取室108的端部部分包括门盖140，该门盖可以打开从而允许进入提取室108以便移除固体。筛网130包括具有大体圆形的边缘132的开放端部，当筛网130就位并且门盖140关闭时，边缘132向上压靠门盖140的边缘142。门盖140可以由如图2所示的带扣闩锁144或任何其他合适的机构保持关闭。箱体102还可以设置有安全阀152和压力计154。在一些实施方式中，箱体102还具有位于吸入室106的上部部分中的出入舱口156(见图1)，以用于提供通向吸入室106的通道，并且箱体102还具有位于吸入室106的下部部分中、靠近输送管道120和分隔壁104的底部的清洁端口158(见图1)。在其他实施方式中，舱口156和/或端口158可以位于不同的位置处。

在所示的示例中，输送管道120与水平方向成约45度角。在其他实施方式中，输送管道120可以与水平方向成不同的角度。如本文中所使用的，术语“水平方向”是指平行于箱体102的纵向轴线的方向，这样相对于“水平方向”的绝对角度可以随箱体102的取向改变而改变。如下所述，当将箱体102倾斜以进行倾倒或进行清洁时，这种构型允许残留在吸入室106或输送管道120中的任何污泥或其他物质落入提取室108。在所示的示例中，分隔壁104的成角度的部分105也与水平方向成约45度角。在其他实施方式中，分隔壁104和输送管道120可以以不同的方式构造(例如，在一些实施方式中，分隔壁可以从输送管道的底部端部处的第一开口处竖直向上延伸，或者分隔壁可以包括弯曲壁，而输送管道可以为大致竖直的，如下参照图9至图12所述)，因此在不同的实施方式中，吸入室106和提取室108以及筛网130可以具有不同的形状。

图3、图4和图5示出了根据一个实施方式的原型脱水装置100A的特征。图3至图5的原型装置100A的元件与图1的装置100的对应元件相对应地编号。图4示出了图3的装置100A的箱体102A的提取室108A的内部的视图，其中，输送管道120A的第二开口124A示出为突出穿过分隔壁104A。图5示出了图3的装置100A的筛网130A。筛网130A包括边缘132A，边缘132A具有自其延伸的结构支撑框架134A。由线网和细筛材料形成的网状物136A由边缘132A和框架134A支撑。图6示出了图3的装置100A，其中门盖142A处于打开状态以用于从提取室中移除固体。

在一些实施方式中，脱水装置100/100A可以安装在载重车车厢上(如图7和图8所示)、安装在拖车或任何其他运输平台上，以使该装置往返于工作地点。图1和图2的示例装置100的操作在图7和图8中示出，其中装置100处于不同的取向，并且门盖140处于关闭位置和打开位置。在一些实施方式中，装置100可以移至不同的取向，例如通过基于一定的倾斜度升高载重车车厢而移至不同的取向，如图8所示，其中门盖处于打开位置。

为了开始吸入污泥，将吸入管道116连接到放置在污泥源中的软管或类似物(未示出)。在吸入阀117打开的情况下，通过泵110向吸入室106施加负压，从而经吸入管道116将污泥抽吸到吸入室106中。将聚合物、例如经单独的聚合物注入阀(未示出)、注入吸入室106。如本领域中已知的，将适当的聚合物注入吸入室106中导致污泥中的固体凝结成团块。

在污泥处于吸入室106中后，关闭吸入阀117，并且，在排放阀119打开的情况下，通过泵110向吸入室106施加正压。该正压导致污泥被迫进入第一开口122、沿输送管道120向上、并经第二开口124进入提取室108。在污泥经过第二开口124进入提取室108之后，筛网130通过阻挡固体并允许液体穿过筛网130、经排放管道118排出而将固体和液体分离。

在一些实施方式中，在将液体排出后，打开门盖140，并通过铲挖或其他方式手动地移除提取室108内的由筛网130捕捉的固体。在一些实施方式中，例如如图8所示、通过基于一定的倾斜度升高载重车车厢，箱体102可以倾斜以进行倾倒。

图9至图11D示出了另一示例装置200。图9至图11D的装置200的元件以2xx而非1xx的形式、与图1的装置100的对应元件相对应地编号。如下所述，装置200的操作基本上类似于图1的装置100，但是在许多细节上与装置100不同，包括吸入室206、提取室208、分隔壁204、输送管道220和筛网230的形状。如下所述，在图9至图11D的示例中示出了由钢或其他刚性材料构造而成的装置200的元件，但未示出将装置200的管道彼此连接起来的各种柔性软管。

装置200包括箱体202，箱体202的内部空间由分隔壁204分隔为吸入室206和提取室208。在该实施方式中，分隔壁204不具有成角度的截面，而是以类似于吸入室206的相反侧的方式弯曲，使得吸入室206本身呈压力箱体的形式。在所示的示例中，吸入室206在其中具有挡板(baffle)组件207(见图11A)，以用于在安装有装置200的载重车行驶时，减少箱体202内的物质晃动(sloshing)。

箱体202安装在甲板组件250上，甲板组件250构造成安装在载重车上。槛(sill)组件252附接到箱体202的底部，并且槛组件252可枢转地联接至甲板组件250后部处的铰链销254，使得箱体202可以在前部处向上倾斜以进行倾倒。如图11A和图11B最佳地示出，槛组件252的前部可以比后部高，使得箱体202略微倾斜。

泵(未示出)连接到吸入室206，以在吸入室206中选择性地产生正压和负压。在所示的示例中，泵构造成经安装在箱体202的侧部的第一连接管道211A和安装在甲板组件250上的第二连接管道211B联接至初级浮球式疏水阀(float trap)212。柔性软管(未示出)在初级浮球式疏水阀212与第一连接管道211A之间、第一连接管道211A与第二连接管道211B之间、以及第二连接管道211B与泵之间进行连接。泵还可以具有与其相关联的一个或多个次级过滤器(未示出)。泵、浮球式疏水阀212和过滤器可以与标准真空载重车中的泵、浮球式疏水阀和过滤器基本相同。

如下所述，具有吸入阀217的吸入管道216/216A/216B连接到吸入室206，以用于将污泥或其他物质抽吸到箱体中。在所示的示例中，粗吸入过滤器215、例如滤筒式过滤器、通过柔性软管(未示出)连接在吸入管道的第一部分216和吸入管道的第二部分216A之间，以防止较大的(例如、直径大于约1/2英寸)固体进入吸入室。吸入管道的第二部分216A通过另一柔性软管(未示出)连接到具有吸入阀217的吸入管道的第三部分216B。如下所述，具有排放阀219的排放管道218连接到提取室208，以用于从箱体中排出液体。

参照图10、图11A、图11C、图12、图12A和图12B，装置200包括输送管道220，当箱体202处于水平方向时，输送管道220大体沿竖向定向(在其顶部附近具有弯曲部使得顶部大体水平)。输送管道220提供吸入室206和提取室208之间的流体连通。输送管道220具有在吸入室206的底部附近的第一开口222以及在提取室208的顶部附近的第二开口224。分隔壁204在其顶部附近具有开口，以允许输送管道220穿过，但除此之外，将提取室208密封起来以与吸入室206隔离。筛网230位于提取室208内、输送管道220的第二开口224与排放管道218的开口之间。在一些实施方式中，筛网230可以与提取室208的形状大致相符。筛网230具有用于接收输送管道220的上部端部的孔，使得第二开口224位于筛网230内侧。如下所述，在所示的示例中，通气管组件226附接至输送管道220的第二开口224。

位于输送管道220的底部处的第一开口222具有漏斗型结构223，以用于将流体引导至输送管道220中。如图12A最佳地示出，漏斗型结构223的底部成形为与箱体202的底部以及分隔壁204的底部部分—分隔壁204在此处与箱体202相接—相符。在输送管道220的第二开口224附近处设置有凸缘225。凸缘225构造成螺栓连接到通气管组件226的对应凸缘227，通气管组件226通过密封垫圈228附接至筛网。通气管组件226还包括浮球阀229，当向吸入室施加正压时，该浮球阀229允许物质从输送管道220进入提取室208，并且当向吸入室206施加负压时，该浮球阀229防止物质经输送管道220离开提取室208。

在所示的示例中，箱体202的提取室208的端部部分包括门盖240，其可以打开以允许进入提取室208以移除固体。筛网230包括具有大体圆形的边缘232的开放端部，当筛网230就位并且门盖240关闭时，边缘232向上压靠门盖240的边缘242。筛网230可在其相对侧上具有销231，销231构造成容纳于提取室208内侧上的销接收件233(见图10)中。可以在门盖240的边缘242和筛网的边缘232之间的界面处设置一个或多个密封环(未示出)。门盖240可以通过多个闩锁244或任何其他合适的机构保持关闭。

箱体202还可以设置有安全阀(未示出)和压力计(未示出)。在所示的示例中，箱体202具有位于吸入室206的其中一侧处的出入舱口256(见图11和图11B)，以用于提供通向吸入室206的通道，并且门盖240在其下部部分中具有卸料口258。在其他实施方式中，舱口256和/或卸料口258可以位于不同的位置。卸料部258可以称为出入舱口、泥浆闸、清除口等。

在操作中，为了开始吸入污泥，将吸入管道216B连接到放置在污泥源中的软管或类似物(未示出)。在吸入阀217打开的情况下，通过泵向吸入室206施加负压，从而经吸入管道216将污泥抽吸到吸入室206中。将聚合物、例如经单独的聚合物注入阀(未示出)、注入吸入室206。如本领域中已知的，将适当的聚合物注入吸入室206中导致污泥中的固体凝结成团块。在污泥处于吸入室206中后，关闭吸入阀217，并且，在排放阀219打开的情况下，通过泵向吸入室206施加正压。该正压导致污泥被迫进入第一开口222、沿输送管道220向上、并经第二开口224进入提取室208。在污泥经过第二开口224进入提取室208之后，筛网230通过阻挡固体并允许液体穿过筛网230、经排放管道218排出而将固体和液体分离。

应当理解，为了提供对本文中所述的示例性实施方式的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，本领域普通技术人员将会理解，本文中所描述的实施方式可以在不具有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程和部件，以避免使本文所描述的实施方式不清楚。此外，此描述不应被视为以任何方式限制本文中所描述的实施方式的范围，而仅是描述本文中所描述的各种示例实施方式的实现方式。

此描述提供了本发明主题的许多示例实施方式。尽管每个实施方式代表发明元素的单一组合，但本发明主题被认为包括所公开元素的所有可能的组合。因此，如果一个实施方式包括元素A、B和C，而第二实施方式包括元素B和D，那么即使没有明确公开，本发明主题也被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合。

尽管已经详细描述了实施方式，但是应当理解，这里可以做出各种改型、替换和变型。而且，本申请的范围并非旨在限于本说明书中所描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施方式。可以理解，以上所描述的和示出的示例旨在仅为示例性的。

鉴于前述公开，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以对本文中所描述的方法和系统做出多种变型和修改。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施方式，但是本领域技术人员将领会到其某些修改、置换、增添和子组合。因此，旨在将所附的权利要求和随后引入的权利要求解释为包括本领域技术人员可以合理地推断出的所有这样的修改、置换、增添和子组合。权利要求的范围不应由示例中所阐述的实施方式进行限制，而是应当被给予与前述公开相一致的最宽泛的解释。

本公开内容可以以其他具体形式实施而不偏离本公开内容的精神或本质特征。所描述的实施方式就各方面而言均应被认为仅是说明性的而非限制性的。