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专利号: 2021105168795
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多场耦合污水污泥自动化脱水方法,其特征在于:基于的多场耦合污水污泥自动化脱水装置包括污泥处理腔室(1)、全自动液压系统(2)、直流电源(5)、微波系统(7)、进料系统(9)、卸料系统(10)、超声波系统(11)和检测系统(8),所述进料系统(9)连通设置在污泥处理腔室(1)侧部,所述污泥处理腔室(1)内设有阳极板(3)和阴极板(4),所述阳极板(3)设置在污泥处理腔室(1)上部,所述阴极板(4)设置在污泥处理腔室(1)下部,所述直流电源(5)正负极分别与阳极板(3)和阴极板(4)连接,所述阳极板(3)和阴极板(4)上均设有出水孔(6),在所述出水孔(6)上敷设有滤布(6.1),所述微波系统(7)设置在阴极板(4)下部;所述超声波系统(11)设置在阴极板(4)下部;所述卸料系统(10)设置在阴极板(4)下方;

所述阳极板(3)与用以驱动阳极板(3)运动的全自动液压系统(2)连接;所述检测系统(8)检测脱水过程中的污泥温度、机械压力、污泥厚度,以对全自动液压系统(2)、直流电源(5)、微波系统(7)、进料系统(9)、卸料系统(10)和超声波系统(11)进行统一控制协调;所述进料系统包括油缸(9.1)、储泥腔室(9.2)和电磁阀(9.3),在脱水开始前,开启电磁阀(9.3)后,启动油缸(9.1),污泥自动压入污泥处理腔室(1);所述全自动液压系统包括PLC控制装置(2.10)、液压油缸(2.1)、低压直动式溢流阀(2.5)和高压直动式溢流阀(2.6),所述液压油缸(2.1)活塞端与阳极板(3)连接,所述低压直动式溢流阀(2.5)、高压直动式溢流阀(2.6)与所述液压油缸(2.1)相连通;所述卸料系统包括双铰式叉型油缸液压升降台(10.2)和丝杠除泥推进器(10.1),在耦合脱水结束后,由计算机(8.4)控制双铰式叉型油缸液压升降台(10.2)启动,在液压油缸(2.1)的配合下,阴极板(4)退出污泥处理腔室,此时控制丝杆除泥推进器(10.1),在超声波场的配合作用下清理污泥;所述微波系统(7)包括微波磁控管(7.1)、微波散热风机(7.2)、微波驱动电源(7.3)、电磁波导(7.4)、特氟龙传导螺丝(7.5),由微波磁控管(7.1)产生微波,微波散热风机(7.2)保持运作,以降低微波磁控管(7.1)的温度,在耦合脱水的过程中,通过调节微波驱动电源(7.3)来控制微波场的强度;产生的微波通过圆柱形的电磁波导(7.4)传导微波,所述电磁波导(7.4)安置于阴极板(4)下方,阴极板中间置有特氟龙传导螺丝(7.5);所述超声波系统包括超声波振子(11.1)、超声波控制器(11.2)、超声波驱动电源(11.3),在耦合脱水的过程中,超声波驱动电源(11.3)对所述超声波振子(11.1)供电,通过调节超声波控制器(11.2)来控制超声波的强度,超声波振子(11.1)贴附于阴极板上,其产生的超声波在金属中传播;

该方法包括以下步骤:

污水污泥在多场耦合脱水前进行添加调理剂及初步脱水,调理后的污泥储存于储泥腔室(9.2),开启电磁阀(9.3)后,启动油缸(9.1),使污泥自动压入污泥处理腔室(1),所述阳极板(3)在全自动液压系统的驱动下,向阴极板(4)移动,并在达到一定压力时,保持阳极板(3)和阴极板(4)之间的压力;采用直流电源(5)对所述阳极板(3)和阴极板(4)供电,并且采用微波驱动电源(7.3)对微波磁控管(7.1)供电,并且采用超声波驱动电源(11.3)对超声波控制器(11.2)供电,根据检测系统(8)所检测的污泥温度、污泥厚度和机械压力值,通过计算机(8.4)计算出多场耦合需要输出功率,以精确的控制参数实现恒电压梯度、恒功率密度微波场和超声场三者的节能耦合脱水;随着耦合脱水的进行,阳极板(3)的污泥相较于阴极板(4)含水率低,污泥干化,此时停止多场耦合脱水;并加大阳极板(3)和阴极板(4)之间的压力,进行高压机械压滤脱水,以进一步降低含水率,达到一定机械压力,含水率分布均匀后,保持阳极板(3)和阴极板(4)之间的压力;启动直流电源(5)、微波系统(7)和超声波系统(11),再一次重复进行多场耦合污泥脱水;脱水完成后,控制双铰式叉型油缸液压升降台启动,在液压油缸(2.1)的配合下,阴极板(4)缓缓退出污泥处理腔室(1),此时控制丝杆除泥推进器(10.1),在超声波场的作用下,污泥被自动处理掉,完成一个循环。

2.根据权利要求1所述的多场耦合污水污泥自动化脱水方法,其特征在于:所添加的调理剂为Fe2(SO4)3、FeCl3、CaO及粉煤灰复合调理剂,调理剂总添加量为污泥干物质量的10‑

20%,Fe2(SO4)3、FeCl3、CaO及粉煤灰四种调理剂质量百分比分别为5‑10%、10‑15%、20‑

30%、30‑45%。

3.根据权利要求1所述的多场耦合污水污泥自动化脱水方法,其特征在于:调节微波系统(7)和超声波系统(11)的功率,以及根据污泥厚度调节直流电源(5)的输出电压,根据不同的进泥量、污泥种类、以及不同脱水阶段污泥厚度动态调节多场耦合的工作参数组合,实现恒电压电场、恒功率密度微波场和超声场三者的耦合脱水。

4.根据权利要求1所述的多场耦合污水污泥自动化脱水方法,其特征在于:所述检测系统(8)包括压力传感器(8.1)、温度传感器(8.2)和位移传感器(8.3),污泥处理腔室(1)外侧设置有多个凹形环状槽,其内部设置有多圈缠绕式的温度传感器(8.2),液压油缸(2.1)下侧设置有压力传感器(8.1),压力传感器(8.1)上侧设置有拉线式的位移传感器(8.3)。