污泥垃圾混合物脱水试验仪.pdf

本发明属环境岩土工程技术领域，具体涉及一种污泥垃圾混合物脱水试验仪。由顶板、压缩容器、压力活塞、土工布、透水石、连接管、渗滤液收集器、塑料排水板、托盘、位移计、千斤顶、立柱、底座组成，顶板、立柱和底座组成一个反力架系统，压力活塞位于压缩容器上方，压缩容器位于托盘上方，压缩容器的侧壁为双层，由内筒和外筒组成，内筒侧壁上设有排水孔，在内筒中铺有土工布，内筒中插有塑料排水板；托盘侧壁设有排水孔；千斤顶位于托盘与底座之间；位移计由磁座和测试仪表组成；连接管一端连接托盘侧壁排水孔，另一端连接渗滤液收集器。本发明排水路径多，尺寸大，部分部件经过了防腐处理，解决了现有仪器测试污泥垃圾混合物的固化脱水所存在的问题，能够合理的对污泥垃圾混合物固化脱水效果进行评价。

1、  一种污泥垃圾混合物脱水试验仪，由顶板(1)、压缩容器(2)、压力活塞(3)、土工布(4)、透水石(5)、渗滤液收集器(6)、塑料排水板(7)、托盘(8)、位移计(9)、千斤顶(10)、立柱(11)、底座(12)和连接管(13)组成，其特征在于顶板(1)、立柱(11)和底座(12)组成一个反力架系统，立柱(11)一端通过螺栓连接底座(12)，另一端通过螺栓连接顶板(1)；压力活塞(3)位于压缩容器(2)上方，压力活塞(3)由连接杆(14)和位于连接杆(14)底部的压缩盘(15)连接组成，压缩盘(15)设有排水孔，连接杆(14)顶端通过螺栓连接顶板(1)；压缩容器(2)位于托盘(8)上方，压缩容器(2)的侧壁为双层，由内筒(16)和外筒(17)组成，内筒(16)的侧壁设有排水孔，外筒(17)的底部设有排水孔；内筒(16)的顶部、底部及侧壁都铺有土工布(4)，位于内筒(16)顶部的土工布(4)上放有透水石(5)，透水石(5)位于压缩盘(15)下方；内筒(16)中插有塑料排水板(7)，塑料排水板(7)下端连接位于内筒(16)底部的土工布(4)，另一端连接内筒(16)顶部的土工布(4)；托盘(8)侧壁设有排水孔，连接管(13)一端与托盘(8)侧壁排水孔相连，另一端连接渗滤液收集器(6)；托盘(8)通过螺栓连接千斤顶(10)，千斤顶(10)位于托盘(8)下方，并固定于底座(12)上方；位移计(9)由磁座(18)和测试仪表(19)组成，磁座(18)固定于立柱(11)上，测试仪表(19)固定于压缩容器(2)的外筒(17)一侧。

2、  根据权利要求1所述的污泥垃圾混合物脱水试验仪，其特征在于立柱(11)为4根。

3、  根据权利要求1所述的污泥垃圾混合物脱水试验仪，其特征在于托盘(8)的四周比中间高一些。

污泥垃圾混合物脱水试验仪
技术领域
本发明属环境岩土工程技术领域，具体涉及一种污泥垃圾混合物固化脱水试验仪。
背景技术
污泥是城市污水处理厂污水处理的必然产物，是一种含水率高(浓缩污泥含水率约为97％，脱水污泥含水率约为80％)、呈黑色或黑褐色的流体状物质，成分非常复杂，如果污泥不进行处理，直接排放，将会对环境造成严重的危害。目前常用的处理方法有：污泥的农用、卫生填埋、焚烧、干化和加热处理及最终利用等，以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧。但由于污泥的含水率高达80％以上，为了保证污泥的稳定燃烧，一般都需掺入大量的辅助燃料(煤或油)来稳定燃烧，成本较高，且燃烧效率和热效率低。所以，降低污泥含水率是降低污泥焚烧成本的最关键核心问题。
降低污泥含水率的方法中应用最广的就是固化脱水的方法，由于这种方法成本较低，操作起来方便可靠。同时，在污泥中掺入一定量的城市生活垃圾，能有效增多排水通道，提高污泥固结排水效率。为了研究污泥垃圾混合物固化脱水特性，必须采用压缩脱水试验深入研究污泥垃圾混合物的压缩变形机理。由于污泥垃圾混合物含水量高，含有大量的有机质成分，目前传统的土工压缩仪只有上下透水面可以透水，排水路径少，而且试样尺寸小，进行污泥垃圾混合物固化压缩试验效果差。污泥垃圾混合物的腐蚀性也要求仪器具有一定的抗腐蚀性，这也是传统的土工压缩仪无法满足的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥垃圾混合物脱水试验仪。
本发明提出的污泥垃圾混合物脱水试验仪，由顶板1、压缩容器2、压力活塞3、土工布4、透水石5、渗滤液收集器6、塑料排水板7、托盘8、位移计9、千斤顶10、立柱11、底座12和连接管13组成，其结构如图1和图2所示。其中，顶板1、立柱11和底座12组成一个反力架系统，立柱11一端通过螺栓连接底座12，另一端通过螺栓连接顶板1；压力活塞3位于压缩容器2上方，压力活塞3由连接杆14和位于连接杆底部的压缩盘15连接组成，压缩盘15设有排水孔，连接杆14顶端通过螺栓连接顶板1；压缩容器2位于托盘8上方，压缩容器2的侧壁为双层，由内筒16和外筒17组成，内筒16的侧壁设有排水孔，外筒17的底部设有排水孔；内筒16的顶部、底部及侧壁都铺有土工布4，位于内筒16顶部的土工布4上放有透水石5，透水石5位于压缩盘15下方；内筒16中插有塑料排水板7，塑料排水板7的数量视具体情况而定，塑料排水板7下端连接位于内筒16底部的土工布4，另一端连接内筒16顶部的土工布4；托盘8侧壁设有排水孔，连接管13一端与托盘8侧壁排水孔相连，另一端连接渗滤液收集器6；托盘8通过螺栓连接千斤顶10，千斤顶10位于托盘8下方，并固定于底座12上方；位移计9由磁座18和测试仪表19组成，磁座18固定于立柱11上，测试仪表19固定于压缩容器2的外筒17一侧。
本发明中，立柱11为4根。
本发明中，压缩容器2、压力活塞3的压缩盘15、托盘8为钢制品，其与污泥垃圾混合物及渗滤液接触的表面均经过防腐处理，具有一定的抗腐蚀能力。
本发明中，压缩容器内筒16底部及侧壁铺土工布4，装试样后在顶部铺土工布4，在土工布4上放置透水石5。
本发明中，压缩容器2的侧壁为双层，由内筒16和外筒17组成，内筒16的侧壁设有排水孔，外筒17的底部设有排水孔。
本发明中，托盘8的四周比中间要高一些，方便收集从压缩容器2中排出的渗滤液。
本发明的工作过程如下：
在压缩容器内筒16的底部及侧壁铺设土工布4，在压缩容器内筒16中装污泥垃圾混合物作为试样，在试样中插入塑料排水板7，在试样的顶部铺上土工布4，在土工布4上放置透水石5；将压力活塞3放在压缩容器内筒16中，让压力活塞3的压缩盘15与顶部透水石5相接触；由于压力活塞3是通过螺栓固定在顶板1上的，压力活塞3的底盘不会发生运动，通过千斤顶10施加荷载，托盘8和压缩容器2就会向上运动，使得污泥垃圾混合物发生压缩变形；千斤顶10为电动式，千斤顶10的顶升压力可以通过千斤顶上的量测仪表直接确定；污泥垃圾混合物的变形通过位移计9测试压缩容器2上升量来计算。污泥垃圾混合物在压缩过程中产生的渗滤液通过压缩容器内筒16的底部及侧壁的排水孔直接排到压缩容器内筒16和外筒17之间的空腔中，然后通过外筒底部排水孔排放到托盘8上，渗滤液然后通过托盘8侧壁的排水孔，经过连接管13，汇集到渗滤液收集器6中。得到污泥垃圾混合物的受力大小、渗滤液排放量和压缩变形量，就可以确定污泥垃圾混合物在不同压力条件下的固化脱水效果。
本发明的有益效果：
本发明排水路径多，尺寸大，部分部件经过了防腐处理，解决了现有仪器测试污泥垃圾混合物的固化脱水所存在的问题，能够合理的对污泥垃圾混合物固化脱水效果进行评价。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图中标号：1为顶板、2为压缩容器、3为压力活塞、4为土工布、5为脱水石、6为渗滤液收集器、7为塑料排水板、8为托盘、9为位移计、10为千斤顶、11为立柱、12为底座、13为连接管、14为连接杆、15为压缩盘、16内筒、17外筒、18为磁座、19为测量仪表。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步描述本发明。
实施例1，顶板1采用钢材制作，长为1200毫米，宽为1000毫米，高为20毫米，距离顶板两边各100毫米的四个转角处分别留有直径为20毫米的圆形孔洞，用于固定立柱11，顶板1中心也留有直径为25毫米的圆形孔洞，用于固定连接杆14；立柱11长度为1600毫米，直径为20毫米，立柱11两端加工有螺纹，仪器四周共有四根立柱11；压力活塞3由连接杆14和压缩盘15组成，连接杆14长度为250毫米，直径25毫米，压缩盘15直径为590毫米，厚度为20毫米，在压缩盘15上均匀分布有40个直径为2毫米的竖向孔洞用于排水，连接杆14和压缩盘15焊接在一起；压缩容器2的侧壁为双层，由内筒16和外筒17组成，内筒16壁厚为15毫米，内筒16的内径为600毫米，外筒17壁厚为10毫米，外筒的内径为700毫米，内筒16和外筒17的高度都为1000毫米，内筒16的底部及侧壁都均匀分布有直径2毫米的排水孔，相邻排水孔的距离为20毫米；在压缩容器内筒16中均匀插入3块塑料排水板7，塑料排水板7的长度为1000毫米，宽度100毫米，厚度为10毫米；土工布4的厚度均为1.5毫米，铺设时应该紧贴压缩容器内筒16；透水石5的材料为塑料板，直径为590毫米，厚度为15毫米，在透水石上均匀布满直径为2毫米的排水孔；千斤顶10的最大伸长距离为300mm，最大油压顶升压力为100kN；底座12为槽钢，长为1200毫米，宽为1000毫米，翼缘高度为40毫米，宽度为20毫米，腹板厚度为15毫米；位移计9的最大量程为300毫米，精度为0.1毫米；托盘8外径为850毫米，托盘8厚度为20毫米，托盘8侧壁高度为100毫米，侧壁厚为10毫米，托盘8侧壁底部留有一个直径为2毫米的孔洞用于排水；连接管13为直径2毫米的塑料管，长度为550毫米；渗滤液收集器6为最大量程2升的量筒。将上述部件按图1～图2所示方式连接，本领域的技术人员均能顺利实施。