振动加速污泥沉淀、浓缩、脱水法 【技术领域】
这项发明是关于污水处理中的污泥处理，其中包括污泥沉淀、浓缩、脱水处理的方法，以及类似在湖泊、河道清淤过程中污泥的沉淀、浓缩、脱水处理方法。采用本项发明中的方法，提高污泥的沉淀、浓缩、脱水效果。
背景技术
活性污泥法是目前世界上应用最为广泛的污水生物处理技术，但是它一直存在一个很大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥。其剩余污泥产生量一般是污水处理量的0.3％～0.5％(以含水率97％计)，数量十分惊人。同时，污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水厂投资及运行费用的25％～65％，已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。在污水的生物化学处理中产生的污泥，如果不予以有效的处理和处置，还会对环境产生二次污染。在污水处理厂中采用污泥沉淀池、污泥浓缩池及污泥脱水机对污水处理中产生的污泥分别进行沉淀、浓缩、脱水，使最终的污泥体积减小，便于对污泥进行卫生填埋、焚烧等处置。在目前的污泥处理过程中，污泥经过沉淀、浓缩及机械脱水后含水率一般在80％以上，不能达到对污泥进行卫生填埋及焚烧的要求。
在湖泊、河流受污染底泥的疏浚中，也会产生大量含水率很高的污泥，一般是采用建堆场对这些污泥进行自然沉淀、浓缩，对这些污泥的处理要花费大量的场地和时间，同时也需要大量的费用。
振动是自然界最基本的运动形态之一，如大自然中月亮的圆缺、潮汐的涨落、地壳的震动等；人类生活中琴弦的跳动、钟表的摆动等；人类社会中人口的增长与衰减、社会经济发展过程中速度的增长与衰减等，都可以归纳为不同形式的振动。振动也被人类用在工程中，振动技术是20世纪后半期发展起来的一种具有广泛应用价值的技术，这项技术在各个领域都迅速发展，振动输送技术、振动筛分技术、振动破碎技术、振动压实技术、振捣技术、振动诊断技术等广泛应用于多个行业、部门。
【发明内容】
在污水处理中产生大量的污泥，在污泥的沉淀、浓缩及脱水过程中，污泥均匀分布于水中，形成相对稳定的状态，不易进行泥水分离。本发明采用的方法是：在污泥自然沉淀、浓缩以及污泥机械浓缩、脱水过程的污泥中加入由驱动马达带动激振器组成的振动源，通过振动源产生与重力或挤压力方向一致的激振力或称振动力，在污泥与水的混合体中振动力打破污泥与水相对稳定的状态，促进泥水分离，加快污泥沉淀、浓缩、脱水的速度。
在实际使用的污泥沉淀池及污泥浓缩池中，池体容积较大，为了使振动力传递到整个池体的污泥中，在池体中使用金属、有机高分子材料或木材等制成的杆连接成立体网架结构，由驱动马达带动激振器组成的振动源等振动装置与立体网架相连，与重力方向一致的振动力通过立体网架传递到整个池体的污泥中，污泥在振动力与重力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥沉淀、浓缩效率的目的。在有旋转刮泥设备的圆形污泥沉淀池或污泥浓缩池中，在池体中的部分区域安装立体网架，立体网架与刮泥机一同转动将振动力传递到整个池体中。
在污泥浓缩、脱水机械装置中，如污泥板框压滤机、带式压滤机等，在污泥挤压面处安装由驱动马达带动激振器组成的振动源等振动装置，使之产生与挤压方向一致的振动力。污泥在振动力与挤压力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥浓缩、脱水效率的目的。为了使振动力有效利用和使机械整体上受力平衡，在受挤压污泥的两边各安装一个相同地激振器，使振动力大小、频率、振幅相等，振动力方向相反。
对于挤压面为圆形的污泥脱水机械，如离心脱水机，在其主轴处安装偏心块或者是非同心圆结构，或安装其它激振器等振动装置，产生离心力方向振动力，使其产生的振动力与对污泥的挤压力方向一致。污泥在振动力与挤压力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥浓缩、脱水效率的目的。
【附图说明】
图1在污泥沉淀、浓缩及脱水中加入振动装置的示意图。图1中：1为污泥沉淀、浓缩、脱水池，2为沉淀、浓缩、脱水污泥，3为上清液，4为由驱动马达带动激振器组成的振动源或振动装置。
图2是加入振动装置的污泥沉淀、浓缩池示意图。图2中：1为污泥沉淀、浓缩池，2为污泥入口，3为沉淀、浓缩污泥排出口，4为上清液排出口，5为立体网架，6为与立体网架相连的由驱动马达带动激振器组成的振动源，7为固定在池体上的支架或刮泥机大梁，8为池底刮泥板。
图3是加入振动装置的污泥带式压虑机示意图。图3中：1为污泥带式压滤机主机架，2为待浓缩、脱水污泥入口，3为污泥经过浓缩、脱水后排出，4为传动挤压轮，5为滤布，6为由驱动马达带动激振器组成的振动源。
图4是加入振动装置的污泥板框压滤机示意图。图4中：1为污泥板框压滤机主机架，2为待脱水污泥入口，3为污泥经过脱水后排出，4为滤板、滤框及滤布，5为横梁，6为止推板，7为压紧板，8为由驱动马达带动激振器组成的振动源或类似振动装置。
【具体实施方式】
在图2的实际污泥沉淀池及污泥浓缩池1中，在池体中使用金属、有机高分子材料或木材等制成的杆连接成立体网架结构5。振动源6由驱动马达带动平面连杆机构组成，在平面连杆机构中可采用曲柄滑块机构，驱动马达经过减速器减速后带动曲柄转动，连杆两端分别与曲柄和滑块相连，与连杆连接的滑块作为振动源往复运动。对无旋转刮泥设备的污泥沉淀池及污泥浓缩池振动装置6固定在与池体相连的支架7上、有旋转刮泥设备的池体振动装置6固定在刮泥机大梁7上，滑块部分带动立体网架5做上下往复运动，与重力方向一致的振动力通过立体网架传递到整个池体的污泥中。振动频率范围在0.05～2Hz，振幅范围在1～10cm，污泥在振动力与重力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥沉淀、浓缩效率的目的。在有旋转刮泥设备的圆形污泥沉淀池或污泥浓缩池中，在池体中的部分区域安装立体网架，立体网架与刮泥机一同转动将振动力传递到整个池体中。
在图3、图4污泥浓缩、脱水机械装置中，如污泥板框压滤机、带式压滤机等，在污泥挤压面处(滤布与挤压体之间)安装双轴惯性激振器、电动激振器或气动激振器等组成的振动源(图3中6，图4中8)或振动装置，使之产生与挤压方向一致的振动力；污泥在振动力与挤压力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥浓缩、脱水效率的目的，振动频率大于0.5Hz，振幅小于2cm。为了使振动力有效利用和使机械整体上受力平衡，在受挤压污泥的两边各安装一个相同的振动装置，使振动力大小、频率、振幅相等，振动力方向相反。
对于挤压面为圆形的污泥脱水机械，如离心脱水机，在其主轴处安装偏心块或者是非同心圆结构，或安装其它激振器等振动装置，产生离心力方向振动力，使其产生的振动力与对污泥的挤压力方向一致。污泥在振动力与挤压力的共同作用下，泥水分离速度加快，达到提高污泥浓缩、脱水效率的目的。