[发明专利]液态移除装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态移除装置，尤其但不专属地涉及用于将大比例的水从液体和固体所组成的污泥或浆液移除的脱水装置。

背景技术

已有许多专利申请案揭露了从固体和液体混合物中移除液体的必要。固体典型地是悬浮在液体中，或者在低液体浓度中，液体可能与固体键结，即被固体所吸收。

这些申请案中常见的例子是在工业副产物或废弃物的液体和固体的回收中。此处，液体可用作固体的输送媒介或在产物的加工中使用，即用作机器装置的冷却剂/润滑剂。或者，液体可呈现为产物或废弃物的一部分，即有机废弃物中的水。

这个废弃物典型地形成为“浆液”或“污泥”。在此处里所指的“污泥”具有较对应的“浆液”更高浓度的悬浮固体。

固体-液体分离的一种方法是将混合物沉积在沉淀池中，其中悬浮的固体视其密度相对于液体而定，随时间沉降至固定层之内。污水处理设施和来自燃煤锅炉安装的灰浆液使用这种系统。

在处理之前，这些混合物的固体，水分必须大幅减少，例如，从大约80％的重量减少至少于20％。浆液因此转变为较低容积、潮湿、半固体的污泥，更容易处理并轻便于运输，可更易于加工。

存在很多从固体-液体混合物中移除液体的现有技术，以下示例是现有技术的典型示例：

蒸发或排热：在这个过程中，混合物经加热后从固体蒸发出液体。蒸发出的液体进而冷凝并回收。

离心：混合物还可对于周边而置于具有液体渗透滤液的离心室中。启动离心机，液体进而穿过滤液，然后固体可从室中移除。

压缩：混合物可在通过之间具有限定空间的二个传送带时压缩，迫使液体从固体中移除。

过滤：混合物可透过过滤媒介或液体渗透格栅，从而允许液体从混合物中排出。

明确的是上述方法中的每一种都在处理不同的混合物类型中具有随之而来的优点和缺点，即，压缩技术可能不适合低固体浓度的混合物，而离心法可能不适合尖锐和研磨固体的混合物。

以下描述将针对改进用于各种混合物类型的过滤法。

目前可使用一些不同的过滤法，虽然这些方法通常包括将混合物通过液体渗透过滤膜的一侧，然后在混合物上施加压力以迫使液体从其间通过。该力可被动地施加，即重力，及/或主动地施加，即透过位于滤液相对侧上的真空或在混合物侧上的压缩室。还可搅拌滤液以促进液体的分离。

这种已知类型的真空过滤系统揭露在El Hindi所申请的美国专利第4,137,169号和第4,880,538号，Ootani等人所申请的美国专利第4,154,686号，Pahl等人所申请的美国专利第7,334,688号，以及Prinssen所申请的美国专利第6,622,870号。类似的系统还揭露在van Oosten所申请的加拿大专利第991094号，以及Marchal所申请的PCT公开第WO2001/097948号。

Thissen、Prinssen和Marchal装置都是类似系统，通常包括输送系统，在其上沉积将要过滤的混合物。该输送系统具有二个滚轮，环状支撑带位于滚轮周围，以在滚轮之间提供可移动的支撑区域。支撑带支撑过滤介质，也经过滚轮周围。支撑带具有一些允许液体穿过过滤介质且在支撑带下面的孔径。支撑带还形成具有一组横向槽，可辅助将混合物导向位于槽中的孔径。真空室(或“吸入箱”)置于滚轮之间的支撑带下面，并透过布类和支撑带形成压力梯度，以经由布类和孔径从混合物中抽吸液体。Prinssen、Thissen和Marchal系统的真空室配置在滚轮之间往复运动以随支撑带移动，这是为了在每个周期中最大化抽吸的时间。

Thissen和Prinssen装置还在布类至真空室的相对侧上使用压缩室，从而提供更大的压力梯度，或者在Prinssen系统中，加压整个装置以防止混合成分气化。

虽然这些现有技术的系统可在大多数应用中有效地移除水分，但使用这些复杂系统存在一些潜在缺点，如以下描述。

以支撑带为基础的系统，如Thissen、Prinssen和Marchal系统当支撑橡胶带受到由真空和混合物重量所导致的强大压力而变得拉伸或扯裂时需要时常更换，可表现成本很高。更换支撑带可能说明在材料和操作延误方面的代价高。

另外，这样的系统典型地仅经由支撑带中的孔径施加真空，该些孔径可为小或窄，从而可能无法使抽空的液体均匀地通过过滤介质。

相反地，Pahl等人和El-Hindi系统不使用橡胶支撑带，而是使用链网带或过滤介质仅在上表面上通过的筛。因此，有限的抽吸和更换支撑带的问题稍微减轻。