[发明专利]一种教学用污泥脱水试验系统

说明书

本发明公开了一种教学用污泥脱水试验系统，包括加压装置、滤池、液体收集罐和真空泵，加压装置上设有可上下移动使滤池中污泥脱水的活塞板，液体收集罐设置在电子秤上，并分别与真空泵和活塞板上的排水口相连；滤池内设置用于检测污泥孔隙水压的微孔压力计；真空泵真空度及加压装置加载压力可调节。本发明将真空与压力加载相结合，可根据实验需求进行多种真空条件、压力条件和边界条件的污泥排水实验，实现对真空作用下污泥的含水率、各时刻污泥层的平均渗透系数以及实验中污泥实时孔隙水压力进行实时监测，适用性强，可满足污泥脱水研究及教学使用需求。

技术领域

本发明涉及污泥脱水固结，具体涉及一种教学用污泥脱水试验系统。

背景技术

污泥一般颗粒较小，由于曼代尔-克雷尔效应，靠近排水边界的污泥先排水固结，导致污泥整体渗透系数变小，进而使得污泥难以有效快速固结。现有污泥脱水固结方法包括真空过滤法、压滤法等，这些污泥脱水固结方法在脱水效果、能耗等方面往往表现的不尽人意，其根本原因在于污泥脱水机理和最佳脱水方式还不清楚。此外，污泥脱水科研进展缓慢，缺少工程技术人员，主要原因在于各大高校相关课程开展较少，尤其是缺少相关的试验教学设备。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提出一种可对污泥固结机理进行研究的教学用污泥脱水试验系统。

技术方案：本发明所述的教学用污泥脱水试验系统，包括加压装置和滤池，加压装置上设有可上下移动使滤池中污泥脱水的活塞板，所述污泥脱水试验系统还包括液体收集罐和真空泵，液体收集罐设置在电子秤上，并分别与真空泵和活塞板上的排水口相连；滤池内设置用于检测污泥孔隙水压的微孔压力计；真空泵真空度及加压装置加载压力可调节。

本发明将真空与压力加载相结合，真空度和压力条件可由实验人员根据需要进行调节。加压装置为滤池中的污泥提供稳定的加载压力，真空泵为系统提供所需真空压力，电子秤可测量排出的液体重量，而微孔压力计可以为多个，设置在滤池内不同位置，以便了解不同位置处在污泥脱水过程中的孔隙水压。

进一步地，所述活塞板下端面可拆卸地固定有插接件，插接件内腔填充过滤介质，插接件侧面插接有第一排水板，插接件上方设有与活塞板上的排水口对接的排水孔。第一排水板可更换，插接件可拆卸，便于对顶部边界条件进行调整(如过滤介质、第一排水板形状厚度等)。

进一步地，所述滤池底部设有架空腔体，滤池侧面开设连通架空腔体的底部排水口，底部排水口与液体收集罐相连。从而本技术方案可进行双排水面加载、单排水面加载，双面真空排水不加载、单面真空排水不加载、双面真空排水加载、单面真空排水加载等实验，适用性更强。

进一步地，所述滤池包括底座和滤池本体，底座上自下而上依次设置有第二排水板、滤水土工布和渗滤层，第二排水板下方为架空腔体；底座和滤池本体通过台阶面配合，设置密封胶圈并通过预应力扣件扣接，可保证密封的可靠性。滤池为分体结构，方便对渗滤层进行更换，以便研究渗滤层厚度、材质、形状等对污泥脱水速度的影响，即调整底部边界条件。

进一步地，所述滤池本体上嵌有透明亚克力板，透明亚克力板上设置用于指示污泥液面与浊面的刻度。通过透明亚克力板方便在教学时，观察污泥脱水过程中污泥固结变化。记录污泥排水时刻的浊面的高度以及一定时间的排水量，即可计算污泥渗透系数随含水率的变化情况。

进一步地，所述滤池本体通过两侧设置的千斤顶抬升或降下，将滤池本体抬起后，方便实验人员对底座上的渗滤层等进行调整更换。

进一步地，所述滤池本体侧面上部设有进泥口，试验所需的调制污泥通过进泥口加入滤池内。