專利名稱：即時處理水生植物的裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水生植物通過擠壓方式脫水的設備及其應用，是一種基于水體污染修復植物殘體資源化利用的關鍵技術，屬于環(huán)境保護領域。
背景技術：
受工業(yè)廢水以及生活污水排放以及農業(yè)面源 污染的影響，水體的富營養(yǎng)化日趨加重，水體富營養(yǎng)化重要標志是水體中N、P含量嚴重超標，但同時，如果將氮、磷等養(yǎng)分加以利用，將是巨大的養(yǎng)分資源庫，同時也可以起到凈化水質的目的。水生植物是淡水生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級生產力，近年來，利用水生植物對氮、磷成分的吸收、降解或固定作用，實現對污染水體氮磷富集，同時起到水體凈化修復目的，具有投資少、風險小、不產生二次污染等優(yōu)點，同時通過合理的選擇、收獲水生植物，還能增加收入，因此，受到國內外研究者的廣泛關注。對基于水體修復植物殘體的資源化利用是植物修復污染水體的有效途徑，然而，由于用于污染水體修復的水生植物含水量一般都在90%以上，甚至高達95%以上，如果不進行脫水處理，不僅增加了運輸成本，也給植物殘體的后續(xù)處理帶來困難，因此，對水生植物擠壓脫水是植物殘體資源化利用的關鍵。公開號為CN101235966的專利，提出先把新采收的水葫蘆進行熱漂，隨后進入離心機脫水，然后進入壓榨機脫水，當壓榨脫水后的水葫蘆的含水率<40%時，直接送入焚燒爐焚燒；當含水率> 40%時，先進入干燥機進行干燥，使得干燥后的水葫蘆的含水率在25% 40%，然后再送入焚燒爐中進行焚燒。公開號為CN1806493的專利，提出一種利用水葫蘆制備菇類培養(yǎng)基的方法，該發(fā)明以水葫蘆為原料按下述工藝制備菇類培養(yǎng)基采集——打漿——脫水——配料——預發(fā)酵——成品裝袋。公開號為CN1439775的專利，提出水上移動式處理水葫蘆的裝置，提出水面植物采收處理裝置，是在已知的船體或車上將撥料轉板、剪切鋸盤、清洗轉盤、轉揚機、噴頭、粉碎機、脫水機順序組合，當水面植物被撥料轉板送進采收處理裝置后，水上植物順序進入剪害I]、清洗、輸送、粉碎、脫水工序。以上專利均提到水葫蘆的擠壓脫水，但均未提出脫水效率以及可以達到的脫水程度，現有壓榨式、條帶式以及螺旋式等固液分離機均可以用于水生植物的擠壓脫水，但脫水程度低難以達到后續(xù)擠壓渣堆肥所需要的含水量低于80%的要求，再則，現有的脫水設備脫水效率低，不能連續(xù)作業(yè)，難以適應大規(guī)模水生植物脫水需要。針對目前水生植物處理設備的現狀，本案專利申請人曾于2011年4月7日向國家知識產權局提出了名稱為“抽取高濃度污料的立式潛污泵”的實用新型專利申請，并獲得了專利權，專利號為201120099096. 3，以及名稱為“一種專用于水生植物的粉碎機”的實用新型專利申請，并獲得了專利權，專利號為201120099076. 6，它們?yōu)樘幚硭参锾峁┝朔奖恪?br>
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于為了解決水生植物資源化利用過程中對含水量極高的水生植物需要脫水的實際需要，提供一種專用于水生植物脫水的設備及其應用。本發(fā)明的目的是這樣實現的一種即時處理水生植物的裝置，其特征在于包括前期粉碎機構和螺旋式固液分離機，其中
前期粉碎機構包括粉碎機、攪拌裝置、攪拌池和潛污泵，粉碎機位于攪拌池的頂部，攪拌裝置中的攪拌葉片位于攪拌池的中軸線上，潛污泵的吸入口位于攪拌池的底部，輸出口與螺旋式固液分離機中的進料口對接；
螺旋式固液分離機包括含有進料口、脫水出口和殘渣出口的擠壓通道，擠壓通道中設有匹配的螺旋推進葉片，擠壓通道的直徑由進料口端向殘渣出口端逐漸減小呈錐狀，螺旋推進葉片的中心軸由軸承支撐于擠壓通道中，其一端由進料口端伸出擠壓通道與驅動電機的輸出軸連接，殘渣出口上設有阻力調節(jié)裝置，脫水出口位于擠壓通道的下方。
在本發(fā)明中所述的粉碎機為水生植物粉碎機，水生植物粉碎機的出料口直接與攪拌池相通，所述的潛污泵為立式潛污泵；緊鄰攪拌池邊緣的池底處設有一個小坑，攪拌池池底呈輻射狀向小坑傾斜，傾斜的坡度為15-20°，潛污泵的基座位于小坑中，潛污泵的吸入口位于攪拌池池底的最低處；擠壓通道進料口端的直徑為38-50cm，擠壓通道的長度為100-130cm,錐度為1-20°，擠壓通道的內壁覆有不銹鋼濾網，擠壓通道的下方至少設有兩個軸向排列的脫水出口。在本發(fā)明中所述的阻力調節(jié)裝置由設在殘渣出口上的合頁式蓋板和對合頁式蓋板施加可調壓力的機構組成，所述螺旋推進葉片的中心軸穿過阻力調節(jié)裝置延伸到殘渣出口，殘渣出口中的中心軸上配有刮料裝置。在本發(fā)明中所述的刮料裝置由上下對稱的鑄鐵片構成，通過螺栓固定安裝在中心軸上。在本發(fā)明中所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由阻力臂和調壓重錘組成，阻力臂通過支點支撐形成杠桿機構，阻力臂的一端抵于合頁式蓋板，另一段配有調壓重錘，通過改變調壓重錘在阻力臂上的位置調節(jié)合頁式蓋板承受的壓力。在本發(fā)明中所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由壓力彈簧、彈簧座和調距螺栓組成，壓力彈簧一端抵于合頁式蓋板，另一端抵于調距螺栓上的彈簧座，由調距螺栓改變彈簧座的位置，通過改變壓力彈簧的預應力調節(jié)合頁式蓋板承受的壓力。在本發(fā)明中所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由拉力彈簧、螺桿和調距螺栓組成，拉力彈簧一端與合頁式蓋板連接，另一端與螺桿端部連接，由調距螺栓調節(jié)拉力彈簧長度，改變拉力彈簧對合頁式蓋板的拉力。在本發(fā)明中用于對打撈出水的水生植物及其殘體即時脫水處理。在本發(fā)明中所述的對打撈出水的水生植物及其殘體即時脫水處理是指將打撈出水的水生植物或水生植物殘體，通過人工上料或傳送帶輸送上料方式送入前期粉碎機構，經粉碎、攪拌，物料由潛污泵送入螺旋式固液分離機，在螺旋推進葉片的推動下，物料由擠壓通道的進料口向殘渣出口移動并被擠壓，擠壓力通過阻力調節(jié)裝置調節(jié)，擠壓中的水分由脫水出口排出，脫水后的殘渣由殘渣出口排出。在本發(fā)明中所述的水生植物是指水葫蘆，或水浮蓮，或浮萍，或采摘后的水芹，或水蕹菜。本發(fā)明的優(yōu)點在于將打撈上岸的水生植物殘體經臥式甩刀粉碎機粉碎后，在攪拌機的混合作用下，采用即時粉碎即時抽吸擠壓脫水的方式，克服了物料靜置過程中漂浮結殼導致難以抽吸的難題，便于連續(xù)作業(yè)，提高了擠壓脫水效率。本發(fā)明的技術總體性能指標與同類技術比較的優(yōu)勢在于水生植物經臥式甩刀粉碎機粉碎，在攪拌機的混合作用下，采用即時粉碎即時抽吸擠壓脫水的方式，克服了物料靜置過程中漂浮結殼導致難以抽吸的難題，便于連續(xù)作業(yè)，提高了擠壓脫水效率。含水率為94. 5%的水葫蘆采用本發(fā)明技術進行脫水，可得到含水率約為78%-82%的脫水殘渣，水葫蘆干物質回收率大于65%，脫水率為76% -81%，單機脫水處理能力可達5-8噸/小時。


圖I是發(fā)明實施例的結構示意圖。圖2是一種阻力調節(jié)裝置的結構示意圖。圖3是另一種阻力調節(jié)裝置的結構示意圖。圖4是又一種阻力調節(jié)裝置的結構示意圖。圖中1、粉碎機；2、攪拌裝置；3、攪拌池；4、潛污泵；5、擠壓通道；6、殘渣出口 ；7、螺旋推進葉片；8、脫水出口 ；9、進料口 ；10、驅動電機；11、阻力調節(jié)裝置；12、合頁式蓋板；13、阻力臂；14、調壓重錘，15、刮料裝置，16、壓力彈簧，17、調距螺栓，18、彈簧座，19、拉力彈簧，20、螺桿。
具體實施例方式附圖非限制性地公開了本發(fā)明實施例的具體結構，下面結合附圖對本實施例作進一步描述。實施例I
由圖I可見，本發(fā)明包括前期粉碎機構和螺旋式固液分離機，其中
前期粉碎機構包括粉碎機I、攪拌裝置2、攪拌池3和潛污泵4，粉碎機I位于攪拌池3的頂部，攪拌裝置2中的攪拌葉片位于攪拌池3的中軸線上，潛污泵4的吸入口位于攪拌池3的底部，輸出口與螺旋式固液分尚機中的進料口 9對接；
螺旋式固液分離機包括含有進料口 9、脫水出口 8和殘渣出口 6的擠壓通道5，擠壓通道5中設有匹配的螺旋推進葉片7，擠壓通道5的直徑由進料口 9端向殘渣出口 6端逐漸減小呈錐狀，錐度為1-20°，螺旋推進葉片7的中心軸由軸承支撐于擠壓通道5中，其一端由進料口 9端伸出擠壓通道5與驅動電機10的輸出軸連接，殘渣出口 6上設有阻力調節(jié)裝置11，脫水出口 8位于擠壓通道5的下方。在本實施例中所述的粉碎機I為201120099076. 6號專利公開的水生植物粉碎機，水生植物粉碎機的出料口直接與攪拌池3相通，所述的潛污泵4為201120099096. 3號專利公開的立式潛污泵；緊鄰攪拌池3邊緣的池底處設有一個小坑，攪拌池3池底呈輻射狀向小坑傾斜，傾斜的坡度為15-20°，潛污泵4的基座位于小坑中，潛污泵4的吸入口位于攪拌池3池底的最低處。擠壓通道5進料口 9端的直徑為40cm，擠壓通道5的長度為100cm，錐度為8°，擠壓通道5的內壁覆有不銹鋼濾網，擠壓通道5的下方至少設有兩個軸向排列的脫水出口 8。由圖2可見，所述的阻力調節(jié)裝置11由設在殘渣出口 6上的合頁式蓋板12和對合頁式蓋板12施加可調壓力的機構組成，所述螺旋推進葉片7的中心軸穿過阻力調節(jié)裝置11延伸到殘渣出口 6，殘渣出口 6中的中心軸上配有刮料裝置15 ;所述的刮料裝置15由上下對稱的鑄鐵片構成，通過螺栓固定安裝在中心軸上。在本實施例中所述對合頁式蓋板12施加可調壓力的機構是由阻力臂13和調壓重錘14組成，阻力臂13通過支點支撐形成杠桿機構，阻力臂13的一端抵于合頁式蓋板12，另一段配有調壓重錘14，通過改變調壓重錘14在阻力臂13上的位置調節(jié)合頁式蓋板12承受的壓力。具體實施時，所述對合頁式蓋板12施加可調壓力的機構也可以如附圖3所示，是 由壓力彈簧16、彈簧座18和調距螺栓17組成，壓力彈簧16 —端抵于合頁式蓋板12，另一端抵于調距螺栓17上的彈簧座18，由調距螺栓17改變彈簧座18的位置，通過改變壓力彈簧16的預應力調節(jié)合頁式蓋板12承受的壓力。具體實施時，所述對合頁式蓋板12施加可調壓力的機構還可以如附圖4所示，是由拉力彈簧19、螺桿20和調距螺栓17組成，拉力彈簧19 一端與合頁式蓋板12連接，另一端與螺桿20端部連接，由調距螺栓20調節(jié)拉力彈簧19長度，改變拉力彈簧19對合頁式蓋板12的拉力。實施例2
將實施例I所述設備用于對打撈出水的水生植物及其殘體即時脫水處理。將打撈出水的水生植物或水生植物殘體，通過人工上料或傳送帶輸送上料方式送入前期粉碎機構中粉碎機I的入口，經粉碎、攪拌，物料由潛污泵4送入螺旋式固液分離機的進料口 9，在驅動電機10的驅動下，螺旋推進葉片7推動物料由擠壓通道5的進料口 9向殘渣出口 6移動，由于擠壓通道5的直徑逐漸減小，尤其是殘渣出口 6還設有蓋板12，物料在運動中并被擠壓，擠壓力可以通過阻力調節(jié)裝置11調節(jié)，擠壓過程中被擠壓出的水分由脫水出口 8排出，脫水后的殘渣由殘渣出口 6排出。在本實施例中所述的水生植物為富營養(yǎng)水體中的水葫蘆以及水葫蘆殘體，打撈的水葫蘆含水率為94. 5%，經粉碎機I粉碎后，水葫蘆長度小于5cm，不合格率遠低于10%，物料水葫蘆體積可減少68%-77%。物質回收率指經固液分離后，進入固體部分的固形物占固液分離前總固形物的百分比，脫水率指物料經螺旋擠壓脫水處理過程從原始物料中脫除出來的水量占原物料總含有水量的百分比，常用公式
脫水·生邑^_, 物質回收率=.生生翌二”二型
Mix A%Mlx(I-^Zo)
其中M1表示脫水前粉碎物料重量；
M2表示脫水后殘洛重量；
八％表示脫水前粉碎物料的含水率；
B%表示脫水殘渣的含水率。經過計算，采用即時粉碎即時擠壓脫水方式，可得到含水率約為78% -82%的脫水殘渣，水葫蘆干物質回收率大于65%，脫水率為76% _81%，單機脫水處理能力可達5-8噸/小時。分離后的水可以用于厭氧發(fā)酵制取沼氣，發(fā)酵后的沼液可作為優(yōu)質有機肥，用作基肥或追肥促進農作物生長，而分離后的水葫蘆殘渣可以用于養(yǎng)殖業(yè)青貯飼料的原料，也可以作為制作花卉或苗圃基質、有機肥的原料，從而不僅使整個處理工藝將泛濫成災的水生植物無害化處理，而且進一步實現變廢為寶，通過提高處理后產品的附加值來彌補無害化處理的成本支出，有助于加快產業(yè)化進程。
將實施例I所述設備也可以對打撈出水的水浮蓮、浮萍、采摘后的水芹、水蕹菜等水生植物及其殘體進行即時脫水處理。
權利要求
1.一種即時處理水生植物的裝置，其特征在于包括前期粉碎機構和螺旋式固液分離機，其中 前期粉碎機構包括粉碎機、攪拌裝置、攪拌池和潛污泵，粉碎機位于攪拌池的頂部，攪拌裝置中的攪拌葉片位于攪拌池的中軸線上，潛污泵的吸入口位于攪拌池的底部，輸出口與螺旋式固液分離機中的進料口對接； 螺旋式固液分離機包括含有進料口、脫水出口和殘渣出口的擠壓通道，擠壓通道中設有匹配的螺旋推進葉片，擠壓通道的直徑由進料口端向殘渣出口端逐漸減小呈錐狀，螺旋推進葉片的中心軸由軸承支撐于擠壓通道中，其一端由進料口端伸出擠壓通道與驅動電機的輸出軸連接，殘渣出口上設有阻力調節(jié)裝置，脫水出口位于擠壓通道的下方。
2.根據權利要求I所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述的粉碎機為水生植物粉碎機，水生植物粉碎機的出料口直接與攪拌池相通，所述的潛污泵為立式潛污泵；緊鄰攪拌池邊緣的池底處設有一個小坑，攪拌池池底呈輻射狀向小坑傾斜，傾斜的坡度為15-20°，潛污泵的基座位于小坑中，潛污泵的吸入口位于攪拌池池底的最低處；擠壓通道進料口端的直徑為38-50cm，擠壓通道的長度為100-130cm，錐度為1-20°，擠壓通道的內壁覆有不銹鋼濾網，擠壓通道的下方至少設有兩個軸向排列的脫水出口。
3.根據權利要求I或2所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述的阻力調節(jié)裝置由設在殘渣出口上的合頁式蓋板和對合頁式蓋板施加可調壓力的機構組成，所述螺旋推進葉片的中心軸穿過阻力調節(jié)裝置延伸到殘渣出口，殘渣出口中的中心軸上配有刮料裝置。
4.根據權利要求3所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述的刮料裝置由上下對稱的鑄鐵片構成，通過螺栓固定安裝在中心軸上。
5.根據權利要求4所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由阻力臂和調壓重錘組成，阻力臂通過支點支撐形成杠桿機構，阻力臂的一端抵于合頁式蓋板，另一段配有調壓重錘，通過改變調壓重錘在阻力臂上的位置調節(jié)合頁式蓋板承受的壓力。
6.根據權利要求4所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由壓力彈簧、彈簧座和調距螺栓組成，壓力彈簧一端抵于合頁式蓋板，另一端抵于調距螺栓上的彈簧座，由調距螺栓改變彈簧座的位置，通過改變壓力彈簧的預應力調節(jié)合頁式蓋板承受的壓力。
7.根據權利要求4所述的即時處理水生植物的裝置，其特征在于所述對合頁式蓋板施加可調壓力的機構是由拉力彈簧、螺桿和調距螺栓組成，拉力彈簧一端與合頁式蓋板連接，另一端與螺桿端部連接，由調距螺栓調節(jié)拉力彈簧長度，改變拉力彈簧對合頁式蓋板的拉力。
8.—種如權利要求3所述即時處理水生植物裝置的應用，其特征在于用于對打撈出水的水生植物及其殘體即時脫水處理。
9.根據權利要求8所述即時處理水生植物裝置的應用，其特征在于所述的對打撈出水的水生植物及其殘體即時脫水處理是指將打撈出水的水生植物或水生植物殘體，通過人工上料或傳送帶輸送上料方式送入前期粉碎機構，經粉碎、攪拌，物料由潛污泵送入螺旋式固液分離機，在螺旋推進葉片的推動下，物料由擠壓通道的進料口向殘渣出口移動并被擠壓，擠壓力通過阻力調節(jié)裝置調節(jié)，擠壓中的水分由脫水出口排出，脫水后的殘渣由殘渣出口排出。
10.根據權利要求9所述即時處理水生植物裝置的應用，其特征在于所述的水生植物是指水葫蘆，或水浮蓮，或浮萍，或采摘后的水芹，或水蕹菜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種即時處理水生植物的裝置，其中包括前期粉碎機構和螺旋式固液分離機，前期粉碎機構中的粉碎機位于攪拌池的頂部，攪拌裝置中的攪拌葉片位于攪拌池的中軸線上，潛污泵的吸入口位于攪拌池的底部，輸出口與螺旋式固液分離機中的進料口對接；螺旋式固液分離機包括含有進料口、脫水出口和殘渣出口的擠壓通道，擠壓通道中設有匹配的螺旋推進葉片，擠壓通道的直徑由進料口端向殘渣出口端逐漸減小呈錐狀，螺旋推進葉片的中心軸由軸承支撐于擠壓通道中，其一端由進料口端伸出擠壓通道與驅動電機的輸出軸連接，殘渣出口上設有阻力調節(jié)裝置，脫水出口位于擠壓通道的下方。本發(fā)明可以對打撈出水的水生植物及其殘體即時進行脫水處理。
文檔編號B30B9/14GK102909213SQ201210412790
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者常志州, 杜靜, 葉小梅, 錢玉婷, 徐躍定, 張建英 申請人:江蘇省農業(yè)科學院