[發明專利]真空溫度荷載多場耦合試驗系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202310169853.7
• 申請日: 2023-02-27
• 公開（公告）號: CN116354577A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 齊永正;楊子明;郝昀杰;王麗艷;姜朋明;徐浩青;金光球;劉義;周愛兆;侯賀營
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C02F11/13
• 分類號: C02F11/13
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 郭俊玲

本發明公開了真空溫度荷載多場耦合試驗系統及其使用方法；屬于淤泥或污泥脫水干化技術領域；包括加熱裝置、加載裝置、模型箱、氣水分離器、數據采集儀；模型箱內盛放實驗所用污泥并且作為進行污泥快速脫水實驗的容器；加熱裝置使污泥溫度發生改變；加載裝置負責對污泥進行擠壓排水；氣水分離器負責收集污泥排出的水和提供系統所需要的負壓；數據采集儀對系統產生的數據進行收集和對負壓設定值進行調整；實驗時，開啟上部排水裝置、下部排水閥門，真空負壓脫水開始，減小污泥含水率；待真空負壓使污泥難以繼續脫水時，開啟加熱裝置和加載裝置進行深度脫水至試驗結束；本發明具有脫水效率高、經濟效益好，脫水成本低等優點。

技術領域

本發明涉及真空溫度荷載多場耦合試驗系統及其使用方法，屬于淤泥或污泥脫水干化技術領域。

背景技術

淤泥或污泥的含水率很高，一般在96%～99%?之間，需要對污泥進行減量處理（濃縮、脫水、干化等）。淤泥或污泥具有成分復雜、親水性強、含水率高等特點，導致污泥脫水處理困難。因此，淤泥或污泥快速脫水一直是淤泥或污泥處理的重點與難點。傳統采用淤泥或污泥頂部進行加載，由于淤泥或淤泥含水率高、壓縮性較大，容易導致頂部加載裝置受損，導致污泥脫水不完全、脫水效率低；另外傳統污泥快速脫水實驗裝置采用單面真空負壓排水，這導致污泥脫水后期速率大大降低。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的問題，提供真空溫度荷載多場耦合試驗系統及其使用方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：真空溫度荷載多場耦合試驗系統，包括加熱裝置、加載裝置、模型箱、氣水分離器、數據采集儀；所述模型箱內盛放實驗所用污泥并且作為進行污泥快速脫水實驗的容器；所述加熱裝置使污泥溫度發生改變；所述加載裝置負責對污泥進行擠壓脫水；所述氣水分離器負責收集污泥排出的水、并采集實時的排水量和提供系統所需要的真空負壓，保證排出水不進入真空泵，避免損壞儀器；所述數據采集儀對系統產生的數據進行收集和對真空負壓設定值進行調整。

優選的，所述加熱裝置包括循環水泵、熱水管、冷水管、水箱、水箱頂部開啟閥、加熱裝置開關、溫度調節旋鈕、溫度顯示屏、加熱裝置電源、模型箱頂蓋；所述水箱與循環水泵連接，循環水泵將水箱中熱水抽出通過熱水管泵送給模型箱頂蓋內，模型箱頂蓋放置于模型箱內的污泥上，將溫度傳遞給污泥，循環水泵通過冷水管將模型箱頂蓋內冷水抽出泵送回水箱中加熱；所述水箱設有電熱絲和溫度傳感器A，通過溫度調節旋鈕調節溫度并在溫度顯示器上顯示水溫值；所述加熱裝置通過加熱裝置電源通電工作，水箱頂部開啟閥控制循環水泵工作，通過加熱裝置開關控制水箱內水加熱。

優選的，所述模型箱頂蓋包括頂蓋上板、頂蓋下板、頂部加載裝置接頭、熱水流入接頭和冷水流出接頭；所述頂蓋上板與頂蓋下板拆卸連接，所述頂部加載裝置接頭、熱水流入接頭和冷水流出接頭分別設置于頂蓋上板的上表面，模型箱頂蓋通過頂部加載裝置接頭與加載裝置連接；所述頂蓋下板內設有S型水流凹槽，水流凹槽的一端為熱水流入口并對應熱水流入接頭，水流凹槽的另一端為冷水流出口并對應冷水流出接頭；所述頂蓋下板內設有溫度傳感器探頭并與數據采集儀連接，實時記錄水流凹槽內的水溫；熱水流入接頭的一端與熱水管貫通連接，熱水流入接頭的另一端穿過頂蓋上板與熱水流入口貫通連接，冷水流入接頭的一端與冷水管貫通連接，冷水流入接頭的另一端穿過頂蓋上板與冷水流出口貫通連接。

加熱裝置通過水箱與模型箱頂蓋，水浴加熱模型箱頂蓋后對污泥進行熱量傳導，擺脫了傳統直接對污泥進行電加熱的桎梏，令污泥上表面受熱和熱量向下傳導更均勻，此外，由于水溫可以控制，在實驗中可研究溫度梯度變化對污泥脫水效果的影響，污泥內形成真空負壓后，污泥內所含有的水分在負壓作用下沸點會降低，此時加熱至不是各報告的溫度時水分便會氣化，可以穿過更為狹小的孔隙進入氣水分離器，有利于污泥的深度脫水。。