帶式污泥壓濾機(jī)

帶式污泥壓濾機(jī)是消化吸收技術(shù)研制開發(fā)的一種脫水設(shè)備。

中文名

帶式污泥壓濾機(jī)

概    念

脫水設(shè)備

優(yōu)    點(diǎn)

電耗低，處理能力大

產(chǎn)能計(jì)算

①處理能力

所采用濾帶和軸承均為高品質(zhì)件。作為污水處理的配套設(shè)備，可將氣浮處理后的懸浮物及沉渣以及污水處理中各生化工段產(chǎn)生的污泥壓濾脫水，壓成泥餅，達(dá)到防治二次污染的目的，是一種很好的固液分離設(shè)備；該機(jī)還可用于漿料濃縮、黑液的提取以及適用于各種固液分離工藝。

優(yōu)點(diǎn)

1.電耗低，處理能力大；

2.脫水效率高，泥餅含固率高；

3.操作管理簡便，易于維護(hù)。

4.自動(dòng)化程度高，連續(xù)生產(chǎn)；

5.低噪音，使用壽命長；

6.附屬設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)可靠，應(yīng)用范圍廣。

脫水產(chǎn)能計(jì)算

帶式濃縮壓濾污泥脫水機(jī)是依據(jù)化學(xué)絮凝接觸過濾和機(jī)械擠壓原理而制成的高效固液分離設(shè)備，因其具有工藝流程簡單、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行連續(xù)、控制操作簡便和工作過程可調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且省卻了污泥濃縮池、在一定程度上節(jié)省了建設(shè)資金，正得到越來越廣泛的應(yīng)用。

經(jīng)絮凝的污泥首*入重力脫水區(qū)，大部分游離水在重力作用下通過濾帶被濾除；隨著濾帶的運(yùn)行，污泥進(jìn)入由兩條濾帶組成的楔形區(qū)，兩條濾帶對(duì)污泥實(shí)施緩慢加壓，污泥逐漸增稠，流動(dòng)性降低，過渡到壓榨區(qū)；在壓榨區(qū)，污泥受到遞增的擠壓力和兩條濾帶上下位置交替變化所產(chǎn)生的剪切力的作用，大部分殘存于污泥中的游離水和間隙水被濾除，污泥成為含水率較低的片狀濾餅；上下濾帶經(jīng)卸料輥分離，憑借濾帶曲率的變化并利用刮刀將濾餅刮落，實(shí)現(xiàn)物料的固液分離，而上、下濾帶經(jīng)沖洗后重新使用，進(jìn)行下一周期的濃縮壓濾。

帶式壓濾機(jī)在實(shí)際工程應(yīng)用中所涉及的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有：

①處理能力。

②泥餅含水率。

③化學(xué)藥劑投加量。

④動(dòng)力消耗。

⑤沖洗水耗量。

⑥帶張力。

⑦有效帶寬。

⑧濾帶運(yùn)行速度。

⑨氣源壓力等主要指標(biāo)。

其中處理能力是評(píng)價(jià)帶式壓濾機(jī)綜合性能的首要指標(biāo)。影響帶式壓濾機(jī)處理能力的因素很多，但主要體現(xiàn)在重力脫水區(qū)、壓榨區(qū)及其濾帶運(yùn)行速度、濾帶張力、輥徑(大小、包角和中心距)、濾帶(透氣量)選擇、加藥調(diào)理效果等方面，也是帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等質(zhì)量的綜合體現(xiàn)。所以了解帶式壓濾機(jī)處理能力的計(jì)算方法對(duì)帶式壓濾機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的選擇、合理投加藥劑量等選擇具有一定的指導(dǎo)意義。

處理能力計(jì)算

2.1 種算法

以帶式壓濾機(jī)產(chǎn)出濕泥餅厚度為主要計(jì)算參數(shù)，根據(jù)算出的濕泥餅產(chǎn)量，再計(jì)算出進(jìn)料量（即處理能力），其計(jì)算公式如下：

Q濕泥餅=B·ξ·δ·v·s·γ·β

式中：Q濕泥餅——濕泥餅產(chǎn)出量t/h

B——濾帶寬度m

ξ——濾帶寬度利用系數(shù)，一般取0.85～0.9

δ——濕泥餅厚度m，一般取6～10mm（0.006～0.01m）

v——壓濾帶帶實(shí)際工作速度m/min , 一般取3～6m/min

s——單位時(shí)間60min/h

γ——濕泥餅比重t/m3，一般取1.03 t/m3

β——固相回收率，一般取≥95%

Q進(jìn)料量=（濕泥餅含固率/進(jìn)料含固率）×Q濕泥餅（t/h）

從以上計(jì)算公式可以看出，該計(jì)算方法是以帶式壓濾機(jī)產(chǎn)出濕泥餅厚度為主要計(jì)算參數(shù)，而濕泥餅厚度的形成一方面與帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如濾帶運(yùn)行速度、過濾壓力有很大關(guān)系；另一方面還與污泥的性質(zhì)如固體濃度、粘度、加藥調(diào)理后污泥的比阻等也有很大關(guān)系；濕泥餅厚度的形成關(guān)鍵還取決于壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如濃縮段的長度、濃縮段的容量、壓濾時(shí)間和壓濾周期、濾帶透氣量的選擇等。計(jì)算公式中Q濕泥餅與濕泥餅厚度δ成線性關(guān)系，濕泥餅厚度選擇范圍3～10mm，并且許多帶式壓濾機(jī)實(shí)際運(yùn)行中形成的濕泥餅的厚度在濾帶寬度范圍內(nèi)也不均勻。

所以該種計(jì)算方法沒有與濃縮段、壓榨段的主要技術(shù)參數(shù)及污泥的主要性質(zhì)參數(shù)相結(jié)合，沒有反映出污泥加藥調(diào)理效果、壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的變化等因素對(duì)帶式壓濾機(jī)處理能力的影響，且計(jì)算出的Q濕泥餅數(shù)值范圍較大，一般適用于帶式壓濾機(jī)的設(shè)計(jì)選型，對(duì)帶式壓濾機(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)運(yùn)行等意義不大。

2.2另一種算法：

城市污水和工業(yè)廢水的污泥脫水系統(tǒng)，在污泥脫水前都需對(duì)污泥進(jìn)行加藥調(diào)理。加藥調(diào)理的目的是改善污泥的脫水性能，降低污泥中水的親和力，降低污泥的過濾比阻抗值（即濾餅的阻力）r和毛細(xì)管吸水時(shí)間CST。

壓濾開始時(shí)，濾液必須克服過濾介質(zhì)（濾帶）的阻力，當(dāng)濾餅逐漸形成后，還必須克服濾餅本身的阻力，屬濾餅過濾的基本形式。可利用根據(jù)液體通過濾渣層流動(dòng)的基本原理推導(dǎo)出的卡門（Carman）過濾基本方程來進(jìn)行過濾產(chǎn)率（即處理能力）的計(jì)算。

根據(jù)卡門過濾基本方程：

(1)

式中：V——濾液體積 m3

t——過濾時(shí)間 s

P——過濾壓力Pa

A——過濾面積m2

μ——濾液的動(dòng)力粘度Pa·s

ω——濾過單位體積濾液在過濾介質(zhì)上截留的干固體重量kg/m3

r——比阻m/kg，即濾餅的阻力，定義為單位過濾面積上單位干重濾餅所具有的阻力

Rf——過濾介質(zhì)的阻抗1/m2

由ω的定義可寫出下式：

（2）

式中：Q0——進(jìn)污泥量（處理量）m3

Qf——濾液量m3

Ck——濾餅中固體物質(zhì)濃度kg/ m3

根據(jù)液相平衡關(guān)系：Q0= Qf + Qk

根據(jù)固相平衡關(guān)系：Q0C0= QfCf+ QkCk

得：

（3）

式中：C0——進(jìn)原污泥中固體物質(zhì)濃度g/L

Cf——濾液中固體物質(zhì)濃度g/L，污泥脫水系統(tǒng)一般要求固體回收率≥95%，Cf數(shù)值很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)可取Cf =0

Qk——濾餅量L

根據(jù)過濾產(chǎn)率的定義：單位時(shí)間內(nèi)單位過濾面積上產(chǎn)生的濾餅干重量kg/(m2·s)或kg/(m2·h)。

為計(jì)算方便，暫設(shè)過濾介質(zhì)的阻抗Rf=0，則卡門過濾基本方程（1）式變?yōu)椋?/span>

即

（4）

設(shè)濾餅干重為W，則W=ωV，V=W/ω代入（4）整理得：即：帶式壓濾機(jī)處理量L（以絕干污泥量計(jì)，即濾餅干重）為：(kg/m2.s)

（5）（5）式即為帶式壓濾機(jī)處理能力的另一種計(jì)算公式。

對(duì)于城市污水廠污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)加藥調(diào)理后，污泥的比阻r控制在（1～4）×1012m/kg（實(shí)驗(yàn)室就是通過測定r值確定較經(jīng)濟(jì)的加藥量），其中對(duì)于帶式壓濾機(jī)，實(shí)驗(yàn)室一般通過加藥調(diào)理后污泥的比阻抗r在(1～3)×1012 m/kg（離心脫水r=(2～4)×1012m/kg）。按環(huán)境溫度20℃時(shí)，污泥的運(yùn)動(dòng)粘度μ=0.001Pa·s。

利用（5）式計(jì)算時(shí)，對(duì)于帶式壓濾一體機(jī)應(yīng)分兩部分計(jì)算：濃縮段和壓榨段。濃縮段屬重力過濾脫水，過濾壓力P按進(jìn)入濃縮段污泥槽中污泥的高度（平均厚度，1mm=9.5Pa）計(jì)算，濃度C0為進(jìn)泥濃度，Ck出濃縮段污泥濃度，一般可按為8～10%（通過濃縮段重力脫水后，污泥基本失去流動(dòng)性時(shí)濃度）。過濾時(shí)間t按濃縮段長度與濾帶行走速度求得。

對(duì)于壓榨段，壓力P通過濾帶張力、壓榨滾與濾帶接觸面積計(jì)算，進(jìn)入壓榨段的濃度C0即為出濃縮段污泥濃度（8～10%），Ck即最終濾餅濃度（25%～20%），壓濾時(shí)間t=m/T，m=ts/T（即t=ts/T2），ts為實(shí)際壓濾時(shí)間（壓榨段濾帶與壓榨滾接觸長度、壓榨段濾帶運(yùn)行速度求得），T為壓濾周期（壓榨段運(yùn)行時(shí)間）。

濃縮段與壓榨段的處理量的和即為帶式壓濾機(jī)的處理量。因在計(jì)算中未考慮過濾介質(zhì)濾帶的阻抗Rf，而濾帶的阻抗Rf與濾帶的材質(zhì)、通氣量[一般選8000～10000m3/(h·m2)]等有關(guān)，所以最終的處理量應(yīng)是上述計(jì)算的處理量乘以一個(gè)系數(shù)K（K一般取0.9～0.95）即為帶式壓濾機(jī)的處理量。

結(jié)論

上述第二種算法較種算法雖為復(fù)雜，但該計(jì)算方法中包含了帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，污泥性質(zhì)參數(shù)，運(yùn)行參數(shù)等對(duì)處理量的影響，對(duì)優(yōu)化帶式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理投加藥劑量、運(yùn)行參數(shù)的選擇對(duì)提高帶式壓濾機(jī)的處理量具有一定的指導(dǎo)意義。并通過實(shí)例計(jì)算，濃縮段的處理量對(duì)帶式壓濾機(jī)處理能力起主要作用。