带式浓缩压滤机选型

0　前言
    　　在城市污水处理工艺中，一个好的污泥脱水方法是必要的。水中的cod大部分是由微粒物组成的，大约70%的cod是随粒径＞0.45 μm的颗粒的去除而除去的，许多污染物与微粒物 (如氮、磷)合为一体或被吸附在微粒上(如重金属、有机微量污染物)，亦会随之去除［1］。传统活性污泥法产生的污泥是从二沉池排出剩余污泥，在污泥浓缩池浓缩消化后再进行污泥脱水。然而污泥在浓缩池的浓缩过程中，吸附在污泥中的磷又被析出，污水中磷的浓度太高，致使外排水严重超标。因此对市政污水进行脱氮除磷处理已在世界上引起广泛重视。目前已出现多种新工艺，虽然因几何形状、运行参数和微生物的状态不同而有所不同，但剩余活性污泥脱水是污水治理的关键。带式浓缩压滤机作为新型污泥脱水工艺的关键设备，其开发研制被国家经贸委列为1999年城市污水处理厂八大类技术开发研制设备。
    　　带式浓缩压滤机在结构设计上要考虑物料在浓缩机上停留时间的长短与处理量的关系和与压滤机带速比的关系。其结构形式大体有三种：一体机、分体机和组合机。将带式浓缩机与带式压滤机组装在一个机架上，由一台电机驱动，称为带式浓缩压滤一体机；将带式浓缩机与带式压滤机分别组装在两个机架上，有各自的基础，分别由两台电机作驱动力，称为带式浓缩压滤分体机；将带式浓缩机与带式压滤机分别组装在两个机架上，分别由两台电机作动力，既可分别安装在各自的基础上，也可组合在一起安装在一个基础上，这种机型称为带式浓缩压滤组合机。 
    
1　工作原理
    　带式浓缩压滤机是由带式浓缩脱水机和带式压榨过滤机这两部分组成的(见图1)。 
     
    　　1.1　浓缩脱水段
    
    　　浓缩脱水段的主要作用是脱去物料中的自由水，使物料的流动性减小，为下一步过滤作准备。为了提高污泥的脱水性，改良滤饼的性质，增加物料的渗透性，应对污泥进行化学调理。与带式压滤机相同增加了"水中絮凝造粒器"的装置以达到化学加药絮凝的作用。该方法不但絮凝效果好，还可节省大量药剂，运行费用低，经济效益十分明显。
    
    　　 1.2　压榨过滤段
    
    　　该段工作原理与带式压榨过滤机*相同，不再赘述，有关内容请见文献［2］。
    
    　　 1.3　运行与控制系统
    
    　　张紧装置是带式浓缩压滤机的重要组成部分，一套张紧装置是由一根张紧辊、两套轴承、一台气压表和两台张紧气缸等组成。张紧的压力可根据物料的性质和对滤饼含水率的要求不同而不同。一般来说活性污泥为0.30 mpa。
    
    　　在滤带的行走过程中，由于滤带受物料的物理性能、布料的均匀性、滤带的行走速度、滤带的质量等多种因素的影响，滤网跑偏是不可避免的，总的来说其跑偏轨迹呈"s"。我们在长期的研究、设计和现场实践的基础上，研究设计了双支点概率调偏机构，在两边同时进行调偏。这是因为从概率的角度上说，滤带两边的跑偏几率是均等的，两边被碾长的几率也是均等的，这样就不会造成一边松一边紧的松紧边，滤带就会在允许的范围内跑偏。
    
    　　为保证带式浓缩压滤机连续而又稳定地正常运转，应使滤带始终保持良好的滤水性，这就需要高质量的清洗装置。制作材料为不锈钢或塑料管等防腐材料，喷嘴应为防堵塞型。
    
    　　电磁调速电机可针对物料性质、滤饼含水率和处理量来调节滤网的速度。选用聚酯滤网是对滤网的过滤效率、使用寿命和清洗再生效果等方面的综合考虑。 
    
2　处理能力与选型
    
    　　影响带式浓缩压滤机生产能力的因素，主要有滤带的宽度b，滤饼的厚度m和滤带的速度v。带式浓缩压滤机的主要技术参数见表1。 
    

    
    
    　　2.1　处理能力
    
    　　滤带的速度v与物料在带式压滤机内的停留时间成反比，在某种程度上影响着滤饼的含水率，滤带速度快，则挤压过滤时间短，滤饼的含水率也就高，同时带速对处理能力有直接影响；因此，在兼顾滤饼的含水率的基础上，可适当将带速增大，以提高带机的处理能力。 
    
    　　计算dny系列带式浓缩压滤机的处理能力是采用反推法，即先算出设备的每小时湿泥饼产量，再折算成进料量(也可折算成干泥产量)。下面的三个公式为其生产能力的理论计算方法。 
    
     2.1.1　滤饼的产量
    
    　　w2＝k·b·b·m·v·r　　　　

   (1)式中k--滤带的有效宽度系数，一般其值取0.85；
        　　b--单位换算系数，为60；
    　    　b--滤带的宽度，m；
    　　   m--滤饼的厚度，m；
    　　     v--滤带的速度，m/min；
    　　     r--滤饼的湿密度，t/m3。
    
     2.1.2　污泥的处理量
    
    　　w1＝(100-p2)÷(100-p1)×w2　　　　    

    (2)式中w1--进泥量，t/h；
    　　     w2--滤饼的产量，t/h；
    　　      p1--进泥的含水率，%；
    　　      p2--滤饼的含水率，%。
    
    　　 2.1.3　所需带式压滤机的数量
    
    　　n=q/w1　　　　

      (3)式中q--污泥总量，t/h；
    　　        w1--单台带式压滤机的处理能力，t/h。
    
    　　 2.2　设备选型
    
    　　例：某污水厂沉淀池的污泥产量为13000 t/d，污泥的含水率为99.6%。若选用dny-3000型带式浓缩压滤一体机，每天工作14 h，应为几台?设滤带的宽度利用系数k为0.85，滤饼的厚度m为0.008 m。
    
    　　解：设压榨脱水带的运行速度v为2.25 m/min，滤饼的含水率p2为78%，滤饼的湿密度r为1.03 t/m3，则其处理量为： 
    
    　　w2＝k·b·b·m·v·r
    　　＝0.85×60×3×0.008×2.25×1.03
    　　＝2.84(t/h)
    
    　　 w1＝(100-p2)÷(100-p1)×w2
    　　＝［(100-78)÷(100-99.6)］×2.84
    　　 ≈156.2(t/h)
    
    　　 n=q÷w1
    　　 =13000÷(156.2×14)≈6(台)
    
    　　因此应为8台(6用2备)
    
    　　 2.3　各工序段主要脱水参数
    
    　　设dny-3000型组合带式浓缩压滤一体机的处理能力为150 t/h，根据实测及公式(2)分别计算各工序段的污泥含水率和产量见图2，各工序段的脱水量与其脱水率见图3。　
     

3　设备调试
    
    　　设备在使用前应进行运行与调试。首先以机架为准，调整主传动辊，使其与机架呈90°的直角；再以主传动辊为基准，调整其它几个压滤辊，使这些压滤辊呈平行；再调整其余辊筒，使其与机架呈90°的直角；zui后开始设备的空运转，按滤带跑偏方向调整辊筒。也就是说如果滤带向右跑偏则左侧气缸杆伸出，增加滤带左侧的摩擦力，滤带就会向左侧移动；如果滤带向左跑偏右侧气缸杆伸出，增加滤带右侧的摩擦力，滤带就会向右侧移动；以左右跑偏量在5 mm之间为准。企业标准：设备在空运转时，滤带的左右跑偏量在3 mm之间。
    
    　　物料的预处理。一般是加两种药，*种是无机絮凝剂，这种药的作用是调整物料的ph值或使溶解在水中的物料析出凝聚。主要有电石渣、石灰等；第二种是有机絮凝剂，这种药的作用是将析出凝聚的物料凝成大絮团，将游离水和部分毛细水析出，使物料易于固液分离。在带式浓缩机上有两至三道平料器，一般情况下，物料能均匀地分布，特殊情况下须手动调整；如果活性污泥的脱水性能好，可加大物料的处理量，将平料器提升，使滤饼的厚度增加；如果性能差一些，则可适当减少物料的处理量，将平料器降低，使滤饼的厚度减小。调整楔形预压段的角度，如果活性污泥的脱水性能好，可将其调整为3°；如果性能差一些，则可将其调整为5°～7°。调整压滤机的带速，如物料为活性污泥，则带速为2～3 m/min之间。调整浓缩机的带速，如物料为活性污泥，则带速为4～5 m/min之间。
    
4　结论
    
    　　 (1)用又节能的水中絮凝造粒技术对处理物料进行预处理；
    
    　　 (2)具有耙式分料器、翻转装置和倾斜角的重力脱水段提高了重力脱水的效率，缩短了过滤时间；
    
    　　 (3)带式浓缩压滤机可以起到传统浓缩池和浓缩机的作用，*适用于城市污水处理厂的污泥脱水；
    
    　　 (4)组合式带式浓缩压滤机的优化结构设计，使设备的占地面积小，使用灵活方便；
    
    　　 (5)因组合式带式浓缩压滤机可根据不同的物料调整带速比，故既能适用于多种不同性质的污泥脱水，又可提高带式浓缩压滤机的处理能力；
    
    　　 (6)应用无堵塞的滤网冲洗装置。