Application of chamber plate and frame filter press in sludge dewatering

通過Plate and frame filter press用于污泥脫水時的工藝分析，結(jié)合工業(yè)廢水產(chǎn)生污泥的特點，對板框壓 濾機(jī)的選擇、設(shè)計、計算及使用過程中易出現(xiàn)的問題和注意事項等進(jìn)行了論述，并給出了設(shè)計、計算 公式及部分參數(shù)。同時對板框壓濾機(jī)配套污泥泵的選擇也進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞 板框壓濾機(jī) 污泥脫水設(shè)計計算設(shè)備選型 污泥處理是污水處理工程的重要組成部分，對 于絕大多數(shù)工業(yè)廢水處理設(shè)施而言，污泥處理一般 是指污泥脫水干化。在工業(yè)廢水處理設(shè)施中，機(jī)械 脫水是一種應(yīng)用較廣泛的技術(shù)，其設(shè)備有多種類型。

自1996年起，將板框壓濾機(jī)分別應(yīng)用于印染、 制革、電鍍、化工、化纖、醫(yī)藥等行業(yè)的污泥脫水工程 中，其規(guī)模以脫水后污泥(含水率70％～80％)計， 處理量為1～60 m3／d不等。從實際運行效果看，板 框壓濾機(jī)用于工業(yè)廢水污泥脫水，無論從設(shè)備投資， 還是操作管理，都是一種比較好的方法。

板框壓濾機(jī)應(yīng)用于污 泥脫水工程中的設(shè)計計算、選型及使用

1設(shè)計負(fù)荷計算 板框filter press脫水的原理是利用壓力泵將污泥泵 人板框壓濾機(jī)過濾室內(nèi)，由于壓力作用，污泥中的部 分水分子透過濾布匯聚到壓濾機(jī)內(nèi)濾液管排出，滯 留在過濾室內(nèi)的污泥隨著水分減少，逐漸干化，當(dāng)污 泥含水率降至70％～80％時，污泥即可從板框壓濾 機(jī)卸出，完成污泥脫水過程。

板框壓濾機(jī)的脫水效果，完整的污泥脫水操作流程

①進(jìn)料過程，指自污泥經(jīng)壓力泵泵 入板框壓濾機(jī)開始，至板框壓濾機(jī)濾室內(nèi)充滿脫水 后的污泥，以脫水后干污泥體積，折算成脫水前污 泥量所耗時間。

②保壓過程，指為保證脫水效果，進(jìn) 料結(jié)束后，為保持過濾壓力，壓力泵繼續(xù)進(jìn)行工作的；

③卸料過程，指保壓完成后，從板框壓濾機(jī)卸 出污泥，轉(zhuǎn)運至堆場的耗時。

④清洗過程，指卸料后 沖洗濾板、濾布及設(shè)備周圍污泥，至復(fù)原設(shè)備供再次 使用的時間。

以上4個過程構(gòu)成板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水的 完整周期。據(jù)此，推出板框壓濾機(jī)選用臺數(shù)公式和 配套污泥加壓泵流量公式，

見式(1)、式(2)。 z—V-W-(T1+Tz+7″3+T4)／(8fVW2) (1) Q—V1W1／(燈1)

(2) 式中扎——板框壓濾機(jī)臺數(shù)； 卜板框壓濾機(jī)操作班數(shù)； W。——脫水前污泥含水率，％； W。——脫水后污泥含水率，％； 卜單臺板框壓濾機(jī)濾室容積，m3； V。——每天待脫水污泥體積，m3； L——進(jìn)料時間，h； T2——保壓時間，h； 兀——卸料時間，h； T4——清洗復(fù)位時間，h； Q——加壓泵流量，m3／h。

設(shè)計參數(shù)取值分析

2．1脫水前污泥含水率w。 w，如有條件以實測為準(zhǔn)。對于新建項目可根 據(jù)待處理污泥組分參考同類污泥進(jìn)行估算，為提高 污泥脫水效率，污泥進(jìn)入板框壓濾機(jī)前一般經(jīng)過濃 縮，濃縮后污泥濃度參數(shù)取值應(yīng)根據(jù)污泥中物化污 泥和生化污泥所占比例進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)經(jīng)驗，物化污 泥比例超過50％，W，取96．5％～97．5％，生化污 泥比例超過50％，W，取97．5％～98．5％。

2．2脫水后污泥含水率w。 從實際工程運行數(shù)據(jù)分析，當(dāng)污泥組分中物化 污泥較多時，脫水后污泥含水率較低，生化污泥較多 時，脫水后污泥含水率較高。一般設(shè)計取值可按物 化和生化污泥比例確定。物化污泥比例大于50％， W。取70％～75％，物化污泥比例小于50％，W2取 75％～80％。

2．3單臺板框壓濾機(jī)濾室容積V 當(dāng)脫水后污泥產(chǎn)量在1 m3／d以下，可按單臺 1～3次出泥量確定板框壓濾機(jī)濾室容積；當(dāng)脫水后 污泥產(chǎn)量在1～15甜／d且為手動出泥方式時，單臺 板框壓濾機(jī)濾室容積不宜超過1 m3；當(dāng)脫水后污泥 產(chǎn)量在15 m3／d以上時，單臺板框壓濾機(jī)濾室容積 超過1 m3。

2．4板框壓濾機(jī)操作班數(shù)廠 根據(jù)具體情況，，取1～3，一般情況當(dāng)污泥產(chǎn)量 在10 m3以下，廠取1～2。

2．5板框壓濾機(jī)操作周期 4個工序構(gòu)成板框壓濾機(jī)污泥脫水完整周期。 鑒于目前工廠大多實行每班8 h的工作制度，從便 于操作管理及發(fā)揮設(shè)備最大效率的角度考慮，實際 運用過程中，板框壓濾機(jī)操作周期以4 h較為適宜。 各工序時間視待脫水污泥性狀分配如下：進(jìn)料T，一 1．5～2 h，保壓7″2—0．5～1．5 h，卸料T3—0．5 h， 清洗復(fù)位T4—-0．5 h，進(jìn)料與保壓時間總計為3 h。 如脫水污泥脫水性能較差，進(jìn)料時間宜為1．5 h，污 泥脫水性能較好，T1可取2 h。

2．6加壓泵流量Q與板框壓濾機(jī)臺數(shù)” 污泥加壓泵常用型號有隔膜泵和螺桿泵2種。 螺桿泵與板框壓濾機(jī)臺數(shù)為1對1配備，采用隔膜 泵時可使用1臺隔膜泵配2臺板框壓濾機(jī)的方式。 2套及以上污泥脫水設(shè)備可不設(shè)備用。

設(shè)備選型

由于板框壓濾機(jī)并不是污泥脫水的專用設(shè)備，其 型號和規(guī)格很多，在選型時需根據(jù)污泥脫水的特點確 定。污泥脫水對濾餅無質(zhì)量要求，但過濾過程中需根 據(jù)濾液出水的水質(zhì)，判斷濾布是否有破裂現(xiàn)象。結(jié)合 工程經(jīng)驗從投資及運行角度分析，用于污泥脫水的板 框壓濾機(jī)機(jī)型宜采用液壓式增強(qiáng)聚丙烯明流不可洗 廂式板框壓濾機(jī)。對于壓濾機(jī)濾板平面尺寸不超過 800 mmX 800 inlIl的壓濾機(jī)以手動拉板較為合適，對 于濾板尺寸在1 000 mmX 1 000 1T11TI以上的壓濾機(jī)， 原則上采用自動拉板形式。對于干污泥產(chǎn)量不超過 20 m3／d的工程，板框壓濾機(jī)單機(jī)過濾面積一般采用 60 mz以下，且濾板尺寸不超過800 mm×800 ITIITI的 設(shè)備較為合適。 對于板框壓濾機(jī)配套加壓泵，如有壓縮空氣源， 盡量采用氣動隔膜泵。螺桿泵因其轉(zhuǎn)速較高，軸承 易磨損，造成泵壓力降低，影響脫水效果，應(yīng)盡量少 用。特別是對于含有電石渣或以其作中和劑的污泥， 不要使用螺桿泵。污泥脫水時，板框壓濾機(jī)視污泥性 給水排水VOL33 No．7 2007 97 萬方數(shù)據(jù)質(zhì)一般需保持0．2～0．5 MPa壓力，選擇壓力泵最大 壓力不要超過0．6 MPa。

4設(shè)備布置及使用 板框壓濾機(jī)機(jī)身較低，板框下緣距地面一般在 300 1T11TI左右，其卸下的污泥運輸較為困難。為解決 此問題，設(shè)計時可將板框壓濾機(jī)基礎(chǔ)墊高600 mm 左右，設(shè)備基礎(chǔ)加高后，板框壓濾機(jī)卸泥時，可將手 推車推至壓濾機(jī)濾板下，使干泥直接落人車內(nèi)，方便 外運。由于板框壓濾機(jī)工作時壓力較大，設(shè)備基礎(chǔ) 應(yīng)采用C20以上混凝土，基礎(chǔ)固定孔保護(hù)厚度需適 當(dāng)加大，保護(hù)層厚度不宜小于150 mm。 對于濾板尺寸大于1 000 mm×1 000 mm且單 臺過濾面積大于100 m2的板框壓濾機(jī)一般采用2 層布置形式較好，即板框壓濾機(jī)放置在二層，下設(shè)液 壓式集泥斗，板框壓濾機(jī)卸下污泥直接儲存于集泥 斗，集泥斗下端距地面高度2～2．5 m，以便污泥直 接放于運輸車中。 污泥加壓泵設(shè)計時，泵出口與板框壓濾機(jī)進(jìn)口 之間需設(shè)置壓力表及回流管，以掌握脫水設(shè)備工 作工況，保證設(shè)備在保壓過程中穩(wěn)定運行。回流 管管徑與進(jìn)料管管徑相同，但回流管上必須設(shè)調(diào) 節(jié)閥門。 為保證板框壓濾機(jī)脫水效果，濾布須定期清洗。 對于干污泥產(chǎn)量10 m3／d以上規(guī)模的工程，建議配 備工業(yè)洗布機(jī)及工業(yè)縫紉機(jī)各1臺。如有條件還應(yīng) 設(shè)容積約為5 m3的水池1座，濾布清洗前可用微酸 性自來水浸泡4～8 h，以提高清洗效果。 由于液壓技術(shù)及聚丙烯材料的應(yīng)用，板框壓濾 機(jī)用于污泥脫水，因此勞動強(qiáng)度大大降低，管理4套 以下的機(jī)器，包括污泥短途駁運，每班2人即可完 成，其實際工作時間為單臺單班在1 h左右。

效果與投資

通過對投人運行的工程進(jìn)行回訪及反饋信息 看，板框filter press用于工業(yè)廢水污泥處理具有操作簡 單、管理方便、效率穩(wěn)定的特點。所有投入使用的壓 濾機(jī)都在正常運行，其中最早一批已使用10年。其 中有一定規(guī)模且仍在正常運行各行業(yè)有代表性工程 數(shù)據(jù)列入表1。 通常板框壓濾機(jī)每10 m2市場價在1．5萬～2 萬元，配套螺桿泵單臺價格0．5萬～1．2萬元，氣動 98給水排水V01．33 No．7 2007 表1 各行業(yè)污泥脫水效果 污泥組成／％ 污泥含水率／％ 干污泥產(chǎn) 工廠類別 物化污泥 生化污泥 脫水前 脫水后 量|心|a 印染廠(棉、滌) 60 40 98～98．5 72～76 6～8 化工廠 90 10 97～98．5 70～72 5～6 粘膠長絲廠(含 100 0 97．5～98．5 70～75 10～15 漿粕) 粘膠短絲廠 100 0 97～98．5 70～75 15～20 印染廠(棉、滌) 50 50 98～98．5 72～78 3～4 電鍍廠 100 0 97．5～98．5 75 2～3 印染廠(絲、滌) 50 50 97．5～98．5 73～78 4～5 工業(yè)區(qū) 70 70 98～98．5 73～78 l～2 表2污泥脫水設(shè)備及土建投資(不包括污泥堆場) 項目 數(shù)量 投資／萬元 60 m2板框壓濾機(jī) 4套 29 氣動防膜泵 4套 8 配套管道 4 脫水機(jī)房 150 m2 7 合計 48 隔膜泵單臺價格在1．2萬～2．5萬元。下面以脫水污 泥產(chǎn)量15 m3／d某工程為例，將其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總于 表2。此外，4套板框壓濾機(jī)總耗電約40 kW·h／d。 由表1看出，用板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，脫水 后干污泥含水率一般在75％左右，其脫水效果比較 好。由表2可以看出，脫水干污泥產(chǎn)量15 m3／d，設(shè) 備及配套設(shè)施總投資為48萬元。

concluding remarks

通過大量的工程實例可以發(fā)現(xiàn)，板框壓濾機(jī)用 于工業(yè)廢水污泥處理，具有投資省、效果好、管理方 便、運行簡單的優(yōu)點，是一種很有實用價值的技術(shù)。 目前，該設(shè)備對于單一的生化污泥尚無實際運行數(shù) 據(jù)。從原理分析，板框壓濾機(jī)對生化污泥仍然具有 一定的適用性。

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