帶式濃縮壓濾機選型
0 前言
在城市污水處理工藝中，一個好的污泥脫水方法是必要的。水中的COD大部分是由微粒物組成的，大約70%的COD是隨粒徑＞0.45 μm的顆粒的去除而除去的，許多污染物與微粒物 (如氮、磷)合為一體或被吸附在微粒上(如重金屬、有機微量污染物)，亦會隨之去除［1］。傳統活性污泥法產生的污泥是從二沉池排出剩余污泥，在污泥濃縮池濃縮消化后再進行污泥脫水。然而污泥在濃縮池的濃縮過程中，吸附在污泥中的磷又被析出，污水中磷的濃度太高，致使外排水嚴重超標。因此對市政污水進行脫氮除磷處理已在世界上引起廣泛重視。目前已出現多種新工藝，雖然因幾何形狀、運行參數和微生物的狀態不同而有所不同，但剩余活性污泥脫水是污水治理的關鍵。帶式濃縮壓濾機作為新型污泥脫水工藝的關鍵設備，其開發研制被國家經貿委列為1999年城市污水處理廠八大類技術開發研制設備。
帶式濃縮壓濾機在結構設計上要考慮物料在濃縮機上停留時間的長短與處理量的關系和與壓濾機帶速比的關系。其結構形式大體有三種：一體機、分體機和組合機。將帶式濃縮機與帶式壓濾機組裝在一個機架上，由一臺電機驅動，稱為帶式濃縮壓濾一體機；將帶式濃縮機與帶式壓濾機分別組裝在兩個機架上，有各自的基礎，分別由兩臺電機作驅動力，稱為帶式濃縮壓濾分體機；將帶式濃縮機與帶式壓濾機分別組裝在兩個機架上，分別由兩臺電機作動力，既可分別安裝在各自的基礎上，也可組合在一起安裝在一個基礎上，這種機型稱為帶式濃縮壓濾組合機。
1 工作原理
帶式濃縮壓濾機是由帶式濃縮脫水機和帶式壓榨過濾機這兩部分組成的(見圖1)。
1.1 濃縮脫水段
濃縮脫水段的主要作用是脫去物料中的自由水，使物料的流動性減小，為下一步過濾作準備。為了提高污泥的脫水性，改良濾餅的性質，增加物料的滲透性，應對污泥進行化學調理。與帶式壓濾機相同增加了"水中絮凝造粒器"的裝置以達到化學加藥絮凝的作用。該方法不但絮凝效果好，還可節省大量藥劑，運行費用低，經濟效益十分明顯。
1.2 壓榨過濾段
該段工作原理與帶式壓榨過濾機完全相同，不再贅述，有關內容請見文獻［2］。
1.3 運行與控制系統
張緊裝置是帶式濃縮壓濾機的重要組成部分，一套張緊裝置是由一根張緊輥、兩套軸承、一臺氣壓表和兩臺張緊氣缸等組成。張緊的壓力可根據物料的性質和對濾餅含水率的要求不同而不同。一般來說活性污泥為0.30 MPa。
在濾帶的行走過程中，由于濾帶受物料的物理性能、布料的均勻性、濾帶的行走速度、濾帶的質量等多種因素的影響，濾網跑偏是不可避免的，總的來說其跑偏軌跡呈"S"。我們在長期的研究、設計和現場實踐的基礎上，研究設計了雙支點概率調偏機構，在兩邊同時進行調偏。這是因為從概率的角度上說，濾帶兩邊的跑偏幾率是均等的，兩邊被碾長的幾率也是均等的，這樣就不會造成一邊松一邊緊的松緊邊，濾帶就會在允許的范圍內跑偏。
為保證帶式濃縮壓濾機連續而又穩定地正常運轉，應使濾帶始終保持良好的濾水性，這就需要高質量的清洗裝置。制作材料為不銹鋼或塑料管等防腐材料，噴嘴應為防堵塞型。
電磁調速電機可針對物料性質、濾餅含水率和處理量來調節濾網的速度。選用聚酯濾網是對濾網的過濾效率、使用壽命和清洗再生效果等方面的綜合考慮。
2 處理能力與選型
影響帶式濃縮壓濾機生產能力的因素，主要有濾帶的寬度B，濾餅的厚度m和濾帶的速度v。帶式濃縮壓濾機的主要技術參數見表1。
表1 DNY系列帶式濃縮壓濾機主要技術參數 參數 DNY-1000 DNY-2000 DNY-3000 備注
濾帶寬度(mm) 1000 2000 3000
濾帶運行速度(m/min) 2.0～10.0
濾帶清洗水壓(MPa) 0.35～0.65
物料濃度(%) ＞0.3 含固量
活性污泥處理量(kg/h) 200～500 300～800 500～1000
濾餅的含水率/% 72～84
主電機功率(kW) 1.5 2.2 3.0 無級調速
外形尺寸 長(mm)
寬(mm)
高(mm) 4000
1800
2000 5200
2800
2000 5400
3800
1900
主機重量(kg) 5300 8500 11500
2.1 處理能力
濾帶的速度v與物料在帶式壓濾機內的停留時間成反比，在某種程度上影響著濾餅的含水率，濾帶速度快，則擠壓過濾時間短，濾餅的含水率也就高，同時帶速對處理能力有直接影響；因此，在兼顧濾餅的含水率的基礎上，可適當將帶速增大，以提高帶機的處理能力。
計算DNY系列帶式濃縮壓濾機的處理能力是采用反推法，即先算出設備的每小時濕泥餅產量，再折算成進料量(也可折算成干泥產量)。下面的三個公式為其生產能力的理論計算方法。
2.1.1 濾餅的產量
W2＝K·b·B·m·v·r (1)
式中K--濾帶的有效寬度系數，一般其值取0.85；
b--單位換算系數，為60；
B--濾帶的寬度，m；
m--濾餅的厚度，m；
v--濾帶的速度，m/min；
r--濾餅的濕密度，t/m3。
2.1.2 污泥的處理量
W1＝(100-P2)÷(100-P1)×W2 (2)
式中W1--進泥量，t/h；
W2--濾餅的產量，t/h；
P1--進泥的含水率，%；
P2--濾餅的含水率，%。
2.1.3 所需帶式壓濾機的數量
n=Q/W1 (3)
式中Q--污泥總量，t/h；
W1--單臺帶式壓濾機的處理能力，t/h。
2.2 設備選型
例：某污水廠沉淀池的污泥產量為13000 t/d，污泥的含水率為99.6%。若選用DNY-3000型帶式濃縮壓濾一體機，每天工作14 h，應為幾臺?設濾帶的寬度利用系數K為0.85，濾餅的厚度m為0.008 m。
解：設壓榨脫水帶的運行速度v為2.25 m/min，濾餅的含水率P2為78%，濾餅的濕密度r為1.03 t/m3，則其處理量為：
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(臺)
因此應為8臺(6用2備)
2.3 各工序段主要脫水參數
設DNY-3000型組合帶式濃縮壓濾一體機的處理能力為150 t/h，根據實測及公式(2)分別計算各工序段的污泥含水率和產量見圖2，各工序段的脫水量與其脫水率見圖3。
3 設備調試
設備在使用前應進行運行與調試。首先以機架為準，調整主傳動輥，使其與機架呈90°的直角；再以主傳動輥為基準，調整其它幾個壓濾輥，使這些壓濾輥呈平行；再調整其余輥筒，使其與機架呈90°的直角；最后開始設備的空運轉，按濾帶跑偏方向調整輥筒。也就是說如果濾帶向右跑偏則左側氣缸桿伸出，增加濾帶左側的摩擦力，濾帶就會向左側移動；如果濾帶向左跑偏右側氣缸桿伸出，增加濾帶右側的摩擦力，濾帶就會向右側移動；以左右跑偏量在5 mm之間為準。企業標準：設備在空運轉時，濾帶的左右跑偏量在3 mm之間。
物料的預處理。一般是加兩種藥，第一種是無機絮凝劑，這種藥的作用是調整物料的pH值或使溶解在水中的物料析出凝聚。主要有電石渣、石灰等；第二種是有機絮凝劑，這種藥的作用是將析出凝聚的物料凝成大絮團，將游離水和部分毛細水析出，使物料易于固液分離。在帶式濃縮機上有兩至三道平料器，一般情況下，物料能均勻地分布，特殊情況下須手動調整；如果活性污泥的脫水性能好，可加大物料的處理量，將平料器提升，使濾餅的厚度增加；如果性能差一些，則可適當減少物料的處理量，將平料器降低，使濾餅的厚度減小。調整楔形預壓段的角度，如果活性污泥的脫水性能好，可將其調整為3°；如果性能差一些，則可將其調整為5°～7°。調整壓濾機的帶速，如物料為活性污泥，則帶速為2～3 m/min之間。調整濃縮機的帶速，如物料為活性污泥，則帶速為4～5 m/min之間。
4 結論
(1)用高效又節能的水中絮凝造粒技術對處理物料進行預處理；
(2)具有耙式分料器、翻轉裝置和傾斜角的重力脫水段提高了重力脫水的效率，縮短了過濾時間；
(3)帶式濃縮壓濾機可以起到傳統濃縮池和濃縮機的作用，完全適用于城市污水處理廠的污泥脫水；
(4)組合式帶式濃縮壓濾機的優化結構設計，使設備的占地面積小，使用靈活方便；
(5)因組合式帶式濃縮壓濾機可根據不同的物料調整帶速比，故既能適用于多種不同性質的污泥脫水，又可提高帶式濃縮壓濾機的處理能力；
(6)應用高效無堵塞的濾網沖洗裝置。