帶式壓濾機(jī)污泥脫水產(chǎn)能計(jì)算
1.前言
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(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行連續(xù)、控制操作簡(jiǎn)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(lái)越廣泛的應(yīng)用。
經(jīng)絮凝的污泥首先進(jìn)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。
2、處理能力的計(jì)算
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1.03t/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(zhǎng)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。
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(cè)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)×1012m/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。
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(zhǎng)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。
3、結(jié)論
上述第二種算法較第一種算法雖為復(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。
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