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>0.45μm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(jī)微量污染物),亦會隨之去除。傳統(tǒng)活性污泥法產(chǎn)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(jìn)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(yán)重超標(biāo)。因此對市政污水進(jìn)行脫氮除磷處理已在世界上引起廣泛重視。目前已出現(xiàn)多種新工藝,雖然因幾何形狀、運行參數(shù)和微生物的狀態(tài)不同而有所不同,但剩余活性污泥脫水是污水治理的關(guān)鍵。帶式壓濾機(jī)作為新型污泥脫水工藝的關(guān)鍵設(shè)備,其開發(fā)研制被國家經(jīng)貿(mào)委列為1999年城市污水處理廠八大類技術(shù)開發(fā)研制設(shè)備。
帶式壓濾機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要考慮物料在濃縮機(jī)上停留時間的長短與處理量的關(guān)系和與壓濾機(jī)帶速比的關(guān)系。其結(jié)構(gòu)形式大體有三種:一體機(jī)、分體機(jī)和組合機(jī)。將帶式濃縮機(jī)與帶式壓濾機(jī)組裝在一個機(jī)架上,由一臺電機(jī)驅(qū)動,稱為帶式濃縮壓濾一體機(jī);將帶式機(jī)與帶式壓濾機(jī)分別組裝在兩個機(jī)架上,有各自的基礎(chǔ),分別由兩臺電機(jī)作驅(qū)動力,稱為帶式濃縮壓濾分體機(jī);將帶式濃縮機(jī)與帶式壓濾機(jī)分別組裝在兩個機(jī)架上,分別由兩臺電機(jī)作動力,既可分別安裝在各自的基礎(chǔ)上,也可組合在一起安裝在一個基礎(chǔ)上,這種機(jī)型稱為帶式濃縮壓濾組合機(jī)。
1工作原理
帶式壓濾機(jī)是由帶式濃縮脫水機(jī)和帶式壓榨過濾機(jī)這兩部分組成的。
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(zhǔn)備。為了提高污泥的脫水性,改良濾餅的性質(zhì),增加物料的滲透性,應(yīng)對污泥進(jìn)行化學(xué)調(diào)理。與帶式壓濾機(jī)相同增加了"水中絮凝造粒器"的裝置以達(dá)到化學(xué)加藥絮凝的作用。該方法不但絮凝效果好,還可節(jié)省大量藥劑,運行費用低,經(jīng)濟(jì)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(jī)*相同,不再贅述。
1.3運行與控制系統(tǒng)
張緊裝置是帶式濃縮壓濾機(jī)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(jù)物料的性質(zhì)和對濾餅含水率的要求不同而不同。一般來說活性污泥為0.30MPa。
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(zhì)量等多種因素的影響,濾網(wǎng)跑偏是不可避免的,總的來說其跑偏軌跡呈"S"。我們在的研究、設(shè)計和現(xiàn)場實踐的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計了雙支點概率調(diào)偏機(jī)構(gòu),在兩邊同時進(jìn)行調(diào)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(nèi)跑偏。
為保證帶式壓濾機(jī)連續(xù)而又穩(wěn)定地正常運轉(zhuǎn),應(yīng)使濾帶始終保持良好的濾水性,這就需要高質(zhì)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(yīng)為防堵塞型。
電磁調(diào)速電機(jī)可針對物料性質(zhì)、濾餅含水率和處理量來調(diào)節(jié)濾網(wǎng)的速度。選用聚酯濾網(wǎng)是對濾網(wǎng)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
影響帶式壓濾機(jī)生產(chǎn)能力的因素,主要有濾帶的寬度,濾餅的厚度,和濾帶的速度。帶式壓濾機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。
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2.1處理能力
濾帶的速度與物料在帶式壓濾機(jī)內(nèi)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(chǔ)上,可適當(dāng)將帶速增大,以提高帶機(jī)的處理能力。計算帶式濃縮壓濾機(jī)的處理能力是采用反推法,即先算出設(shè)備的每小時濕泥餅產(chǎn)量,再折算成進(jìn)料量(也可折算成干泥產(chǎn)量)。下面的三個公式為其生產(chǎn)能力的理論計算方法。
2.1.1濾餅的產(chǎn)量
W2=K•b•B•m•v•r
(1)式中K--濾帶的有效寬度系數(shù),一般其值取0.85;
b--單位換算系數(shù),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(jìn)泥量,t/h;
W2--濾餅的產(chǎn)量,t/h;
P1--進(jìn)泥的含水率,%;
P2--濾餅的含水率,%。
2.1.3所需帶式壓濾機(jī)的數(shù)量
n=Q/W1
(3)式中Q--污泥總量,t/h;
W1--單臺帶式壓濾機(jī)的處理能力,t/h。
2.2設(shè)備選型
例:某污水廠沉淀池的污泥產(chǎn)量為13000t/d,污泥的含水率為99.6%。若選用帶式壓濾機(jī)每天工作14h,應(yīng)為幾臺?設(shè)濾帶的寬度利用系數(shù)K為0.85,濾餅的厚度m為0.008m。
解:設(shè)壓榨脫水帶的運行速度v為2.25m/min,濾餅的含水率P2為78%,濾餅的濕密度r為1.03t/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(yīng)為8臺(6用2備)
2.3各工序段主要脫水參數(shù)
設(shè)帶式濃縮壓濾一體機(jī)的處理能力為150t/h,根據(jù)實測及公式(2)分別計算各工序段的污泥含水率和產(chǎn)量見圖2,各工序段的脫水量與其脫水率見。
3設(shè)備調(diào)試
設(shè)備在使用前應(yīng)進(jìn)行運行與調(diào)試。首先以機(jī)架為準(zhǔn),調(diào)整主傳動輥,使其與機(jī)架呈90°的直角;再以主傳動輥為基準(zhǔn),調(diào)整其它幾個壓濾輥,使這些壓濾輥呈平行;再調(diào)整其余輥筒,使其與機(jī)架呈90°的直角;zui后開始設(shè)備的空運轉(zhuǎn),按濾帶跑偏方向調(diào)整輥筒。也就是說如果濾帶向右跑偏則左側(cè)氣缸桿伸出,增加濾帶左側(cè)的摩擦力,濾帶就會向左側(cè)移動;如果濾帶向左跑偏右側(cè)氣缸桿伸出,增加濾帶右側(cè)的摩擦力,濾帶就會向右側(cè)移動;以左右跑偏量在5mm之間為準(zhǔn)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn):設(shè)備在空運轉(zhuǎn)時,濾帶的左右跑偏量在3mm之間。
物料的預(yù)處理。一般是加兩種藥,*種是無機(jī)絮凝劑,這種藥的作用是調(diào)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(jī)絮凝劑,這種藥的作用是將析出凝聚的物料凝成大絮團(tuán),將游離水和部分毛細(xì)水析出,使物料易于固液分離。在帶式濃縮機(jī)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(diào)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(dāng)減少物料的處理量,將平料器降低,使濾餅的厚度減小。調(diào)整楔形預(yù)壓段的角度,如果活性污泥的脫水性能好,可將其調(diào)整為3°;如果性能差一些,則可將其調(diào)整為5°~7°。調(diào)整壓濾機(jī)的帶速,如物料為活性污泥,則帶速為2~3m/min之間。調(diào)整濃縮機(jī)的帶速,如物料為活性污泥,則帶速為4~5m/min之間。
4結(jié)論
(1)用又節(jié)能的水中絮凝造粒技術(shù)對處理物料進(jìn)行預(yù)處理;
(2)具有耙式分料器、翻轉(zhuǎn)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)帶式壓濾機(jī)可以起到傳統(tǒng)濃縮池和濃縮機(jī)的作用,*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(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,使設(shè)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(jī)可根據(jù)不同的物料調(diào)整帶速比,故既能適用于多種不同性質(zhì)的污泥脫水,又可提高帶式濃縮壓濾機(jī)的處理能力;
(6)應(yīng)用無堵塞的濾網(wǎng)沖洗裝置。