带式压滤机介绍及处理能力的计算方法 2

一、水解酸化池污泥产量一般可以这样考虑：

排泥量计算主要是两个方面：一个是，细胞生长产生的污泥；还有就是进水的TSS产生的惰性污泥。

1、污泥有机部分产量

W1 = Yobs * ( So - Se ) * Q / 1000*（1-η水解率）=50.4kg/d Yobs：BOD5表观产率系数：一般在生物用于同化生长中，一般是用于生物生长的有机物占有1/3左右，可以考虑取0.3-0.4kgVSS/kgBOD。

污泥的水解率大概是可取30%-40%。

2、污泥惰性部分产泥量 W2 = ηss * SSo *Q / 1000 = 37.5kg / d

总悬浮物TSS惰性组份比例ηss 取30-50%，另外45-50%被水解去掉，10-20%左右出水中。

说明：前者是污泥的产量的有机部分，后者是总悬浮物中一般无机惰性部分，有机部分被生化掉，形成了完全的惰性污泥。

活性污泥总产量 W '=W1/fvss+W2=72+37.5=109.5kg/d:

fvss:是污泥中有机部分的质量含量，一般在0.7-0.8之间。

带式压滤机处理能力的计算方法

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完全相同，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。

1、概述

带式浓缩压滤机（以下简称带式压滤机）是依据化学絮凝接触过滤和机械挤压原理而制成的高效固液分离设备，因其具有工艺流程简单、自动化程度高、运行连续、控制操作简便和工作过程可调节等一系列优点，并且省却了污泥浓缩池、在一定程度上节省了建设资金，正得到越来越广泛的应用。

经絮凝的污泥首先进入重力脱水区，大部分游离水在重力作用下

通过滤带被滤除；随着滤带的运行，污泥进入由两条滤带组成的楔形区，两条滤带对污泥实施缓慢加压，污泥逐渐增稠，流动性降低，过渡到压榨区；在压榨区，污泥受到递增的挤压力和两条滤带上下位置交替变化所产生的剪切力的作用，大部分残存于污泥中的游离水和间隙水被滤除，污泥成为含水率较低的片状滤饼；上下滤带经卸料辊分离，凭借滤带曲率的变化并利用刮刀将滤饼刮落，实现物料的固液分离，而上、下滤带经冲洗后重新使用，进行下一周期的浓缩压滤。

带式压滤机在实际工程应用中所涉及的主要技术经济指标有：①处理能力，②泥饼含水率，③化学药剂投加量，④动力消耗，⑤冲洗水耗量，⑥带张力，⑦有效带宽，⑧滤带运行速度，⑨气源压力等主要指标，其中处理能力是评价带式压滤机综合性能的首要指标。影响带式压滤机处理能力的因素很多，但主要体现在重力脱水区、压榨区及其滤带运行速度、滤带张力、辊径(大小、包角和中心距)、滤带(透气量)选择、加药调理效果等方面，也是带式压滤机结构设计、生产制造等质量的综合体现。所以了解带式压滤机处理能力的计算方法对带式压滤机的优化设计、运行参数的选择、合理投加药剂量等选择具有一定的指导意义。

2、带式浓缩压滤机处理能力的计算

2.1 带式压滤机处理能力的第一种计算方法

以带式压滤机产出湿泥饼厚度为主要计算参数，根据算出的湿泥饼产量，再计算出进料量（即处理能力），其计算公式如下：

（1）泥饼产量

Q湿泥饼=B·ξ·δ·v·s·γ·β

式中：Q湿泥饼——湿泥饼产出量t/h

B——滤带宽度m

ξ——滤带宽度利用系数，一般取0.85～0.9

δ——湿泥饼厚度m，一般取6～10mm（0.006～0.01m）

v——压滤带带实际工作速度m/min , 一般取3～6m/min

s——单位时间60min/h

γ——湿泥饼比重t/m3，一般取1.03 t/m3

β——固相回收率，一般取≥95%

（2）Q进料量=（湿泥饼含固率÷进料含固率）×Q湿泥饼（t/h）（3）所需带式压滤机的数量

n=W / Q进料量

(3)式中W--污泥总量，t/h；

Q进料量--单台带式压滤机的处理能力，t/h 从以上计算公式可以看出，该计算方法是以带式压滤机产出湿泥饼厚度为主要计算参数，而湿泥饼厚度的形成一方面与带式压滤机的运行参数如滤带运行速度、过滤压力有很大关系；另一方面还与污泥的性质如固体浓度、粘度、加药调理后污泥的比阻等也有很大关系；

湿泥饼厚度的形成关键还取决于压滤机的结构设计如浓缩段的长度、浓缩段的容量、压滤时间和压滤周期、滤带透气量的选择等。计算公式中Q湿泥饼与湿泥饼厚度δ成线性关系，湿泥饼厚度选择范围3～10mm，并且许多带式压滤机实际运行中形成的湿泥饼的厚度在滤带宽度范围内也不均匀。所以笔者认为，该种计算方法没有与浓缩段、压榨段的主要技术参数及污泥的主要性质参数相结合，没有反映出污泥加药调理效果、压滤机结构参数设计、运行参数的变化等因素对带式压滤机处理能力的影响，且计算出的Q湿泥饼数值范围较大，一般适用于带式压滤机的设计选型，对带式压滤机的优化结构设计、指导运行等意义不大。

2.2 带式压滤机处理能力的另一种计算方法：

城市污水和工业废水的污泥脱水系统，在污泥脱水前都需对污泥进行加药调理。加药调理的目的是改善污泥的脱水性能，降低污泥中水的亲和力，降低污泥的过滤比阻抗值（即滤饼的阻力）r和毛细管吸水时间CST。

过滤开始时，滤液必须克服过滤介质（滤带）的阻力，当滤饼逐渐形成后，还必须克服滤饼本身的阻力，属滤饼过滤的基本形式。可利用根据液体通过滤渣层流动的基本原理推导出的卡门（Carman）过滤基本方程来进行过滤产率（即处理能力）的计算。

根据卡门过滤基本方程：

(1)式中：V——滤液体积 m3

t——过滤时间 s

P——过滤压力Pa

A——过滤面积m2

μ——滤液的动力粘度Pa·s

ω——滤过单位体积滤液在过滤介质上截留的干固体重量kg/m3 r——比阻m/kg，即滤饼的阻力，定义为单位过滤面积上单位干重滤饼所具有的阻力

Rf——过滤介质的阻抗1/m2

由ω的定义可写出下式：

（2）

式中：Q0——进污泥量（处理量）m3

Qf——滤液量m3

Ck——滤饼中固体物质浓度kg/ m3

根据液相平衡关系：Q0= Qf + Qk

根据固相平衡关系：Q0C0= QfCf+ QkCk

得：

（3）

式中：C0——进原污泥中固体物质浓度g/L

Cf——滤液中固体物质浓度g/L，污泥脱水系统一般要求固体回收率≥95%，Cf数值很小，实际计算时可取Cf =0

Qk——滤饼量L

根据过滤产率的定义：单位时间内单位过滤面积上产生的滤饼干重量

kg/(m2·s)或kg/(m2·h)。

为计算方便，暂设过滤介质的阻抗Rf=0，则卡门过滤基本方程（1）式变为：

即（4）

设滤饼干重为W，则W=ωV，V=W/ω代入（4）整理得：

即：带式压滤机处理量L（以绝干污泥量计，即滤饼干重）为：

(kg/m2.s) （5）

（5）式即为带式压滤机处理能力的另一种计算公式。

对于城市污水厂污泥脱水系统，污泥经加药调理后，污泥的比阻r控制在（1～4）×1012m/kg（实验室就是通过测定r值确定较经济的加药量），其中对于带式压滤机，实验室一般通过加药调理后污泥的比阻抗r在(1～3)×1012 m/kg（离心脱水r=(2～4)×1012 m/kg）。按环境温度20℃时，污泥的运动粘度μ=0.001Pa·s。

利用（5）式计算时，对于带式压滤一体机应分两部分计算：浓缩段和压榨段。浓缩段属重力过滤脱水，过滤压力P按进入浓缩段污泥槽中污泥的高度（平均厚度，1mm=9.5Pa）计算，浓度C0为进泥浓度，Ck出浓缩段污泥浓度，一般可按为8～10%（通过浓缩段重力脱水后，污泥基本失去流动性时浓度）。过滤时间t按浓缩段长度与滤带行走速度求得。

对于压榨段，压力P通过滤带张力、压榨滚与滤带接触面积计算，进入压榨段的浓度C0即为出浓缩段污泥浓度（8～10%），Ck即最终滤

饼浓度（25%～20%），压滤时间t=m/T，m=ts/T（即t=ts/T2），ts为实际压滤时间（压榨段滤带与压榨滚接触长度、压榨段滤带运行速度求得），T为压滤周期（压榨段运行时间）。

浓缩段与压榨段的处理量的和即为带式压滤机的处理量。因在计算中未考虑过滤介质滤带的阻抗Rf，而滤带的阻抗Rf与滤带的材质、通气量[一般选8000～10000m3/(h·m2)]等有关，所以最终的处理量应是上述计算的处理量乘以一个系数K（K一般取0.9～0.95）即为带式压滤机的处理量。

3、结论

第二种计算方法较第一种计算方法虽为复杂，但该计算方法中包含了带式压滤机结构设计参数，污泥性质参数，运行参数等对处理量的影响，对优化带式压滤机的结构设计，合理投加药剂量、运行参数的选择对提高带式压滤机的处理量具有一定的指导意义。并通过实例计算，浓缩段的处理量对带式压滤机处理能力起主要作用。

4 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；最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，第一种是无机絮凝剂，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