帶式壓濾機的設計與運行若干問題探討

李志群， 施艷秀， 鄭向紅， 郭俊旺， 黃建星， 康巨雷

(1. 廣東職業技術學院， 廣東 佛山 528531； 2. 三水大塘污水處理有限公司， 廣東 佛山 528143)

帶式壓濾機的設計與運行若干問題探討

李志群1， 施艷秀1， 鄭向紅1， 郭俊旺1， 黃建星2， 康巨雷2

(1. 廣東職業技術學院， 廣東 佛山 528531； 2. 三水大塘污水處理有限公司， 廣東 佛山 528143)

結合工作實踐、 同行的經驗就帶式壓濾機的操作以及技術改進提出建議， 主要包括絮凝劑的選擇和溶解、 重力脫水段角度、 網帶張力、 沖洗方式等。最后探討了壓濾機常見問題如跑泥、 網帶跑偏等的原因并提出相應的糾正措施。

帶式壓濾機； 操作經驗； 故障糾正

印染企業排放的廢水成分復雜， 色度深， pH值高， 屬于難處理廢水。三水大塘污水處理有限公司(簡稱公司)專職印染等企業的污水處理，工藝上采用物化絮凝-厭氧-好氧-氧化塘-人工濕地的工藝， 確保了處理后的廢水達到廣東省工業廢水一級排放標準。公司選用某廠的三網帶式壓濾機脫污泥的水， 其中四臺第一代產品， 三臺為改進型產品。作者結合工作實踐、同行的經驗就帶式壓濾機的操作以及技術改進提出建議， 對影響壓濾效果的主要因素等問題進行討論， 較為詳細地探討了壓濾機常見問題如跑泥、網帶跑偏等的原因及糾正措施， 供同行和設備廠家參考。

1 絮凝劑

帶式壓濾機是由化學絮凝(陽離子聚丙烯酰胺)和機械擠壓相結合的高效固液分離設備。在絮凝階段選用FeSO4和陽離子聚丙烯酰胺相結合的方法脫去廢水中大多數懸浮物質。

1.1選擇合適的絮凝劑

污泥呈膠狀結構的親水性物質， 濃縮后含水率約為95%～97%。絮凝劑一般為陽離子聚丙烯酰胺(PAM)。絮凝劑的優劣直接影響著壓濾機的工作狀態。

篩選方法為， 在1 000 mL的量筒中加入污泥至滿刻度， 用移液管取絮凝劑(質量濃度1 g/L)溶液加入量筒中。用一端帶有攪拌葉片的玻璃棒從量筒頂部到底部上下緩慢攪拌， 在一定的時間間隔下測定固液交界面的高度并繪制出其隨時間變化的曲線。對所有待選的絮凝劑按上述步驟試驗， 選出其中最佳者， 并對所選絮凝劑按不同加藥量重復上述試驗， 從而確定最佳投藥量。

1.2絮凝劑的常見問題

絮凝劑的溶解、 質量分數和絮凝劑與污泥的質量比、 輸送管道堵塞問題是常見問題。

1.2.1 絮凝劑的溶解

絮凝劑必須以溶液的形式與污泥混合， 反應后才能獲得理想的絮凝效果。因此必須確保PAM完全溶解。檢驗方法是取PAM溶液于燒杯中， 用肉眼觀察。無肉眼可以觀察到的顆粒或膠團時， 溶液為合格。另外， 如果觀察到壓濾機出泥口有明顯的拉絲現象， 則說明PAM溶解不透或PAM用量過大。一般情況下， PAM的溶解時間不少于1 h， 配好的溶液最好在30 h內用完， 以免水解變質。

1.2.2 絮凝劑的質量分數

一般情況下， PAM溶液質量分數在0.1%～0.2%范圍內。若質量分數過高， 則黏度偏高， 容易出現輸送管道堵塞故障。相反， 若質量分數過低， 加入的絮凝劑溶液對污泥的稀釋作用過大， 增大壓濾機的負擔。

1.2.3 絮凝劑的量

污泥的絮凝效果與絮凝劑的用量有直接關系。

用量合適時， 污泥呈黑色有縫隙豆腐腦狀， 用手摸污泥不黏手， 固、 液分離， 可見到一部分游離水(接近于清水)， 重力脫水區有大量的水順網帶孔隙淌下。此時， 所壓出的濾餅呈大片狀落下， 且網帶黏泥較少。

若絮凝劑添加偏少， 則污泥看不出帶縫隙豆腐腦狀或現象不明顯。當污泥進入預壓區和擠壓區時， 部分污泥從帶的兩側擠出。嚴重時， 可以觀察到預壓區， 甚至是擠壓區濾帶中部有明顯的污泥漏出現象。另外出泥口污泥剝離效果變差。

若用量過高或藥劑溶解不透時， 可以觀察到出泥口有明顯的拉絲現象。這樣不僅造成藥劑浪費， 更糟的是一部分藥劑黏在濾網上， 堵死孔隙， 沖洗困難， 使網帶透水性變差。

1.2.4 管道堵塞

進料太快造成絮凝劑粉末不能及時溶解而結塊， 結塊的絮凝劑將不再溶解(不得受潮， 一旦結塊， 便難以溶解)， 聚積后最終導致出料管堵塞。處理方法： 突然開大閥門， 把堵塞的凝膠團沖出來。

2 壓濾機

在帶式壓濾機脫水過程中， 通過投加藥劑使污泥脫穩， 污泥的毛細水變為游離水。脫穩污泥首先進入重力脫水區， 在這里， 大部分游離水穿過濾帶被濾除； 隨后， 污泥進入上下層濾帶之間的楔形加壓段， 依靠上下兩層濾布的張力所產生的豎向、 垂直的壓力， 使顆粒間的空隙水濾出。最后污泥進入由多根壓榨輥組成的“S”形壓榨段。這里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； 上下濾帶經卸料輥分離， 濾餅被刮刀刮落， 而上、 下濾帶經沖洗后重新使用， 進行下一周期的濃縮壓濾[1-2]。

2.1壓濾機設計問題

壓濾機的工作區域分為重力脫水區、楔形脫水區和壓榨脫水區。

2.1.1 重力脫水區

污泥和絮凝劑在送泥管內混合后， 首先進入重力脫水區， 污泥的游離水透過濾帶從污泥中分離。一般可去除50%～70%的水分。為了更好地提高游離水去除率， 應該把重力區設計成有一定仰角的上傾式結構， 這樣污泥的大部分游離水將倒流回入口。實踐證明， 傾角為3°左右為宜。其次， 應設計多級錯位布置的梨耙梳泥結構， 使濾帶上的污泥不斷受到梳理， 促進游離水的分離。

2.1.2 楔形脫水區

楔形角的設計非常關鍵。如果角度太小， 從重力脫水區過來的污泥不能全部進入楔形區， 堆積在楔形入口處， 進而從濾帶兩側外溢。反之， 若楔形角過大， 由于此時污泥還具有較強流動性， 若對其突然施壓， 也會造成從濾帶兩側外溢。

實踐證明， 若入料含固率3%， 其楔形區設計長度應gt;2 m， 楔形角設計為1.5°左右為宜。

2.1.3 壓榨脫水區

輥筒直徑的影響： 濾帶輥筒的直徑應由大變小， 均勻遞減， 使得各輥單位面積上的正壓力均勻遞增， 避免“跑泥”現象。

包角變化的影響： 濾帶對各輥的包角應趨近等梯度增加， 使得污泥在壓榨段內一直處于穩定遞增的受壓狀態。

2.1.4 濾帶張力[3～4]

一般認為， 張力越大， 泥餅含水率可能越低， 但是， 壓力過大， 壓榨段“跑泥”的可能性也越大。若“跑泥”嚴重， 一般采取減小處理量的方法來處理。不過， 從提高處理量和延長氣動元件、 濾帶、 軸承等零部件的服務壽命角度考慮， 應適當降低張力設定值。一般張力控制在0.3～0.7 MPa之間， 常在0.5 MPa， 上下濾帶的張力基本相等。若下濾帶張力略低于上濾帶， 有利于污泥的剝離。

2.1.5 濾帶運行速度

在保證污泥經由重力脫水區、楔形脫水區平穩過渡到壓榨區的前提下(80%以上的游離水充分脫除)， 適當提高濾帶運行速度就可以相應提高污泥泵流量。為此， 在滿足其他設計指標的前提下應適當擴大濾帶運行速度范圍。一般帶速范圍0.84～4.15 m/min。

2.1.6 濾帶沖洗裝置

污泥脫水是通過濾帶編織的縫隙排泄濾液的。若殘存在濾帶縫隙中的泥渣不能及時處理干凈， 下一個脫水循環的濾液就無法透過濾帶排出。因此， 設計高性能的沖洗裝置是非常重要的。

實踐證明：噴嘴出口處沖洗水流速保持在6 m/s左右， 射流角度為85°左右， 在濾帶上形成的沖洗帶寬度為80～90 mm， 兩噴嘴射出的水流邊緣錯位疊加為15～25 mm時， 其沖洗效果、 耗水量、 水泵電機功率等指標的匹配相對最佳。

2.1.7 濾帶選擇

濾帶透氣量合適與否， 對提高處理能力至關重要。若透氣量過大， 容易造成壓榨段漏泥使濾液渾濁， 去除率降低。若透氣量過小， 重力區排水效率低， 處理能力直接受到影響， 還有可能在壓榨段出現“跑泥”現象。實踐證明， 對各種處理介質適應性較強的透氣量指標在8 000～10 000 m3/h范圍內。

對于三網(濃縮網、上網、下網)帶式壓濾機， 濃縮網可以選擇透氣量較大的濾網， 上網、 下網則應選擇透氣量較小的濾網。這樣既最大限度地發揮濃縮網的脫水作用， 又確保了壓濾段較高的污泥攔截能力。

公司選用的是三網帶式壓濾機結構， 但三個網為同一型號， 并且濃縮網不能單獨控制帶速(改進失敗之一)。如果濃縮網可以選擇較低帶速， 則污泥有足夠的重力脫水時間。

2.2壓濾機常見故障

2.2.1 重力脫水區濾水不暢

原因1： 濾帶下面的母液接收盤積泥太多。處理方法：定期檢查接收盤的污泥， 并經常清洗接收盤。

原因2： 濾網支撐孔板的開孔率偏低。改進前濃縮網的支撐板為直徑是20 mm孔板， 橫向孔中心距100 mm， 縱向孔中心間距100 mm。應用中發現濾水效果不理想， 檢查發現， 支撐板有大量的污泥， 而且與濾網之間的距離很小， 不易清洗。改進措施： 過濾網支撐改為間隔較大的橫向支撐條。該設備的改進型， 改為間隔50 mm， 橫向支撐50 mm， 濾水效果明顯優于改造前機型(改進成功之一)。

原因3： 接水盤傾斜度不足(約為3°)， 積泥嚴重， 又難以沖洗。改進措施：增大接泥盤傾斜度， 角度改為6°。改進型設計采用這一理念后， 接泥盤幾乎不再積泥。改進建議： 在重力脫水區設置多組交錯排列的泥耙， 不但可以均勻分布污泥， 又可以將污泥層耙成十幾條污泥壟埂， 壟溝內積蓄的清水比較容易滲透過濾帶。

2.2.2 跑泥

原因1： 絮凝劑用量偏低， 處理方法參考1.2.3。

原因2： 濾帶起拱。新裝濾帶在裝機前， 就發現濾網不平。裝機后發現右側上下網部分段不重合， 拱起的地方漏泥。處理方法： 如果起拱現象不嚴重， 則可以通過適當增大濾網張力彌補。但需要注意的是， 濾網張力增加， 也有可能使濾網漏泥現象加重。糾正措施： 新網在裝機前檢查濾網， 不合格濾網不得上機；舊網如果是長期使用形成的濾網永久變形， 則更換新網[5-6]。

原因3： 負荷過大。措施： 適當降低供泥量。

原因4： 大輥為孔板結構(改進失敗之二)。改進前為7字形大輥， 發現在低壓榨段， 脫水效果明顯好于改進型產品。

原因5： 濾網清洗效果不理想。若是清洗噴嘴堵塞， 應及時清理。如果清洗水壓力偏低， 則應更換清洗水泵的壓頭。

原因6： 高壓區過濾水滴到返回的濾網上。過濾水含有大量的絮凝劑(高分子化合物)， 容易造成濾網堵塞， 且不易清洗。應改造設計將過濾水收集后引出。

2.2.3 濾帶損壞或網帶打折[7-10]

2.2.3.1 過度跑偏

原因1： 污泥偏載、在濾布上攤布不均勻， 會引起濾帶左右側受力不均， 從而導致濾帶跑偏。糾正措施： 時刻檢查濾網污泥分布情況。如果偏載嚴重， 則需要清理污泥進口分布設施。

原因2： 糾偏系統失靈。直接原因1： 糾偏輥不轉， 源于設計缺陷。糾偏輥應與濾網反面接觸， 但公司購買的改進型壓泥機的糾偏輥與濾網正面接觸(改進失敗之三)， 由于濾網正面殘留污泥， 特別容易打滑。臨時措施1： 在糾偏輥前用高壓水沖洗濾網。臨時措施2： 適當增大濾網張力。永久措施： 將糾偏輥安裝在濾網的反面。直接原因2： 機械系統故障， 如軸承失靈等， 或探測器過頭卡死。糾正措施：及時維修排除故障。操作員工應認真負責， 不斷巡檢設備。一旦出現糾偏系統失靈現象， 就需要手動糾偏；并及時通知維修人員維修。

2.2.3.2 濾網折疊后的處理方法：

(1)當下濾帶正常， 上濾帶有折疊現象時。將下濾帶的張緊壓力調至微壓或0， 上濾帶張緊壓力正常， 人工強制復位， 強制使上糾偏探頭處于該糾偏的位置， 運行壓濾機， 上濾帶前進過折疊區后， 各處操作都恢復原來的狀態即可， 上、下濾帶的張緊壓力也恢復到原來的數值。

(2)當上濾帶正常， 下濾帶出現折疊跑偏時。降低上濾帶張緊壓力至微壓或0， 下濾帶張緊壓力正常， 人工強制復位， 強制使下糾偏探頭處于該糾偏的位置， 運行壓濾機， 下濾帶前進過折疊區后， 各處操作條件恢復到原來狀態， 上、下濾帶張緊壓力亦恢復到原來正常數值。

(3)當上、 下濾帶都跑偏且有一條濾帶出現折疊時(一般為上濾帶)， 先強制上、 下濾帶復位， 下濾帶張緊壓力調至微壓或0， 上濾帶張緊壓力正常， 一人強制使上濾帶糾偏探頭處于糾偏位置， 另一人強制使下濾帶糾偏探頭處于糾偏位置， 運行壓濾機至上濾帶前進過折疊區后， 下濾帶張緊壓力提高至正常值， 等上、下濾帶都走到正常位置后， 各參數都調至正常。

2.2.4 污泥黏帶嚴重

每班應停止供料， 空運轉至少0.5 h， 用清水充分洗滌濾網。

2.2.5 濾網被糊

高壓水沖洗或改造水洗系統。

2.2.6 其它問題

供泥管道堵塞

原因： 供泥閥類型不合適。處理方法： 突然將碟閥全部打開， 讓污泥將堵塞物沖出。如果這樣處理無效， 則只有拆管維修了。

設計建議：

(1)供泥閥應避免采用碟閥。這種閥中央有碟片對污泥的通過形成障礙， 一旦污泥中夾雜固體或絲狀物(這是難免的)， 很容易堵塞。

(2)污泥輸送采用螺桿泵。螺桿泵有多重作用， 即通過調節轉速可以調節污泥供應量， 不易堵塞， 對污泥有一定的攪拌作用。

3 脫水機的日常維護和保養

檢查發現， 壓泥機容易出現故障的位置主要有： 濾網， 爛邊或折疊； 撐緊輥軸承、 軸芯， 糾偏輥軸承。

(1) 定期檢查主驅動電機齒輪箱的油位， 每工作10 000 h或每兩年更換一次齒輪油。

(2) 每月對所有軸承充填潤滑脂。

(3) 設備重點部位的每班檢點制度。

(4) 每一次停機應對整機進行徹底清洗， 包括脫水機、 皮帶機等。

(5) 加強巡視。正常運行過程中， 要每間隔0.5 h對脫水機的有關部位進行巡查。例如： 皮帶的緊張情況、 皮帶的走向、 污泥是否均勻分布于濾帶上， 運輸皮帶的受力是否均衡、 皮帶有無跑偏等。

(6) 發現小型故障， 應及時維修。

4 結語

三水大塘污水處理有限公司在絮凝劑的選擇、 溶解、 重力脫水段角度、 網帶張力、 沖洗方式等方面進行了不斷的改進， 解決了壓濾機的跑泥、 網帶跑偏等問題， 并嚴格要求工人按照帶式壓濾機的操作規程進行操作， 很好地解決了三水大塘工業園區進駐的40多家企業所產生的廢水處理問題。

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SOMEPROBLEMSOFDESIGNANDOPERATIONOFBANDFILTER

LI Zhi-qun1， SHI Yan-xiu1， ZHENG Xiang-hong1， GUO Jun-wang1， HUANG Jian-xing2， KANG Ju-lei2

(1. Guangdong Vocational and Technical College, Foshan 528531,China; 2.Datang Wastewater Treatment Co., Ltd., Foshan 528143,China)

Based on the authors' work practices and other workers' experience, recommendations about the operation and structure design of band filters were made, including selection of flocculation agent, dissolution, angle of section of gravity separation, stress of filter band and washing ways. In addition, the reasons and solutions of some common problems such as sludge leaking, net belt running deviation, etc. were explored in detail.

band filter; operating experience; troubleshooting

2013-03-09

李志群(1973-)， 女， 廣東五華人， 高級實驗師， 主要從事染整、 環保實踐教學與研究工作。

設備與控制

1672-500X(2013)02-0037-05

TH 122

B

10.3969/j.issn.1672-500x.2013.02.011