带式压滤机的设计与运行若干问题探讨

李志群， 施艳秀， 郑向红， 郭俊旺， 黄建星， 康巨雷

(1. 广东职业技术学院， 广东 佛山 528531； 2. 三水大塘污水处理有限公司， 广东 佛山 528143)

带式压滤机的设计与运行若干问题探讨

李志群1， 施艳秀1， 郑向红1， 郭俊旺1， 黄建星2， 康巨雷2

(1. 广东职业技术学院， 广东 佛山 528531； 2. 三水大塘污水处理有限公司， 广东 佛山 528143)

结合工作实践、 同行的经验就带式压滤机的操作以及技术改进提出建议， 主要包括絮凝剂的选择和溶解、 重力脱水段角度、 网带张力、 冲洗方式等。最后探讨了压滤机常见问题如跑泥、 网带跑偏等的原因并提出相应的纠正措施。

带式压滤机； 操作经验； 故障纠正

印染企业排放的废水成分复杂， 色度深， pH值高， 属于难处理废水。三水大塘污水处理有限公司(简称公司)专职印染等企业的污水处理，工艺上采用物化絮凝-厌氧-好氧-氧化塘-人工湿地的工艺， 确保了处理后的废水达到广东省工业废水一级排放标准。公司选用某厂的三网带式压滤机脱污泥的水， 其中四台第一代产品， 三台为改进型产品。作者结合工作实践、同行的经验就带式压滤机的操作以及技术改进提出建议， 对影响压滤效果的主要因素等问题进行讨论， 较为详细地探讨了压滤机常见问题如跑泥、网带跑偏等的原因及纠正措施， 供同行和设备厂家参考。

1 絮凝剂

带式压滤机是由化学絮凝(阳离子聚丙烯酰胺)和机械挤压相结合的高效固液分离设备。在絮凝阶段选用FeSO4和阳离子聚丙烯酰胺相结合的方法脱去废水中大多数悬浮物质。

1.1选择合适的絮凝剂

污泥呈胶状结构的亲水性物质， 浓缩后含水率约为95%～97%。絮凝剂一般为阳离子聚丙烯酰胺(PAM)。絮凝剂的优劣直接影响着压滤机的工作状态。

筛选方法为， 在1 000 mL的量筒中加入污泥至满刻度， 用移液管取絮凝剂(质量浓度1 g/L)溶液加入量筒中。用一端带有搅拌叶片的玻璃棒从量筒顶部到底部上下缓慢搅拌， 在一定的时间间隔下测定固液交界面的高度并绘制出其随时间变化的曲线。对所有待选的絮凝剂按上述步骤试验， 选出其中最佳者， 并对所选絮凝剂按不同加药量重复上述试验， 从而确定最佳投药量。

1.2絮凝剂的常见问题

絮凝剂的溶解、 质量分数和絮凝剂与污泥的质量比、 输送管道堵塞问题是常见问题。

1.2.1 絮凝剂的溶解

絮凝剂必须以溶液的形式与污泥混合， 反应后才能获得理想的絮凝效果。因此必须确保PAM完全溶解。检验方法是取PAM溶液于烧杯中， 用肉眼观察。无肉眼可以观察到的颗粒或胶团时， 溶液为合格。另外， 如果观察到压滤机出泥口有明显的拉丝现象， 则说明PAM溶解不透或PAM用量过大。一般情况下， PAM的溶解时间不少于1 h， 配好的溶液最好在30 h内用完， 以免水解变质。

1.2.2 絮凝剂的质量分数

一般情况下， PAM溶液质量分数在0.1%～0.2%范围内。若质量分数过高， 则黏度偏高， 容易出现输送管道堵塞故障。相反， 若质量分数过低， 加入的絮凝剂溶液对污泥的稀释作用过大， 增大压滤机的负担。

1.2.3 絮凝剂的量

污泥的絮凝效果与絮凝剂的用量有直接关系。

用量合适时， 污泥呈黑色有缝隙豆腐脑状， 用手摸污泥不黏手， 固、 液分离， 可见到一部分游离水(接近于清水)， 重力脱水区有大量的水顺网带孔隙淌下。此时， 所压出的滤饼呈大片状落下， 且网带黏泥较少。

若絮凝剂添加偏少， 则污泥看不出带缝隙豆腐脑状或现象不明显。当污泥进入预压区和挤压区时， 部分污泥从带的两侧挤出。严重时， 可以观察到预压区， 甚至是挤压区滤带中部有明显的污泥漏出现象。另外出泥口污泥剥离效果变差。

若用量过高或药剂溶解不透时， 可以观察到出泥口有明显的拉丝现象。这样不仅造成药剂浪费， 更糟的是一部分药剂黏在滤网上， 堵死孔隙， 冲洗困难， 使网带透水性变差。

1.2.4 管道堵塞

进料太快造成絮凝剂粉末不能及时溶解而结块， 结块的絮凝剂将不再溶解(不得受潮， 一旦结块， 便难以溶解)， 聚积后最终导致出料管堵塞。处理方法： 突然开大阀门， 把堵塞的凝胶团冲出来。

2 压滤机

在带式压滤机脱水过程中， 通过投加药剂使污泥脱稳， 污泥的毛细水变为游离水。脱稳污泥首先进入重力脱水区， 在这里， 大部分游离水穿过滤带被滤除； 随后， 污泥进入上下层滤带之间的楔形加压段， 依靠上下两层滤布的张力所产生的竖向、 垂直的压力， 使颗粒间的空隙水滤出。最后污泥进入由多根压榨辊组成的“S”形压榨段。这里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， 滤饼被刮刀刮落， 而上、 下滤带经冲洗后重新使用， 进行下一周期的浓缩压滤[1-2]。

2.1压滤机设计问题

压滤机的工作区域分为重力脱水区、楔形脱水区和压榨脱水区。

2.1.1 重力脱水区

污泥和絮凝剂在送泥管内混合后， 首先进入重力脱水区， 污泥的游离水透过滤带从污泥中分离。一般可去除50%～70%的水分。为了更好地提高游离水去除率， 应该把重力区设计成有一定仰角的上倾式结构， 这样污泥的大部分游离水将倒流回入口。实践证明， 倾角为3°左右为宜。其次， 应设计多级错位布置的梨耙梳泥结构， 使滤带上的污泥不断受到梳理， 促进游离水的分离。

2.1.2 楔形脱水区

楔形角的设计非常关键。如果角度太小， 从重力脱水区过来的污泥不能全部进入楔形区， 堆积在楔形入口处， 进而从滤带两侧外溢。反之， 若楔形角过大， 由于此时污泥还具有较强流动性， 若对其突然施压， 也会造成从滤带两侧外溢。

实践证明， 若入料含固率3%， 其楔形区设计长度应gt;2 m， 楔形角设计为1.5°左右为宜。

2.1.3 压榨脱水区

辊筒直径的影响： 滤带辊筒的直径应由大变小， 均匀递减， 使得各辊单位面积上的正压力均匀递增， 避免“跑泥”现象。

包角变化的影响： 滤带对各辊的包角应趋近等梯度增加， 使得污泥在压榨段内一直处于稳定递增的受压状态。

2.1.4 滤带张力[3～4]

一般认为， 张力越大， 泥饼含水率可能越低， 但是， 压力过大， 压榨段“跑泥”的可能性也越大。若“跑泥”严重， 一般采取减小处理量的方法来处理。不过， 从提高处理量和延长气动元件、 滤带、 轴承等零部件的服务寿命角度考虑， 应适当降低张力设定值。一般张力控制在0.3～0.7 MPa之间， 常在0.5 MPa， 上下滤带的张力基本相等。若下滤带张力略低于上滤带， 有利于污泥的剥离。

2.1.5 滤带运行速度

在保证污泥经由重力脱水区、楔形脱水区平稳过渡到压榨区的前提下(80%以上的游离水充分脱除)， 适当提高滤带运行速度就可以相应提高污泥泵流量。为此， 在满足其他设计指标的前提下应适当扩大滤带运行速度范围。一般带速范围0.84～4.15 m/min。

2.1.6 滤带冲洗装置

污泥脱水是通过滤带编织的缝隙排泄滤液的。若残存在滤带缝隙中的泥渣不能及时处理干净， 下一个脱水循环的滤液就无法透过滤带排出。因此， 设计高性能的冲洗装置是非常重要的。

实践证明：喷嘴出口处冲洗水流速保持在6 m/s左右， 射流角度为85°左右， 在滤带上形成的冲洗带宽度为80～90 mm， 两喷嘴射出的水流边缘错位叠加为15～25 mm时， 其冲洗效果、 耗水量、 水泵电机功率等指标的匹配相对最佳。

2.1.7 滤带选择

滤带透气量合适与否， 对提高处理能力至关重要。若透气量过大， 容易造成压榨段漏泥使滤液浑浊， 去除率降低。若透气量过小， 重力区排水效率低， 处理能力直接受到影响， 还有可能在压榨段出现“跑泥”现象。实践证明， 对各种处理介质适应性较强的透气量指标在8 000～10 000 m3/h范围内。

对于三网(浓缩网、上网、下网)带式压滤机， 浓缩网可以选择透气量较大的滤网， 上网、 下网则应选择透气量较小的滤网。这样既最大限度地发挥浓缩网的脱水作用， 又确保了压滤段较高的污泥拦截能力。

公司选用的是三网带式压滤机结构， 但三个网为同一型号， 并且浓缩网不能单独控制带速(改进失败之一)。如果浓缩网可以选择较低带速， 则污泥有足够的重力脱水时间。

2.2压滤机常见故障

2.2.1 重力脱水区滤水不畅

原因1： 滤带下面的母液接收盘积泥太多。处理方法：定期检查接收盘的污泥， 并经常清洗接收盘。

原因2： 滤网支撑孔板的开孔率偏低。改进前浓缩网的支撑板为直径是20 mm孔板， 横向孔中心距100 mm， 纵向孔中心间距100 mm。应用中发现滤水效果不理想， 检查发现， 支撑板有大量的污泥， 而且与滤网之间的距离很小， 不易清洗。改进措施： 过滤网支撑改为间隔较大的横向支撑条。该设备的改进型， 改为间隔50 mm， 横向支撑50 mm， 滤水效果明显优于改造前机型(改进成功之一)。

原因3： 接水盘倾斜度不足(约为3°)， 积泥严重， 又难以冲洗。改进措施：增大接泥盘倾斜度， 角度改为6°。改进型设计采用这一理念后， 接泥盘几乎不再积泥。改进建议： 在重力脱水区设置多组交错排列的泥耙， 不但可以均匀分布污泥， 又可以将污泥层耙成十几条污泥垄埂， 垄沟内积蓄的清水比较容易渗透过滤带。

2.2.2 跑泥

原因1： 絮凝剂用量偏低， 处理方法参考1.2.3。

原因2： 滤带起拱。新装滤带在装机前， 就发现滤网不平。装机后发现右侧上下网部分段不重合， 拱起的地方漏泥。处理方法： 如果起拱现象不严重， 则可以通过适当增大滤网张力弥补。但需要注意的是， 滤网张力增加， 也有可能使滤网漏泥现象加重。纠正措施： 新网在装机前检查滤网， 不合格滤网不得上机；旧网如果是长期使用形成的滤网永久变形， 则更换新网[5-6]。

原因3： 负荷过大。措施： 适当降低供泥量。

原因4： 大辊为孔板结构(改进失败之二)。改进前为7字形大辊， 发现在低压榨段， 脱水效果明显好于改进型产品。

原因5： 滤网清洗效果不理想。若是清洗喷嘴堵塞， 应及时清理。如果清洗水压力偏低， 则应更换清洗水泵的压头。

原因6： 高压区过滤水滴到返回的滤网上。过滤水含有大量的絮凝剂(高分子化合物)， 容易造成滤网堵塞， 且不易清洗。应改造设计将过滤水收集后引出。

2.2.3 滤带损坏或网带打折[7-10]

2.2.3.1 过度跑偏

原因1： 污泥偏载、在滤布上摊布不均匀， 会引起滤带左右侧受力不均， 从而导致滤带跑偏。纠正措施： 时刻检查滤网污泥分布情况。如果偏载严重， 则需要清理污泥进口分布设施。

原因2： 纠偏系统失灵。直接原因1： 纠偏辊不转， 源于设计缺陷。纠偏辊应与滤网反面接触， 但公司购买的改进型压泥机的纠偏辊与滤网正面接触(改进失败之三)， 由于滤网正面残留污泥， 特别容易打滑。临时措施1： 在纠偏辊前用高压水冲洗滤网。临时措施2： 适当增大滤网张力。永久措施： 将纠偏辊安装在滤网的反面。直接原因2： 机械系统故障， 如轴承失灵等， 或探测器过头卡死。纠正措施：及时维修排除故障。操作员工应认真负责， 不断巡检设备。一旦出现纠偏系统失灵现象， 就需要手动纠偏；并及时通知维修人员维修。

2.2.3.2 滤网折叠后的处理方法：

(1)当下滤带正常， 上滤带有折叠现象时。将下滤带的张紧压力调至微压或0， 上滤带张紧压力正常， 人工强制复位， 强制使上纠偏探头处于该纠偏的位置， 运行压滤机， 上滤带前进过折叠区后， 各处操作都恢复原来的状态即可， 上、下滤带的张紧压力也恢复到原来的数值。

(2)当上滤带正常， 下滤带出现折叠跑偏时。降低上滤带张紧压力至微压或0， 下滤带张紧压力正常， 人工强制复位， 强制使下纠偏探头处于该纠偏的位置， 运行压滤机， 下滤带前进过折叠区后， 各处操作条件恢复到原来状态， 上、下滤带张紧压力亦恢复到原来正常数值。

(3)当上、 下滤带都跑偏且有一条滤带出现折叠时(一般为上滤带)， 先强制上、 下滤带复位， 下滤带张紧压力调至微压或0， 上滤带张紧压力正常， 一人强制使上滤带纠偏探头处于纠偏位置， 另一人强制使下滤带纠偏探头处于纠偏位置， 运行压滤机至上滤带前进过折叠区后， 下滤带张紧压力提高至正常值， 等上、下滤带都走到正常位置后， 各参数都调至正常。

2.2.4 污泥黏带严重

每班应停止供料， 空运转至少0.5 h， 用清水充分洗涤滤网。

2.2.5 滤网被糊

高压水冲洗或改造水洗系统。

2.2.6 其它问题

供泥管道堵塞

原因： 供泥阀类型不合适。处理方法： 突然将碟阀全部打开， 让污泥将堵塞物冲出。如果这样处理无效， 则只有拆管维修了。

设计建议：

(1)供泥阀应避免采用碟阀。这种阀中央有碟片对污泥的通过形成障碍， 一旦污泥中夹杂固体或丝状物(这是难免的)， 很容易堵塞。

(2)污泥输送采用螺杆泵。螺杆泵有多重作用， 即通过调节转速可以调节污泥供应量， 不易堵塞， 对污泥有一定的搅拌作用。

3 脱水机的日常维护和保养

检查发现， 压泥机容易出现故障的位置主要有： 滤网， 烂边或折叠； 撑紧辊轴承、 轴芯， 纠偏辊轴承。

(1) 定期检查主驱动电机齿轮箱的油位， 每工作10 000 h或每两年更换一次齿轮油。

(2) 每月对所有轴承充填润滑脂。

(3) 设备重点部位的每班检点制度。

(4) 每一次停机应对整机进行彻底清洗， 包括脱水机、 皮带机等。

(5) 加强巡视。正常运行过程中， 要每间隔0.5 h对脱水机的有关部位进行巡查。例如： 皮带的紧张情况、 皮带的走向、 污泥是否均匀分布于滤带上， 运输皮带的受力是否均衡、 皮带有无跑偏等。

(6) 发现小型故障， 应及时维修。

4 结语

三水大塘污水处理有限公司在絮凝剂的选择、 溶解、 重力脱水段角度、 网带张力、 冲洗方式等方面进行了不断的改进， 解决了压滤机的跑泥、 网带跑偏等问题， 并严格要求工人按照带式压滤机的操作规程进行操作， 很好地解决了三水大塘工业园区进驻的40多家企业所产生的废水处理问题。

[1] 石凤林. 研制DY一3型带式压滤机的几点体会[J]. 中国给水排水， 1990， 6(1)： 58-61.

[2] 莫诩孟. CPF3500S 型带式压滤机使用与维护[J]. 东北煤炭技术， 1989 (1)： 10-13.

[3] 仲伟刚，王涛. 带式压滤机的结构设计对其处理能力的影响[J]. 中国给水排水，2003，19(3)： 90-92.

[4] 李亚军， 张哲， 田涤尘. 带式压滤机的结构设计及运行管理[J]. 科技咨询，2006， 24(19)： 159.

[5] 方存刚. 滤带起拱原因分析[J]. 煤矿机械，1998(11)： 40-41.

[6] 方存刚. 滤带中污泥外溢原因分析及结构改造[J]. 过滤与分离,1999(1)： 39-40.

[7] 何修光 . 带式压滤机运行中遇到的问题及处理措施[J]. 工业用水与废水，2002，33(5)： 48-49.

[8] 袁泉， 孙宾. 污泥脱水用带式压滤机的应用经验[J]. 过滤与分离，2005，15(1)： 31-33.

[9] 潘礼东. 带式压滤机处理能力的影响因素与对策[J]. 科技咨询，2006(4)： 31-32.

[10] 兰晓玲， 王俊岭， 李永春. 带式压滤机运行中常见问题及处理措施[J]. 河北工业科技， 2006， 24(1)： 43-45.

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， 广东五华人， 高级实验师， 主要从事染整、 环保实践教学与研究工作。

设备与控制

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

TH 122

B

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