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带式压滤机介绍及处理能力的计算方法

发布时间:2020-06-18 06:46

  带式压滤机介绍及处理能力的计算方法_机械/仪表_工程科技_专业资料。. 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

  . 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 = η ss * SSo *Q / 1000 = 37.5kg /d 总悬浮物 TSS 惰性组份比例η ss 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 μ m 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 力,t/h (3) W--污泥总量,t/h; Q 进料量--单台带式压滤机的处理能 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,澳门赌场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=ω V,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 .


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