Application of chamber plate and frame filter press in sludge dewatering

2022/04/19 Category.Technical Literature 713

Application of chamber plate and frame filter press in sludge dewatering

通過Plate and frame filter press用于污泥脫水時的工藝分析，結合工業廢水產生污泥的特點，對板框壓濾機的選擇、設計、計算及使用過程中易出現的問題和注意事項等進行了論述，并給出了設計、計算公式及部分參數。同時對板框壓濾機配套污泥泵的選擇也進行了分析。關鍵詞板框壓濾機污泥脫水設計計算設備選型污泥處理是污水處理工程的重要組成部分，對于絕大多數工業廢水處理設施而言，污泥處理一般是指污泥脫水干化。在工業廢水處理設施中，機械脫水是一種應用較廣泛的技術，其設備有多種類型。

自1996年起，將板框壓濾機分別應用于印染、制革、電鍍、化工、化纖、醫藥等行業的污泥脫水工程中，其規模以脫水后污泥(含水率70％～80％)計，處理量為1～60 m3／d不等。從實際運行效果看，板框壓濾機用于工業廢水污泥脫水，無論從設備投資，還是操作管理，都是一種比較好的方法。

板框壓濾機應用于污泥脫水工程中的設計計算、選型及使用

1設計負荷計算板框filter press脫水的原理是利用壓力泵將污泥泵人板框壓濾機過濾室內，由于壓力作用，污泥中的部分水分子透過濾布匯聚到壓濾機內濾液管排出，滯留在過濾室內的污泥隨著水分減少，逐漸干化，當污泥含水率降至70％～80％時，污泥即可從板框壓濾機卸出，完成污泥脫水過程。

板框壓濾機的脫水效果，完整的污泥脫水操作流程

①進料過程，指自污泥經壓力泵泵入板框壓濾機開始，至板框壓濾機濾室內充滿脫水后的污泥，以脫水后干污泥體積，折算成脫水前污泥量所耗時間。

②保壓過程，指為保證脫水效果，進料結束后，為保持過濾壓力，壓力泵繼續進行工作的；

③卸料過程，指保壓完成后，從板框壓濾機卸出污泥，轉運至堆場的耗時。

④清洗過程，指卸料后沖洗濾板、濾布及設備周圍污泥，至復原設備供再次使用的時間。

以上4個過程構成板框壓濾機進行污泥脫水的完整周期。據此，推出板框壓濾機選用臺數公式和配套污泥加壓泵流量公式，

見式(1)、式(2)。 z—V-W-(T1+Tz+7″3+T4)／(8fVW2) (1) Q—V1W1／(燈1)

(2) 式中扎——板框壓濾機臺數；卜板框壓濾機操作班數； W。——脫水前污泥含水率，％； W。——脫水后污泥含水率，％；卜單臺板框壓濾機濾室容積，m3； V。——每天待脫水污泥體積，m3； L——進料時間，h； T2——保壓時間，h；兀——卸料時間，h； T4——清洗復位時間，h； Q——加壓泵流量，m3／h。

設計參數取值分析

2．1脫水前污泥含水率w。 w，如有條件以實測為準。對于新建項目可根據待處理污泥組分參考同類污泥進行估算，為提高污泥脫水效率，污泥進入板框壓濾機前一般經過濃縮，濃縮后污泥濃度參數取值應根據污泥中物化污泥和生化污泥所占比例進行調整，根據經驗，物化污泥比例超過50％，W，取96．5％～97．5％，生化污泥比例超過50％，W，取97．5％～98．5％。

2．2脫水后污泥含水率w。從實際工程運行數據分析，當污泥組分中物化污泥較多時，脫水后污泥含水率較低，生化污泥較多時，脫水后污泥含水率較高。一般設計取值可按物化和生化污泥比例確定。物化污泥比例大于50％， W。取70％～75％，物化污泥比例小于50％，W2取 75％～80％。

2．3單臺板框壓濾機濾室容積V 當脫水后污泥產量在1 m3／d以下，可按單臺 1～3次出泥量確定板框壓濾機濾室容積；當脫水后污泥產量在1～15甜／d且為手動出泥方式時，單臺板框壓濾機濾室容積不宜超過1 m3；當脫水后污泥產量在15 m3／d以上時，單臺板框壓濾機濾室容積超過1 m3。

2．4板框壓濾機操作班數廠根據具體情況，，取1～3，一般情況當污泥產量在10 m3以下，廠取1～2。

2．5板框壓濾機操作周期 4個工序構成板框壓濾機污泥脫水完整周期。鑒于目前工廠大多實行每班8 h的工作制度，從便于操作管理及發揮設備最大效率的角度考慮，實際運用過程中，板框壓濾機操作周期以4 h較為適宜。各工序時間視待脫水污泥性狀分配如下：進料T，一 1．5～2 h，保壓7″2—0．5～1．5 h，卸料T3—0．5 h，清洗復位T4—-0．5 h，進料與保壓時間總計為3 h。如脫水污泥脫水性能較差，進料時間宜為1．5 h，污泥脫水性能較好，T1可取2 h。

2．6加壓泵流量Q與板框壓濾機臺數” 污泥加壓泵常用型號有隔膜泵和螺桿泵2種。螺桿泵與板框壓濾機臺數為1對1配備，采用隔膜泵時可使用1臺隔膜泵配2臺板框壓濾機的方式。 2套及以上污泥脫水設備可不設備用。

設備選型

由于板框壓濾機并不是污泥脫水的專用設備，其型號和規格很多，在選型時需根據污泥脫水的特點確定。污泥脫水對濾餅無質量要求，但過濾過程中需根據濾液出水的水質，判斷濾布是否有破裂現象。結合工程經驗從投資及運行角度分析，用于污泥脫水的板框壓濾機機型宜采用液壓式增強聚丙烯明流不可洗廂式板框壓濾機。對于壓濾機濾板平面尺寸不超過 800 mmX 800 inlIl的壓濾機以手動拉板較為合適，對于濾板尺寸在1 000 mmX 1 000 1T11TI以上的壓濾機，原則上采用自動拉板形式。對于干污泥產量不超過 20 m3／d的工程，板框壓濾機單機過濾面積一般采用 60 mz以下，且濾板尺寸不超過800 mm×800 ITIITI的設備較為合適。對于板框壓濾機配套加壓泵，如有壓縮空氣源，盡量采用氣動隔膜泵。螺桿泵因其轉速較高，軸承易磨損，造成泵壓力降低，影響脫水效果，應盡量少用。特別是對于含有電石渣或以其作中和劑的污泥，不要使用螺桿泵。污泥脫水時，板框壓濾機視污泥性給水排水VOL33 No．7 2007 97 萬方數據質一般需保持0．2～0．5 MPa壓力，選擇壓力泵最大壓力不要超過0．6 MPa。

4設備布置及使用板框壓濾機機身較低，板框下緣距地面一般在 300 1T11TI左右，其卸下的污泥運輸較為困難。為解決此問題，設計時可將板框壓濾機基礎墊高600 mm 左右，設備基礎加高后，板框壓濾機卸泥時，可將手推車推至壓濾機濾板下，使干泥直接落人車內，方便外運。由于板框壓濾機工作時壓力較大，設備基礎應采用C20以上混凝土，基礎固定孔保護厚度需適當加大，保護層厚度不宜小于150 mm。對于濾板尺寸大于1 000 mm×1 000 mm且單臺過濾面積大于100 m2的板框壓濾機一般采用2 層布置形式較好，即板框壓濾機放置在二層，下設液壓式集泥斗，板框壓濾機卸下污泥直接儲存于集泥斗，集泥斗下端距地面高度2～2．5 m，以便污泥直接放于運輸車中。污泥加壓泵設計時，泵出口與板框壓濾機進口之間需設置壓力表及回流管，以掌握脫水設備工作工況，保證設備在保壓過程中穩定運行。回流管管徑與進料管管徑相同，但回流管上必須設調節閥門。為保證板框壓濾機脫水效果，濾布須定期清洗。對于干污泥產量10 m3／d以上規模的工程，建議配備工業洗布機及工業縫紉機各1臺。如有條件還應設容積約為5 m3的水池1座，濾布清洗前可用微酸性自來水浸泡4～8 h，以提高清洗效果。由于液壓技術及聚丙烯材料的應用，板框壓濾機用于污泥脫水，因此勞動強度大大降低，管理4套以下的機器，包括污泥短途駁運，每班2人即可完成，其實際工作時間為單臺單班在1 h左右。

效果與投資

通過對投人運行的工程進行回訪及反饋信息看，板框filter press用于工業廢水污泥處理具有操作簡單、管理方便、效率穩定的特點。所有投入使用的壓濾機都在正常運行，其中最早一批已使用10年。其中有一定規模且仍在正常運行各行業有代表性工程數據列入表1。通常板框壓濾機每10 m2市場價在1．5萬～2 萬元，配套螺桿泵單臺價格0．5萬～1．2萬元，氣動 98給水排水V01．33 No．7 2007 表1 各行業污泥脫水效果污泥組成／％污泥含水率／％干污泥產工廠類別物化污泥生化污泥脫水前脫水后量|心|a 印染廠(棉、滌) 60 40 98～98．5 72～76 6～8 化工廠 90 10 97～98．5 70～72 5～6 粘膠長絲廠(含 100 0 97．5～98．5 70～75 10～15 漿粕) 粘膠短絲廠 100 0 97～98．5 70～75 15～20 印染廠(棉、滌) 50 50 98～98．5 72～78 3～4 電鍍廠 100 0 97．5～98．5 75 2～3 印染廠(絲、滌) 50 50 97．5～98．5 73～78 4～5 工業區 70 70 98～98．5 73～78 l～2 表2污泥脫水設備及土建投資(不包括污泥堆場) 項目數量投資／萬元 60 m2板框壓濾機 4套 29 氣動防膜泵 4套 8 配套管道 4 脫水機房 150 m2 7 合計 48 隔膜泵單臺價格在1．2萬～2．5萬元。下面以脫水污泥產量15 m3／d某工程為例，將其經濟指標匯總于表2。此外，4套板框壓濾機總耗電約40 kW·h／d。由表1看出，用板框壓濾機進行污泥脫水，脫水后干污泥含水率一般在75％左右，其脫水效果比較好。由表2可以看出，脫水干污泥產量15 m3／d，設備及配套設施總投資為48萬元。