任何一台带式压滤机都是由重力脱水区和压榨脱水区加之必要的辅助系统组成一台完整的机器。那我们就说一下这些机械设备区域的作用以及设计。
重力脱水区
絮凝污泥首先进入重力脱水区,絮凝产生的游离水绝大部分需在该区被脱除。所以,重力脱水区是影响带式压滤机处理能力首当其冲的主要因素之一。在重力脱水区内,絮体沉淀在滤带之上,游离水需要通过絮体透过滤带而脱除,这就给长度有限的重力脱水区段增加了很大的负担,要在整机尺寸和重力脱水区长度不变的前提下最大地提高该区的效率,在其结构的考虑上,从以下三方面着手很有实效:
(1)设计具有一定仰角的上倾式滤带运动结构,这样,污泥随滤带向前运动时,大部分游离水将倒流回入泥口处的湍流区,在湍流区内絮体尚在生长过程加之受污泥泵的推力作用,完全处于运动状态,所以,游离水不会受絮体层的阻碍而极易被脱除。
(2)设计多级错位布置的犁耙梳泥结构,使移出湍流区平铺与滤带上的污泥不断受到梳理,以使未及倒流回湍流区的游离水被及时滤掉。其犁耙级数和耙齿间距的设置应根据重力脱水区的长度和对各种处理介质的适应性来综合考虑进行设计。
(3)在满足整机结构尺寸的前提下,重力脱水区长度尺寸应尽可能加大,以求得最长的重力脱水时间。
楔型脱水区
随着滤带的运转,污泥进入楔型脱水区,楔型区兼有重力脱水和压榨脱水的双重作用,所以,楔型区亦是影响带式压滤机处理能力的主要因素之一。
如果当污泥还处于自由重力脱水具有较强流动状态的时侯,若对其突然施压,势必会造成污泥快速向受压点四周扩散,倘若由两条滤带组成的夹角很大,即污泥突然进入由两条滤带组成的挤压部,则必然造成从滤带两侧外卸产生“跑泥”现象。
产生“跑泥”就无法压出泥饼,也就更谈不上提高处理量。从这一点上讲,楔形角应越小越好。但是,若楔形角设计过小,从重力脱水区过来的污泥不能全部进入楔型区,直接造成污泥在楔型区入口处堆积从滤带两侧外溢。此时,只能减小污泥泵流量以保证脱水工艺的稳定,这样反而减小了处理量。若处理不当还会造成整个脱水工艺过程发生紊乱。
究竟楔形角多大才合理,应该结合重力脱水区的长度,滤带运行的速度范围,滤带的透水性能,楔型区的长度、带式压滤机设计最大处理能力等因素综合考虑;应保证即能最大限度地接受重力脱水区送来的污泥,又可以使污泥在楔型区内尽可能早的接受缓慢递增的、污泥向滤带两侧扩散外溢趋势极小的预压,使污泥中剩余游离水的脱除量完全满足污泥逐渐增稠变硬的要求,从而顺利地过渡到压榨区。
压榨脱水区
经过楔型脱水区脱水的污泥,仍然还没有形成滤饼,并且具有一定的流动性,但是已经完全可以经受来自两条滤带施加给其的合理压榨力。之所以称合理压榨力,是因为如果压榨区结构设计的不合理,也完全可能造成污泥在接受逐渐增加的挤压力的过程中,形成污泥受压扩散和滤水过程不协调而外泻“跑泥”。所以,压榨区结构设计的优劣,也将对带式压滤机处理量产生直接影响。
(1)辊径变化的影响:压榨辊曲率半径的均匀递减,则各辊单位面积上的正压力均匀递增,即污泥所受的挤压力和剪切力由低向高均匀、平稳过渡, 这样可以有效地避免由于压力突变造成的“跑泥”现象。为此,应尽可能做到相临两辊径之差为接近值的降径设计。如我们设计的压榨辊系相临辊径差值的排列顺序为:49、52、52、54、60mm。
(2)包角变化的影响:滤带对各辊的包角趋近等梯度增加,使得污泥在压榨段内一直处于稳定递增的受压状态,既可以保证提高处理量的稳定性又可以最大限度的降低泥饼含水率。为此,应尽可能做到压力由低向高的辊子包角趋近等梯度增加的设计思路。
(3)相邻两辊中心距的影响:压榨辊系中相邻两辊中心距的合理布局,可以最大限度降低压榨段滤带做无用功的长度,以尽可能地防止“漏泥”现象产生而影响处理量。为此,应力求做到相邻两辊中心距最短的设计标准。
辊径、包角和中心距是互为关联的三个指标,在实践中应以辊径为基准与包角和中心距两指标进行平衡设计,以求得相对的最佳设计方案。
滤带张力
常规状态下,张力值设计的越大,泥饼含水率可能越低,但是,压力越高压榨段挤漏“跑泥”的可能性就越大,为了解决“跑泥”,实际工作中在其它因素(如絮凝效果、冲洗效果等)都正常只有采用减小处理量来求得平衡。所以,在保证泥饼含水率基本要求的前提下,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,应适当降低张力设计值。
滤带运行速度
在保证污泥由重力、楔型脱水区安全、平稳过渡到压榨区的前提下(80%以上游离水充分脱除),适当提高滤带运行速度就可以相应提高污泥泵流量,也就是提高了带式压滤机的处理量。为此,在满足其它设计指标的前提下,应适当扩大滤带运行速度范围指标。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,当污泥经过压榨脱水后,残存在滤带缝隙中的泥渣若不及时处理干净,下一个脱水循环的滤液就无法透过滤带排出。这样,势必造成从滤带两侧泄漏。此时,处理量急剧下降甚至根本谈不上处理量。所以,设计高性能的冲洗装置是非常重要的。
滤带选择
滤带透气量选择的合适与否,对处理能力的提高起着至关重要的作用。透气量过大,容易造成压榨段滤液浑浊,去除率降低。透气量过小,重力区排水效率低,处理能力直接受到影响,当絮凝效果稍有下降时,还有可能在压榨段出现挤压“跑泥”现象。
选择滤带时还应该考虑到滤带编织结构对冲洗效果的影响(相同透气量,不同编织结构的滤带对冲洗效果的影响不同)、耐磨性、接头形式(涉及到最小曲率半径)对滤带寿命的影响等。
结论
通过的分析不难看出,结构设计对带式压滤机处理能力的影响主要体现在重力脱水区、楔型脱水区、压榨区、冲洗装置的设计以及滤带运行速度、滤带张力设计和滤带选择等方面。如果将每一个问题都考虑的即全面具体,又能够有机地协调好各方面的相互配合和制约关系,就能够使带式压滤机更好的服务于我国众多行业的固液分离领域。