電鍍廢水處理站污泥脫水設(shè)備設(shè)計探析

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摘要：通過對常見污泥脫水設(shè)備帶式壓濾機、廂式壓濾機、離心式脫水機的結(jié)構(gòu)、脫水原理及適用范圍等進(jìn)行分析對比，本工程脫水設(shè)備采用廂式壓濾機，運用簡化計算污泥量的方法確定了廂式壓濾機的主要設(shè)計參數(shù)為過濾面積。供涉及廢水處理站壓濾機選型的人員參考。

關(guān)鍵詞：電鍍污泥；壓濾機選型；過濾面積

1概述

本電鍍廢水處理站，平均日處理電鍍廢水約100～130m3/d，電鍍廢水主要含有鉻、鋅、銅、鎳等金屬離子與化合物。廢水經(jīng)加藥、混凝沉淀等化學(xué)方法處理，將廢水中的各種金屬離子與化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物，后經(jīng)斜管沉淀器沉淀，處理后的廢水排向市政污水管網(wǎng)。產(chǎn)生的電鍍污泥存于污泥濃縮罐中，污泥產(chǎn)生量約3m3/d，按平均每3日壓濾機壓濾一次計，每次壓濾污泥約9m3。電鍍污泥含水率約為98%，具有體積大、不利于運輸和處置等特點，需要進(jìn)行脫水處理，實現(xiàn)降低污泥含水率，減少污泥體積的目的。壓縮后的污泥成泥塊狀，便于裝車運輸，送至危險廢物處理單位進(jìn)行最終處置。

2常用污泥脫水裝置類型及對比

機械脫水方式為污水處理站普遍采用的方式，污泥機械處理設(shè)備主要有帶式壓濾機、廂式壓濾機、離心式脫水機等。本文對帶式壓濾機、廂式壓濾機和離心式脫水機的結(jié)構(gòu)、工作原理及適用范圍等簡要介紹。

2.1帶式壓濾機

帶式壓濾機由材質(zhì)為金屬絲網(wǎng)的壓濾帶和材質(zhì)為濾布的過濾帶組成。上下兩組回轉(zhuǎn)帶同向移動，污泥由一端進(jìn)入壓濾機，先經(jīng)過濃縮段，依靠重力過濾后進(jìn)入壓榨段。在壓榨段，由上下兩排支承錕壓軸擠壓污泥進(jìn)行脫水處理。過濾后污泥含水率為80%～85%。污泥預(yù)處理所需污泥調(diào)理劑一般為合成有機聚合物，如聚丙烯酰胺。帶式壓濾機直接將壓力施加在濾布，用濾布的壓力脫水，工藝簡單，無需真空或者加壓設(shè)備，是目前廣泛使用的脫水設(shè)備。

2.2廂式壓濾機

廂式壓濾機由壓緊板總成、止推板總成、濾板、油缸座總成、自動拉桿系統(tǒng)和電液控制系統(tǒng)組成。廂式壓濾機中每兩塊相鄰凹陷的濾板構(gòu)成一個廂型濾室，在輸送泵的壓力下，污泥進(jìn)入過濾室，通過濾布的過濾作用，將污泥和水進(jìn)行分離，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室形成泥餅，泥餅含水率為65%～75%。廂式壓濾機過濾速度快，密封性能好，污泥壓濾后含水率低，適用范圍廣。缺點是易堵塞，需要使用高壓泵沖洗濾布。

2.3離心式脫水機

離心式脫水機利用離心力的作用對污泥脫水，主要由轉(zhuǎn)筒和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成。污泥由中空軸進(jìn)入筒內(nèi)，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)，由于污泥顆粒與水比重不同，所受離心力大小不同，可使泥水分離。螺旋輸泥機與轉(zhuǎn)筒同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)速不同，使輸泥機的螺旋刮刀對轉(zhuǎn)筒有相對轉(zhuǎn)動，將泥餅由左端推向右端，最后從排泥口排出。脫水后，泥餅含水率為75%～80%。離心脫水機設(shè)備小，脫水效率高，中、低速轉(zhuǎn)筒式離心機應(yīng)用較為廣泛，但其制造工藝要求高，噪聲大，設(shè)備易磨損，污泥的預(yù)處理必須使用高分子聚合電解質(zhì)作為調(diào)理劑。

3壓濾機過濾面積參數(shù)設(shè)計與選型

從表1可以看出，廂式壓濾機脫水效果最好，運行管理及費用較低，通過對本廢水站污泥特性、運行狀況、技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)因素等多方面綜合考慮，污泥脫水設(shè)備采用廂式壓濾機。

3.1廂式壓濾機參數(shù)設(shè)計

廂式壓濾機的參數(shù)設(shè)計主要為過濾面積的計算，過濾面積的選擇通常采用類比法、模擬實驗法或者簡化計算等方式來確定，本工程壓濾機過濾面積的選擇是通過簡化計算污泥量的方式，來確定所需廂式壓濾機的過濾面積。污泥的相對密度是指污泥的質(zhì)量和同體積水的質(zhì)量的比值。將污泥中固體成分近似為一種成分，且污泥含水率為P%，則污泥的相對密度為：γ=100γ1γ2Pγ1+（100-P）γ2（1）式中：γ1為固體相對密度；γ2為水的相對密度。本項目電鍍污泥沉淀物大部分為金屬氫氧化物，以氫氧化鋁為主，其次為氫氧化鋅及氫氧化鉻，少量氫氧化銅和氫氧化鎳等，本項目電鍍污泥中主要固體份的相對密度γ1約為3，若污泥的含水率為98%，則由公式（1），電鍍污泥相對密度約為1.013。廂式壓濾機壓濾后污泥含水率約75%，由公式（1）計算得出，壓濾后電鍍污泥相對密度約為1.20。污泥體積、相對密度和含水率的關(guān)系：V=100msρWγ（100-P）（2）式中：V為污泥體積，m3；ms為污泥中固體的質(zhì)量，kg；ρWγ為水的密度，值為1000kg/m3。每次壓濾污泥約9m3，當(dāng)壓濾后污泥含水率為75%時，由公式（2）計算得壓濾后污泥體積約為0.6m3，體積縮小約90倍。按國家生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)，壓濾機濾室容積為12.5L/m3～16L/m3。取標(biāo)準(zhǔn)最低值，濾室容積12.5L/m3，則所需壓濾面積為48m2，選用過濾面積為50m2的廂式壓濾機。

3.2壓濾機選型

電鍍污泥經(jīng)廂式壓濾機壓濾后，濾餅含水率在70%～75%。根據(jù)電鍍廢水處理站處理廢水的特點，為減少污泥的產(chǎn)生量，本工程選用杭州興源環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的廂式壓濾機，型號為X10AZ-GR50/1000-UB增強聚丙烯廂式壓濾機，即廂式隔膜嵌入式自動拉板增強型聚丙烯壓濾機。該壓濾機濾板壓力≤0.6MPa、壓榨壓力≤1.0MPa，過濾面積為50m2。采用壓榨模式工作時，可以將壓濾后的污泥含水率控制在70%以下，有效減少污泥產(chǎn)生量。XAZ型廂式壓濾機廣泛用于化工、機械等行業(yè)中固液分離和電鍍廢水等工業(yè)廢水的污泥脫水處理。該型號壓濾機能對顆粒細(xì)、粘度大的物料進(jìn)行過濾，具有應(yīng)用廣泛、進(jìn)料壓力大、過濾速度快、自動控制靈敏、密封性能好和運行安全可靠的優(yōu)點。

4結(jié)論

對比三種常用的污泥脫水機性能，廂式壓濾機脫水效果最好，勞動操作強度適中，運行管理及費用較低，適用于本廢水處理站，壓濾后電鍍污泥含水率從98%降至75%，污泥體積從9m3降為0.6m3，通過簡化計算污泥量的方式，確定廂式壓濾機的重要設(shè)計參數(shù)過濾面積約為48m2，確定選型為型號X10AZGR50/1000-UB增強聚丙烯廂式壓濾機。

作者:于若男 姜曼 朱林 梁闊 張亞甜 單位:首都航天機械有限公司