Application of chamber plate and frame filter press in sludge dewatering

2022/04/19 Category.Technical Literature 563

Application of chamber plate and frame filter press in sludge dewatering

通过Plate and frame filter press用于污泥脱水时的工艺分析，结合工业废水产生污泥的特点，对板框压滤机的选择、设计、计算及使用过程中易出现的问题和注意事项等进行了论述，并给出了设计、计算公式及部分参数。同时对板框压滤机配套污泥泵的选择也进行了分析。关键词板框压滤机污泥脱水设计计算设备选型污泥处理是污水处理工程的重要组成部分，对于绝大多数工业废水处理设施而言，污泥处理一般是指污泥脱水干化。在工业废水处理设施中，机械脱水是一种应用较广泛的技术，其设备有多种类型。

自1996年起，将板框压滤机分别应用于印染、制革、电镀、化工、化纤、医药等行业的污泥脱水工程中，其规模以脱水后污泥(含水率70％～80％)计，处理量为1～60 m3／d不等。从实际运行效果看，板框压滤机用于工业废水污泥脱水，无论从设备投资，还是操作管理，都是一种比较好的方法。

板框压滤机应用于污泥脱水工程中的设计计算、选型及使用

1设计负荷计算板框filter press脱水的原理是利用压力泵将污泥泵人板框压滤机过滤室内，由于压力作用，污泥中的部分水分子透过滤布汇聚到压滤机内滤液管排出，滞留在过滤室内的污泥随着水分减少，逐渐干化，当污泥含水率降至70％～80％时，污泥即可从板框压滤机卸出，完成污泥脱水过程。

板框压滤机的脱水效果，完整的污泥脱水操作流程

①进料过程，指自污泥经压力泵泵入板框压滤机开始，至板框压滤机滤室内充满脱水后的污泥，以脱水后干污泥体积，折算成脱水前污泥量所耗时间。

②保压过程，指为保证脱水效果，进料结束后，为保持过滤压力，压力泵继续进行工作的；

③卸料过程，指保压完成后，从板框压滤机卸出污泥，转运至堆场的耗时。

④清洗过程，指卸料后冲洗滤板、滤布及设备周围污泥，至复原设备供再次使用的时间。

以上4个过程构成板框压滤机进行污泥脱水的完整周期。据此，推出板框压滤机选用台数公式和配套污泥加压泵流量公式，

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

(2) 式中扎——板框压滤机台数；卜板框压滤机操作班数； W。——脱水前污泥含水率，％； W。——脱水后污泥含水率，％；卜单台板框压滤机滤室容积，m3； V。——每天待脱水污泥体积，m3； L——进料时间，h； T2——保压时间，h；兀——卸料时间，h； T4——清洗复位时间，h； Q——加压泵流量，m3／h。

设计参数取值分析

2．1脱水前污泥含水率w。 w，如有条件以实测为准。对于新建项目可根据待处理污泥组分参考同类污泥进行估算，为提高污泥脱水效率，污泥进入板框压滤机前一般经过浓缩，浓缩后污泥浓度参数取值应根据污泥中物化污泥和生化污泥所占比例进行调整，根据经验，物化污泥比例超过50％，W，取96．5％～97．5％，生化污泥比例超过50％，W，取97．5％～98．5％。

2．2脱水后污泥含水率w。从实际工程运行数据分析，当污泥组分中物化污泥较多时，脱水后污泥含水率较低，生化污泥较多时，脱水后污泥含水率较高。一般设计取值可按物化和生化污泥比例确定。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单台板框压滤机滤室容积V 当脱水后污泥产量在1 m3／d以下，可按单台 1～3次出泥量确定板框压滤机滤室容积；当脱水后污泥产量在1～15甜／d且为手动出泥方式时，单台板框压滤机滤室容积不宜超过1 m3；当脱水后污泥产量在15 m3／d以上时，单台板框压滤机滤室容积超过1 m3。

2．4板框压滤机操作班数厂根据具体情况，，取1～3，一般情况当污泥产量在10 m3以下，厂取1～2。

2．5板框压滤机操作周期 4个工序构成板框压滤机污泥脱水完整周期。鉴于目前工厂大多实行每班8 h的工作制度，从便于操作管理及发挥设备最大效率的角度考虑，实际运用过程中，板框压滤机操作周期以4 h较为适宜。各工序时间视待脱水污泥性状分配如下：进料T，一 1．5～2 h，保压7″2—0．5～1．5 h，卸料T3—0．5 h，清洗复位T4—-0．5 h，进料与保压时间总计为3 h。如脱水污泥脱水性能较差，进料时间宜为1．5 h，污泥脱水性能较好，T1可取2 h。

2．6加压泵流量Q与板框压滤机台数” 污泥加压泵常用型号有隔膜泵和螺杆泵2种。螺杆泵与板框压滤机台数为1对1配备，采用隔膜泵时可使用1台隔膜泵配2台板框压滤机的方式。 2套及以上污泥脱水设备可不设备用。

设备选型

由于板框压滤机并不是污泥脱水的专用设备，其型号和规格很多，在选型时需根据污泥脱水的特点确定。污泥脱水对滤饼无质量要求，但过滤过程中需根据滤液出水的水质，判断滤布是否有破裂现象。结合工程经验从投资及运行角度分析，用于污泥脱水的板框压滤机机型宜采用液压式增强聚丙烯明流不可洗厢式板框压滤机。对于压滤机滤板平面尺寸不超过 800 mmX 800 inlIl的压滤机以手动拉板较为合适，对于滤板尺寸在1 000 mmX 1 000 1T11TI以上的压滤机，原则上采用自动拉板形式。对于干污泥产量不超过 20 m3／d的工程，板框压滤机单机过滤面积一般采用 60 mz以下，且滤板尺寸不超过800 mm×800 ITIITI的设备较为合适。对于板框压滤机配套加压泵，如有压缩空气源，尽量采用气动隔膜泵。螺杆泵因其转速较高，轴承易磨损，造成泵压力降低，影响脱水效果，应尽量少用。特别是对于含有电石渣或以其作中和剂的污泥，不要使用螺杆泵。污泥脱水时，板框压滤机视污泥性给水排水VOL33 No．7 2007 97 万方数据质一般需保持0．2～0．5 MPa压力，选择压力泵最大压力不要超过0．6 MPa。

4设备布置及使用板框压滤机机身较低，板框下缘距地面一般在 300 1T11TI左右，其卸下的污泥运输较为困难。为解决此问题，设计时可将板框压滤机基础垫高600 mm 左右，设备基础加高后，板框压滤机卸泥时，可将手推车推至压滤机滤板下，使干泥直接落人车内，方便外运。由于板框压滤机工作时压力较大，设备基础应采用C20以上混凝土，基础固定孔保护厚度需适当加大，保护层厚度不宜小于150 mm。对于滤板尺寸大于1 000 mm×1 000 mm且单台过滤面积大于100 m2的板框压滤机一般采用2 层布置形式较好，即板框压滤机放置在二层，下设液压式集泥斗，板框压滤机卸下污泥直接储存于集泥斗，集泥斗下端距地面高度2～2．5 m，以便污泥直接放于运输车中。污泥加压泵设计时，泵出口与板框压滤机进口之间需设置压力表及回流管，以掌握脱水设备工作工况，保证设备在保压过程中稳定运行。回流管管径与进料管管径相同，但回流管上必须设调节阀门。为保证板框压滤机脱水效果，滤布须定期清洗。对于干污泥产量10 m3／d以上规模的工程，建议配备工业洗布机及工业缝纫机各1台。如有条件还应设容积约为5 m3的水池1座，滤布清洗前可用微酸性自来水浸泡4～8 h，以提高清洗效果。由于液压技术及聚丙烯材料的应用，板框压滤机用于污泥脱水，因此劳动强度大大降低，管理4套以下的机器，包括污泥短途驳运，每班2人即可完成，其实际工作时间为单台单班在1 h左右。

效果与投资

通过对投人运行的工程进行回访及反馈信息看，板框filter press用于工业废水污泥处理具有操作简单、管理方便、效率稳定的特点。所有投入使用的压滤机都在正常运行，其中最早一批已使用10年。其中有一定规模且仍在正常运行各行业有代表性工程数据列入表1。通常板框压滤机每10 m2市场价在1．5万～2 万元，配套螺杆泵单台价格0．5万～1．2万元，气动 98给水排水V01．33 No．7 2007 表1 各行业污泥脱水效果污泥组成／％污泥含水率／％干污泥产工厂类别物化污泥生化污泥脱水前脱水后量|心|a 印染厂(棉、涤) 60 40 98～98．5 72～76 6～8 化工厂 90 10 97～98．5 70～72 5～6 粘胶长丝厂(含 100 0 97．5～98．5 70～75 10～15 浆粕) 粘胶短丝厂 100 0 97～98．5 70～75 15～20 印染厂(棉、涤) 50 50 98～98．5 72～78 3～4 电镀厂 100 0 97．5～98．5 75 2～3 印染厂(丝、涤) 50 50 97．5～98．5 73～78 4～5 工业区 70 70 98～98．5 73～78 l～2 表2污泥脱水设备及土建投资(不包括污泥堆场) 项目数量投资／万元 60 m2板框压滤机 4套 29 气动防膜泵 4套 8 配套管道 4 脱水机房 150 m2 7 合计 48 隔膜泵单台价格在1．2万～2．5万元。下面以脱水污泥产量15 m3／d某工程为例，将其经济指标汇总于表2。此外，4套板框压滤机总耗电约40 kW·h／d。由表1看出，用板框压滤机进行污泥脱水，脱水后干污泥含水率一般在75％左右，其脱水效果比较好。由表2可以看出，脱水干污泥产量15 m3／d，设备及配套设施总投资为48万元。