電鍍廢水處理站污泥脫水設備設計探析

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

關鍵詞：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。廢水經加藥、混凝沉淀等化學方法處理，將廢水中的各種金屬離子與化合物轉化為相應的氫氧化物，后經斜管沉淀器沉淀，處理后的廢水排向市政污水管網。產生的電鍍污泥存于污泥濃縮罐中，污泥產生量約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，需要進行脫水處理，實現降低污泥含水率，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構、工作原理及適用范圍等簡要介紹。

2.1帶式壓濾機

帶式壓濾機由材質為金屬絲網的壓濾帶和材質為濾布的過濾帶組成。上下兩組回轉帶同向移動，污泥由一端進入壓濾機，先經過濃縮段，依靠重力過濾后進入壓榨段。在壓榨段，由上下兩排支承錕壓軸擠壓污泥進行脫水處理。過濾后污泥含水率為80%～85%。污泥預處理所需污泥調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備，是目前廣泛使用的脫水設備。

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、自動拉桿系統和電液控制系統組成。廂式壓濾機中每兩塊相鄰凹陷的濾板構成一個廂型濾室，在輸送泵的壓力下，污泥進入過濾室，通過濾布的過濾作用，將污泥和水進行分離，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，主要由轉筒和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成。污泥由中空軸進入筒內，經高速旋轉，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。螺旋輸泥機與轉筒同向轉動，但轉速不同，使輸泥機的螺旋刮刀對轉筒有相對轉動，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%。離心脫水機設備小，脫水效率高，中、低速轉筒式離心機應用較為廣泛，但其制造工藝要求高，噪聲大，設備易磨損，污泥的預處理必須使用高分子聚合電解質作為調理劑。

3壓濾機過濾面積參數設計與選型

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、技術要求、經濟因素等多方面綜合考慮，污泥脫水設備采用廂式壓濾機。

3.1廂式壓濾機參數設計

廂式壓濾機的參數設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量和同體積水的質量的比值。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系：V=100msρWγ（100-P）（2）式中：V為污泥體積，m3；ms為污泥中固體的質量，kg；ρWγ為水的密度，值為1000kg/m3。每次壓濾污泥約9m3，當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。按國家生產制造標準，壓濾機濾室容積為12.5L/m3～16L/m3。取標準最低值，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

電鍍污泥經廂式壓濾機壓濾后，濾餅含水率在70%～75%。根據電鍍廢水處理站處理廢水的特點，為減少污泥的產生量，本工程選用杭州興源環保設備有限公司生產的廂式壓濾機，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，有效減少污泥產生量。XAZ型廂式壓濾機廣泛用于化工、機械等行業中固液分離和電鍍廢水等工業廢水的污泥脫水處理。該型號壓濾機能對顆粒細、粘度大的物料進行過濾，具有應用廣泛、進料壓力大、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點。

4結論

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計參數過濾面積約為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