一般帶式壓濾機應(yīng)用于煤炭、化工、造紙、印染等行業(yè)污泥脫水已眾所周知。但煉鋼廢水中的污泥比重大、堅硬、含大量的超微細氧化鐵粉。若采用其他的脫水設(shè)備處理, 如真空過濾機、板框壓濾機和離心脫水機, 都有各自的不足之處, 在應(yīng)用中受到限制。如真空過濾機對粘度大、粒度細的污泥脫水, 濾餅含水率高、落料低、處理能力低; 板框壓濾機盡管脫水效果好, 但不能連續(xù)作業(yè), 工人勞動強度高, 處理能力低, 基建與設(shè)備投資多, 電耗、氣耗多; 離心脫水機雖然處理能力大, 體積小, 但造價高, 磨損嚴(yán)重, 設(shè)備維修、管理困難, 脫水效果低。

    為此, 我們在總結(jié)國內(nèi)外各種經(jīng)驗基礎(chǔ)上, 對原有常規(guī)結(jié)構(gòu)和濾帶做了重要改進設(shè)計, 采用了快捷穩(wěn)定的換帶機構(gòu); 高性能高壽命濾帶; 變頻調(diào)速裝置; 調(diào)偏伺服機構(gòu); 濾帶平整裝置和根據(jù)我國工廠實際狀況而增設(shè)的行之有效的調(diào)偏氣源凈化保持裝置。

1　帶式壓濾機工作原理
    該帶式壓濾機主要由污泥預(yù)處理系統(tǒng)和帶式壓濾機主機組成。圖1為污泥預(yù)處理系統(tǒng)原理圖; 圖2為新型帶式壓濾機主機工作原理圖。

    待脫水的污泥首先進入預(yù)處理系統(tǒng), 污泥在預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)通過投加絮凝劑, 經(jīng)污泥混凝器作用對污泥進行絮凝, 然后將污泥送到帶式壓濾機主機重力脫水段, 污泥靠重力作用脫去大部分自由水和游離水, 這時污泥已失去流動性, 緊接著污泥進入楔形預(yù)壓脫水段, 進行預(yù)壓脫水,污泥在楔形預(yù)壓脫水段中受到輕度壓力使污泥平整, 并再度脫水; 然后污泥進入到S形擠壓段中被夾在上下兩層濾帶中間, 經(jīng)若干由大到小(壓強由小到大) 的輥筒反復(fù)擠壓同時對污泥進行剪切, 促使污泥進一步脫水。最后通過卸料裝置將泥餅從濾帶上剝離下來。

2　帶式壓濾機結(jié)構(gòu)特征

2. 1　污泥預(yù)處理系統(tǒng): 如圖1所示, 污泥預(yù)處理
    系統(tǒng)主要由絮凝劑溶解罐, 污泥緩沖罐, 污泥混凝器, 供料泵, 供藥泵等組成。其主要目的是對污泥投加絮凝劑并經(jīng)過污泥混凝器作用, 使污泥與藥劑充分混凝反應(yīng), 使之達到超絮凝的目的, 污泥預(yù)處理的好壞是本機關(guān)鍵技術(shù)之一, 對于絮凝劑的投加種類及投加量, 需根據(jù)不同物料和性質(zhì)來選擇, 這些參數(shù)的確定, 可根據(jù)小樣試驗或開機試驗來確定。

絮凝劑、凝聚劑、助凝劑、助濾劑如下:

2. 1. 1　有機類:
    (1) 聚丙烯酰胺( PAM)

     (2) 聚乙烯毗烯鹽(陽離子型)

    (3) 聚丙烯酸鈉(陰離子型)

     (4) 天然高分子物質(zhì)(淀粉樹膠、藻類等)

2. 1. 2　無機類:
    (1) 硫酸鋁( 2) 明礬( 3) 聚合氧化鋁( 4)硫酸亞鐵(5) 硫酸鐵(6) 碳酸鎂

2. 1. 3　助濾劑:
    (1) 珠光體(2) 硅土(3) 消石灰(4) 鋸屑(5) 碳粉(6) 石棉(7) 氯氧化硫酸亞鐵

    以上有機類絮凝劑主要是高分子物質(zhì), 它的凝聚作用是使物料中粒子交聯(lián)(架橋) , 以形成較大顆粒。無機類絮凝劑的作用是中和物料粒子的表面電荷, 以粒子間的引力作結(jié)合力, 形成絮塊。助濾劑的作用在于過濾分離掉微粒子及防止膠狀微粒子對介質(zhì)的阻塞。

2. 2　如圖2所示, 壓濾機主機分為: 給料裝置1、
    重力脫水段2、楔形預(yù)壓段3、S形擠壓段4、張緊裝置5、清洗裝置6、調(diào)偏裝置7、驅(qū)動裝置8、卸料裝置9、機架10, 共10個主要部分。

    給料裝置: 給料裝置主要由進料管、混合筒和漏斗三部分組成, 混合筒由電機驅(qū)動, 采用無極調(diào)速?；旌贤埠吐┒凡捎貌讳P鋼板制成, 使該裝置具有良好的防腐性能。

    重力脫水段: 重力脫水段主要由數(shù)個并排放置的托輥和擋板組成, 托輥表面掛硬膠, 使托輥具有良好的耐腐性能。濾帶在托輥上表面滾動, 隨著濾帶的前進, 被絮凝料漿中的大部分游離水在重力作用下自動脫除, 擋板主要是防止料漿從側(cè)面溢出。

    重力脫水段分為2層, 經(jīng)預(yù)處理后的污泥首先入第一層重力脫水段, 靠污泥本身重力作用脫去大量水分, 剩余表面稀泥, 經(jīng)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)使污泥落到第2層重力脫水段, 再次進行重力脫水,使污泥失去流動性。

    楔形預(yù)壓段: 楔形預(yù)壓段是由上下兩層若干個直徑相同的輥筒組成, 上下濾帶從上、下托輥間通過, 兩條濾帶間的間隙沿著濾帶前進的方向逐漸減小, 最后上下兩條濾帶重疊到一起,形成一個楔形區(qū), 隨著間隙的減小, 壓力在不斷的提高, 以對污泥進行預(yù)壓, 為擠壓脫水做準(zhǔn)備。楔形預(yù)壓段的下層輥筒是固定的, 對濾帶起支撐作用, 上層輥筒是可調(diào)的, 通過調(diào)節(jié)上層組輥高度來改變“楔角空間大小”。

    S形擠壓段: 經(jīng)楔形預(yù)壓脫水后的污泥進入到S形擠壓段。污泥被夾在上、下兩層濾帶之間, 經(jīng)過若干個由大到小的輥筒, 形成了一定的壓強梯度, 使污泥受到的壓強由小逐漸變大,同時對污泥進行剪切, 達到逐步減少水分的目的。

    張緊裝置: 張緊裝置包括上、下兩套張緊機構(gòu), 分別張緊上、下濾帶, 每套機構(gòu)由張緊輥、導(dǎo)向桿、氣囊和同步齒輪軸構(gòu)成。張緊輥軸徑兩端支撐在左右導(dǎo)向桿上, 導(dǎo)向桿另一端與氣囊連接, 氣囊充氣后推動導(dǎo)向桿, 帶動張緊輥移動將濾帶張緊, 為保證左右導(dǎo)向桿同步移動,導(dǎo)向桿上裝有齒條與同步軸兩端的齒輪嚙合。保證了張緊輥的平行移動, 使濾帶沿輥的長度方向上獲得相同的張緊力。

    清洗裝置: 上、下濾帶分別安裝清洗水管, 用水壓大于0. 7 MPa的清水對濾帶進行清洗(邊工作邊清洗) 達到濾帶再生的目的。清洗管內(nèi)設(shè)有尼龍刷, 當(dāng)機器運轉(zhuǎn)時, 可用手輪操縱尼龍刷, 以清洗噴嘴上贓物, 避免噴嘴堵塞。

    調(diào)偏裝置: 每一條濾帶均設(shè)有旋轉(zhuǎn)調(diào)整托輥,以防止濾帶運行中偏離中心位置, 調(diào)整托輥由氣動調(diào)整裝置自動操縱, 氣動調(diào)整裝置由以下三部分組成: a) 終端控制零件, 即兩個氣囊操縱調(diào)整托輥; b) 自動控制閥盤, 調(diào)整氣囊中的空氣流量;c) 探測板, 傳輸濾帶邊緣的位置,并與相關(guān)的自動控制相連。當(dāng)濾帶跑偏, 觸及邊緣的限位開關(guān),轉(zhuǎn)閥接通, 氣囊打開, 調(diào)偏托輥向濾帶移動的相反方向移動一個角度, 使跑偏端產(chǎn)生一個返回力矩,
濾帶返回原位, 轉(zhuǎn)閥關(guān)閉氣囊。

    當(dāng)調(diào)偏裝置失靈, 濾帶嚴(yán)重跑偏, 觸到裝在機架上的行程開關(guān), 發(fā)出信號, 切斷電源, 機器停止運行。

    驅(qū)動裝置: 驅(qū)動裝置是由變頻調(diào)速裝置控制驅(qū)動電機, 實現(xiàn)電機無極調(diào)速, 電機輸出端聯(lián)接大速比的行星擺線減速器, 減速器輸出的扭矩通過鏈條傳遞到上、下驅(qū)動輥, 帶動上下濾帶運動。

    卸料裝置: 帶有彈簧刮刀片的刮刀在濾帶上相對滑動, 使濾餅脫離濾帶掉落在皮帶運輸機上。

    機架: 機架由空心方型鋼管組成, 上下兩部分機架用四個M42螺栓連成一個整體。為了整體更換濾帶, 機架的一側(cè)可以打開, 機架的表面涂防腐層, 所有接合面都要求加工, 確保輥子安裝后位置精確。

3　主要技術(shù)性能與國外同類產(chǎn)品對比
    表1是該機與國外同類產(chǎn)品的主要技術(shù)性能對比表  

    由表1可以看出, 該帶式壓濾機從分體換帶機構(gòu)、驅(qū)動方式、調(diào)偏裝置等方面已達到國外發(fā)達國家同類產(chǎn)品水平, 其中增設(shè)了濾帶平整裝置和根據(jù)我國工廠實際狀況而設(shè)的調(diào)偏氣源凈化保持裝置。

4　新型帶式壓濾機改進的幾個關(guān)鍵技術(shù)

4. 1　快捷穩(wěn)定的換帶機構(gòu), 針對尖硬氧化鐵粉污
    泥處理, 濾帶是最薄弱的環(huán)節(jié), 要提高濾帶壽命,其中無接頭是一個關(guān)鍵, 這就要求機器可快捷分體換帶, 提高生產(chǎn)效率。具有單側(cè)開啟式結(jié)構(gòu)的機架可以保證分體換帶, 同時機架有足夠剛度保證運動件安裝精度;

4. 2　高性能高壽命濾帶, 大量實驗證明, 原聚氨   酯濾帶由于其物理特性, 壽命在現(xiàn)有情況下只在500 h～700 h, 甚至結(jié)構(gòu)不好的還要低到百小時左右(如螺旋網(wǎng)) 。所以選用新型高分子合成材料,由尼龍, 聚酯和聚丙烯等原料織制而成的四綜雙層網(wǎng), 上層絲徑較細、結(jié)構(gòu)較緊密, 起捕集作用, 下層絲徑較粗, 強度高, 以提高濾帶的性能和壽命;

4. 3　變頻調(diào)速既能保持機器連續(xù)自動穩(wěn)定生產(chǎn),同時負載特性好, 速度穩(wěn)定, 沖擊力小, 對濾帶壽命有很大提高;

4. 4　調(diào)偏伺服機構(gòu), 選擇合理數(shù)學(xué)模型, 設(shè)計合理伺服閥, 保持調(diào)偏橫向運動平穩(wěn), 也是提高濾帶壽命的關(guān)鍵技術(shù);

4. 5　調(diào)偏氣源凈化保持裝置: 冶金工廠氣源一般都不干凈, 經(jīng)常使伺服閥失靈無法調(diào)偏, 造成濾帶損壞, 為此采用SMC氣源3 聯(lián)件, 使氣源凈化,保持壓力穩(wěn)定, 一旦有問題馬上報警提示, 保證整機工作性能和濾帶壽命;

4. 6　濾帶平整裝置: 由于濾帶采用新材料, 耐磨性、抗老化性能大大提高, 但也容易出現(xiàn)出皺現(xiàn)象, 直接影響濾帶壽命。為此增加一套氣動平整裝置, 通過沖氣氣囊保持濾帶恒定的張力,使濾帶平整運行, 大大提高濾帶壽命。

5　結(jié)論
    新型帶式壓濾機主要特點:

5. 1　脫水效果好: 本機采用了化學(xué)處理和機械壓力脫水相結(jié)合的方法。進泥漿含水率在70%～80% , 出泥含水率20%～30%。

5. 2　濾帶壽命長: 平均壽命為2 000 h, 最高達5000 h, 效率高。

5. 3　操作管理方便: 本機自動化程度高, 供料以及濾帶工作速度均用無級調(diào)速電機控制, 濾帶還設(shè)有自動調(diào)偏裝置, 本機可在無人操作下自動安全運行。

5. 4　設(shè)備運行成本低: 本機電耗低, 投藥量少,處理每噸干泥費用僅是真空過濾機的1 /2左右。并具有噪音低, 無振動優(yōu)點。

5. 5　污泥處理能力強: 由于本機是連續(xù)運行, 重力脫水部分較長, 采用了雙層重力脫水式和楔形預(yù)壓脫水方式, 提高了前期脫水效果, 從而可提高濾帶工作速度, 增大了污泥處理能力。
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