引言

制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，廢水經(jīng)處理后才能達(dá)標(biāo)排放，在廢水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)廢水處理的要求越來(lái)越高，伴隨著廢水的深度處理，廢水中的污染物進(jìn)一步向污泥集中，使得污泥處理量和處理難度與日俱增，污泥的處理處置已成為制漿造紙企業(yè)節(jié)能減排任務(wù)中的重要環(huán)節(jié)，如何經(jīng)濟(jì)有效地解決污泥問(wèn)題已成為制漿造紙企業(yè)普遍面臨的難題。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)制漿造紙污泥脫水設(shè)備以帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)為主，即用該設(shè)備將含固率為2%~5%的經(jīng)過(guò)調(diào)理劑調(diào)質(zhì)的混合污泥進(jìn)行機(jī)械壓榨，使其含水率降至20%-30%,然后外運(yùn)，主要進(jìn)行填埋處置。這些脫水后的污泥體積龐大、含水率高、流動(dòng)性好，外運(yùn)填埋不僅占用大量土地資源，滲濾液對(duì)地下水的污染以及在此過(guò)程中帶來(lái)的其他二次污染也逐漸引起人們的重視。

制漿造紙污泥有機(jī)物含量高，成分相對(duì)簡(jiǎn)單，近年來(lái)焚燒、堆肥農(nóng)用等處置方式取得了較快的發(fā)展，而高干度脫水處理是各種污泥處置方式的共同要求”句，污泥的機(jī)械深度脫水是經(jīng)濟(jì)有效解決污泥問(wèn)題的關(guān)鍵所在。鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)作為一種新型深度脫水設(shè)備，在污泥深度脫水方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景，本文在介紹鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)的基本構(gòu)造和脫水原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例分析其在工程應(yīng)用中的應(yīng)用效果。

鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)，設(shè)備分為布料區(qū)、預(yù)壓脫水區(qū)、高壓脫水區(qū)和卸料區(qū)，具體由布料器、脫水系統(tǒng)、張緊系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)架等組成。鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)為全自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)時(shí)污泥輸送至布料器中，在雙軸螺旋的攪拌下，沿設(shè)備寬幅橫向均勻布料至下濾網(wǎng)，下濾網(wǎng)載著污泥一起運(yùn)行至預(yù)壓脫水區(qū)與上濾網(wǎng)重合，在預(yù)壓脫水區(qū)污泥被壓密變得平整，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)污泥的初步脫水，緊接著污泥進(jìn)入高壓脫水區(qū)，兩層濾網(wǎng)帶著污泥沿S形運(yùn)行，在高壓脫水區(qū)運(yùn)行過(guò)程中，受強(qiáng)大擠壓力和剪切力作用，污泥大量脫水，污泥離開(kāi)高壓脫水區(qū)后在設(shè)備末端被刮刀刮下，卸料后污泥經(jīng)皮帶機(jī)輸送至污泥堆場(chǎng)，卸料后，上下濾網(wǎng)回到設(shè)備起始端再次生產(chǎn)。布料器采用的是雙軸螺旋布料器，主要作用是沿設(shè)備寬幅橫向均勻分配污泥，并能根據(jù)車(chē)速的大小調(diào)整布料量。脫水系統(tǒng)主要由預(yù)壓脫水區(qū)和高壓脫水區(qū)組成，其中高壓脫水區(qū)由幾個(gè)高壓脫水單元組成，高壓脫水區(qū)采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要調(diào)整高壓脫水單元數(shù)量，一般選用1~3個(gè)高壓脫水單元，污泥脫水主要在高壓脫水區(qū)完成,高壓脫水區(qū)也是整個(gè)設(shè)備的核心部分。張緊系統(tǒng)分為鋼帶張緊和濾網(wǎng)張緊，分別用于調(diào)整鋼帶和濾網(wǎng)的松緊程度。糾偏系統(tǒng)由鋼帶糾偏部分和濾網(wǎng)糾偏部分組成，防止鋼帶和濾網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中跑偏。清洗系統(tǒng)分為鋼帶清洗和濾網(wǎng)清洗，使鋼帶和濾網(wǎng)始終保持清潔狀態(tài)，避免鋼帶和濾網(wǎng)堵塞而影響脫水效果。控制系統(tǒng)由變頻傳動(dòng)控制、進(jìn)料與布料控制、糾偏系統(tǒng)控制等組成，保證設(shè)備自動(dòng)化穩(wěn)定運(yùn)行。

脫水原理污泥中所含的水分一般認(rèn)為有4種形態(tài)，即間隙水、毛細(xì)結(jié)合水、表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水。其中,間隙水占總含水量的65%-85%,毛細(xì)結(jié)合水占總含水量的15%-25%,表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水一起占總含水量的10%。間隙水是指污泥顆粒包圍著的游離水分，這部分水不與污泥顆粒直接結(jié)合，很容易分離,是污泥濃縮的主要對(duì)象。污泥由高度密集的細(xì)小固體顆粒組成，在固體顆粒接觸的表面上，由于毛細(xì)力的作用，形成毛細(xì)結(jié)合水，濃縮作用不能分離毛細(xì)結(jié)合水，需借助機(jī)械作用力才能去除這部分水分。污泥顆粒細(xì)小，比表面積大，由于表面張力吸附的水稱為表面吸附水，表面吸附水難以用普通的濃縮或脫水方法去除。內(nèi)部結(jié)合水是指包含在微生物細(xì)胞內(nèi)的水分,只有破壞細(xì)胞膜才能去除內(nèi)部結(jié)合水。濾網(wǎng)的張力。一般能達(dá)到4~10kN/m,鋼帶的張力Qh一般能達(dá)到50~150kN/m,最大可以達(dá)到300kN/m,鋼帶機(jī)可根據(jù)污泥的性質(zhì)選擇高壓脫水單元的數(shù)量，當(dāng)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)釆用多個(gè)高壓脫水單元時(shí)，鋼帶張力設(shè)置成依次逐步升高，如當(dāng)釆用3個(gè)高壓脫水單元時(shí)，第一條鋼帶的張力若設(shè)置為50kN/m,第二條鋼帶的張力可設(shè)置為100kN/m,第三條鋼帶張力則可提高至150kN/m,這種逐步升高的壓榨壓力，結(jié)合泥餅在運(yùn)行過(guò)程中所受到的剪切力，可最大限度地將污泥中的水分壓榨出來(lái)，同時(shí),在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)污泥可脫水的程度，除了可以調(diào)整鋼帶張力大小外，還可以調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的速度來(lái)調(diào)整岀泥含固率（車(chē)速調(diào)整范圍一般為0.5-3m/min）,但是無(wú)論采用何種脫水方式，無(wú)論壓力梯度有多大,濾餅層中總會(huì)有一時(shí)刻毛細(xì)力與排液力達(dá)到平衡。

與其他脫水設(shè)備相比，鋼帶能提供強(qiáng)大的張力和剪切力（與鋼帶相比，濾網(wǎng)提供的張力幾乎可以忽略）并能連續(xù)生產(chǎn)，而且在生產(chǎn)過(guò)程中能靈活調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，這就是鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)區(qū)別于一般脫水設(shè)備能夠經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水的原因。

實(shí)際生產(chǎn)中，污泥深度脫水通常是機(jī)械作用和化學(xué)作用綜合作用的結(jié)果，除了配備機(jī)械設(shè)備外，往往會(huì)選擇加入藥劑來(lái)改善污泥脫水性能，污泥脫水的難易程度可以用比阻值來(lái)衡量，比阻值越大越難脫水，相反則越容易脫水。一般經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行機(jī)械脫水的污泥。之間較為經(jīng)濟(jì),造紙廠各種污泥的比阻值一般均大于此值。為改善污泥的過(guò)濾脫水性能，提高污泥脫水設(shè)備的效率，通常會(huì)對(duì)污泥進(jìn)行適當(dāng)調(diào)質(zhì)改性，化學(xué)調(diào)質(zhì)是最為常用的辦法，通過(guò)添加藥劑，降低電位，污泥顆粒表面的雙電層得到壓縮，使處于穩(wěn)定狀態(tài)的污泥膠體顆粒脫穩(wěn)，顆粒物之間通過(guò)藥劑絮凝作用而聚集，有些藥劑有降低表面張力和破壞細(xì)胞膜的作用，通過(guò)添加化學(xué)藥劑，不僅可以加快設(shè)備對(duì)污泥脫水的速度，而且能提高泥餅最終脫水的程度，使脫水后的泥餅含固率更高。

污泥深度脫水工藝與工程實(shí)踐

2.1污泥深度脫水工藝介紹

鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)作為二次深度脫水設(shè)備，可以與板框壓濾機(jī)、廂式隔膜壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)等設(shè)備配合使用，具體介紹如下。

2.1.1板框/廂式隔膜壓濾機(jī)與鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)聯(lián)合深度脫水

板框/廂式隔膜壓濾機(jī)與鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)聯(lián)合深度脫水工藝所示。其脫水過(guò)程為：當(dāng)含固率3%~5%的污泥添加藥劑后進(jìn)入板框/廂式隔膜壓濾機(jī)，污泥在板框/廂式隔膜壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)第一次過(guò)濾和壓榨脫水，脫水后泥餅含固率一般為30%-45%,卸料時(shí)泥餅經(jīng)輸送皮帶輸送至破碎機(jī)，破碎后泥餅落入移動(dòng)料斗中，移動(dòng)料斗通過(guò)進(jìn)料和出料實(shí)現(xiàn)泥餅的儲(chǔ)存和輸出，其作用主要是將板框/廂式隔膜壓濾機(jī)生產(chǎn)的泥餅暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，每次進(jìn)料能儲(chǔ)存板框/廂式隔膜壓濾機(jī)一個(gè)周期所產(chǎn)生的泥餅，移動(dòng)料斗出料時(shí)，泥餅經(jīng)過(guò)渡皮帶落入鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)的布料器料斗，通過(guò)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)進(jìn)行第二次壓榨脫水,經(jīng)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)壓榨后含固率一般可達(dá)到50%-55%。在移動(dòng)料斗出料供鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)的同時(shí)，板框/廂式隔膜壓濾機(jī)可以開(kāi)始第二個(gè)生產(chǎn)周期的生產(chǎn)，當(dāng)?shù)诙€(gè)生產(chǎn)周期準(zhǔn)備卸料時(shí)，移動(dòng)料斗中的泥餅已經(jīng)被鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)處理完，可以進(jìn)料儲(chǔ)存板框/廂式隔膜壓濾機(jī)的泥餅，如此反復(fù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。脫水后的泥餅輸送至污泥堆場(chǎng)準(zhǔn)備處置，脫水設(shè)備壓榨出來(lái)的壓濾液經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。板框/廂式隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)勢(shì)是化學(xué)藥劑用量低,以及對(duì)不同性質(zhì)污泥適應(yīng)性強(qiáng)，缺點(diǎn)在于板框機(jī)/廂式隔膜壓濾機(jī)是間歇生產(chǎn)，自動(dòng)化程度低，并且在壓榨脫水階段，效率低而能耗高；鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)為連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量大，自動(dòng)化程度高，能對(duì)已經(jīng)脫水污泥實(shí)現(xiàn)低能耗二次深度脫水。板框/廂式隔膜壓濾機(jī)和鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)聯(lián)合深度脫水工藝可充分發(fā)揮兩種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，污泥在低濃過(guò)濾脫水階段采用化學(xué)藥劑用量低，對(duì)污泥適應(yīng)性強(qiáng)的板框/廂式隔膜壓濾機(jī)，在高濃壓榨階段采用效率高能耗低的鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)，根據(jù)污泥在不同狀態(tài)下脫水難度的差異以及對(duì)設(shè)備與過(guò)濾介質(zhì)的差異化要求，釆取不同的設(shè)備分段處理，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行成本達(dá)到最低，不足之處在于板框/廂式隔膜壓濾機(jī)為間歇生產(chǎn)，鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)為連續(xù)生產(chǎn)，兩個(gè)設(shè)備中間需要的過(guò)渡設(shè)備較多，系統(tǒng)配置相對(duì)復(fù)雜，前期投資成本也相對(duì)較高。

2.1.2帶式壓濾機(jī)/離心機(jī)與鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)聯(lián)合深度脫水

帶式壓濾機(jī)/離心機(jī)與鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)聯(lián)合深度脫水工藝如圖4所示。其脫水過(guò)程為：當(dāng)含固率3%~5%的污泥添加藥劑后經(jīng)帶式壓濾機(jī)/離心機(jī)處理至含固率20%-30%,脫水后泥餅在螺旋輸送機(jī)中與藥劑充分?jǐn)嚢杌旌希?jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)布料器料斗，經(jīng)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)脫水至45%~55%左右的含固率，脫水后泥餅至污泥堆場(chǎng)準(zhǔn)備處置,脫水設(shè)備壓榨出來(lái)的壓濾液經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。該工藝中所有設(shè)備均為連續(xù)生產(chǎn)，優(yōu)點(diǎn)是中間過(guò)渡設(shè)備少，工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，可直接在客戶現(xiàn)有的帶式壓濾機(jī)/離心機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，占地和投資相對(duì)較省，不足之處在于前段普通帶式壓濾機(jī)藥劑用量相對(duì)偏高，而且當(dāng)帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)出來(lái)泥餅偏濕時(shí)，有時(shí)需要加入干粉藥劑以改善污泥脫水性能和抗剪切性能。

工程實(shí)踐

總結(jié)了近年來(lái)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)在制漿造紙污泥深度脫水中的應(yīng)用狀況。從表1中可以看出，經(jīng)過(guò)鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)處理后，污泥含固率基本可以達(dá)到50%-55%o鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)投入市場(chǎng)以來(lái)，以其優(yōu)異的性能及靈活的搭配方式，為眾多造紙廠解決了污泥處理的難題，得到用戶的普遍認(rèn)可。

結(jié)論與展望

鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)能將制漿造紙污泥脫水至50%-55%含固率，為后續(xù)污泥資源化利用奠定了基礎(chǔ)，為制漿造紙工業(yè)污泥處理處置的難題提供了一條新的解決方案。

鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)通過(guò)與板框機(jī)、廂式隔膜壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)聯(lián)合深度脫水，根據(jù)污泥在不同狀態(tài)下脫水難度的差異以及對(duì)設(shè)備及過(guò)濾介質(zhì)的差異化要求，采取不同的設(shè)備分段處理，既可經(jīng)濟(jì)合理地實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水，又保證了設(shè)備廣泛的適應(yīng)性。

除了制漿造紙污泥的脫水，鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)也適用于漿料脫水洗滌、漿渣脫水、白泥脫水等各種需要固液分離的場(chǎng)合；另外，鋼帶式壓榨過(guò)濾機(jī)也可用于其他各行業(yè)需要固液分離的場(chǎng)合。