帶式濃縮壓濾機(jī)(以下簡(jiǎn)稱帶式壓濾機(jī))是依據(jù)化學(xué)絮凝接觸過(guò)濾和機(jī)械擠壓原理而制成的高效固液分離設(shè)備，因其具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行連續(xù)、控制操作簡(jiǎn)便和工作過(guò)程可調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且省卻了污泥濃縮池、在一定程度上節(jié)省了建設(shè)資金，正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

經(jīng)絮凝的污泥首先進(jìn)入重力脫水區(qū)，大部分游離水在重力作用下通過(guò)濾帶被濾除；隨著濾帶的運(yùn)行，污泥進(jìn)入由兩條濾帶組成的楔形區(qū)，兩條濾帶對(duì)污泥實(shí)施緩慢加壓，污泥逐漸增稠，流動(dòng)性降低，過(guò)渡到壓榨區(qū)；在壓榨區(qū)，污泥受到遞增的擠壓力和兩條濾帶上下位置交替變化所產(chǎn)生的剪切力的作用，大部分殘存于污泥中的游離水和間隙水被濾除，污泥成為含水率較低的片狀濾餅；上下濾帶經(jīng)卸料輥分離，憑借濾帶曲率的變化并利用刮刀將濾餅刮落，實(shí)現(xiàn)物料的固液分離，而上、下濾帶經(jīng)沖洗后重新使用，進(jìn)行下一周期的濃縮壓濾。

帶式壓濾機(jī)在實(shí)際工程應(yīng)用中所涉及的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有：①處理能力，②泥餅含水率，③化學(xué)藥劑投加量，④動(dòng)力消耗，⑤沖洗水耗量，⑥帶張力，⑦有效帶寬，⑧濾帶運(yùn)行速度，⑨氣源壓力等主要指標(biāo)，其中處理能力是評(píng)價(jià)帶式壓濾機(jī)綜合性能的首要指標(biāo)。影響帶式壓濾機(jī)處理能力的因素很多，但主要體現(xiàn)在重力脫水區(qū)、壓榨區(qū)及其濾帶運(yùn)行速度、濾帶張力、輥徑(大小、包角和中心距)、濾帶(透氣量)選擇、加藥調(diào)理效果等方面，也是帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等質(zhì)量的綜合體現(xiàn)。所以了解帶式壓濾機(jī)處理能力的計(jì)算方法對(duì)帶式壓濾機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的選擇、合理投加藥劑量等選擇具有一定的指導(dǎo)意義。

帶式濃縮壓濾機(jī)處理能力的計(jì)算2.1帶式壓濾機(jī)處理能力的第一種計(jì)算方法以帶式壓濾機(jī)產(chǎn)出濕泥餅厚度為主要計(jì)算參數(shù)，根據(jù)算出的濕泥餅產(chǎn)量，再計(jì)算出進(jìn)料量(即處理能力)，其計(jì)算公式如下：Q濕泥餅=B·ξ·δ·v·s·γ·β式中：Q濕泥餅——濕泥餅產(chǎn)出量t/hB——濾帶寬度mξ——濾帶寬度利用系數(shù)，一般取0.85～0.9δ——濕泥餅厚度m，一般取6～10mm(0.006～0.01m)v——壓濾帶帶實(shí)際工作速度m/min ,一般取3～6m/mins——單位時(shí)間60min/hγ——濕泥餅比重t/m3，一般取1.03 t/m3β——固相回收率，一般取≥95%Q進(jìn)料量=(濕泥餅含固率/進(jìn)料含固率)×Q濕泥餅(t/h)從以上計(jì)算公式可以看出，該計(jì)算方法是以帶式壓濾機(jī)產(chǎn)出濕泥餅厚度為主要計(jì)算參數(shù)，而濕泥餅厚度的形成一方面與帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如濾帶運(yùn)行速度、過(guò)濾壓力有很大關(guān)系；另一方面還與污泥的性質(zhì)如固體濃度、粘度、加藥調(diào)理后污泥的比阻等也有很大關(guān)系；濕泥餅厚度的形成關(guān)鍵還取決于壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如濃縮段的長(zhǎng)度、濃縮段的容量、壓濾時(shí)間和壓濾周期、濾帶透氣量的選擇等。計(jì)算公式中Q濕泥餅與濕泥餅厚度δ成線性關(guān)系，濕泥餅厚度選擇范圍3～10mm，并且許多帶式壓濾機(jī)實(shí)際運(yùn)行中形成的濕泥餅的厚度在濾帶寬度范圍內(nèi)也不均勻。所以筆者認(rèn)為，該種計(jì)算方法沒有與濃縮段、壓榨段的主要技術(shù)參數(shù)及污泥的主要性質(zhì)參數(shù)相結(jié)合，沒有反映出污泥加藥調(diào)理效果、壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的變化等因素對(duì)帶式壓濾機(jī)處理能力的影響，且計(jì)算出的Q濕泥餅數(shù)值范圍較大，一般適用于帶式壓濾機(jī)的設(shè)計(jì)選型，對(duì)帶式壓濾機(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)運(yùn)行等意義不大。2.2帶式壓濾機(jī)處理能力的另一種計(jì)算方法：城市污水和工業(yè)廢水的污泥脫水系統(tǒng)，在污泥脫水前都需對(duì)污泥進(jìn)行加藥調(diào)理。加藥調(diào)理的目的是改善污泥的脫水性能，降低污泥中水的親和力，降低污泥的過(guò)濾比阻抗值(即濾餅的阻力)r和毛細(xì)管吸水時(shí)間CST。過(guò)濾開始時(shí)，濾液必須克服過(guò)濾介質(zhì)(濾帶)的阻力，當(dāng)濾餅逐漸形成后，還必須克服濾餅本身的阻力，屬濾餅過(guò)濾的基本形式?？衫酶鶕?jù)液體通過(guò)濾渣層流動(dòng)的基本原理推導(dǎo)出的卡門(Carman)過(guò)濾基本方程來(lái)進(jìn)行過(guò)濾產(chǎn)率(即處理能力)的計(jì)算。根據(jù)卡門過(guò)濾基本方程：(1)式中：V——濾液體積m3t——過(guò)濾時(shí)間sP——過(guò)濾壓力PaA——過(guò)濾面積m2μ——濾液的動(dòng)力粘度Pa·sω——濾過(guò)單位體積濾液在過(guò)濾介質(zhì)上截留的干固體重量kg/m3r——比阻m/kg，即濾餅的阻力，定義為單位過(guò)濾面積上單位干重濾餅所具有的阻力Rf——過(guò)濾介質(zhì)的阻抗1/m2由ω的定義可寫出下式：(2)式中：Q0——進(jìn)污泥量(處理量)m3Qf——濾液量m3Ck——濾餅中固體物質(zhì)濃度kg/ m3根據(jù)液相平衡關(guān)系：Q0= Qf + Qk根據(jù)固相平衡關(guān)系：Q0C0= QfCf+ QkCk得：(3)式中：C0——進(jìn)原污泥中固體物質(zhì)濃度g/LCf——濾液中固體物質(zhì)濃度g/L，污泥脫水系統(tǒng)一般要求固體回收率≥95%，Cf數(shù)值很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)可取Cf =0Qk——濾餅量L根據(jù)過(guò)濾產(chǎn)率的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位過(guò)濾面積上產(chǎn)生的濾餅干重量kg/(m2·s)或kg/(m2·h)。為計(jì)算方便，暫設(shè)過(guò)濾介質(zhì)的阻抗Rf=0，則卡門過(guò)濾基本方程(1)式變?yōu)椋杭?4)設(shè)濾餅干重為W，則W=ωV，V=W/ω代入(4)整理得：

即：帶式壓濾機(jī)處理量L(以絕干污泥量計(jì)，即濾餅干重)為：(kg/m2.s)(5)(5)式即為帶式壓濾機(jī)處理能力的另一種計(jì)算公式。對(duì)于城市污水廠污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)加藥調(diào)理后，污泥的比阻r控制在(1～4)×1012m/kg(實(shí)驗(yàn)室就是通過(guò)測(cè)定r值確定較經(jīng)濟(jì)的加藥量)，其中對(duì)于帶式壓濾機(jī)，實(shí)驗(yàn)室一般通過(guò)加藥調(diào)理后污泥的比阻抗r在(1～3)×1012 m/kg(離心脫水r=(2～4)×1012 m/kg)。按環(huán)境溫度20℃時(shí)，污泥的運(yùn)動(dòng)粘度μ=0.001Pa·s。利用(5)式計(jì)算時(shí)，對(duì)于帶式壓濾一體機(jī)應(yīng)分兩部分計(jì)算：濃縮段和壓榨段。濃縮段屬重力過(guò)濾脫水，過(guò)濾壓力P按進(jìn)入濃縮段污泥槽中污泥的高度(平均厚度，1mm=9.5Pa)計(jì)算，濃度C0為進(jìn)泥濃度，Ck出濃縮段污泥濃度，一般可按為8～10%(通過(guò)濃縮段重力脫水后，污泥基本失去流動(dòng)性時(shí)濃度)。過(guò)濾時(shí)間t按濃縮段長(zhǎng)度與濾帶行走速度求得。對(duì)于壓榨段，壓力P通過(guò)濾帶張力、壓榨滾與濾帶接觸面積計(jì)算，進(jìn)入壓榨段的濃度C0即為出濃縮段污泥濃度(8～10%)，Ck即最終濾餅濃度(25%～20%)，壓濾時(shí)間t=m/T，m=ts/T(即t=ts/T2)，ts為實(shí)際壓濾時(shí)間(壓榨段濾帶與壓榨滾接觸長(zhǎng)度、壓榨段濾帶運(yùn)行速度求得)，T為壓濾周期(壓榨段運(yùn)行時(shí)間)。濃縮段與壓榨段的處理量的和即為帶式壓濾機(jī)的處理量。因在計(jì)算中未考慮過(guò)濾介質(zhì)濾帶的阻抗Rf，而濾帶的阻抗Rf與濾帶的材質(zhì)、通氣量[一般選8000～10000m3/(h·m2)]等有關(guān)，所以最終的處理量應(yīng)是上述計(jì)算的處理量乘以一個(gè)系數(shù)K(K一般取0.9～0.95)即為帶式壓濾機(jī)的處理量。3、結(jié)論第二種計(jì)算方法較第一種計(jì)算方法雖為復(fù)雜，但該計(jì)算方法中包含了帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，污泥性質(zhì)參數(shù)，運(yùn)行參數(shù)等對(duì)處理量的影響，對(duì)優(yōu)化帶式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理投加藥劑量、運(yùn)行參數(shù)的選擇對(duì)提高帶式壓濾機(jī)的處理量具有一定的指導(dǎo)意義。并通過(guò)實(shí)例計(jì)算，濃縮段的處理量對(duì)帶式壓濾機(jī)處理能力起主要作用。