煉鋼廢水如何用帶式壓濾機處理

一般帶式壓濾機應用于煤炭、化工、造紙、印染等行業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, 但不能連續作業, 工人勞動強度高, 處理能力低, 基建與設備投資多, 電耗、氣耗多; 離心脫水機雖然處理能力大, 體積小, 但造價高, 磨損嚴重, 設備維修、管理困難, 脫水效果低。

為此, 我們在總結國內外各種經驗基礎上, 對原有常規結構和濾帶做了重要改進設計, 采用了快捷穩定的換帶機構; 高性能高壽命濾帶; 變頻調速裝置; 調偏伺服機構; 濾帶平整裝置和根據我國工廠實際狀況而增設的行之有效的調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處理系統和帶式壓濾機主機組成。圖1為污泥預處理系統原理圖; 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處理系統, 污泥在預處理系統內通過投加絮凝劑, 經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壓脫水段, 進行預壓脫水,污泥在楔形預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, 經若干由大到小(壓強由小到大) 的輥筒反復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　帶式壓濾機結構特征

2. 1　污泥預處理系統: 如圖1所示, 污泥預處理
系統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過污泥混凝器作用, 使污泥與藥劑充分混凝反應, 使之達到超絮凝的目的, 污泥預處理的好壞是本機關鍵技術之一, 對于絮凝劑的投加種類及投加量, 需根據不同物料和性質來選擇, 這些參數的確定, 可根據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(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, 它的凝聚作用是使物料中粒子交聯(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、楔形預壓段3、S形擠壓段4、張緊裝置5、清洗裝置6、調偏裝置7、驅動裝置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, 混合筒由電機驅動, 采用無極調速。混合筒和漏斗采用不銹鋼板制成, 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面溢出。

重力脫水段分為2層, 經預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, 經翻轉機構使污泥落到第2層重力脫水段, 再次進行重力脫水,使污泥失去流動性。

楔形預壓段: 楔形預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, 隨著間隙的減小, 壓力在不斷的提高, 以對污泥進行預壓, 為擠壓脫水做準備。楔形預壓段的下層輥筒是固定的, 對濾帶起支撐作用, 上層輥筒是可調的, 通過調節上層組輥高度來改變“楔角空間大小”。

S形擠壓段: 經楔形預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, 分別張緊上、下濾帶, 每套機構由張緊輥、導向桿、氣囊和同步齒輪軸構成。張緊輥軸徑兩端支撐在左右導向桿上, 導向桿另一端與氣囊連接, 氣囊充氣后推動導向桿, 帶動張緊輥移動將濾帶張緊, 為保證左右導向桿同步移動,導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。清洗管內設有尼龍刷, 當機器運轉時, 可用手輪操縱尼龍刷, 以清洗噴嘴上贓物, 避免噴嘴堵塞。

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

當調偏裝置失靈, 濾帶嚴重跑偏, 觸到裝在機架上的行程開關, 發出信號, 切斷電源, 機器停止運行。

驅動裝置: 驅動裝置是由變頻調速裝置控制驅動電機, 實現電機無極調速, 電機輸出端聯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　主要技術性能與國外同類產品對比
表1是該機與國外同類產品的主要技術性能對比表

由表1可以看出, 該帶式壓濾機從分體換帶機構、驅動方式、調偏裝置等方面已達到國外發達國家同類產品水平, 其中增設了濾帶平整裝置和根據我國工廠實際狀況而設的調偏氣源凈化保持裝置。

4　新型帶式壓濾機改進的幾個關鍵技術

4. 1　快捷穩定的換帶機構, 針對尖硬氧化鐵粉污
泥處理, 濾帶是最薄弱的環節, 要提高濾帶壽命,其中無接頭是一個關鍵, 這就要求機器可快捷分體換帶, 提高生產效率。具有單側開啟式結構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, 壽命在現有情況下只在500 h～700 h, 甚至結構不好的還要低到百小時左右(如螺旋網) 。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, 上層絲徑較細、結構較緊密, 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　變頻調速既能保持機器連續自動穩定生產,同時負載特性好, 速度穩定, 沖擊力小, 對濾帶壽命有很大提高;

4. 4　調偏伺服機構, 選擇合理數學模型, 設計合理伺服閥, 保持調偏橫向運動平穩, 也是提高濾帶壽命的關鍵技術;

4. 5　調偏氣源凈化保持裝置: 冶金工廠氣源一般都不干凈, 經常使伺服閥失靈無法調偏, 造成濾帶損壞, 為此采用SMC氣源3 聯件, 使氣源凈化,保持壓力穩定, 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, 但也容易出現出皺現象, 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: 本機采用了化學處理和機械壓力脫水相結合的方法。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速電機控制, 濾帶還設有自動調偏裝置, 本機可在無人操作下自動安全運行。

5. 4　設備運行成本低: 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, 無振動優點。

5. 5　污泥處理能力強: 由于本機是連續運行, 重力脫水部分較長, 采用了雙層重力脫水式和楔形預壓脫水方式, 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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