电镀废水处理站污泥脱水设备设计探析

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摘要：通过对常见污泥脱水设备带式压滤机、厢式压滤机、离心式脱水机的结构、脱水原理及适用范围等进行分析对比，本工程脱水设备采用厢式压滤机，运用简化计算污泥量的方法确定了厢式压滤机的主要设计参数为过滤面积。供涉及废水处理站压滤机选型的人员参考。

关键词：电镀污泥；压滤机选型；过滤面积

1概述

本电镀废水处理站，平均日处理电镀废水约100～130m3/d，电镀废水主要含有铬、锌、铜、镍等金属离子与化合物。废水经加药、混凝沉淀等化学方法处理，将废水中的各种金属离子与化合物转化为相应的氢氧化物，后经斜管沉淀器沉淀，处理后的废水排向市政污水管网。产生的电镀污泥存于污泥浓缩罐中，污泥产生量约3m3/d，按平均每3日压滤机压滤一次计，每次压滤污泥约9m3。电镀污泥含水率约为98%，具有体积大、不利于运输和处置等特点，需要进行脱水处理，实现降低污泥含水率，减少污泥体积的目的。压缩后的污泥成泥块状，便于装车运输，送至危险废物处理单位进行最终处置。

2常用污泥脱水装置类型及对比

机械脱水方式为污水处理站普遍采用的方式，污泥机械处理设备主要有带式压滤机、厢式压滤机、离心式脱水机等。本文对带式压滤机、厢式压滤机和离心式脱水机的结构、工作原理及适用范围等简要介绍。

2.1带式压滤机

带式压滤机由材质为金属丝网的压滤带和材质为滤布的过滤带组成。上下两组回转带同向移动，污泥由一端进入压滤机，先经过浓缩段，依靠重力过滤后进入压榨段。在压榨段，由上下两排支承锟压轴挤压污泥进行脱水处理。过滤后污泥含水率为80%～85%。污泥预处理所需污泥调理剂一般为合成有机聚合物，如聚丙烯酰胺。带式压滤机直接将压力施加在滤布，用滤布的压力脱水，工艺简单，无需真空或者加压设备，是目前广泛使用的脱水设备。

2.2厢式压滤机

厢式压滤机由压紧板总成、止推板总成、滤板、油缸座总成、自动拉杆系统和电液控制系统组成。厢式压滤机中每两块相邻凹陷的滤板构成一个厢型滤室，在输送泵的压力下，污泥进入过滤室，通过滤布的过滤作用，将污泥和水进行分离，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室形成泥饼，泥饼含水率为65%～75%。厢式压滤机过滤速度快，密封性能好，污泥压滤后含水率低，适用范围广。缺点是易堵塞，需要使用高压泵冲洗滤布。

2.3离心式脱水机

离心式脱水机利用离心力的作用对污泥脱水，主要由转筒和带空心转轴的螺旋输送器组成。污泥由中空轴进入筒内，经高速旋转，由于污泥颗粒与水比重不同，所受离心力大小不同，可使泥水分离。螺旋输泥机与转筒同向转动，但转速不同，使输泥机的螺旋刮刀对转筒有相对转动，将泥饼由左端推向右端，最后从排泥口排出。脱水后，泥饼含水率为75%～80%。离心脱水机设备小，脱水效率高，中、低速转筒式离心机应用较为广泛，但其制造工艺要求高，噪声大，设备易磨损，污泥的预处理必须使用高分子聚合电解质作为调理剂。

3压滤机过滤面积参数设计与选型

从表1可以看出，厢式压滤机脱水效果最好，运行管理及费用较低，通过对本废水站污泥特性、运行状况、技术要求、经济因素等多方面综合考虑，污泥脱水设备采用厢式压滤机。

3.1厢式压滤机参数设计

厢式压滤机的参数设计主要为过滤面积的计算，过滤面积的选择通常采用类比法、模拟实验法或者简化计算等方式来确定，本工程压滤机过滤面积的选择是通过简化计算污泥量的方式，来确定所需厢式压滤机的过滤面积。污泥的相对密度是指污泥的质量和同体积水的质量的比值。将污泥中固体成分近似为一种成分，且污泥含水率为P%，则污泥的相对密度为：γ=100γ1γ2Pγ1+（100-P）γ2（1）式中：γ1为固体相对密度；γ2为水的相对密度。本项目电镀污泥沉淀物大部分为金属氢氧化物，以氢氧化铝为主，其次为氢氧化锌及氢氧化铬，少量氢氧化铜和氢氧化镍等，本项目电镀污泥中主要固体份的相对密度γ1约为3，若污泥的含水率为98%，则由公式（1），电镀污泥相对密度约为1.013。厢式压滤机压滤后污泥含水率约75%，由公式（1）计算得出，压滤后电镀污泥相对密度约为1.20。污泥体积、相对密度和含水率的关系：V=100msρWγ（100-P）（2）式中：V为污泥体积，m3；ms为污泥中固体的质量，kg；ρWγ为水的密度，值为1000kg/m3。每次压滤污泥约9m3，当压滤后污泥含水率为75%时，由公式（2）计算得压滤后污泥体积约为0.6m3，体积缩小约90倍。按国家生产制造标准，压滤机滤室容积为12.5L/m3～16L/m3。取标准最低值，滤室容积12.5L/m3，则所需压滤面积为48m2，选用过滤面积为50m2的厢式压滤机。

3.2压滤机选型

电镀污泥经厢式压滤机压滤后，滤饼含水率在70%～75%。根据电镀废水处理站处理废水的特点，为减少污泥的产生量，本工程选用杭州兴源环保设备有限公司生产的厢式压滤机，型号为X10AZ-GR50/1000-UB增强聚丙烯厢式压滤机，即厢式隔膜嵌入式自动拉板增强型聚丙烯压滤机。该压滤机滤板压力≤0.6MPa、压榨压力≤1.0MPa，过滤面积为50m2。采用压榨模式工作时，可以将压滤后的污泥含水率控制在70%以下，有效减少污泥产生量。XAZ型厢式压滤机广泛用于化工、机械等行业中固液分离和电镀废水等工业废水的污泥脱水处理。该型号压滤机能对颗粒细、粘度大的物料进行过滤，具有应用广泛、进料压力大、过滤速度快、自动控制灵敏、密封性能好和运行安全可靠的优点。

4结论

对比三种常用的污泥脱水机性能，厢式压滤机脱水效果最好，劳动操作强度适中，运行管理及费用较低，适用于本废水处理站，压滤后电镀污泥含水率从98%降至75%，污泥体积从9m3降为0.6m3，通过简化计算污泥量的方式，确定厢式压滤机的重要设计参数过滤面积约为48m2，确定选型为型号X10AZGR50/1000-UB增强聚丙烯厢式压滤机。

作者:于若男 姜曼 朱林 梁阔 张亚甜 单位:首都航天机械有限公司