引言

根據(jù)國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)設(shè)市城市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠2832座，污水處理能力達(dá)到1.25m³/d_。污水處理廠的污泥是各類(lèi)污水處理過(guò)程中的必然產(chǎn)物，含水率較高，體積大，按上述規(guī)模計(jì)算，全國(guó)每日至少約要產(chǎn)生含水率為97%的污泥約70萬(wàn)t。

污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，其脫水減量化處理是后續(xù)處理處置的經(jīng)濟(jì)性的前提和保證。為降低含水率，達(dá)到污泥處置對(duì)含水率的要求，目前，較多的城鎮(zhèn)污水處理廠選用板框式壓濾機(jī)來(lái)對(duì)產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行脫水，降低污泥含水率。

污泥深度脫水是指對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，破除細(xì)胞壁，釋放結(jié)合水、吸附水和細(xì)胞內(nèi)水，改善污泥的脫水性能,使處理后的污泥含水率達(dá)到60%以下的脫水方式。針對(duì)不同的城市污水處理廠污泥性質(zhì)和后處理處置要求，利用過(guò)壓濾機(jī)濾板、隔膜板和濾布組成的過(guò)濾單元，在油缸壓緊濾板的條件下，用進(jìn)料泵壓力對(duì)物料進(jìn)行固液分離，并在進(jìn)料結(jié)束后,采用隔膜壓榨技術(shù)對(duì)濾餅進(jìn)行壓榨，顯著提高壓濾機(jī)的脫水效率，濾餅較硬,呈塊狀，主要設(shè)備為板框壓濾機(jī)。濾布是板框式壓濾機(jī)的“心臟”，板框式壓濾機(jī)的過(guò)濾效果主要決定于所選的濾布是否恰當(dāng)，合適的濾布?jí)簽V過(guò)程中產(chǎn)生濾液澄清，固相損失少，壓濾后濾餅容易剝離,濾布不易堵塞，容易反洗再利用，工作壽命長(zhǎng)。

因此，合理選用濾布,提高過(guò)濾效率,降低脫水后污泥含水率，降低生產(chǎn)成本,是板框式壓濾機(jī)選配的一項(xiàng)重要任務(wù)。

壓濾機(jī)濾布種類(lèi)

壓濾機(jī)濾布從所選的濾布材質(zhì)、材料構(gòu)成方式以及編制方式不同進(jìn)行分類(lèi)選配。

1.1濾布材質(zhì)

1.1.1丙綸濾布

丙綸是由丙烯作原料經(jīng)聚合、熔體紡絲制得的纖維，價(jià)格較為低廉。丙綸濾布具有較好的耐化學(xué)腐蝕性，對(duì)酸和堿抵抗性能良好，力學(xué)強(qiáng)度高，耐磨性好。丙綸的濕強(qiáng)基本等于干強(qiáng)，在進(jìn)泥后壓濾過(guò)程中，丙綸濾布強(qiáng)度基本保持不變。丙綸濾布的吸濕性很小,幾乎不吸濕，一般大氣條件下的回潮率接近于零，但它有芯吸作用，能通過(guò)織物中的毛細(xì)管傳遞水蒸氣，但本身不起任何吸收作用。丙綸的縱面平、直、光，在污泥壓縮后，也便于污泥的剝離。但丙綸濾布的耐光性較差，熱穩(wěn)定性也較差，易老化⑷。

1.1.2滌綸濾布

滌綸是以精對(duì)苯二甲酸（PTA）或?qū)Ρ蕉姿岫柞ィ―MT）和乙二醇（EG）為原料經(jīng)酯化或酯交換和縮聚反應(yīng)而制得的成纖高聚物——聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）,經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。滌綸具有強(qiáng)度高，耐磨性好,耐光性好,耐腐蝕,可耐漂白劑、氧化劑、炷類(lèi)、酮類(lèi)、石油產(chǎn)品及無(wú)機(jī)酸，耐稀堿,不怕霉，但熱堿可使其分解。

由于滌綸濾布吸濕性較低，它的濕態(tài)強(qiáng)度與干態(tài)強(qiáng)度基本相同。彈性接近羊毛，當(dāng)伸長(zhǎng)5%-6%時(shí),幾乎可以完全恢復(fù)。耐皺性超過(guò)其他纖維，即織物不折皺，尺寸穩(wěn)定性好。

1.1.3錦綸濾布

錦綸纖維強(qiáng)力高，強(qiáng)度為4~5.3Cndtex,伸長(zhǎng)率為18%~45%。在10%伸長(zhǎng)時(shí)彈性同復(fù)率在90%以±o錦綸強(qiáng)力在纖維中最強(qiáng)，據(jù)測(cè)定,錦綸纖維的耐磨性為棉纖維的10倍,粘膠的50倍。耐磨性居多種纖維之首。錦綸纖維耐強(qiáng)堿、弱酸。但錦綸不耐光,容易變色發(fā)脆，因此錦綸織物不宜長(zhǎng)期在日光下暴曬。

1.1.4維綸濾布

維綸濾布的化學(xué)名稱(chēng)叫聚乙烯醇，它的強(qiáng)力比滌綸要低，強(qiáng)度僅為3.52~5.72Cndtex。斷裂伸長(zhǎng)12%~25%。彈性差,織物保持形性差,耐磨性較好,耐用性較純棉的1~2倍。但有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能經(jīng)受強(qiáng)堿的作用，并且吸濕性好,容易與橡膠結(jié)合在一起，是橡膠行業(yè)中配用的好材料，它的缺點(diǎn)是耐溫較低，溫度達(dá)100龍就有收縮，不耐酸性。

表1不同材質(zhì)濾布的性能指標(biāo)Tab.1PerformanceofDifferentMaterial
性能	滌綸	錦綸	丙綸	維綸
耐酸性	強(qiáng)	較差	良好	不耐酸
耐堿性	耐弱堿	良好	強(qiáng)	耐強(qiáng)堿
回復(fù)性	很好	較好	很好	較差
耐磨性	很好	很好	好	較好

1.2濾布材料結(jié)構(gòu)

按濾布材料的結(jié)構(gòu)方式可以分為：?jiǎn)谓z、復(fù)絲長(zhǎng)纖和短纖。

單絲一般是合成纖維拉成0.16-0.32dtex的單根長(zhǎng)絲，由它織成的濾布具有表面光滑、空隙均勻、比阻小、透水快、不易堵塞、易清洗和污泥剝離性能好等優(yōu)點(diǎn)。但它捕集粒子直徑較大，濾液的含固率較高，回收率較低。

復(fù)絲即經(jīng)線/緯線，由多根纖維組成一根絲織成。復(fù)絲長(zhǎng)纖用它織成濾布，抗拉強(qiáng)度好，對(duì)顆粒的截留性能較單絲為好，但污泥卸料時(shí)剝離性能稍差。

復(fù)絲短纖是用天然棉毛纖維或合成短纖維多股捻制而成,其具有絨毛狀纖維,呈現(xiàn)良好的顆粒截留性能,密封性也佳,但缺點(diǎn)是孔隙易堵塞，清洗和污泥剝離性能較差。

表2幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式的濾布的特點(diǎn) Tab.2CharacteristicofServalCommonStructionFilters
材質(zhì)	長(zhǎng)絲	短絲
丙綸	丙綸長(zhǎng)纖維,纖維長(zhǎng)，形成的紗絲光滑,而丙綸長(zhǎng)纖維織造成的工業(yè)用布,布面光滑,透氣性能好。	丙綸短纖維，纖維短，紡成的紗絲帶毛;所以丙綸短纖維織造成的工業(yè)用布，布面帶毛,粉末過(guò)濾和壓力過(guò)濾效果均比長(zhǎng)纖維好。
滌綸	滌綸長(zhǎng)纖濾布表面光滑、耐磨性好、強(qiáng)力高、通過(guò)拼捻后，強(qiáng)度更高，耐磨性更好，從而織物透氣性能好，漏水性快，清洗方便。	滌綸短纖維濾布原料結(jié)構(gòu)短而毛，織出的織物密集，顆粒截留性好，但剝離性，透氣性較差。強(qiáng)度耐磨性，漏水性也不及滌綸長(zhǎng)纖濾布。

1.3濾布編制方式

按照濾布的織造方法也可分為三種：平紋、斜紋和緞紋。

平紋濾布構(gòu)造致密,孔隙小，故顆粒截留性好,濾液澄清度高，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格也較便宜。缺點(diǎn)是比阻大，易堵塞,卸渣性能差。

緞紋織布的孔隙最大，比阻小，不易堵,污泥剝離性能好。但顆粒截留能力低,濾液較為渾濁，回收率較低。

斜紋濾布的各項(xiàng)性能介于平紋與緞紋之間，但其抗摩擦能力很強(qiáng),過(guò)濾速度也大，壽命最長(zhǎng)，因而被廣泛應(yīng)用。

城鎮(zhèn)污水處理廠板框式壓濾機(jī)濾布的要求

城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥產(chǎn)生量較大，工作強(qiáng)度較高，濾布反復(fù)擠壓經(jīng)常使用,需要具有一定的抗拉強(qiáng)度,無(wú)伸縮,尺寸穩(wěn)定性好,對(duì)濾布的力學(xué)強(qiáng)度要求較高;在污泥調(diào)理調(diào)質(zhì)過(guò)程中往往需要添加PAM、鐵鹽、鋁鹽或石灰等藥劑,污泥性質(zhì)較為復(fù)雜,調(diào)理后的污泥呈堿性,濾布要能夠有一定的耐腐蝕性能。

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中主要為有機(jī)質(zhì)顆粒物，顆粒較細(xì)，需要孔隙相對(duì)較小的濾布，過(guò)濾后的濾液要較清澈,有利于提高污泥的回收率;濾布的透水性也較好，過(guò)濾速度快，能夠較快地排岀污泥中的水分，提高板框機(jī)的工作效率;濾布的不宜堵塞;濾布脫水后污泥的剝離性好，泥餅在板框機(jī)濾板開(kāi)框后能夠自動(dòng)剝離;濾布容易沖洗再生,延長(zhǎng)使用周期,降低使用成本。

因此,在對(duì)板框式壓濾機(jī)濾布選型上，要能夠滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求：強(qiáng)度高、耐腐蝕、濾液清、透水快、不易堵、易剝離、壽命長(zhǎng)。

3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn),針對(duì)上述要求,結(jié)合材質(zhì)的特性，城鎮(zhèn)污水處理廠板框式壓濾脫水機(jī)濾布宜選用丙綸或滌綸材質(zhì)的濾布，材料構(gòu)成選用單絲或者復(fù)絲長(zhǎng)纖,編制方式選擇常用的斜紋模式，并將兩種濾布進(jìn)行試驗(yàn)比較，如表3所示。

濾布編號(hào)	材質(zhì)	結(jié)構(gòu)	編制方式
1#濾布	丙綸	復(fù)絲長(zhǎng)纖	斜紋
2#濾布	滌統(tǒng)；	單絲	斜紋

試驗(yàn)釆用過(guò)濾面積為4n?的板框式壓濾機(jī)，最大壓榨壓力為15kgf,最大壓合壓力為12kgf,選用表3的兩種濾布在不同藥劑濃度和不同藥劑種類(lèi)條件下,對(duì)污泥處理情況進(jìn)行分析O

試驗(yàn)用污泥為石洞口污水處理廠濃縮后污泥，藥劑分別選用了污泥干化焚燒后的飛灰、氯化鐵以及陽(yáng)離子的聚丙烯酰胺。

3.1不同藥劑對(duì)濾布含水率的影響

試驗(yàn)選用了常用的藥劑投加種類(lèi)，組合對(duì)板框式壓濾機(jī)選用的不同濾布條件下，含水率等情況的分析”如表4所示。

批次	進(jìn)泥含水率/%	加藥量比例			壓合		壓榨		–布類(lèi)_濾種–	泥餅含水率 /%
		飛灰 /%	鐵鹽 /%	PAM (+)/%	壓力/kgf	時(shí)間/min	壓力 /kgf	時(shí)間/min
1	97.2	10.0	0	0.015	11.5	90	15	60	1#濾布 2#濾布	78.1 79.7
2	97.3	0	7.0	0	11.5	90	12	60	1#濾布 2#濾布	69.6 68.5
3	97.1	20.0	8.0	0.014	11.5	90	12	60	哋布 2殲布	65.9 65.3

 

從泥餅含水率來(lái)看，在不添加鐵鹽的情況下,2#濾布較1#濾布泥餅的含水率較高，在添加鐵鹽后，含水率明顯降低，且2#濾布的含水率較低。

3.2不同投加量對(duì)濾布含水率的影響

試驗(yàn)選用了在鐵鹽投加量固定,飛灰投加量不斷變化的條件下，兩種濾布過(guò)濾后含水率的情況如表5所示。

由表5可知由于2#濾布的透水性較好，隨著飛灰投加濃度的增加，含水率降低尤為明顯。

批次	進(jìn)泥含水率/%	加藥量比例			壓合		壓榨		-濾布種類(lèi)	泥餅含水率 /%
		飛灰 /%	鐵鹽 /%	PAM (+)	壓力 /kgf	時(shí)間/min	壓力/kgf	時(shí)間/min
1	97.0	25.0	7.0	0	11.5	90	12	60	1#濾布 2#濾布	65.1 65.2
2	97.4	30.0	7.0	0	11.5	90	12	60	1#濾布 2#濾布	57.5 55.9
3	97.1	45.0	7.0	0	11.5	85	12	60	1#濾布 2#濾布	53.5 52.1

3.3比較分析

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)兩種濾布進(jìn)行比較分析如表6所示。

表62種濾布的評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.6Performanceof2Filters
評(píng)價(jià)指標(biāo)	1#濾布	2#濾布
脫水含水率	高	低
濾液清濁	清	濁
自動(dòng)脫落性	差	好
透水性	弱	強(qiáng)

結(jié)論

隨著城市人口的增長(zhǎng)、市政服務(wù)設(shè)施的不斷完善、污水處理技術(shù)的革新以及處理程度的深化，在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量還將大大增加，污泥脫水減量化勢(shì)在必行，板框機(jī)作為一種較常用的處理設(shè)備,發(fā)展前景較為廣闊。

板框機(jī)濾布的選擇非常重要，需要綜合考慮濾液、泥餅含水率、使用成本等多項(xiàng)因素進(jìn)行考慮，在總結(jié)了城市污水處理廠污泥性質(zhì)和處理過(guò)程特點(diǎn)的同時(shí)，選用了兩種常用的濾布進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，滌綸單絲斜紋濾布能夠得到較低的含水率，但其濾液較為渾濁，污泥脫水的回收率較低，而丙綸復(fù)絲長(zhǎng)纖斜紋濾布的含水率較高，但濾液的回收率好。各污水處理廠可根據(jù)自身的情況選擇合適的濾布，達(dá)到降低含水率，提高使用效率的目的。

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