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摘 要：带式脱水机脱泥效果的好坏主要两个个指标：泥饼含固量和固体回收率。影响脱泥效果因素包括脱水机运行带速、滤布张紧力、泥浆浓度、加药比例、混凝时间、搅拌强度等。所有这些因素中一个关键指标是混凝效果，这将直接影响脱泥效果，本文通过对影响污泥混凝效果因素的分析，提出了改进混凝效果的措施，找到了解决问题的主要方法，有助于提高设备运行效率和劳动生产率，有助于节约药剂，能源和人力成本。
关键词：带式脱水机 混凝效果 提高
1.宽厚板配套污泥系统介绍
宽厚板污泥系统共包括两座浓缩池和三台带式脱水机。浓缩池调质槽投加PAC和PAM以加速泥浆的絮凝和沉降。浓缩池主要处理净循环水系统旁通过滤器的反冲洗水、浊循环水系统中高速过滤器的反冲洗水、平流池底部排泥，水力负荷在0.5m3/m2·d。当浓缩池转矩在5～10%左右时候泥浆的质量浓度约为2%～4%，这时候通过排泥泵将泥浆水送到带式脱水机前的搅拌槽，搅拌槽投加PAM使污泥形成矾花，再通过溢流口到脱水机进行脱泥。泥饼经传送带送至泥斗后由泥饼车外送，滤液收集到滤液槽再返送到浓缩池。具体工艺流程如图一所示。
2.带式脱水机工作原理
带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规律排列的辊压筒中呈S形弯曲经过，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼实现污泥脱水。带式压滤脱水机有很多形式，但一般都分成以下四个工作区：
重力脱水区：在该区内，滤带水平行走。污泥经调质之后，部分毛细水转化成了游离水，这部分水分在该区内借自身重力穿过滤带，从污泥中分离出来。楔形脱水区：楔形区是一个三角形的空间，滤带在该区内逐渐靠拢，污泥在两条滤带之间逐步开始受到挤压。在该区内，污泥的含固量进一步提高，并由半固态向固态转变，为进入压力脱水区作准备。
低压脱水区：污泥经楔形区后，被夹在两条滤带之间绕辊压筒作S形上下移动。施加到泥层上的压榨力取决于滤带张力和辊压筒直径。在张力一定时，辊压筒直径越大，压榨力越小。脱水前边三个辊压筒直径较大，一般在50cm之上，施加到泥层上的压力较小，因此称为低压区。污泥经低压区之后，含固量会进一步提高，但低压区的作用主要是使污泥成饼，强度增大，为接受高压作准备。
高压脱水区：经低压区之后的污泥，进入高压区之后，受到的压榨力逐渐增大，其原因是辊压筒的直径越来越小。至高压区的最后一个辊压筒，直径往往降至25cm以下，压榨力增至最大。
3.影响脱泥效果的主要因素
脱水机运行的评价指标主要有如下两个，一个是泥饼含固量 ，另一个是固体回收率。泥饼含固量的高低是评价脱水效果好坏的重要指标，含固量越高，污泥体积越小，运输的处置越方便。固体回收率是泥饼中的固体量占脱水污泥总干固体量的百分比。回收率越高，说明污泥脱水后转移到泥饼中的固体越多，随滤液流失的干固体越少，脱水效率越高。一般来说正常运行的污泥脱水系统，泥饼含固量应该在20%以上，固体回收率应在85%以上。脱水效果好时泥饼含固量可以达到50%以上，固体回收率可以超过90%。下面对影响脱水效果的因素进行分析
3.1带速的控制
滤带的行走速度控制着污泥在每一工作区的脱水时间，对出泥泥饼的含固量、泥饼厚度及泥饼剥离的难易程度都有影响。带速越低，泥饼含固量越高，泥饼越厚，越易从滤带上剥离；反之，带速越高，泥饼含固量越低，泥饼越薄，越不易剥离。因此，从泥饼质量看，带速越低越好，但带速的高低直接影响到脱水机的处理能力，带速越低，其处理能力越小。对于某一种特定的污泥来说，存在最佳带速控制范围，在该范围内，脱水机既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼，固体回收率也较高。对于连铸污泥来说，经实验证明，带速一般控制在2～5m/min。进泥量较高时，取高带速，反之取低带速。
不管进泥量多少，带速一般不要超过5m/min。因为带速太高时，会大大缩短重力脱水时间，使在楔形区的污泥不能满足挤压要求，进入低压区或高压区后，污泥将被挤压溢出滤带，造成跑料。
3.2滤带张力的控制
滤带张力会影响泥饼的含固量，因为施加到污泥层上的压力和剪切力直接决定滤带的张力。滤带张力越大，泥饼含固量越高。一般将张力控制在0.3～0.7MPa，常在0.5MPa。当张力太大时，会将污泥在低压区或高压区挤压出滤带，导致跑料，或压进滤带造成堵塞。
3.3调质的控制
污泥调质效果，直接影响脱水效果。带式压滤脱水机对调质的依赖性更强。如果加药量不足，调质效果不佳时，污泥中的毛细水不能转化成游离水在重力区被脱去，因而由楔形区进入低压区的污泥仍呈流动性，无法挤压。反之，如果加药量太大，一是增大处理成本，更重要的是由于污泥粘性增大，极易造成滤带被堵塞。
3.4搅拌强度
PAM作为助凝剂通过，絮凝作用，吸附架桥，表面吸附，增强作用使污泥形成大颗粒矾花，原理如下
1）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
2）表面吸附：PAM分子上的極性基因颗粒的各种吸附
3）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强作用。
根据PAM作用机理我们知道，在絮凝作用的时候我们需要快速的搅拌速度以使胶体迅速脱稳，在吸附架桥和表面吸附阶段我们需要较低的搅拌速度，搅拌速度过高则可能使形成的絮体被打碎。在一般运行中脱稳阶段的转速一般控制在30～40r/min，再吸附架桥期间控制在，10～20r/min。在一般处理槽中，分两个槽，第一个槽转速较快，使PAM与泥浆迅速混合脱稳；第二个槽转速较慢，使絮体吸附架桥慢慢长大。 4.运行状况和原因分析
宽厚板脱水机运行效率并不高，在运行过程中我们发现，泥浆槽混凝的效果不是很好，并时有跑料现象发生，泥饼的含水率也较高。通过对以上因素综合分析，各因素对脱泥效果的影响是否关键，见表一。通过分析影响脱水效果的关键因素还是絮凝体的形成，絮凝形成主要由加药量和搅拌强度影响。但是再反复调整加药量和搅拌转速的情况下仍然得不到好的絮凝效果。
表一 影响脱水机运行因素表
通过观察泥浆混合槽的搅拌桨分两层，上下相距0.57m，且上层搅拌桨离溢流口距离仅为0.1m。现在一般的药剂投加方式是，分为两个槽，第一个槽投加PAC，使胶体脱稳，搅拌速度较快，主要通过搅拌使药剂与泥浆混合，第二个槽投加PAM搅拌速度较慢大约在60～80r/min。在搅拌的过程中形成的絮体不断增大，形成大块状便于沉淀，若是速度过快，搅动剧烈，扇叶反而将形成的絮体打碎，而一旦打碎将很难再形成大颗粒絮体。在这种一轴两层扇叶的设计中，不能够兼顾两方面的要求，下层要求速度较快，以使PAM和泥浆充分混合，上层要求转速较低，使絮体慢慢积聚增大。我们通过观察泥浆槽的混凝效果，在反复调整药剂投加量的情况下，都得不到理想的混凝效果，泥水分离不是很明显，上层水比较浑浊，因此想到，可能是上层叶片将形成的大块絮体打碎造成的。所以我们考虑将上层也扇叶下移，使上下两层扇叶相距0.2m。通过改动，在两层扇叶搅动的情况下，药剂和泥浆能快速混合，在扇叶的作用下，泥浆受到离心力作用将会碰到槽壁上一部分向上流动，一部分向下流动，形成两层环流，上层环流慢
图三 改进后泥浆槽示意图
慢上升到溢流口，形成较大絮体。改动如图三所示。
4.方案改进后效果
通过对搅拌桨的改进，我们发现泥浆的混凝效果得到明显提升，通过观察我们发现1）在混凝槽的顶部泥水分离比较明显，可以看到比较澄清的水，同时絮凝体体积明显增大。2）在滤带的重力脱水区，由于泥水分离好，大部分水在这里可以脱去，因为絮体体积较大且含水率低，重力脱水区由低到高的输送过程中，很少有絮体向下滑动的现象，这样明显提高了带机处理能力。3）观察滤布高压区的出水相对比较清澈4）在挂泥板处状的泥饼因为重力作用自然掉下，泥饼较厚，块大，含水率相对较低，如果脱水机运行不好，泥饼含水率高，粘性大，不会自动掉落，而是被刮下来。这样刮是刮不干净的，导致部分固体进入滤液，返送至调质槽，降低固体回收率，导致脱水机低效率运行。同时如果滤布冲洗装置不好，可能会使滤布冲洗不干净，这样，小颗粒污泥就在停留在滤布中，使重力区的脱水效果进一步变差，进而形成恶性循环。5）如果絮体含水率较高，流动性较强，在高压区挤压的时候，就可能导致跑泥现象，即泥浆从滤布两边跑出。通过絮体状况改善，跑泥现象基本没有发生，泥饼厚实，含水率较低，运行效率较高。
综上所述脱泥机运行好坏的关键因素是，絮凝的好坏，通过现场搅拌桨的改变，我们发现絮体状况明显改善，脱泥效率的增高，泥饼含水率降低。通过对产生泥饼量的观察，我们发现脱水率大幅度上升。处理能力提高，以前的设计能力为0.38t/h，现在脱泥能力能达到1t/h。通过对搅拌桨的改进，改善了污泥的絮凝状况，提高了劳动生产率。
参考文献：
[1]顾文飞，张孝德 宝钢固体废弃物资源化 宝钢技术 2005.
[2]朱建英，严于何 淘汰落后工艺以减少废水排放 寶钢技术 2005.
[3]刘勇 不锈钢分公司污水处理工艺及运行管理 宝钢技术 2005.
[4]邢启宏，闻景超 絮凝剂对冷轧乳化液影响研究 宝钢技术 2004
作者简介：王湘，男，生于1988年2月，2010年7月毕业于北京科技大学环境工程系，学士学位。现工作于宝钢湛江钢铁股份有限公司能源环保部，水系统助理工程师。
关键词：带式脱水机 混凝效果 提高
1.宽厚板配套污泥系统介绍
宽厚板污泥系统共包括两座浓缩池和三台带式脱水机。浓缩池调质槽投加PAC和PAM以加速泥浆的絮凝和沉降。浓缩池主要处理净循环水系统旁通过滤器的反冲洗水、浊循环水系统中高速过滤器的反冲洗水、平流池底部排泥，水力负荷在0.5m3/m2·d。当浓缩池转矩在5～10%左右时候泥浆的质量浓度约为2%～4%，这时候通过排泥泵将泥浆水送到带式脱水机前的搅拌槽，搅拌槽投加PAM使污泥形成矾花，再通过溢流口到脱水机进行脱泥。泥饼经传送带送至泥斗后由泥饼车外送，滤液收集到滤液槽再返送到浓缩池。具体工艺流程如图一所示。
2.带式脱水机工作原理
带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规律排列的辊压筒中呈S形弯曲经过，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼实现污泥脱水。带式压滤脱水机有很多形式，但一般都分成以下四个工作区：
重力脱水区：在该区内，滤带水平行走。污泥经调质之后，部分毛细水转化成了游离水，这部分水分在该区内借自身重力穿过滤带，从污泥中分离出来。楔形脱水区：楔形区是一个三角形的空间，滤带在该区内逐渐靠拢，污泥在两条滤带之间逐步开始受到挤压。在该区内，污泥的含固量进一步提高，并由半固态向固态转变，为进入压力脱水区作准备。
低压脱水区：污泥经楔形区后，被夹在两条滤带之间绕辊压筒作S形上下移动。施加到泥层上的压榨力取决于滤带张力和辊压筒直径。在张力一定时，辊压筒直径越大，压榨力越小。脱水前边三个辊压筒直径较大，一般在50cm之上，施加到泥层上的压力较小，因此称为低压区。污泥经低压区之后，含固量会进一步提高，但低压区的作用主要是使污泥成饼，强度增大，为接受高压作准备。
高压脱水区：经低压区之后的污泥，进入高压区之后，受到的压榨力逐渐增大，其原因是辊压筒的直径越来越小。至高压区的最后一个辊压筒，直径往往降至25cm以下，压榨力增至最大。
3.影响脱泥效果的主要因素
脱水机运行的评价指标主要有如下两个，一个是泥饼含固量 ，另一个是固体回收率。泥饼含固量的高低是评价脱水效果好坏的重要指标，含固量越高，污泥体积越小，运输的处置越方便。固体回收率是泥饼中的固体量占脱水污泥总干固体量的百分比。回收率越高，说明污泥脱水后转移到泥饼中的固体越多，随滤液流失的干固体越少，脱水效率越高。一般来说正常运行的污泥脱水系统，泥饼含固量应该在20%以上，固体回收率应在85%以上。脱水效果好时泥饼含固量可以达到50%以上，固体回收率可以超过90%。下面对影响脱水效果的因素进行分析
3.1带速的控制
滤带的行走速度控制着污泥在每一工作区的脱水时间，对出泥泥饼的含固量、泥饼厚度及泥饼剥离的难易程度都有影响。带速越低，泥饼含固量越高，泥饼越厚，越易从滤带上剥离；反之，带速越高，泥饼含固量越低，泥饼越薄，越不易剥离。因此，从泥饼质量看，带速越低越好，但带速的高低直接影响到脱水机的处理能力，带速越低，其处理能力越小。对于某一种特定的污泥来说，存在最佳带速控制范围，在该范围内，脱水机既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼，固体回收率也较高。对于连铸污泥来说，经实验证明，带速一般控制在2～5m/min。进泥量较高时，取高带速，反之取低带速。
不管进泥量多少，带速一般不要超过5m/min。因为带速太高时，会大大缩短重力脱水时间，使在楔形区的污泥不能满足挤压要求，进入低压区或高压区后，污泥将被挤压溢出滤带，造成跑料。
3.2滤带张力的控制
滤带张力会影响泥饼的含固量，因为施加到污泥层上的压力和剪切力直接决定滤带的张力。滤带张力越大，泥饼含固量越高。一般将张力控制在0.3～0.7MPa，常在0.5MPa。当张力太大时，会将污泥在低压区或高压区挤压出滤带，导致跑料，或压进滤带造成堵塞。
3.3调质的控制
污泥调质效果，直接影响脱水效果。带式压滤脱水机对调质的依赖性更强。如果加药量不足，调质效果不佳时，污泥中的毛细水不能转化成游离水在重力区被脱去，因而由楔形区进入低压区的污泥仍呈流动性，无法挤压。反之，如果加药量太大，一是增大处理成本，更重要的是由于污泥粘性增大，极易造成滤带被堵塞。
3.4搅拌强度
PAM作为助凝剂通过，絮凝作用，吸附架桥，表面吸附，增强作用使污泥形成大颗粒矾花，原理如下
1）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
2）表面吸附：PAM分子上的極性基因颗粒的各种吸附
3）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强作用。
根据PAM作用机理我们知道，在絮凝作用的时候我们需要快速的搅拌速度以使胶体迅速脱稳，在吸附架桥和表面吸附阶段我们需要较低的搅拌速度，搅拌速度过高则可能使形成的絮体被打碎。在一般运行中脱稳阶段的转速一般控制在30～40r/min，再吸附架桥期间控制在，10～20r/min。在一般处理槽中，分两个槽，第一个槽转速较快，使PAM与泥浆迅速混合脱稳；第二个槽转速较慢，使絮体吸附架桥慢慢长大。 4.运行状况和原因分析
宽厚板脱水机运行效率并不高，在运行过程中我们发现，泥浆槽混凝的效果不是很好，并时有跑料现象发生，泥饼的含水率也较高。通过对以上因素综合分析，各因素对脱泥效果的影响是否关键，见表一。通过分析影响脱水效果的关键因素还是絮凝体的形成，絮凝形成主要由加药量和搅拌强度影响。但是再反复调整加药量和搅拌转速的情况下仍然得不到好的絮凝效果。
表一 影响脱水机运行因素表
通过观察泥浆混合槽的搅拌桨分两层，上下相距0.57m，且上层搅拌桨离溢流口距离仅为0.1m。现在一般的药剂投加方式是，分为两个槽，第一个槽投加PAC，使胶体脱稳，搅拌速度较快，主要通过搅拌使药剂与泥浆混合，第二个槽投加PAM搅拌速度较慢大约在60～80r/min。在搅拌的过程中形成的絮体不断增大，形成大块状便于沉淀，若是速度过快，搅动剧烈，扇叶反而将形成的絮体打碎，而一旦打碎将很难再形成大颗粒絮体。在这种一轴两层扇叶的设计中，不能够兼顾两方面的要求，下层要求速度较快，以使PAM和泥浆充分混合，上层要求转速较低，使絮体慢慢积聚增大。我们通过观察泥浆槽的混凝效果，在反复调整药剂投加量的情况下，都得不到理想的混凝效果，泥水分离不是很明显，上层水比较浑浊，因此想到，可能是上层叶片将形成的大块絮体打碎造成的。所以我们考虑将上层也扇叶下移，使上下两层扇叶相距0.2m。通过改动，在两层扇叶搅动的情况下，药剂和泥浆能快速混合，在扇叶的作用下，泥浆受到离心力作用将会碰到槽壁上一部分向上流动，一部分向下流动，形成两层环流，上层环流慢
图三 改进后泥浆槽示意图
慢上升到溢流口，形成较大絮体。改动如图三所示。
4.方案改进后效果
通过对搅拌桨的改进，我们发现泥浆的混凝效果得到明显提升，通过观察我们发现1）在混凝槽的顶部泥水分离比较明显，可以看到比较澄清的水，同时絮凝体体积明显增大。2）在滤带的重力脱水区，由于泥水分离好，大部分水在这里可以脱去，因为絮体体积较大且含水率低，重力脱水区由低到高的输送过程中，很少有絮体向下滑动的现象，这样明显提高了带机处理能力。3）观察滤布高压区的出水相对比较清澈4）在挂泥板处状的泥饼因为重力作用自然掉下，泥饼较厚，块大，含水率相对较低，如果脱水机运行不好，泥饼含水率高，粘性大，不会自动掉落，而是被刮下来。这样刮是刮不干净的，导致部分固体进入滤液，返送至调质槽，降低固体回收率，导致脱水机低效率运行。同时如果滤布冲洗装置不好，可能会使滤布冲洗不干净，这样，小颗粒污泥就在停留在滤布中，使重力区的脱水效果进一步变差，进而形成恶性循环。5）如果絮体含水率较高，流动性较强，在高压区挤压的时候，就可能导致跑泥现象，即泥浆从滤布两边跑出。通过絮体状况改善，跑泥现象基本没有发生，泥饼厚实，含水率较低，运行效率较高。
综上所述脱泥机运行好坏的关键因素是，絮凝的好坏，通过现场搅拌桨的改变，我们发现絮体状况明显改善，脱泥效率的增高，泥饼含水率降低。通过对产生泥饼量的观察，我们发现脱水率大幅度上升。处理能力提高，以前的设计能力为0.38t/h，现在脱泥能力能达到1t/h。通过对搅拌桨的改进，改善了污泥的絮凝状况，提高了劳动生产率。
参考文献：
[1]顾文飞，张孝德 宝钢固体废弃物资源化 宝钢技术 2005.
[2]朱建英，严于何 淘汰落后工艺以减少废水排放 寶钢技术 2005.
[3]刘勇 不锈钢分公司污水处理工艺及运行管理 宝钢技术 2005.
[4]邢启宏，闻景超 絮凝剂对冷轧乳化液影响研究 宝钢技术 2004
作者简介：王湘，男，生于1988年2月，2010年7月毕业于北京科技大学环境工程系，学士学位。现工作于宝钢湛江钢铁股份有限公司能源环保部，水系统助理工程师。