一種帶式壓榨過濾機建筑泥漿脫水工藝改良

摘要：建筑泥漿現行的帶式過濾設備存在著效率低下、成本過高等系列問題，為符合國家對建筑泥漿污染防治環保要求，本課題以重型建筑泥漿脫水機為研究對象，研究泥漿性質與脫水設備之間的相關性，依據化學、物理、機械壓榨等性能并分析它們之間的相關性，確定了建筑泥漿脫水機的關鍵性質，結果表明，在重力脫水階段脫水越好，壓榨階段脫水性能越好，反之越差，根據結果設計出一種輔助脫水機脫水的機械結構，實驗表明設計結構對脫水有一定的幫助作用。

Abstract： The current belt filter equipment of construction mud has a series of problems， such as low efficiency and high cost. In order to meet the national environmental protection requirements for the prevention and control of construction mud pollution， in this paper， the heavy-duty construction mud dehydrator is taken as the research object to study the correlation between the mud properties and the dehydrating equipment. According to the chemical， physical and mechanical properties and the analysis of the correlation between them， the key properties of the construction mud dehydrator are determined. The results show that the better the dewatering is in the gravity dewatering stage， the better the dewatering performance is in the squeezing stage， and vice versa. The experiment shows that the designed structure is helpful to dewatering.

關鍵詞：濾帶;壓榨;跑泥現象;脫水

Key words： filter belt;press;mud run;dewatering

中圖分類號：TQ051.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）36-0181-02

0? 引言

黨的十八大以來中國城鎮化進程明顯提速，并注重以人為本、規模和質量并重的新階段。中國GDP總量目前已居世界經濟體第二，但人均GDP還處于世界經濟體平均線以下。2018年中國國內生產總值900309億元，全年社會固定資產投資（不含農戶）635636億元，增長5.9%。全年社會建筑業增加值61808億元，比上年增長4.5%，全年新改建高速公路里程6063公里，新建高速鐵路投產里程4100公里[1]。城鎮化建設提速帶來的環境污染物總量也明顯提高，環境保護與經濟快速發展之間的污染治理平衡問題也更顯突出。中國人均淡水資源量處于緊缺狀態，已成為制約“中國特色新型城鎮化”建設主要瓶頸。城鎮發展帶的來各種施工泥漿總量提升，對水資源環境影響越來越大。改革開放以來從美國、日本等發達國家引進的帶式壓榨過濾處理系統技術已廣泛應用在各種行業當中，相關工藝、設備被中小型技術企業吸收，目前市場上生產帶式壓榨過濾機公司眾多，但在市場上話語權還不夠，急需在技術上創新突破，增加行業話語權。

1? 現有市場帶式壓榨過濾機結構

帶式壓榨過濾機是由兩條或多條環形濾帶纏繞在大小不等按功能分布排列的輥輪上，利用濾帶在輥輪間的擠壓作用脫除料漿中水分的一種過濾設備。結構上主要有重力脫水段、預壓脫水段、S形擠壓脫水段、張緊調偏裝置等。

重力脫水段結構成一定傾斜角度，其作用是自由脫水，利用水自重作用脫去大量的自由基水，使泥漿的流動性減小，濾帶表面剩一定含水量半固體的稀泥，輸送到第二層預壓脫水段。

預壓脫水段結構由若干個直徑相同的輥筒和濾帶組成，上下兩層濾帶之間形成的“楔形”空間，隨楔形角度的變化帶表面產生不同的壓力對稀泥進行預壓脫水，為后序壓榨脫水環節作好準備。

S形擠壓脫水段結構是由若干組大小不同直徑的輥筒和環形濾帶組成，環形濾帶呈S形狀依次繞于各輥筒之間，隨著兩濾帶間的間隙變小，兩條環形濾帶之間的高含水量稀泥在擠壓力作用下，從濾帶空隙中濾出多余的水，達到擠壓脫水的目的，形成含水量低的固態泥餅排出濾帶。

2? 帶式壓榨過濾機機械結構分析

帶式壓榨過濾機按機械結構特征類型可分為輕型帶式過濾一體機、重型分體式帶式壓濾機兩種。兩種類型優、缺點見表1。

2.1 機械結構特征優點與缺點

輕型帶式過濾一體機結構上采用一體化技術，結構緊湊采用上下兩層排列，空間上進行疊堆放置，減少占地面積，結構設置緊密，重力脫水距相對較短，效率比較低，污泥處理量小。部件與部件之間空間狹小，發生故障后維修不方便。

重型分體式帶式壓濾機結構上采用兩個或三個機械結構部分拼接組合而成，結構簡單，但設備長度很長。重力脫水距離設置比較長，脫水較充分，需占地面積多，濾帶寬度可選擇范圍變大，濾帶越寬處理量越大。部件結構都較大，發生故障后，拆裝比較困難，需多人合作完成。

2.2 濾帶擠壓過程中跑泥現象

濾帶與濾帶之間隨著軸系間空間減小，泥漿中含水量高、流動性能好，受力滑移現象，泥漿從濾帶兩側空隙間溢出稱之為跑泥現象。

導致濾帶兩側出現這種情況是因為泥漿含水量太高，泥漿流動性好，受力狀態下易流動。解決辦法只有減小泥漿的進入預壓、擠壓階段的含水量。

輕型帶式過濾一體機在重力脫水段長度一般設置都在2米左右，重力脫水距離較短，導致泥漿脫水后含水量較高。

重型分體式帶式壓濾機在重力脫水段長度一般設置都在8米左右，重力脫水距離較長，在后1/3開始因濾網空隙堵塞濾水量急劇減少。

3? 新型帶式壓榨過濾機結構

固液物理擠壓分離是帶式壓榨過濾機的主要功能，項目組研究物理分離技術，查找中外文獻相關結構設計，潘內維斯（Pannevis）帶式過濾機有種三角形壓力帶布置結構，如圖1。

圖示6是壓力帶，壓力帶與主驅動軸成三角形布置，對泥漿進行物理擠壓脫水工作。參考潘內維斯（Pannevis）帶式過濾機三角形機械結構與網鏈、海綿設計出一種新型的三角形物理擠壓脫水裝置，一種帶式壓濾機新型機械裝置結構，如圖2。

該結構利用三角楔形預壓，由大變小直至恒定值擠壓，網鏈海綿濾帶與主驅動輪包角擠壓泥漿。網鏈海綿濾帶是由網鏈與海綿的組合體，主要功能是柔性包容、擠壓、吸水、脫水等，網鏈與海綿經特殊工藝在網鏈兩面粘接兩塊海綿，網鏈在漲力下具有的一定的剛性;海綿具有吸水、脫水特有的性能，海綿體吸水量可達到其本身重量的十倍左右;在作用與反作用力下變形，海綿泡孔組織受擠壓后，體積發生變化，泡孔間的水分子從海綿體中濾出;柔性包容是海綿的彈性變化，向下凹呈錐形變化、可直接包容。[2]

新型結構可以使用在分體式帶式壓榨過濾機和輕型帶式濃過濾一體機上，可設置在重力脫水工步后，在增加一個工步下達到減低泥漿含水量，減輕預壓區與S型擠壓區兩側跑泥現象，改良最終出泥泥餅的含水量，改善設備操作人員與生產設備運行的工況。還可起到簡化結構及減少設備占用面積的作用。

新型結構對輕型帶式濃過濾一體機的工藝改良：改善高含水量泥漿在重力自由脫水階段脫水不夠的問題，減輕在預壓區和擠壓區濾帶兩側跑泥現象;可以簡化環形濾帶S型擠壓結構棍筒對數。

新型結構對重型分體式帶式壓濾機的工藝改良：以減小重力脫水階段的長度達到減少過濾機占地面積;減輕在預壓區和擠壓區濾帶兩側跑泥現象;可以簡化環形濾帶S型擠壓結構棍筒對數。

4? 總結

綜上所述，新型機械結構設計對帶式過濾機的生產效率、產品質量有一定經濟效益。

參考文獻：

[1]國家統計局.中華人民共和國2018年國民經濟和社會發展統計公報，2019，02，28.

[2]胡家銘，王浙圣，韓雪峰，符澤瑋，張超.帶式壓榨過濾機脫水研究[J].內燃機與配件，2019（05）：215-217.

[3]宗永平.國外帶式壓榨過濾機的發展概況[J].過濾與分離，1999，03：7-10.

[4]王彬，全順培，來友成，張健.國外帶式過濾機綜述（一）[J].濕法冶金，1984，01：45-53.

[5]張林，芮延年，劉文杰.帶式壓榨過濾機的理論與實踐[J].給水排水，2000，09：4，86-89.