浅谈厢式压滤机在水利工程中的应用

(1. 浙江省绍兴市上虞区水利局，浙江 绍兴 312300；2. 浙江省疏浚工程有限公司，浙江 绍兴 313000)

施工技术

浅谈厢式压滤机在水利工程中的应用

王海郑红全

(1. 浙江省绍兴市上虞区水利局，浙江 绍兴 312300；2. 浙江省疏浚工程有限公司，浙江 绍兴 313000)

传统清淤工程主要难点在于淤泥的堆放以及后续淤泥的处置，需要大面积的土地用于堆放淤泥，后续处置非常困难且处置淤泥的时间长；采用厢式压滤机进行淤泥固化，配套绞吸式挖泥船清淤施工，可以使淤泥快速固化，便于外运、堆放以及处置，而且采用压滤机固化淤泥所需场地小，便于实施。

淤泥固化；厢式压滤机；应用

1 厢式压滤机的结构组成与工作原理

厢式压滤机是集机、电、液于一体，技术水平先进的分离机械产品，它由五大部分组成，即机架部分、过滤部分(滤板、隔膜板、滤布)、拉板部分、液压部分和电气控制部分。

机架部分是机器的主体，用以支撑过滤机构，连接其他部件。它主要由止推板、压紧板、油缸体和主梁等部件组成，机器工作时，油缸体内的活塞推动压紧板，将位于压紧板与止推板之间的滤板、隔膜板、滤布压紧，以保证带有压力的料浆在滤室内进行加压过滤。

过滤部分由按一定次序排列在主梁上的滤板、夹在滤板之间的滤布、隔膜滤板组成，滤板、滤布与隔膜滤板相间排列，形成了若干个独立的过滤单元即滤室。过滤开始时，料浆在进料泵的推动下，经止推板上的进料口进入各滤室内，并借进料泵产生的压力进行过滤。由于滤布的作用，使固体在滤室内形成滤饼，滤液由水嘴排出；从进气口通入压缩空气或高压液体鼓动隔膜，对滤饼进行压榨，可进一步降低滤饼的含水率。

自动拉板部分由减速机、机械手、传动机构和暂停装置等组成。减速电机带动传动链条从而带动机械手运动，将滤板逐一拉开，暂停装置可随时控制拉板过程中的停、进动作，以保证拉板机卸料的顺利实现。

液压部分是由驱动压紧板压紧或松开滤板的动力装置，配置了柱塞泵及各种控制阀；压紧滤板时压滤机即进入自动保压状态，保证过滤所需工作压力。

目前厢式压滤机主要应用于化工、石油、冶金、制药、食品及环保等行业的固液分离工序。

2 厢式压滤机在水利工程中的应用

浙江省开展“五水共治”以来，大量的江河湖泊急需清淤改善水质，传统的清淤工程淤泥处置是采用自然风干堆放，即征一大片土地作为泥浆排泥场，四周做封闭围堰，泥浆排入排泥场中，经过自然沉淀后尾水外排。这种方法需要大面积的土地作为排泥场，泥浆排入堆场后呈流态，自然风干时间长，需长时间后才能利用。急需一种方法将淤泥迅速转化为干土，既不影响工程的施工工期，又可以将淤泥减量化、资源化，便于运输处置。

绍兴市上虞区虞东河湖综合整治工程二标段合同价款为1.28亿元，主要工程量为皀李湖清淤及淤泥固化121万m3、新建皂李湖堤防1.37km、新建桥梁4座、新建节制闸2座。其中皀李湖清淤121万m3采用环保绞吸式挖泥船开挖，若采用传统的淤泥处置，水下方变成泥浆按1∶3换算，需一个能容纳363万m3泥浆的排泥场，按2m的堆高则需182万m2(即2732亩)的场地，该工程位于上虞南部山区，土地资源稀缺，无法找到这么大的土地作为排泥场，因此该工程采用了以厢式压滤机进行淤泥固化方法施工解决土地征用的难题。纵观全国，采用厢式压滤机进行大规模的水利工程淤泥固化的先例屈指可数，没有什么可借鉴的经验，根据现场施工条件合理布局固化场地是确保工程进度的前提。

2.1 固化场地的建设

2.1.1 用电申请

厢式压滤机及配套设备均为大功率电器，需专门申请变压器供电。该工程投入8台压滤机，额定功率30kW/台，进浆设备采用8台渣浆泵，额定功率90kW/台，加上其他相应的辅助设备，经过计算需申请1000kVA的变压器，该工程申请了两台500kVA的变压器。

2.1.2 固化场地的规划建设

固化场地分为固化站、集浆池、清水池、中和池。淤泥固化站占地面积20亩，分为固化车间、均化池、装载机回旋场地以及生活办公场所。固化车间基础采用钢筋混凝土通浇，采用工字钢搭设压滤机平台，平台净高4m以上，确保装载机能在平台下进出铲泥作业，厢式压滤机布置于平台上，压滤机平台及压滤机安装完成后搭设固化车间厂房。均化池布置在固化车间西侧，距车间2m，由5mm厚的钢板焊接而成，尺寸为12m×24m×3m，均化池南北两侧各布设4台渣浆泵用于压滤机进浆。固化站东北侧一个50亩的鱼塘作为集浆池用于储备泥浆，位于固化站北侧一个约5亩的小池塘用钢板箱分隔开作为清水池和中和池，集浆池与清水池由明渠连接，尾水进入清水池，经过进一步沉淀后尾水进入中和池进行中和，尾水达标后排放。

2.2 淤泥固化的施工方法

淤泥固化施工工艺见下页图。

淤泥固化施工工艺图

2.2.1 集浆池集浆

集浆池的大小是影响整个固化工程进度与成本的重要因素，在施工条件允许的情况下，集浆池越大对固化工程越有利；集浆池大能给泥浆充分的沉淀时间，不仅能抽取高浓度的泥浆进入压滤机，而且减轻了尾水处理的成本。

皀李湖湖区布设一艘环保绞吸式挖泥船进行开挖，泥浆通过密封的管道输送至集浆池，进浆口设置一个筛分系统，筛分系统由一个筛网状的圆滚筒、钢板箱体以及输送垃圾石块的输送带组成，泥浆进入筛分系统后，把泥浆中的垃圾、石块均筛分分离并装车外运，纯泥浆通过箱体流入集浆池；泥浆在集浆池中沉淀后表面的余水通过明渠排入清水池，始终保持集浆池内有高浓度的泥浆。集浆池中泥浆的沉淀主要采用两种方法。第一种：利用压淲机的压滤水沉淀，压滤水呈碱性，碱性水能加快泥浆的沉淀，压滤水通过管道输送至进浆口与泥浆充分混合，对泥浆沉淀有很好的效果；第二种：加大泥浆流径，让泥浆充分自然沉淀，与清水池相连的余水排放明渠设置在进浆口的最远处，使泥浆有充分的沉淀时间。

2.2.2 均化池均化

泥浆在集浆池沉淀后，在集浆池中布置一艘小型的绞吸式挖泥船，抽取高浓度的泥浆通过管道输送至均化池。在均化池进浆口设置固化剂添加站，采用螺旋输送机变量添加；掺有固化剂的泥浆流入均化池后采用安装在均化池中的搅拌机充分搅拌均化，然后用渣浆泵通过管道输送至每个厢式压滤机中。

2.2.3 厢式压滤机压滤

该工程采用的厢式压滤机为X10MZKGFQ800/2000-UB型，主要参数为：机架压力等级100N，过滤面积为800m2，滤板大小为2000mm×2000mm；在压滤机使用过程中滤由起着关键的作用，其性能的好坏、选型的正确与否都直接影响过滤效果与产量，根据其材质的不同分为涤纶、维纶、丙纶、锦纶等几种，该工程中滤布采用PA2026型，单丝锦纶滤布；压滤机压滤采用气压压滤。

压滤机进浆前压紧板先顶住保压，确保进浆时滤板间不会爆浆、漏浆。泥浆在均化池中均化后用渣浆泵输送至压滤机中，根据压滤机进浆口管道上的压力表显示的压力判断压滤机中泥浆的填充量，当压力达到100N时说明压滤机中泥浆填充量已饱和，可以停止进浆而开始压滤，该工程中进浆时间一般在40min左右；压滤的时间根据水嘴出水情况而定，压滤机开始压滤时要随时观察水嘴出水情况，当水嘴出水明显偏少呈滴状时说明压滤基本完成停止压滤，压滤的时间基本为8min左右；开启反吹阀门注气反吹，把滤室中间孔洞中的泥浆以及进浆管道中的泥浆反吹到均化池中，防止打开滤板卸泥时滤板中间孔洞中的泥浆与泥饼一起卸下，影响泥饼的含水率以及泥块的外运，反吹的时间一般为5s；反吹完成后打开压榨鼓膜板的气阀放气，然后拉开压紧板，采用机械手拉开滤板进行卸泥；用装载机把压滤机平台下的泥饼往外铲运。压滤出的滤水通过水嘴进入水槽，通过管道自流到集浆池进浆口用于泥浆沉淀。

2.2.4 尾水的处理

该工程余水排放标准设计要求达到综合排放一级标准，悬浮SS值小于70mg/L，酸碱度pH值在6～9之间；泥浆在集浆池中沉淀后表层余水通过明渠流入清水池中，在清水池入水口设置一个余水处理站，布置两套余水处理装置；当余水SS值超出排放标准时添加絮凝剂使余水中的悬浮物快速絮凝在清水池中沉淀，使余水SS值达到排放标准。均化池中添加固化剂后压滤水呈碱性，余水需在中和池中加酸中和，使pH值达标后排放；清水池与中和池用钢板箱体作为围堰分隔，清水池中的水经过钢池进入中和池；在钢池中设置一组pH值监测探头(1号探头)、一组自动加酸装置以及一个搅拌机，当1号pH值探头测出尾水pHgt;8.5(暂设值，可经运行调试后确定具体限值)时，加酸泵启动加酸，搅拌机自动开启搅拌中和，当pH值下降到7.5时，加酸泵及搅拌机自动关停。余水在中和池中充分中和反应后，在中和池排放口再设置一组pH值监测探头(2号探头)，用于监测外排水的pH值，同时在2号探头上安装一套警报装置，当2号探头测出尾水pH≥9或pH≤6时，警报器自动拉响，并且自动关闭排水口，待中和池中水的pH值达标后重新排水。

2.3 淤泥固化的进度与质量

2.3.1 淤泥固化进度情况

压滤机固化施工从进浆开始到压滤卸泥重新进浆一个循环约1h，一天生产24框固化土，每框固化土有119板泥饼，泥饼平均厚度3cm，每框泥饼方量约14.2m3，8台压滤机按80%的有效生产时间每天产量为2100m3泥饼，按1∶1.5折算湖区水下方量为3150m3/天，湖区清淤月产量达到94500m3，满足合同工期600日历天。

2.3.2 板框压滤固化土的质量情况

固化土的质量指标为土方的含水率，该工程中设计要求固化土土方含水率不大于50%，以便土方外运；在施工过程中经过测算，生产的固化土含水率为40%左右，满足设计要示。

3 结 语

绍兴市上虞区虞东河湖综合整治工程二标段采用厢式压滤机进行淤泥固化，便于土方外运，达到了淤泥减量化的目的，同时固化土用于制作建筑材料与种植绿化、回填场地等资源化利用，解决了传统清淤工程淤泥后续处置困难、排泥场场地长时间不能利用的难题；该工程用于淤泥固化与堆土的场地只有约300亩，解决了传统清淤工程排泥场面积大、征用困难的问题。根据该工程施工情况，采用厢式压滤机固化淤泥与湖区的环保绞吸式挖泥船配套施工，完全能满足工程的进度与质量要求，该方法值得在水利工程中推广应用。

DiscussiononApplyingChamberFilterPressinHydraulicEngineering

WANG Hai, ZHENG Hongquan

(1.ZhejiangShaoxingShangyuDistrictWaterConservancyBureau,Shaoxing312300,China;2.ZhejiangPredgingEngineeringCo.,Ltd.,Shaoxing313000,China)

Traditional dredging project has main difficulties of silty piling and subsequent disposal. Large land is required for piling up silt. Subsequent disposal is very difficult with long disposal time of sludge. Chamber filter press is adopted for dredging construction sludge by curing matching cutter-suction dredger. Silt can be cured rapidly for facilitating outward transportation, piling and disposal. Small land is required for adopting filter press in curing silt with convenient construction.

silt curing; chamber filter press; application

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.011.001

TU447

B

1673-8241(2017)011-0001-04