一种带式压榨过滤机建筑泥浆脱水工艺改良

摘要：建筑泥浆现行的带式过滤设备存在着效率低下、成本过高等系列问题，为符合国家对建筑泥浆污染防治环保要求，本课题以重型建筑泥浆脱水机为研究对象，研究泥浆性质与脱水设备之间的相关性，依据化学、物理、机械压榨等性能并分析它们之间的相关性，确定了建筑泥浆脱水机的关键性质，结果表明，在重力脱水阶段脱水越好，压榨阶段脱水性能越好，反之越差，根据结果设计出一种辅助脱水机脱水的机械结构，实验表明设计结构对脱水有一定的帮助作用。

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.

關键词：滤带;压榨;跑泥现象;脱水

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

中图分类号：TQ051.8                                   文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）36-0181-02

0  引言

党的十八大以来中国城镇化进程明显提速，并注重以人为本、规模和质量并重的新阶段。中国GDP总量目前已居世界经济体第二，但人均GDP还处于世界经济体平均线以下。2018年中国国内生产总值900309亿元，全年社会固定资产投资（不含农户）635636亿元，增长5.9%。全年社会建筑业增加值61808亿元，比上年增长4.5%，全年新改建高速公路里程6063公里，新建高速铁路投产里程4100公里[1]。城镇化建设提速带来的环境污染物总量也明显提高，环境保护与经济快速发展之间的污染治理平衡问题也更显突出。中国人均淡水资源量处于紧缺状态，已成为制约“中国特色新型城镇化”建设主要瓶颈。城镇发展带的来各种施工泥浆总量提升，对水资源环境影响越来越大。改革开放以来从美国、日本等发达国家引进的带式压榨过滤处理系统技术已广泛应用在各种行业当中，相关工艺、设备被中小型技术企业吸收，目前市场上生产带式压榨过滤机公司众多，但在市场上话语权还不够，急需在技术上创新突破，增加行业话语权。

1  现有市场带式压榨过滤机结构

带式压榨过滤机是由两条或多条环形滤带缠绕在大小不等按功能分布排列的辊轮上，利用滤带在辊轮间的挤压作用脱除料浆中水分的一种过滤设备。结构上主要有重力脱水段、预压脱水段、S形挤压脱水段、张紧调偏装置等。

重力脱水段结构成一定倾斜角度，其作用是自由脱水，利用水自重作用脱去大量的自由基水，使泥浆的流动性减小，滤带表面剩一定含水量半固体的稀泥，输送到第二层预压脱水段。

预压脱水段结构由若干个直径相同的辊筒和滤带组成，上下两层滤带之间形成的“楔形”空间，随楔形角度的变化带表面产生不同的压力对稀泥进行预压脱水，为后序压榨脱水环节作好准备。

S形挤压脱水段结构是由若干组大小不同直径的辊筒和环形滤带组成，环形滤带呈S形状依次绕于各辊筒之间，随着两滤带间的间隙变小，两条环形滤带之间的高含水量稀泥在挤压力作用下，从滤带空隙中滤出多余的水，达到挤压脱水的目的，形成含水量低的固态泥饼排出滤带。

2  带式压榨过滤机机械结构分析

带式压榨过滤机按机械结构特征类型可分为轻型带式过滤一体机、重型分体式带式压滤机两种。两种类型优、缺点见表1。

2.1 机械结构特征优点与缺点

轻型带式过滤一体机结构上采用一体化技术，结构紧凑采用上下两层排列，空间上进行叠堆放置，减少占地面积，结构设置紧密，重力脱水距相对较短，效率比较低，污泥处理量小。部件与部件之间空间狭小，发生故障后维修不方便。

重型分体式带式压滤机结构上采用两个或三个机械结构部分拼接组合而成，结构简单，但设备长度很长。重力脱水距离设置比较长，脱水较充分，需占地面积多，滤带宽度可选择范围变大，滤带越宽处理量越大。部件结构都较大，发生故障后，拆装比较困难，需多人合作完成。

2.2 滤带挤压过程中跑泥现象

滤带与滤带之间随着轴系间空间减小，泥浆中含水量高、流动性能好，受力滑移现象，泥浆从滤带两侧空隙间溢出称之为跑泥现象。

导致滤带两侧出现这种情况是因为泥浆含水量太高，泥浆流动性好，受力状态下易流动。解决办法只有减小泥浆的进入预压、挤压阶段的含水量。

轻型带式过滤一体机在重力脱水段长度一般设置都在2米左右，重力脱水距离较短，导致泥浆脱水后含水量较高。

重型分体式带式压滤机在重力脱水段长度一般设置都在8米左右，重力脱水距离较长，在后1/3开始因滤网空隙堵塞滤水量急剧减少。

3  新型带式压榨过滤机结构

固液物理挤压分离是带式压榨过滤机的主要功能，项目组研究物理分离技术，查找中外文献相关结构设计，潘内维斯（Pannevis）带式过滤机有种三角形压力带布置结构，如图1。

图示6是压力带，压力带与主驱动轴成三角形布置，對泥浆进行物理挤压脱水工作。参考潘内维斯（Pannevis）带式过滤机三角形机械结构与网链、海绵设计出一种新型的三角形物理挤压脱水装置，一种带式压滤机新型机械装置结构，如图2。

该结构利用三角楔形预压，由大变小直至恒定值挤压，网链海绵滤带与主驱动轮包角挤压泥浆。网链海绵滤带是由网链与海绵的组合体，主要功能是柔性包容、挤压、吸水、脱水等，网链与海绵经特殊工艺在网链两面粘接两块海绵，网链在涨力下具有的一定的刚性;海绵具有吸水、脱水特有的性能，海绵体吸水量可达到其本身重量的十倍左右;在作用与反作用力下变形，海绵泡孔组织受挤压后，体积发生变化，泡孔间的水分子从海绵体中滤出;柔性包容是海绵的弹性变化，向下凹呈锥形变化、可直接包容。[2]

新型结构可以使用在分体式带式压榨过滤机和轻型带式浓过滤一体机上，可设置在重力脱水工步后，在增加一个工步下达到减低泥浆含水量，减轻预压区与S型挤压区两侧跑泥现象，改良最终出泥泥饼的含水量，改善设备操作人员与生产设备运行的工况。还可起到简化结构及减少设备占用面积的作用。

新型结构对轻型带式浓过滤一体机的工艺改良：改善高含水量泥浆在重力自由脱水阶段脱水不够的问题，减轻在预压区和挤压区滤带两侧跑泥现象;可以简化环形滤带S型挤压结构棍筒对数。

新型结构对重型分体式带式压滤机的工艺改良：以减小重力脱水阶段的长度达到减少过滤机占地面积;减轻在预压区和挤压区滤带两侧跑泥现象;可以简化环形滤带S型挤压结构棍筒对数。

4  总结

综上所述，新型机械结构设计对带式过滤机的生产效率、产品质量有一定经济效益。

参考文献：

[1]国家统计局.中华人民共和国2018年国民经济和社会发展统计公报，2019，02，28.

[2]胡家铭，王浙圣，韩雪峰，符泽玮，张超.带式压榨过滤机脱水研究[J].内燃机与配件，2019（05）：215-217.

[3]宗永平.国外带式压榨过滤机的发展概况[J].过滤与分离，1999，03：7-10.

[4]王彬，全顺培，来友成，张健.国外带式过滤机综述（一）[J].湿法冶金，1984，01：45-53.

[5]张林，芮延年，刘文杰.带式压榨过滤机的理论与实践[J].给水排水，2000，09：4，86-89.