探究水電工程砂石加工系統(tǒng)廢水沉渣脫水工藝

【摘要】在水電工程的砂石加工系統(tǒng)中，對于廢水處理效率的要求相對較高，這便向其應(yīng)用的廢水沉渣脫水工藝提出了更高的要求。本文從不同的沉渣脫水工藝特點(diǎn)出發(fā)，針對其應(yīng)用優(yōu)勢及實(shí)際效率進(jìn)行分析研究，提出其中存在的問題，并針對隔膜壓濾新脫水工藝的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行論述，僅供參考，歡迎批評指正。

【關(guān)鍵詞】水電工程；砂石加工系統(tǒng)；廢水沉渣脫水工藝

引言

針對砂石加工系統(tǒng)進(jìn)行廢水沉渣脫水處理的目的在于促進(jìn)沉渣含水率的進(jìn)一步降低，同時(shí)使其整體體積縮小，由此為后期的清潔操作提供相應(yīng)的便利條件。就當(dāng)前常用的廢水沉渣脫水工藝來看，加壓過濾、真空過濾、離心分離等較為常見，鑒于當(dāng)前的水電工程砂石加工系統(tǒng)中所面臨的泥渣處理量相對較大、清運(yùn)要求較高的特性，常規(guī)的脫水工藝往往難以滿足實(shí)際處理需求。針對這一情況，本文特立足于當(dāng)前水電工程中廢水沉渣脫水的實(shí)際需求，對更為合理的新型工藝展開了探究，總結(jié)如下。

1、砂石加工系統(tǒng)廢水沉渣脫水工藝總覽

從當(dāng)前的水電工程砂石加工系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)來看，其采用的工藝多以三項(xiàng)標(biāo)配（石粉回收裝置、輻流沉淀池、機(jī)械脫水）為主，常見的脫水工藝有加壓過濾、真空過濾、離心分離三種，且在實(shí)際廢水處理應(yīng)用過程中均具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。從上述三種脫水工藝的應(yīng)用普遍性來看，以加壓過濾為最高，其次為真空過濾與離心分離。通過對這三種脫水工藝的實(shí)際性能做出對比分析，我們發(fā)現(xiàn)，采用離心分離與真空過濾兩種工藝進(jìn)行處理的情況下，泥餅的含水率往往偏高，要針對這一情況進(jìn)行處理，便需要進(jìn)行臨時(shí)堆場設(shè)置，直至水分降低后才可再度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。除此之外，還需與運(yùn)行時(shí)以實(shí)際粒徑、進(jìn)料濃度為基準(zhǔn)，對藥量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，期間產(chǎn)生的運(yùn)行成本相對偏高。與上述兩種方式不同，加壓過濾這一工藝通常以間歇運(yùn)行方式為主，這一方式雖在運(yùn)行維護(hù)等問題上相對復(fù)雜，但由于運(yùn)行過程產(chǎn)生的成本費(fèi)用較低，且泥餅含水率相對偏低，因此在整體適用性上相對偏高。在進(jìn)行脫水設(shè)備選型時(shí)，可將可靠的脫水試驗(yàn)成果作為依據(jù)，如缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，則可通過以粒徑要求、進(jìn)漿濃度為基準(zhǔn)，選擇適應(yīng)性相對較寬的廂式壓濾機(jī)即可。

2、常規(guī)壓濾脫水工藝存在的問題

經(jīng)實(shí)踐研究論證，采用加壓過濾、真空過濾、離心分離這3種廢水沉渣脫水工藝進(jìn)行處理時(shí)，存在的相關(guān)問題仍然相對較多，亟待改進(jìn)完善，筆者現(xiàn)以分點(diǎn)形式將其概述如下：首先，從上述三種脫水工藝運(yùn)行效率來看，當(dāng)前仍然難以取得有效提升，脫水速度的問題一直普遍存在，通常情況下，一個(gè)工作周期的完成往往需要花費(fèi)兩小時(shí)左右，不利于整體工作效率的提升；泥餅的含水率相對偏高，易導(dǎo)致成本的提高與效率的減退，且濾餅的脫落難度相對較大；從機(jī)架大梁來看，側(cè)彎現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，這便直接導(dǎo)致了濾板排列情況的失序，不利于整體整齊性的提升，易造成進(jìn)料過程中跑料現(xiàn)象的產(chǎn)生；濾板及濾布部分易出現(xiàn)受損問題，在得不到及時(shí)處理的情況下極易引起跑料現(xiàn)象的出現(xiàn)；在濾室充滿的情況下，進(jìn)料泵仍然繼續(xù)保持運(yùn)作狀態(tài)，進(jìn)而可造成進(jìn)料泵的不同程度受損，另一方面也將使能源產(chǎn)生一定的損耗，與“節(jié)能降耗”理念存在相悖之處。

3、廢水沉渣脫水工藝

3.1 工藝原理。從隔膜壓濾工藝的原理來看，其主要在常規(guī)壓濾工藝上進(jìn)行了改進(jìn)與革新，與廂式壓濾機(jī)相比，高壓隔膜壓濾機(jī)于兩側(cè)進(jìn)行了兩塊彈性膜的加裝，整體膜片為復(fù)合橡膠隔膜，并于完成入料操作后，向隔膜板注于高壓流體。通過上述操作的實(shí)施，可有效完成針對濾餅的二次壓榨操作，同時(shí)，隔膜分別于兩側(cè)鼓起，對濾餅形成相應(yīng)壓迫作用，過程約持續(xù)3-15分鐘，由此促進(jìn)濾餅的更進(jìn)一步脫水，使脫水效果可達(dá)到一個(gè)更優(yōu)的層次。除此之外，由于濾板在經(jīng)過還原的情況下，與泥餅之間留有一定的間隙，便給卸餅脫落提供了更為便捷的條件。

3.2 工藝特點(diǎn)。與常規(guī)濾板相比，高壓隔膜濾板在制造過程中對于生產(chǎn)工藝具有著更高的要求，其工藝特點(diǎn)大致可概述為以下幾點(diǎn)：隔膜濾板的密封性相對較佳，且具有一定的抗老化、抗疲勞性，在質(zhì)量及使用壽命上較具保障；基于隔膜較為良好的彈性體，在鼓起還原這一步驟的適應(yīng)性相對更佳；從隔膜濾板的加工制作工序來看，其精密性較佳；從隔膜壓濾機(jī)油缸壓緊壓力來看，其對于不同泥渣的深度脫水操作具有較高的適應(yīng)性，且隔膜濾板耐屈服撓度較佳，產(chǎn)生白化現(xiàn)象的可能性較低；隔膜壓濾機(jī)在降低濾餅水分方面具有較高效率，針對各種物料性質(zhì)的處理工作均具有較高適應(yīng)性，與常規(guī)壓濾工藝相比明顯較優(yōu)了；濾室注滿后，進(jìn)料泵便將停止繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，由此使進(jìn)料泵的磨損程度得以降低。

3.3 工藝應(yīng)用優(yōu)勢

3.3.1 可促使壓濾周期縮短。經(jīng)研究表明，沉渣中的水分分布特性與機(jī)械脫水性能之前可產(chǎn)生密切關(guān)聯(lián)。有學(xué)者提出，從沉渣中的水分性質(zhì)來看，主要可分為自由水與結(jié)合水兩種，其中自由水即指在的周圍固體顆粒存在的情況下，水分性質(zhì)不受其影響而產(chǎn)生相應(yīng)變化；結(jié)合水即指可與固體顆粒產(chǎn)生相互作用力的水分。從結(jié)合水中水分與污泥顆粒之間的相互作用力來看，又可細(xì)分為不同的三種，其一為固體顆粒與化學(xué)鍵力的結(jié)合，稱為內(nèi)部結(jié)合水；其二為吸附于固體表面的結(jié)合水，稱為表面結(jié)合水；其三為絮體、毛細(xì)管內(nèi)的結(jié)合水，稱為機(jī)械結(jié)合水。通常情況下，在結(jié)合水量越高的情況下，機(jī)械脫水的難度也將出現(xiàn)相應(yīng)增長。在水分形式不同的情況下，結(jié)合強(qiáng)度最低的為自由水，其次為機(jī)械結(jié)合水、表面結(jié)合水，最后為內(nèi)部結(jié)合水。采用高壓隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行操作的過程中，在進(jìn)料到濾餅形成的時(shí)間里，通過對進(jìn)料壓力的合理利用，可有效使自由水得以去除，此外還可實(shí)現(xiàn)含水率的大幅降低，降低幅度約可控制在30%左右。在上述情況影響下，可通過更高的脫水效率使結(jié)合水更快得以去除，由此促使壓濾周期可得以大幅縮短。

3.3.2 對于固體顆粒粒徑配及均勻性的波動(dòng)具有較高適應(yīng)性。從水電工程中的產(chǎn)生的主要廢水性質(zhì)來看，其主要屬于無機(jī)廢水，這便意味著在實(shí)施脫水操作的過程中，實(shí)際的困難程度基本取決于固體顆粒的均勻度、顆粒粒徑大小等因素。學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，通常情況下，泥渣粒度與表面積基本成反比關(guān)系，泥渣粒度較小的情況下，表面積便相應(yīng)越大，結(jié)合水量也相對更高，脫水的困難程度偏高。另一方面，泥渣粒度的均勻程度也與水分排除的難易度存在著重要關(guān)聯(lián)，在泥渣粒度均勻的情況下，受重力作用影響，水分排出的難度相對較低，反之則易導(dǎo)致粗顆粒的空隙被細(xì)顆粒填充，造成水分排出難度也隨之增高。在相同工程中，如粒徑級配的分布存在明顯差異，即表示砂石加工系統(tǒng)的廢水中存在的固體顆粒在粒度均勻性上相對較較差，且粒徑波動(dòng)往往相對較大。通過高壓隔膜壓濾機(jī)的應(yīng)用，能夠在高壓壓榨的操作工程當(dāng)中完成針對進(jìn)氣穿流工藝的配合，從而對內(nèi)部結(jié)合水與泥餅表面形成進(jìn)一步處理效果。除此之外，鑒于泥餅所具有的較為干燥的特性，在上述措施的影響下，可有效實(shí)現(xiàn)減容減量的目的，同時(shí)也可促使泥餅含水率的進(jìn)一步降低，降低程度約可使總含水率降至15%以下。

3.4 工藝應(yīng)用過程中需重視的問題。在隔膜壓濾工藝的應(yīng)用過程中，為實(shí)現(xiàn)該工藝實(shí)際價(jià)值的最大化提升，還應(yīng)在以下幾個(gè)方面予以足夠重視。第一，進(jìn)行進(jìn)料泵配置時(shí)，可以常規(guī)壓濾工藝的進(jìn)料泵形式為參考，并對入口壓力進(jìn)行合理設(shè)置，每cm2的入口壓力約為7kg。另外，還應(yīng)進(jìn)行進(jìn)料泵流量的設(shè)置，在每100m2的隔膜壓濾機(jī)中，每小時(shí)的進(jìn)料泵流量約為60m3。第二，由于生產(chǎn)過程中的廢水沉渣在疏水性上具有較為良好的特性，

因此可合理省略二次加藥這一步驟，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本的盡可能縮減。第三，濾布作為進(jìn)行泥渣過濾的關(guān)鍵介質(zhì)，對其進(jìn)行合理選擇是一項(xiàng)重要任務(wù)。針對生產(chǎn)中廢水泥沙顆粒偏細(xì)的特性，主要可以丙綸濾布為優(yōu)選，該類型的濾布具有著較為良好的透氣性能，且耐磨性、伸展性及強(qiáng)度等參數(shù)均與實(shí)際需求相符。應(yīng)用該類型濾布進(jìn)行泥沙過濾時(shí)，還可加入適當(dāng)?shù)奶厥夤に囂幚恚鐠伖?、高溫定型等，由此?shí)現(xiàn)過濾效率的進(jìn)一步提升，從而使過濾周期得以縮短。

4、結(jié)語

綜上所述，通過對常規(guī)脫水工藝中存在的問題進(jìn)行剖析，可得知水電工程砂石加工系統(tǒng)中所采用的廢水沉渣脫水工藝具有較強(qiáng)的與時(shí)俱進(jìn)需求。隨者水電工程整體發(fā)展速度的提升，要使脫水工藝能夠及時(shí)跟進(jìn)，還需從實(shí)際需求的層面出發(fā)，并在今后的研究工作中，不斷總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)下的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并致力于脫水工藝的不斷改革，以實(shí)現(xiàn)砂石加工系統(tǒng)運(yùn)作效率的最優(yōu)化。

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