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13600303037滤布是板框式压滤机的“心脏”,合适的滤布压滤过程中产生滤液澄清,固相损失少,压滤后滤饼容易剥离,滤布不易堵塞,容易反洗再利用,工作寿命长。 因此,合理选用滤布,提高过滤效率,降低脱水后污泥含水率,降低生产成本,是压滤机选配的一项重要任务。该文分别在滤布材质、材料结构和编制方式三个方面对压滤机滤布的选型进行分析。结合选型结果进行试验,结果表明,丙纶复丝缎纹滤布的透水性较差,泥饼不易脱落,滤液较清,含水率高;涤纶单丝缎纹滤布透水性好,泥饼容易脱落,但滤液较浑浊,含水率较低。
压滤机滤布种类
压滤机滤布从所选的滤布材质、材料构成方式以及编制方式不同进行分类选配。
滤布材质
1 丙纶滤布
丙纶是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维,价格较为低廉。丙纶滤布具有较好的耐化学腐蚀性,对酸和碱抵抗性能良好,力学强度高,耐磨性好。丙纶的湿强基本等于干强,在进泥后压滤过程中,丙纶滤布强度基本保持不变。丙纶滤布的吸湿性很小,几乎不吸湿,一般大气条件下的回潮率接近于零,但它有芯吸作用,能通过织物中的毛细管传递水蒸气,但本身不起任何吸收作用。丙纶的纵面平、直、光,在污泥压缩后,也便于污泥的剥离。但丙纶滤布的耐光性较差,热稳定性也较差,易老化。
2 涤纶滤布
涤纶是以精对苯二甲酸( PTA) 或对苯二甲酸二甲酯( DMT) 和乙二醇( EG) 为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET) ,经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶具有强度高,耐磨性好,耐光性好,耐腐蚀,可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸,耐稀碱,不怕霉,但热碱可使其分解。由于涤纶滤布吸湿性较低,它的湿态强度与干态强度基本相同。弹性接近羊毛,当伸长 5% — 6%时,几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维,即织物不折皱,尺寸稳定性好。
3 锦纶滤布
锦纶纤维强力高,强度为4—5.3 Cndtex,伸长率为18% —45% 。在 10% 伸长时弹性同复率在 90% 以 上。锦纶强力在纤维中最强,据测定,锦纶纤维的耐磨性为棉纤维的 10 倍,粘胶的 50 倍。耐磨性居多种纤维之首。锦纶纤维耐强碱、弱酸。但锦纶不耐光,容易变色发脆,因此锦纶织物不宜长期在日光下暴晒。
4 维纶滤布
维纶滤布的化学名称叫聚乙烯醇,它的强力比涤纶要低,强度仅为3.52— 5.72 Cndtex。断裂伸长12%—25%。弹性差,织物保持形性差,耐磨性较好,耐用性较纯棉的1—2倍。但有一个最大的优点就是能经受强碱的作用,并且吸湿性好,容易与橡胶结合在一起,是橡胶行业中配用的好材料,它的缺点是耐温较低,温度达 100 ℃ 就有收缩,不 耐酸性。
表 1 为几种滤布的性能指标。
表 1 不同材质滤布的性能指标
Tab. 1 Performance of Different Material
性能 | 涤纶 | 锦纶 | 丙纶 | 维纶 |
耐酸性 | 强 | 较差 | 良好 | 不耐酸 |
耐碱性 | 耐弱碱 | 良好 | 强 | 耐强碱 |
回复性 | 很好 | 较好 | 很好 | 较差 |
耐磨性 | 很好 | 很好 | 好 | 较好 |
滤布材料结构
按滤布材料的结构方式可以分为: 单丝、复丝长纤和短纤。
单丝一般是合成纤维拉成 0.16 — 0.32 dtex 的单根长丝,由它织成的滤布具有表面光滑、空隙均匀、比阻小、透水快、不易堵塞、易清洗和污泥剥离性能好等优点。但它捕集粒子直径较大,滤液的含固率较高,回收率较低。
复丝即经线/纬线,由多根纤维组成一根丝织成。复丝长纤用它织成滤布,抗拉强度好,对颗粒的截留性能较单丝为好,但污泥卸料时剥离性能稍差。
复丝短纤是用天然棉毛纤维或合成短纤维多股捻制而成,其具有绒毛状纤维,呈现良好的颗粒截留性能,密封性也佳,但缺点是孔隙易堵塞,清洗和污泥剥离性能较差。
表 2 为几种滤布的特点说明。
表 2 几种常见结构形式的滤布的特点
Tab. 2 Characteristic of Serval Common Struction Filters
材质 | 长丝 | 短丝 |
丙纶 | 丙纶长纤维,纤维长,形成的纱丝光滑,而丙纶长纤维织造成的工业用布,布面光滑,透气性能好。 | 丙纶短纤维,纤维短,纺成的纱丝带毛; 所以丙纶短纤维织造成的工业用布,布面带毛,粉末过滤和压力过滤效果均比长纤维好。 |
涤纶 | 涤纶长纤滤布表面光滑、耐磨性好、强力高、通过拼捻后,强度更高,耐磨性更好,从而织物透气性能好,漏水性快,清洗方便。 | 涤纶短纤维滤布原料结构短而毛,织出的织物密集,颗粒截留性好,但剥离性,透气性较差。强度耐磨性,漏水性也 不及涤纶长纤滤布。 |
滤布编制方式
按照滤布的织造方法也可分为三种: 平纹、斜纹和缎纹。平纹滤布构造致密,孔隙小,故颗粒截留性好,滤液澄清度高,使用寿命长,价格也较便宜。缺点是比阻大,易堵塞,卸渣性能差。
缎纹织布的孔隙最大,比阻小,不易堵,污泥剥离性能好。但颗粒截留能力低,滤液较为浑浊,回收率较低。斜纹滤布的各项性能介于平纹与缎纹之间,但其抗摩擦能力很强,过滤速度也大,寿命最长,因而被广泛应用。
以城镇污水处理厂压滤机滤布的要求为例说明
城镇污水处理厂的污泥产生量较大,工作强度较高,滤布反复挤压经常使用,需要具有一定的抗拉强度,无伸缩,尺寸稳定性好,对滤布的力学强度要求较高;在污泥调理调质过程中往往需要添加 PAM、铁盐、铝盐或石灰等药剂,污泥性质较为复杂,调理后的污泥呈碱性,滤布要能够有一定的耐腐蚀性能。城镇污水处理厂污泥中主要为有机质颗粒物,颗粒较细,需要孔隙相对较小的滤布,过滤后的滤液要较清澈,有利于提高污泥的回收率;滤布的透水性也较好,过滤速度快,能够较快地排出污泥中的水分,提高压滤机的工作效率;滤布的不宜堵塞; 滤布脱水后污泥的剥离性好,泥饼在板框机滤板开框后能够自动剥离;滤布容易冲洗再生,延长使用周期,降低使用成本。因此,在对压滤机滤布选型上,要能够满足以下几个要求:强度高、耐腐蚀、滤液清、透水快、不易堵、易剥离、寿命长。滤布宜选用丙纶或涤纶材质的滤布,材料构成选用单丝或者复丝长纤,编制方式选择常用的斜纹模式。
总结
压滤机滤布的选择非常重要,需要综合考虑滤液、泥饼含水率、使用成本等多项因素进行考虑,在总结了城市污水处理厂污泥性质和处理过程特点的同时,选用了两种常用的滤布,结果表明,涤纶单丝斜纹滤布能够得到较低的含水率,但其滤液较为浑浊,污泥脱水的回收率较低,而丙纶复丝长纤斜纹滤布的含水率较高,但滤液的回收率好。各污水处理厂可根据自身的情况选择合适的滤布,达到降低含水率,提高使用效率的目的。
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