板框厢式隔膜压滤机
轧废水和热轧污泥
轧钢分热轧和冷轧两类。热轧是将钢锭或钢坯在均热炉里加热至1150～1250后SLN成材；冷轧通常是指不经加热，在常温下轧制。各种热轧、冷轧产品生产过程中需要大量水冷却、冲洗钢材和设备，从而产生废水和废液。热轧厂的给排水，分为净(循)环水和浊(循)环水2个系统。净(循)环水系统主要为空气冷却器、油冷却器提供间接冷却水，与一般循环水系统类似。浊(循)环水系统为轧制过程提供直接冷却水，其产生的浊环水(又称轧线回水)含有大量的氧化铁皮和油，温度较高且水量大。浊环水一般经沉淀、机械除油、过滤、冷却等物理方法处理后循环利用。所谓热轧厂废水的处理，主要指这部分废水。
热轧废水的处理工艺按照治理深度有不同的组合，但总的目标都要保证循环使用条件。常用流程有：①一次沉淀；②二次沉淀；③沉淀／混凝沉淀／冷却；④沉淀／过滤／冷却等。从这些流程中分离出的泥浆即热轧污泥。热轧污泥外观呈水、油、渣相互包容的褐黑色稠泥状，与其他含油污泥相比，热轧污泥因含氧化铁粉粒，密度较大，且呈颗粒状，易形成“油泥团”。某轧钢厂对其二沉池排出污泥取样分析，平均粒度≤100微米，其中含48.3％的水分、10.2％的高沸点混合油、41.5％的氧化铁J。对热轧污泥进行综合处置和利用，解决其在生产现场的存放、运输问题，对消除二次污染具有重要的现实意义。
热轧污泥处理工艺
上海某钢厂具有年产热轧带卷300X10t／a的生产能力，其热轧浊环水处理工艺呈红褐色的热轧废水首先进入预平流沉淀池，投加混凝剂后，生成的较大颗粒沉入池底，油则上浮至水面，通过桁车式刮油刮渣机将池底的沉泥和水面的浮油刮至池尾，浮油采用带式撇油器收集，沉泥经渣浆泵提升至污泥重力浓缩池。预平流沉淀池出水经泵提升至平流式隔油沉淀池，进一步加药絮凝，收集表面浮油，池底沉淀污泥也经渣浆泵提升至污泥重力浓缩池。平流式隔油沉淀池出水经高效过滤器过滤后送到冷却塔降温，再进入热轧车间循环回用。高效过滤器反冲洗废水排入预平流沉淀池处理。
重力浓缩过程
来自预平流沉淀池和平流式隔油沉淀池的污泥首先通过渣浆泵送入污泥重力浓缩池，经浓缩后的泥浆平均流量为9m／h，泥浆浓度为100g／L(变化范围为100～150g／L)，温度为36℃左右，氧化铁皮粒径为0.02～0.2mm。重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀，主要去除污泥中的自由水和空隙水。
加药调理过程
污泥加药调理是使带有电荷的无机或有机调理剂在污泥颗粒表面发生化学反应，中和污泥颗粒的电荷，使水从污泥颗粒中分离出来。调理效果的好坏与调理剂种类、投量以及环境因素有关。常用调理剂分无机和有机两大类。从近几年的实际应用来看，在含油污泥中加入适量石灰，可以吸附污泥中的部分油脂，改善滤饼的透气性，促进滤饼形成裂纹，使滤饼容易从滤布上脱落下来。从近几年国内外发展趋势来看，在污泥中加入有机调理剂如聚丙烯酰胺(PAM)应用较多，其作用机理是通过表面活性剂显著降低水的表面张力和界面张力，改变体系的表面状态，从而消除乳状液的稳定条件，使乳状液发生破坏、脱稳以达到破乳目的J。该钢厂是在污泥重力浓缩池后设1座泥浆池，作为污泥脱水系统进料泵的吸浆池，在此池内同时投加石灰乳和PAM，采用慢速搅拌机搅拌混合，以防止污泥沉淀。石灰乳能吸收水中的油，尽量减轻油对压滤机滤布的影响；PAM用于形成较大颗粒絮体，增加脱水效果。
机械脱水过程
进料泵将泥浆提升后送入板框压滤机脱水，滤后液流至浊环水处理系统处理，压干后的泥饼用泥斗平板车储存外运。该钢厂采用了全自动悬梁式板框压滤机，压滤机每个工作周期设计历时2h左右，每个工作周期经历关板、进料、中心泥核吹脱、空气吹扫和吹干、开厢移板卸料5个过程，上述过程的具体时间可以根据操作人员的现场经验和污泥形态进行调整。具体操作流程如图3所示。全自动悬梁式板框压滤机是在全自动侧梁式板框压滤机的基础上发展起来的一种新型机种。与全自动侧梁式板框压滤机相比，其滤板移动系统在滤板顶部很难接触到液体及污泥，无腐蚀的顾虑，维护工作量少。
污泥脱水系统设计及设备选型
设计计算
①依据甲方提供的数据，经浓缩后的泥浆平均流量为9m／h，泥浆浓度为100g／L。
②每天干泥产量为21.6t／d。③折算成含固率为65％的泥饼产量为33.23t／d。
④板框压滤机每个周期产生的泥饼量为4.15t／(周期·台)。
⑤每个周期产生泥饼的体积为1.66m。
设备选型
该钢厂热轧污泥处理系统以国外进口设备为主，主体设备包括：2台全自动悬梁式板框压滤机；每台压滤机配置1组双室气动隔膜泵作为进料泵，2台进料泵可以互为备用，气动隔膜泵侧设空气过滤调压两联件。同时在气动隔膜泵空气分配阀处设置计数器，便于进行控制。管路上的自控阀门采用气动蝶阀，能较好地控制含有颗粒的泥浆。每台压滤机配置1台无油螺杆空气压缩机(带空气干燥器)，提供操作气源，2台空压机可以互为备用。滤布冲洗水泵采用活塞式高压水泵，出水压力约为8～10MPa。
热轧污泥脱水系统的调试与运行
单机空载调试
①调试对象：进料泵、空压机、加药泵和板框压滤机等单体设备及系统内的气动蝶阀、电磁阀等。
②调试内容：系统通电后，首先开启空压机，观察压力表数值是否符合设计要求；开启进料泵组，检查泵运行稳定性及各处密封情况；检查板框压滤机液压站闭合压力及开板移板动作，安全光幕、紧急停止绳索是否工作，系统内各气动蝶阀的启闭是否正常等。
③问题及措施：调试时出现板框机的移板器一次移动多块滤板的情况，经分析认为是由于移板器链条松弛造成，将链条张紧后问题得到解决。
负荷调试
①各设备准备就绪。检查进入泥浆池的污泥浓度、容积、含油量。依据含油量和泥浆浓度分别调整石灰乳和絮凝剂投量；检查泥浆池液位不低于设计值；检查泥饼小车是否到位。
②启动空压机，其压力表指示值应接近0.85MPa，启动污泥脱水系统自动控制程序，自动检查各设定条件，条件满足后首先启动液压系统压紧滤板，关板历时5min左右，然后启动进料泵，观察泵的运行情况，检查系统各阀门开关状态，检查板框压滤机滤液排出情况。此时调压阀调节压力为0.3MPa左右，由于最初压滤机空腔内是空的，因此进料泵出口阻力小，工作频率较高，排出流量大，可以快速充满空腔。
③随着压滤机空腔内充满了污泥，进料泵出口压力逐渐增大，进料泵的工作频率会慢慢降低，此时出口压力逐渐接近0.3MPa，而流量越来越小，当进料泵动作频率降低到设定值时再提高气动隔膜泵的工作气压至0.5MPa，此时工作频率自动提高，流量也增大，当工作频率低至设定值时再依次提高至0.6、0.7MPa。全部进料过程在80min内完成。
④随后进入压滤机的空气吹扫和吹干阶段。分为两步，第一步是压滤机中心进料孔污泥的吹扫。压滤机板框形成的空腔内充满的污泥经进料泵的高压挤压，水通过滤布后经收集暗管排出，泥饼则留在空腔内，而中心进料孔内的泥浆由于无法经过滤布脱水，含水率很高。因此通过压缩空气将中心进料孔内的残留泥浆吹扫回浓缩池。完成此过程大约需要5min。第二步是对泥饼进行空气吹干。虽然泥饼经过高压(≥0.7MPa)挤压，但泥饼内所含的水分仍有很多，此时泥饼内的间隙里充满了水，为去除这部分水，采取了空气吹脱的办法，就是将压缩空气通过板框的上角连通孔送人，吹到每块板框的板与滤布之间，持续的吹脱使泥饼间隙内的水分减少，同时经空气吹脱有利于泥饼和滤布的分离。空气吹脱大约需要10min。
⑤移板卸泥。程序控制液压系统将滤板头部收回，第一个腔室内的泥饼脱落，然后利用移板器拉动第一张滤板，第二个腔室内的泥饼自动脱落，泥饼掉人压滤机下方的泥斗平板车。卸泥完成后，移板器归位，再次进入液压压紧滤板的程序，将滤板压紧准备下一个生产周期。
实际污泥处理能力
成品泥饼成型良好，厚约为3～3.2cm，滤板数量为55块，滤室为56个，因此每个脱水周期实际处理泥饼为2.42m；实际泥饼含水率经测试≤30％(即含固率>70％)。原设计每周期产生含固率为65％的泥饼体积为1.66m，实际处理含固率>70％的泥饼体积为2.42m，换算成含固率为65％的泥饼体积为2.61m。(>1.66m)。
结论与建议
搅拌器不宜间断运转
该钢厂处理热轧浊环水的过滤设备采用以无烟煤和核桃壳为滤料的高效过滤器，其反冲洗废水排人预平流沉淀池处理。反洗水中除含有过滤截留的杂质外，还含有少量被冲出过滤器的无烟煤或核桃壳等。这些较大颗粒的杂质进入浓缩池和泥浆池后极易沉淀，因此搅拌器不宜间断运转。
进料泵组的选择和管路改进
设计前期调研时认为，如果采用螺杆泵作为进料泵，由于污泥中含有大量无烟煤等过滤介质，这些大颗粒对泵的定子磨损非常快，导致泵的工作压力下降甚至无法工作。而如果采用气动隔膜泵作为进料泵，这些大颗粒又容易在泵停止时沉积在泵腔内，在泵的下次启动时造成泵轴受剪切力而弯曲损坏，同时对进、出止回阀座各处橡胶材料的磨损也比较严重。经过摸索和实践，最终决定对进料泵前后的管路进行改进，采用“反冲洗气动隔膜泵方案”以解决泵轴损坏问题。所谓反冲洗气动隔膜泵方案是指，当进泥完成时，关闭进料泵吸泥管和出泥管上的气动蝶阀，打开接在进料泵吸泥管上的清水气动阀和接在出泥管上的回流气动阀，在不停泵的情况下，将泵内的介质换成清水，这样可有效保护泵轴。最初进料泵的进、出口未装缓冲接头，由于泵的工作压力高，气动隔膜泵工作脉动大，使得与泵连接的管路震动剧烈，若长期工作卡箍容易松动，最终导致管路泄漏，后来加装了缓冲接头后该问题得以解决。另外在气动隔膜泵与基础间设置隔震措施也很有必要。在调试过程中还发现，提供给进料泵的压缩空气含水率太高，并且伴有杂质，将影响泵内空气分配阀的工作，也可能导致气路堵塞，造成气动隔膜泵空气过滤器组件频繁更换，建议使用经干燥过的压缩空气作为气源，有利于气动隔膜泵的正常工作。
滤布选择
板框压滤机滤布的选择非常重要。滤布属易耗品，轧钢污泥泥饼中的油类长时间累积后容易使滤布的透水性变差，滤布变成了油布，基本上每年需要更换一次。在经过反复试验的基础上发现，采用孔径为50Ixm的聚丙烯(PMM)复纤维型滤布用于热轧污泥及类似污泥脱水是较好的选择。该滤布在许多项目中应用良好，获得了用户的认可。
