畢業(yè)設(shè)計說明書——帶式污泥脫水機的機構(gòu)設(shè)計

1、 帶式污泥脫水機的機構(gòu)設(shè)計 作 者 姓 名 指 導 教 師 單 位 名 稱 機械工程與自動化 專 業(yè) 名 稱 機械工程與自動化 東 北 大 學 2009年6月 sludge dewateringbeltmachine system sludge dewateringbeltmachine system sslluuddggeeddeewwaatteerriinnggbbeellttmmaacchhiinneessyysstteemm design design ddeessiiggnn by zhangming supervisor professor hanqingda northeaste

2、rn university june2009 畢業(yè)設(shè)計論文任務書 機械工程與自動化學院 班級 0504 姓名 畢業(yè)設(shè)計論文題目帶式污泥脫水機的機構(gòu)設(shè)計 設(shè)計 論文 的基本內(nèi)容 帶式污泥脫水機構(gòu)的零件設(shè)計a02 帶式污泥脫水機總裝配圖設(shè)計三維制圖 設(shè)計說明書一份 外文科技文獻翻譯一份 畢業(yè)設(shè)計論文專題部分 題目 設(shè)計或論文專題的基本內(nèi)容 學生接受畢業(yè)設(shè)計論文題目日期 第 1 周 指導教師簽字 2009 年 3 月 5 日 i 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 摘要 摘 要 帶式污泥脫水機是一種理想的污泥脫水設(shè)備由于具有結(jié)構(gòu)簡單操作方便 能耗少噪音低處理量大可以連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點因此發(fā)展較快大量用于食 品化工造紙

3、環(huán)保污泥脫水等在環(huán)境保護中的優(yōu)越性已經(jīng)被普遍地認識 具有廣泛的應用前景它的主要原理是利用化學絮凝和機械擠壓進行脫水 影響帶式污泥脫水機脫水效果的因素有很多包括污泥的性質(zhì)絮凝效果 濾帶的選擇和沖洗狀況壓榨區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計等其中帶式污泥脫水機結(jié)構(gòu)設(shè)計的 好壞直接影響到在整機的脫水效果 帶式污泥脫水機是借助于兩條環(huán)繞在按順序排列的一系列輥筒上的濾帶實 現(xiàn)擠壓脫水的一種壓濾機主機由傳動系統(tǒng)進料布料封泥系統(tǒng)刮泥卸料系統(tǒng) 沖洗系統(tǒng)接水系統(tǒng)張緊系統(tǒng)糾偏系統(tǒng)壓榨輥系濾帶和機架組成 帶式污泥脫水機脫水以化學絮凝為前提污泥與絮凝藥劑在反應器內(nèi)充分 混合反應形成絮體后首先進入重力脫水區(qū)大部分游離水在重力作用下通過濾 帶

4、被濾除隨著濾帶的運行物料進入由兩條濾帶組成的楔形區(qū)兩條濾帶對物 料實施緩慢加壓物料逐漸增稠變硬流動性降低完成向壓榨區(qū)的過渡在壓 榨區(qū)壓力遞增的擠壓力和兩條濾帶上下位置交替變化所產(chǎn)生的剪切力的雙重作 用下大部分殘存于物料中的游離水被濾除物料成為含水率較低的片狀濾餅 上下濾帶經(jīng)卸料輥分離憑借濾帶曲率的變化和刮板清理濾餅剝落實現(xiàn)物料 的固液分離 本論文根據(jù)實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的一些問題結(jié)合應用實際做了一些設(shè)備機械結(jié) 構(gòu)的改進 關(guān)鍵詞帶式污泥脫水機污泥脫水壓榨輥 ii 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 abstract abstract abstract aabbssttrraacctt sludge dewateri

5、ng belt machine is an ideal equipment used in dewatering the sludge with the advantage of simple structure convenient operation low cost of energy low noise big treatment and continuous operation it has been developing very quickly it is applied to the field of food chemistry papermaking and sludge

6、dewatering its advantages in the environmental protection have been realized and so it has a bright future its main principle is extrusion dewatering by use of chemical treatment and mechanical there are many factors to influence the dewatering effect including property of the sludge effect of chemi

7、cal treatment selection and cleanness of the belt and the structural design of the extrusion section structural design of the pressing areaamong them the structural design influences the dehydration result in the completemachine directly sludge dewatering belt machinearound that tubehave tois itis i

8、t realize one dehydratedto push press the straining machine totaketostrain inaseries of roller that arrange inorder with the aidof twothe host machine isby the transmission charge-incloth sealing claysystem blow mud unloadmaterialsystem develop system collect water system pieces of urgent system rec

9、tify adeviation system press roller department isit bring with the frameworkmaking uptostrain this thesis is combined and used doing the improvement of the mechanical structure of some equipment actually according to some questions appearing in actual production keywords sludge dewateringbelt machin

10、e sludge dewatering press roll iii 東北大學畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 目 錄 任務書i 摘要ii abstractiii 第一章 緒論1 11 設(shè)計背景1 12帶式污泥脫水機的發(fā)展3 13 帶式污泥脫水機工作原理的簡要介紹5 14 帶式污泥脫水機結(jié)構(gòu)的簡要介紹5 15 影響帶式污泥脫水機脫水性能的因素分析6 com 污泥的性質(zhì)及絮凝效果6 com 濾帶的選擇和沖洗情況7 com 帶壓機的脫水輥系結(jié)構(gòu)設(shè)計8 16濾餅脫水9 com 濾餅脫水方法9 com 機械壓榨脫水10 第二章 機械系統(tǒng)總體設(shè)計11 21 帶式污泥脫水機的原理設(shè)計11 22帶式污泥脫水機設(shè)計思路

11、11 23 帶式污泥脫水機的總體布局設(shè)計 11 24帶式壓榨過濾機器預設(shè)計機構(gòu)的簡要介紹12 com泥脫水機的濾帶張緊裝置12 com泥脫水機的壓榨輥子12 com置13 - 1- 東北大學畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 com帶跑偏裝置13 com和導向框13 com脫水機的工作區(qū)域的簡要介紹13 com水區(qū)13 com水區(qū)14 com水區(qū)14 com14 26現(xiàn)有的帶式污泥脫水機在實際應用中存在的問題的分析14 27帶式污泥脫水機的基本設(shè)計計算15 com泥脫水機動力的選擇15 com列方式的選擇15 com個數(shù)的選擇16 com排列方式的選擇17 com速度選擇17 com選擇18 com度的計

12、算18 第三章 帶式污泥脫水機的三大脫水區(qū)的設(shè)計20 31帶式污泥脫水機重力脫水區(qū)的設(shè)計20 32楔形脫水區(qū)的設(shè)計20 33擠壓壓榨脫水區(qū)的設(shè)計21 34帶式污泥脫水機輥子的整體布局濾帶的運行曲線及支撐軸承的選 擇 24 35帶式污泥脫水機輥子直徑的設(shè)計25 第四章 帶式污泥脫水機的一些附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計26 41帶式污泥脫水機的張緊裝置的設(shè)計26 - 2- 東北大學畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 42濾帶調(diào)偏裝置的設(shè)計27 43帶式污泥脫水機的清洗裝置30 44帶式污泥脫水機的加藥器31 45帶式污泥脫水機的入料口的設(shè)計31 46帶式污泥脫水機的梳泥耙的設(shè)計32 47在楔形壓榨區(qū)設(shè)計了一個擋泥裝置32

13、48在重力脫水區(qū)的設(shè)置了擋泥裝置32 49卸泥裝置33 第五章 機架結(jié)構(gòu)設(shè)計與焊縫的強度校核34 51機架結(jié)構(gòu)總體介紹34 52焊接接頭形式的選擇34 第六章 帶式污泥脫水機的展望37 第七章 帶式污泥脫水機的經(jīng)濟和前景分析38 第八章 總結(jié)39 參考文獻40 結(jié)束語42 附錄44 - 3- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 第一章 緒論 11 設(shè)計背景 隨著全球科技的不斷進步和經(jīng)濟的飛速發(fā)展世界各國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平也 得到了不斷的提高人民的生活水平得到了進一步改善但是也隨之帶來不同程 度的環(huán)境污染其中水污染問題是全球的主要的環(huán)境污染問題之一 我國的水資源極其緊張水資源的污染狀況也很嚴重其中污水是造

14、成水污 染的主要來源之一現(xiàn)在我國城市污水處理事業(yè)在不斷的發(fā)展逐步建立了城市 污水處理廠而且國家污水控制目標也在不斷的轉(zhuǎn)向大規(guī)模的污水治理進十年 來規(guī)劃建設(shè)大中型污水處理廠 5060個建立城市污水處理廠398座隨著 污水處理廠的建設(shè)污泥處理問題也更加的突出因為在污水處理的過程中產(chǎn)生 大量污泥僅僅一個二級污水處理廠污泥的產(chǎn)量就約占污水量的0305體 積如果不進行深度的處理污泥量會增加051倍這樣大量的污泥如果不 進行處理就會造成二次污染因為水處理過程中的污泥中含有大量的細菌病 原體有毒有害物質(zhì)污泥處理和處置是水處理過程中的難點 在不考慮污泥無害化資源化的情況下僅中溫消化和機械脫水部分的處理設(shè) 備建

15、設(shè)投資即占污水處理廠總投資的30以上污泥處理部分的運轉(zhuǎn)費用占污水 處理廠總運輸費用的3050可見污泥處理過程在水處理過程中占有很大的 分量由此可見污泥處理設(shè)備也有很大的應用空間和利潤空間 我國的污泥處理和處置技術(shù)才剛剛起步與國外先進國家相比有很大的差 距在全國現(xiàn)有的污水處理設(shè)備中污泥穩(wěn)定處理設(shè)備還不到25處理工藝和 配套設(shè)施較為完善的還不到10 水處理廠排出的污泥由于含水量高體積很大且易腐敗發(fā)臭不利于運輸 和處置所以常常需要脫水這樣可以降低污泥的含水率減少污泥的體積降 低運輸成本濃縮后污泥可利用物質(zhì)的含量增加如農(nóng)用肥分焚燒的熱值等 進行后續(xù)處置和利用 污泥脫水的方法有自然干燥和機械脫水兩種自然

16、干燥是利用自然力量將污 泥脫水干化的一種常用的方式如傳統(tǒng)上用的污泥干化床該方法適用于氣候比 較干燥占地不緊張以及環(huán)境衛(wèi)生條件允許的地區(qū)隨著機械脫水設(shè)備的出現(xiàn)和 - 1- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 推廣應用干化床的應用范圍逐漸減少逐漸被機械脫水設(shè)備所代替 機械脫水是目前世界上普遍采用的方法常用的脫水機械有帶式污泥脫水 機真空過濾機板框壓濾機和離心機近年來帶式污泥脫水機作為主要的機 種在世界各國得到廣泛應用 表1脫水設(shè)備的比較 真空脫水機 板框壓濾機 帶式污泥脫水機 離心機 脫水過程 連續(xù) 間歇 連續(xù) 連續(xù) 脫水機制 真空 液壓 重力和擠壓 離心 濾帶織物的作用 過濾介質(zhì) 過濾介質(zhì) 過濾介質(zhì) 不

17、用 基建費用 高 中 中 低 運行費用 高 高 低 中 濾餅固含量 中 高 中 低 濾餅回收率 高 高 中 低 噪音 高 低 低 高 從上表可以看出真空過濾優(yōu)點的操作簡單管理方便但是由于壓差有限 難于取得含水率較低的濾餅且設(shè)備較為復雜離心法占地面積小濾餅含水率 低但投資較貴固體回收率低壓濾法則是一種能耗低又有效的脫水方法 但是板框壓濾機的缺點是間歇運行維護勞動強度大帶式污泥脫水機的脫水機 制和其他的脫水不同機器連續(xù)運轉(zhuǎn)占地面積小運行操作容易操作環(huán)境好 帶式污泥脫水機是世界上一種發(fā)展很快的污泥脫水設(shè)備在我國污水處理廠 采用帶式污泥脫水機進行污泥脫水呈現(xiàn)上升趨勢在國外該機也正在越來越普遍 地受到世

18、界各國的重視僅以日本為例帶式污泥脫水機在污泥脫水設(shè)備中的占 有率1980年為103而到1985年就是上升到244縱觀國內(nèi)外使用污泥處 理設(shè)備的趨勢將來會得到更廣泛的應用是有發(fā)展前景的一種新型過濾設(shè)備市 場前景很廣闊 帶式污泥脫水機經(jīng)過幾十年的發(fā)展無論其設(shè)計制造以及與之配套的化學 調(diào)節(jié)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展國內(nèi)外制造商設(shè)計許多不同的結(jié)構(gòu)形式例如日本 以立式為主奧地利是以水平為主法國以半水平半立式的布局為主目前在 - 2- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 我國從事污泥脫水機研究設(shè)計制造的單位有十多家已生產(chǎn)各類機型的帶式 污泥脫水機約600臺發(fā)表有關(guān)論文幾十篇無論在理論研究和制造應用方面取 得了較大成績

19、12帶式污泥脫水機的發(fā)展 帶式污泥脫水機的發(fā)展與過濾技術(shù)和過濾機的整體的發(fā)展是分不開的過濾 是從液體中分離固體顆粒的過程其基本原理是在壓強差的作用下迫使流固兩 相混合物通過多孔介質(zhì)過濾介質(zhì)固體顆粒則截留于介質(zhì)上從而達到流體 與固體分離的目的工業(yè)上過濾涉及的范圍很廣從簡單的粗濾到高精復雜的分 離液體可以是液體也可以是氣體固體顆?？赡艿拇值募毜膱杂驳目?塑的球形的長條的分散的以及聚合的所處理的懸浮物可能是濃稠的稀 釋的高溫的低溫的真空下的以及加壓的 工業(yè)上經(jīng)常需要采用過濾的方法來分離液體和固體的混合物其目的有的是 為了獲得液體產(chǎn)品有的則是為了獲得固體產(chǎn)品有時二者兼要有時并不是為 了獲得產(chǎn)品而是為了

20、將過濾分離所得的液體和固體分別作進一步的處理就一 般而論要求得到濾液為產(chǎn)品的過濾操作比要求得到濾餅為產(chǎn)品的過濾操作易 于實現(xiàn)過濾操作的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量成本和生產(chǎn)水平因此它在 工業(yè)中的地位十分重要 近十年來隨著工業(yè)發(fā)展要求提供巨大的能源大量的固體燃料的使用 低品位礦石的開發(fā)環(huán)境保護的苛刻要求使得過濾技術(shù)得到很大的發(fā)展逐漸 的受到人們的重視 在工業(yè)上實現(xiàn)固液分離操作除了過濾外還有沉降水力旋分離心分離和 噴霧干燥等幾種常見的方法一般說來過濾比離心分離和噴霧干燥經(jīng)濟但所 得到的固體產(chǎn)品濕含量高沉降和水力旋分比過濾更為簡便易行但分離效率又 不及過濾對于細狀顆粒懸浮液體或固體含量較少的懸浮液都不宜

21、采用離心分 離最好采用加壓過濾因此在固液分離技術(shù)中總是首先考慮過濾操作只要 選用適當?shù)靡媸秋@見的一個具有工業(yè)規(guī)模的過濾過程其中關(guān)鍵的設(shè)備就是 過濾機除此之外還有一些附屬設(shè)備輸送和供壓機械連接管線以及控制系統(tǒng) 等 過濾機的出現(xiàn)和發(fā)展可歸結(jié)于19世紀中葉制造業(yè)的發(fā)展和隨后城市人口 - 3- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 增加的所導致的環(huán)境保護問題從過濾機發(fā)展歷史來看歐洲的歷史較久在那 里過濾機主要是隨著甜菜糖飲料水處理陶瓷業(yè)以及各種化學工業(yè)的發(fā)展 而開發(fā)的而在美國過濾機多數(shù)是隨著19世紀采礦冶金工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起 來的其歷史較短 世界上最早出現(xiàn)的過濾機是壓濾機葉濾機和旋轉(zhuǎn)過濾機研制這些過濾機 的推動

22、力在英國是粗糖的精制在德國和法國則是從甜菜中回收糖現(xiàn)代的壓 濾機是從1880年左右開始發(fā)展的當時用于污泥脫水由于污水處理的需要 以及19世紀末處理當時某些難以處理的懸浮液體的需要成了研制連續(xù)過濾 機的強大刺激因素到了近代過濾機的發(fā)展更為迅速即使經(jīng)濟不景氣的年代 也是如此在1982年就可以實現(xiàn)全自動運轉(zhuǎn)并可通過計算機實行了多臺控制 成為成熟而又完善的過濾機種我國的過濾機制造業(yè)還很年輕但是隨著我國實 現(xiàn)四個現(xiàn)代化的進程各行各業(yè)對過濾機提出的要求越來越多環(huán)境保護法的公 布過濾操作作為新興的環(huán)保工業(yè)的重要一環(huán)必然會獲得迅猛的發(fā)展 隨著生產(chǎn)和生活水平的提高工業(yè)廢水和城市污水排量日益增大同時環(huán)境 保護法規(guī)

23、也愈加嚴格這就要求研制出高性能的污泥脫水裝置壓榨脫水過濾機 就是在這種情況下出現(xiàn)的帶式污泥脫水機是壓榨脫水過濾機中的一種壓榨脫 水過濾機于70年代初期在歐洲研制成功現(xiàn)在已經(jīng)達到了20多種型式壓榨脫 水過濾機的出現(xiàn)大大減少了污泥的運輸費和焚燒費今后的過濾機的發(fā)展方向是 自動化連續(xù)化機械化和大型化隨著能源問題的出現(xiàn)人們對煤頁巖焦 油砂的液化很重視在這項技術(shù)中要求在高溫和高壓下進行固液分離從而對 研制新型連續(xù)過濾機特別寄予期望 帶式污泥脫水機同過濾機一同發(fā)展著在六十年代末至七十年代初德國首 先仿制造紙機械開發(fā)出用于污泥脫水的帶式污泥脫水機帶式污泥脫水機在七十 年代發(fā)展很快其他的歐洲國家和美國以及日本

24、也都相繼進行研制機種在20 種以上帶式污泥脫水機的處理對象是廢水中經(jīng)過生物處理后和化學處理后的污 泥從前處理剩余污泥時都采用真空脫水機和壓濾機并用氯化亞鐵和熟石灰 等無機絮凝擠進行預處理但是這會引起水質(zhì)問題燒結(jié)時灰分增多以及熱能消 耗量的增多和產(chǎn)生燃燒廢氣因此從節(jié)省能源和環(huán)境保護角度出發(fā)迫切需要有 新的機種的替代帶式污泥脫水機就是在這種形勢下研制出來的當然該機的 - 4- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 出現(xiàn)同高分子絮凝劑的研制成功有著密切的關(guān)系經(jīng)過不斷的創(chuàng)新與發(fā)展現(xiàn)在 的帶式污泥脫水機出現(xiàn)很多的機型 帶式污泥脫水機的應用范圍也在不斷的擴 大現(xiàn)在可以廣泛應用于城市污水處理廠制藥電鍍造紙皮革印染化

25、工煤礦以及環(huán)保工程中廢水處理工序中隨著信息技術(shù)的發(fā)展帶式污泥脫水 機也在不斷的信息化智能化和自動化方向發(fā)展 13 帶式污泥脫水機工作原理的簡要介紹 帶式污泥脫水機基本上是由輥子和濾帶組成的在輥子上安裝上下兩條濾 帶這兩條濾帶在電動機和減速器的帶動下以一定的速度連續(xù)運行在壓榨輥 子上兩個濾帶不斷擠壓污泥此外為了保證機器的正常長期的運轉(zhuǎn)要有一些輔 助的部件如防止濾布跑偏裝置和濾布洗滌裝置正式由于這種合理又簡單的結(jié) 構(gòu)才會使帶式污泥脫水機是獲得成功另外獲得成功的另一個主要的原因是 用高分子絮凝劑對污泥實行預處理 14 帶式污泥脫水機結(jié)構(gòu)的簡要介紹 帶式污泥脫水機主要由機架傳動裝置調(diào)偏裝置張緊裝置沖洗

26、裝置 卸料裝置輥系水槽等部件組成 在用帶式污泥脫水機處理污泥之前必須要進行污泥的預處理有機污泥當中 含有大量的水分按形態(tài)分為自由水胞間水和胞內(nèi)水分自由水是因為表面 張力而附著在固體顆粒上的水分在重力的作用下即可分離出來胞間水是因 化學結(jié)合力保持在污泥顆粒周圍的水分為了除掉胞間水污泥中必須要加進高 分子電解質(zhì)進行調(diào)質(zhì)使其成為自由水至于胞內(nèi)水是含在生物體細胞內(nèi)的水分 需要用加熱發(fā)或者冷凍法弄破細胞壁后才能排出基于有機污泥中水的特點污 泥的流動性很大雖然帶式污泥脫水機有上下相對而設(shè)置的兩片濾布帶但其水 平方向并沒有密封泥漿可能從濾布帶兩邊流出因此帶式污泥脫水機處理污泥 之前必須進行化學處理往污泥中添

27、加高分子化學絮凝劑是最有效的化學處理方 法因為高分子化學絮凝劑可以迅速而又完全的分散在泥漿中可在比較靜止的 條件下實現(xiàn)反應使泥漿形成絮凝塊經(jīng)過這樣處理的污泥的流動性就大大減小 預處理之后的污泥就可以進入帶式污泥脫水機進行壓榨脫水了 帶式污泥脫水機主要原理是利用化學絮凝和機械擠壓進行污泥脫水其脫水 的工藝流程首先對待脫水的污泥用泵送入污泥的預處理系統(tǒng)然后往混凝反應 - 5- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 器內(nèi)投加化學絮凝劑使污泥與之進行充分的化學反應形成絮凝后流入重力脫 水段在重力的作用下脫去大部分自由水而后進入楔形預壓段在此階段中 一方面使污泥平整另一方面使污泥受到輕度擠壓逐漸受壓脫水為后面的壓

28、 榨脫水作好準備然后污泥進入s形壓榨脫水段在此段污泥被夾在上下兩層濾 網(wǎng)中間經(jīng)過幾個由大到小滾筒的反復壓榨和剪切脫水使污泥形成濾餅狀最 后通過卸料裝置將濾餅卸掉 帶式污泥脫水機的脫水過程一般分為三個區(qū)段進行第一區(qū)段為重力脫水 區(qū)料漿落到移動的濾布上在重力的作用下游離水大部分自然脫落穿過濾 帶流走第二區(qū)段為楔形擠壓區(qū)兩條濾帶迭合前濾帶之間的空間逐漸減小 形成一個楔形區(qū)段此時濾布開始對濾布施加擠壓剪切作用隨著壓力的逐漸增 加濾料再次脫水但這一區(qū)段一般較短并需加上擋板防止跑料第三區(qū)段為 擠壓壓榨區(qū)重疊的濾帶夾著初步脫水的濾餅沿設(shè)計的壓輥路線作連續(xù)環(huán)繞運 動使疊合濾帶的兩個面都受到多次擠壓擠壓區(qū)段是帶

29、式污泥脫水機的主要脫 水區(qū)濾料通過擠壓區(qū)段完成最后脫水形成了濾餅濾餅在重疊濾帶分開處卸 落 15 影響帶式污泥脫水機脫水性能的因素分析 com 污泥的性質(zhì)及絮凝效果 污泥的性質(zhì)對帶式污泥脫水機的脫水性能有著顯著的影響污泥的種類很 多固含率粒度流動性也各不相同嚴重影響脫水效果針對一般的污泥 己經(jīng)總結(jié)出相應的規(guī)律對各種污泥的性質(zhì)有了一定的掌握選擇適當?shù)奶幚砉?藝達到理想的處理效果可以看出無機污泥初沉池污泥比活性污泥容易脫 水相應地處理能力和濾餅最終含水率也不同為了使污泥更好地進行脫水 通常向其中投加絮凝劑采用的是陽離子聚合物其種類和用量與污泥性質(zhì)有關(guān) 同大氣中的粉粒體相比液相中懸浮顆粒的性質(zhì)和狀態(tài)

30、要復雜得多它們對泥漿 的過濾脫水性能影響頗大對泥漿進行預處理有助于改善過濾脫水性其中 物理調(diào)質(zhì)包括熱處理凍結(jié)溶解處理及濕式氧化處理而化學調(diào)質(zhì)則需加藥劑 有機高分子絮凝劑無機凝結(jié)劑及其他助濾劑 現(xiàn)在以化學調(diào)質(zhì)法的應用居 多其原因在于所用裝置的原始成本低操作簡單 根據(jù)所含固體顆粒的大小固液分散系 以下稱為泥漿 分為懸浮液和溶膠 - 6- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 溶膠中的固體顆粒稱為膠質(zhì)懸浮液中往往有各種膠質(zhì)共存因而也具有一定的 膠質(zhì)性質(zhì)顆粒有疏水性和親水性之分疏水性顆粒 如粘土 對水無親和力因 表面電荷的相斥作用而穩(wěn)定地分散于水中親水性顆粒 如蛋白質(zhì) 則對水有親 和力因水合作用而穩(wěn)定地分散于水

31、中這些微小的穩(wěn)定分散的顆粒容易堵塞濾 布的孔隙影響過濾脫水而且在泥漿中呈現(xiàn)分散和絮凝等復雜的現(xiàn)象因此在 過濾脫水機和絮凝劑的研究開發(fā)均很活躍的今天如果不搞清顆粒在液體中的性 質(zhì)和狀態(tài)就不能提出合適的固液粉粒工藝也不能給出完善的脫水劑設(shè)計方法 泥漿的過濾脫水技術(shù)水平體現(xiàn)在調(diào)質(zhì)技術(shù)和脫水機的性能上目前的狀況是過 濾脫水機的性能有利顯著的提高例如帶式污泥脫水機由于配備了高壓壓榨機 構(gòu)而使壓榨壓力有了很大的提高但是在如此高的壓榨壓力下由于以前沒有合 適的絮凝劑致使泥餅難以從濾帶上剝離下來因此多數(shù)帶式污泥脫水機只好在 低壓榨力下運轉(zhuǎn)這說明調(diào)質(zhì)技術(shù)的研究滯后于過濾脫水技術(shù)的發(fā)展迄今為止 對作為調(diào)質(zhì)藥劑的絮

32、凝劑的研究也有了長足的進步例如開發(fā)了種類繁多的絮凝 劑其中包括兩性絮凝劑己解決了高壓榨力下泥餅難以從濾餅上脫落的難題 com 濾帶的選擇和沖洗情況 過濾介質(zhì) 即濾帶 是過濾機的心臟應具備一定的機械性能 如剛度強度 拉伸抗力等 使用性能 如化學穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性吸附性等 過濾性能 截流 的最小顆粒截流效率等 過濾介質(zhì)的過濾機理分為一下幾種基本形式 1 表面篩濾 surfacestraining 使指尺寸大于介質(zhì)孔隙的顆粒沉淀在介 質(zhì)的表面上單絲平紋編制網(wǎng)就按此機理工作 2 深層粗濾 depthstraining 是指顆粒進入介質(zhì)的深部依靠深部流道 尺寸小于顆粒尺寸來截流顆粒大多數(shù)氈子按此機理工作 3

33、 濾餅過濾 cakefiltration 即顆粒沉積在介質(zhì)上形成餅層在沉積過 程中有少量 或沒有 顆粒貫穿介質(zhì)如果顆粒的尺寸小于介質(zhì)的孔隙則經(jīng)過 暫短的初濾期后會很快進入濾餅但常見的情況是顆粒的尺寸大于介質(zhì)的孔隙 經(jīng)過一段初濾期后由顆粒在介質(zhì)孔隙上方形成架橋成為形成較厚濾餅的基礎(chǔ) 濾布就是按此機理工作的 4 深層過濾 depth filtration 是指顆粒進入介質(zhì)的內(nèi)部依靠介質(zhì)纖 維的附著力或已被流道所附著的顆粒來截留遠小于介質(zhì)流道尺寸的顆粒過濾 - 7- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 片 filter sheet 即按此機理工作 顆粒在紡織介質(zhì)上的沉積機理有以下幾種 1 直接截流機理在無外

34、力作用時懸浮液中的顆粒被小于其直徑的孔隙 所截流介質(zhì)的此種作用也稱為篩分效應 2 慣性沉積機理當懸浮液碰到介質(zhì)的紗線時液體進行繞流而顆粒則 因慣性作用被紗線截留沉積到介質(zhì)上 3 擴散沉積機理懸浮液中的顆粒因作布朗運動而偏離液體的流線撞到 紗線上后即被捕集顆粒的粒徑越小流體的流速越低布朗運動的效應便越強 4 倫敦一范德瓦爾引力機理當顆粒極小且與纖維間的距離很小時顆粒 與纖維間的距離很小時顆粒與纖維之間的該引力會使顆粒吸附到纖維上顆粒 的粒徑越小流體的流速越高越不容易沉積顆粒的沉積又包括以下幾種機理 1靜電沉積機理當顆粒和介質(zhì)纖維帶有電荷時顆粒會因電荷之間的 作用而沉積到纖維上 2重力沉積機理顆粒

35、在重力作用下具有一定的沉降速度因而其運動 軌跡會偏離流體的流線而被紗線所截留為了適應高過濾壓力高壓榨壓力及高 洗滌壓力的作用紡織濾布應符合以下條件 a 能高效率地截留固體顆粒 b 空隙堵塞少能保持穩(wěn)定的過渡速度 c 有良好的濾餅剝離性 d 有較高的抗拉性耐膨潤性及耐腐蝕性在重力脫水段完全依靠重力 來除去水分自由水從濾帶的網(wǎng)孔中流走如果濾帶沖洗不好大部分網(wǎng)孔就會 被絮凝過的污泥所堵塞不能順利地濾去自由水在預壓脫水段和壓榨脫水段肯 定會出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象嚴重影響壓榨脫水效果同樣在預壓段和壓榨脫水段沖洗 不好的濾帶也會影響脫水效果 總之如果濾帶的沖洗不好會極大地影響各脫水段的脫水效果進而影響 最終的濾餅含

36、水率為了使帶式污泥脫水機能連續(xù)有效地工作設(shè)有自動沖洗裝 置利用噴嘴的水力沖擊濾網(wǎng)從而使濾帶自動再生 com 帶式污泥脫水機的脫水輥系結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶式污泥脫水機結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響該設(shè)備的脫水效果國內(nèi)外制造商 - 8- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 設(shè)計了許多不同的結(jié)構(gòu)形式日本是以立式為主奧地利是以水平為主法國是 以半水平半立式的布局為主各有優(yōu)缺點而我國的帶式污泥脫水機結(jié)構(gòu)設(shè)計 還處在經(jīng)驗設(shè)計階段不利于帶式污泥脫水機的研究和進一步發(fā)展因此需要 利用現(xiàn)代化的設(shè)計方法對脫水輥系結(jié)構(gòu)進行理論分析設(shè)計出更好的產(chǎn)品使結(jié) 構(gòu)合理脫水效果更好 16濾餅脫水 濾餅脫水是指濾餅卸除前的脫水處理是對濾餅施加飽和力使濾

37、餅空隙內(nèi) 捕捉的濾液被置換的過程這些飽和力可能是機械力如對濾餅實施擠壓也可 能是流體動力如采用真空抽吸或吹氣使空氣穿過濾餅有效地置換濾餅中的液 體濾餅脫水的目的主要有兩個一個是當濾餅作為產(chǎn)品需要進一步干燥可降 低濾餅水分減少進一步脫水費用同時還能減少濾餅的毛體積節(jié)省運輸費用 和減少占用存儲場地另一個是當有價成分存在于濾液中時可降低濾餅水分 這就等于提高了濾液回收率減少了有價成分的損失 com 濾餅脫水方法 目前工業(yè)上常用的濾餅脫水方法有 1 機械壓榨法即對濾餅施加機械壓力使之壓縮變形擠出殘存在孔隙 中的濾液 2 氣體置換法即利用空氣穿過濾餅層將空隙內(nèi)殘留的液體帶走或采用 真空抽吸脫液 3 離心

38、法即利用慣性原理脫液 4 液體脫水法 5 其他的物理和化學脫液法 機械壓榨脫水和氣體置換脫水是最常用的兩種脫水方式在某些場合下兩種 方式同時并用這樣可以取得更好的脫水效果但是無論采用何種脫水方式無 論壓力梯度有多大濾餅層中總會有一時刻毛細力與排液力達到平衡這時脫水 就會停止因此采用常規(guī)的濾餅脫液方式不可能將濾餅中殘存的液體全部排除 殘存液體使濾餅具有一個剩余飽和度濾餅最終含水率取決于脫水過程液 體性質(zhì)和濾餅結(jié)構(gòu)等因素 - 9- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 緒論 com 機械壓榨脫水 機械壓榨脫水時一種常用的能耗低而又有效的濾餅脫水方法過濾機上常用 的機械壓榨形式有隔膜壓榨筒式壓榨帶式壓榨輥式壓榨和螺

39、旋壓榨等 濾餅的壓榨脫水過程一般分為兩個階段第一階段為壓榨脫水階段第二階 段是依靠濾餅的蠕變脫水階段一般工業(yè)壓榨脫水多采用第一階段作為操作條 件這種壓榨脫水方法適用于可壓縮性濾餅帶式壓榨脫水的機理是由兩條可以 回轉(zhuǎn)的張緊濾帶夾著濾餅通過一組設(shè)計好的輥子使濾餅受到剪切和擠壓作用而 脫水帶式壓榨過濾機結(jié)構(gòu)互不相同但基本原理與壓榨方式大體一致 壓榨輥的壓榨方式共分為兩種即相對輥式和水平輥式相對輥式由作用于 輥間的壓力脫水具有接觸面積小壓榨力大壓榨時間短的特點水平輥式利 用濾帶的張力對輥子曲面施加壓力具有接觸面積寬壓力小壓榨時間長的特 點目前在帶式壓榨機上水平輥應用最多 -10- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文

40、 機械系統(tǒng)總體設(shè)計 第二章 機械系統(tǒng)總體設(shè)計 21 帶式污泥脫水機的原理設(shè)計 帶式污泥脫水機主要是利用壓榨原理進行設(shè)計的利用濾帶和壓輥對污泥施 加壓力將污泥中的水擠壓出去同時壓出去的水從濾帶的孔中排除而排出的 水被水槽接受為了能夠達到較好的壓榨效果使污泥中的含水率達到要求需 要設(shè)計濾帶的傳動裝置濾帶的張緊裝置濾帶的調(diào)偏裝置以及濾帶的沖洗裝 置 總體的壓榨過程通過三個階段來完成的污泥中的水分別在重力脫水區(qū)楔 形區(qū)和壓榨區(qū)被脫出去污泥經(jīng)過加藥器與絮凝劑充分的反應形成較大的絮團 先進入重力脫水區(qū)域在重力的作用下脫去一部分的水分然后進入楔形脫水區(qū) 域污泥在楔形脫水區(qū)域受到輕度的擠壓進一步脫水90以上在

41、進入s形狀是 壓榨脫水段在這段有直徑不同的脫水輥子 污泥在濾網(wǎng)的張緊力的作用下做s 形包繞擠壓輥子直徑由大到小形成壓強梯度污泥在s形狀的壓榨段反復變形 受壓從而獲得更低的含水率最后在出料處通過刮刀將污泥剝落濾網(wǎng)經(jīng)過高壓 水沖洗后重新進入污泥脫水過程 帶式污泥脫水機的工作過程是在調(diào)速電機的作用下把運動傳至主動棍帶 動濾帶轉(zhuǎn)動在重力的作用下讓污泥進入兩條濾帶中先在重力脫水區(qū)中脫去 一部分水使污泥幾乎失去流動性然后依靠輥輪與濾帶之間的夾持力擠掉污 泥中水實現(xiàn)污泥的連續(xù)處理 22帶式污泥脫水機設(shè)計思路 總的設(shè)計思路由于帶式污泥脫水機的二維壓濾模型的研究還沒有成形的理 論所以對帶式壓榨機的設(shè)計依然以經(jīng)驗

42、設(shè)計為主對一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計選用了經(jīng) 驗值進行設(shè)計針對實際應用中出現(xiàn)的污泥從濾帶上溢出污泥濾帶上分布不均 勻濾帶走偏等問題進行了重點的改進設(shè)計 23帶式污泥脫水機的總體布局設(shè)計 帶式污泥脫水機的各個部件采用機架支承連接機架采用的框架結(jié)構(gòu)這種 結(jié)構(gòu)是焊接而成主要選用的是結(jié)構(gòu)用的冷彎矩形空心型鋼基本選用的是截面 -11- 東北大學畢業(yè)設(shè)計論文 機械系統(tǒng)總體設(shè)計 尺寸為180100的冷彎矩形空心型鋼壁厚選用的是8毫米一些放部件的部位 焊接了一些不同型號的熱軋和鍛制的扁鋼帶式污泥脫水機的動力部分主要的是 交流變頻率電機和減速器最后減速器由兩極輸出與減速器相連的兩個輥子的 軸徑相同這樣能保證帶速相同能夠達到很好的壓榨效果與減速器相連的輥 子一個與下濾帶接觸一個與上濾帶接觸這樣依靠濾帶之間的摩擦力將濾帶帶 動起來主體的壓榨輥子有