概述

微細(xì)粒物料懸浮液的固液分離是化工、冶金及許多加工業(yè)中的重要作業(yè)。這些懸浮液的共同特點(diǎn)是固 體顆粒粒度細(xì)(一般小于10腳)、沉降速度慢、漿體粘度大、可濾性差等。在這些條件下，一般需要很大的分 離面積及相當(dāng)高的過濾壓力，常規(guī)的脫水設(shè)備(脫水篩、離心過濾機(jī)、真空過濾機(jī)等)通常不能滿足脫水要求， 目前過濾微細(xì)粒物料的有效設(shè)備是壓濾機(jī)。 壓濾機(jī)的發(fā)展已有很長的歷史，早在19世紀(jì)中葉就已有間歇式板框壓濾機(jī)問世，但是舊式板框壓濾機(jī) 都需要人工卸料，勞動強(qiáng)度大，從而限制了壓濾機(jī)的應(yīng)用。1958年自動板框壓濾機(jī)研制成功，壓濾技術(shù)取得 了長足的進(jìn)步，在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)代壓濾機(jī)根據(jù)工作的連續(xù)性可分為連續(xù)型和間歇型兩類，連續(xù)型壓濾機(jī)的給料和排料是同時(shí)進(jìn)行的， 如帶式壓濾機(jī)和氣壓罐式連續(xù)壓濾機(jī)等，連續(xù)型壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，至今的使用仍不如間歇式板框壓 濾機(jī)那么普遍。間歇型壓濾機(jī)的入料和排料是周期性進(jìn)行的，一般分為給料、濾餅洗滌、壓榨脫水、卸料和沖 洗濾布5個(gè)階段。 根據(jù)結(jié)構(gòu)型式可將現(xiàn)有壓濾機(jī)分為：板框式壓濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和氣壓罐式連續(xù)壓濾機(jī)等， 其中前兩者屬于間歇型，后兩者屬于連續(xù)型。

加壓過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有

過濾速率高；結(jié)構(gòu)緊湊；間歇操作的加壓過濾機(jī)適用范圍廣，造價(jià)低。其缺點(diǎn)有： 間歇加壓過濾機(jī)雖經(jīng)過不斷改進(jìn)，仍難以適應(yīng)連續(xù)過程，在很多應(yīng)用場合操作費(fèi)用較高；連續(xù)加壓過濾機(jī)的 應(yīng)變性差，設(shè)備投資大。

板框壓濾機(jī)

板框壓濾機(jī)其基本結(jié)構(gòu)就是將若干塊濾板和濾框壓緊在一起構(gòu)成若干個(gè)過濾室過濾漿料。目前市場上 的板框壓濾機(jī)種類繁多，一般分為全自動及半自動兩大類，所謂全自動板框過濾機(jī)就是所有板框的開合、壓 緊、進(jìn)料、洗滌、卸餅、濾布再生、吹氣等作業(yè)全部由計(jì)算機(jī)控制自動進(jìn)行，而半自動則有較多的或全部的作業(yè) 由人工進(jìn)行操作。板框壓濾機(jī)還可以根據(jù)濾板的安裝配置方式進(jìn)行分類，有板框垂直于地面的臥式和板框 平行于地面的立式兩種。臥式比立式便于操作和檢修，更易于向大型化發(fā)展，現(xiàn)在最大過濾面積已達(dá)到 1000以上，而立式的僅達(dá)40。根據(jù)壓濾機(jī)中有無壓榨過程分為壓榨式和無壓榨式兩種。現(xiàn)在大量實(shí)際應(yīng) 用的壓濾機(jī)為復(fù)合型，形式交叉，型號多種。例如RF型為全自動、無壓榨型；MF為有壓榨型等。我國常用 型號為xMz型(廂式一明流一自動式)。下面就列舉幾種比較常見的板框壓濾機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況：

多程板框壓濾機(jī)用于過濾脫色液中的粉狀活性炭

多程板框壓濾機(jī)是板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，再配以聚丙烯微孔濾膜為過濾介質(zhì)，彌補(bǔ)了板框壓濾機(jī)在 過濾一些難濾物料時(shí)的缺陷。它既保持了板框壓濾機(jī)過濾面積大、過濾速度快的優(yōu)點(diǎn)，又提高了濾液質(zhì)量， 簡化了拆框的清渣、清洗工序，使過濾效率顯著提高。該設(shè)備適用于處理的濾渣顆粒粒度變化大、過濾效果要求高，或者過濾母液濾渣含量低但濾渣價(jià)值很高的工藝。 多程板框壓濾機(jī)的“多程”是指在一臺板框壓濾機(jī)中物料經(jīng)過不同過濾介質(zhì)的多次過濾，連續(xù)經(jīng)過各過 濾段。一般實(shí)際應(yīng)用最廣的是雙程過濾，少數(shù)用三程過濾。雙程過濾由粗過濾段、細(xì)過濾段組成；三程過濾 由粗過濾段、細(xì)過濾段、精細(xì)過濾段組成。 在精細(xì)化工和制藥工業(yè)中，特別是原料藥和制劑的生產(chǎn)中大量利用粉狀活性炭進(jìn)行脫色，脫色后粉狀活 性炭的過濾是否徹底，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因而粉狀活性炭的過濾設(shè)備成為化工、制藥生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè) 備之一。

目前國內(nèi)外對粉狀活性炭過濾至今沒有理想的方法。國內(nèi)常用真空抽濾、壓力罐壓濾，或采用以濾 布為過濾介質(zhì)的板框壓濾機(jī)。由于國內(nèi)的濾布過濾精度不高，一般要經(jīng)過長時(shí)間的反復(fù)循環(huán)過濾才能得到 澄清濾液，因而濾液難以絕對保證質(zhì)量，常常產(chǎn)生漏炭引起質(zhì)量事故。國外一般采用三級過濾，由于經(jīng)過三 種不同的過濾機(jī)，因而操作麻煩、成本高。目前采用多程板框壓濾機(jī)過濾粉狀活性炭，經(jīng)過十多個(gè)廠家的使 用，效果比較理想。如果采用雙程過濾，粗濾段采用5腳左右的微孔濾膜或過濾精度高的濾布，細(xì)濾段采用 l坤l左右的微孔濾膜，選樣能一次性地將活性炭截留，過濾徹底，無需循環(huán)過濾。通過壓縮空氣吹干或抽真 空后從板框壓濾機(jī)卸出的活性炭濾餅可以是干渣。由些可見，用多程板框壓濾機(jī)來過濾脫色液中粉狀活性 炭，過濾速度快，以1500L脫色液為例，活性炭在8一lOkg，過濾時(shí)間約為40n曲；使用成本低，30腳厚的徽孔 濾膜可以重復(fù)使用15—20次。

板框壓濾機(jī)在醬油生產(chǎn)中的應(yīng)用 醬油的提取，是將醬醅里的氨基酸等有效成分，溶解于浸泡液，再采用壓榨機(jī)或自然滲濾法使其與醬渣 分離的過程，在醬油生產(chǎn)中占有非常重要的地位。因此，如何合理選用較先進(jìn)的壓榨設(shè)備，對提高原料利用 率，改善工人勞動強(qiáng)度，促進(jìn)釀造行業(yè)的發(fā)展，是重要的課題之一。目前國內(nèi)除極個(gè)別醬油廠家使用板框壓 濾機(jī)外，絕大多數(shù)未見使用，以湘潭市第二制醬廠為例，該廠對板框壓濾機(jī)的使用為制醬行業(yè)，尤其是為傳統(tǒng) 稀醪發(fā)酵工藝壓榨淋油方面，闖出了一條新路子。 經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明，使用板框壓濾機(jī)經(jīng)75Illin壓榨后，能使醬醪水份降至47％左右，與自然滲濾法相比 醬渣含水量低38．30％，完全符合生產(chǎn)要求，也為下一道工序——醬渣處理打下了良好的基礎(chǔ)。與水壓機(jī)相 比(同等生產(chǎn)能力)，該設(shè)備具有投資減少9倍左右，完成壓榨工序時(shí)問可縮短8倍以上，同時(shí)該設(shè)備還能壓 榨醬渣兩次，適合目前制醬行業(yè)的生產(chǎn)水平。

自動板框壓濾機(jī)處理鋼鐵污泥

鋼鐵污泥的主要成分是懸浮物，并含有少量的油類。軋鋼污泥懸浮物中含有較高量的鐵及鐵的化合物， 其含量大約占懸浮物的30％一40％。因此，軋鋼污泥比重大，粘度小。軋鋼污泥、混合型污泥經(jīng)濃縮池濃縮 處理后含水率為95％。 鋼鐵污泥中的軋鋼污泥或混合污泥，在濃縮池經(jīng)3～4 h的自然沉降濃縮處理后，污泥的含水率下降至 95％時(shí)，由污泥泵送至儲泥罐，同時(shí)加入絮凝劑——聚丙烯酰胺，配制濃度為0．1％，計(jì)量泵控制投加量。在 儲泥罐中進(jìn)行聚凝反應(yīng)后，再由污泥給料泵送至板框壓濾機(jī)過濾室進(jìn)行脫水處理，最大進(jìn)料壓力控制在小于 或等于0.8 MPa。用0.8 MPa的壓縮空氣吹掃過濾室，濾液排出，成型的濾餅自動卸料，落入翻斗車外運(yùn)。翻板閉合，自動沖洗濾布，沖洗水經(jīng)翻板收集，自流去再處理裝置。濾布沖洗，在板框壓濾機(jī)多次脫水處理污泥 后，濾布網(wǎng)眼受阻，脫水效果下降時(shí)進(jìn)行沖洗處理。 自動板框壓濾機(jī)在污泥脫水工序的主要任務(wù)是將含水率較高的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水處理。使濾餅的含水 率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足污泥運(yùn)輸要求，防止二次污染的發(fā)生，及便于污泥的綜合治理。

鋼鐵污泥運(yùn)輸主要決定于污泥的含水量多少，含水量多運(yùn)輸量大。容易造成二次污染；含水量少，運(yùn)輸量 小。但處理費(fèi)用高。一般要求濾餅的含水率在50％一70％。國產(chǎn)設(shè)備可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鋼鐵污泥脫水處理 后，濾餅含水率在50％左右，自動卸料。濾布上基本不留污泥，每周只須清洗2次。

板框壓濾機(jī)在微細(xì)粒鐵精礦過濾中的應(yīng)用

微細(xì)粒鐵精礦(以下簡稱泥礦)的脫水作業(yè)，由于沒有可靠的設(shè)備和完美的工藝而成為難題。以梅山選 礦廠為例，梅山鐵礦富礦中主要含鐵礦物有磁鐵礦、假象和半假象赤鐵礦、菱鐵礦和黃鐵礦等。主要脈石礦物有碳酸鹽類礦物、石英和粘土類礦物。礦體直接頂板是高嶺土化、碳酸鹽化及矽化安山巖。由于采用無底 拄分段崩落法采礦，廢石混入率高達(dá)15％一20％，采出礦石鐵品位44％。

使用板框壓濾機(jī)以后，能有效地實(shí)現(xiàn)對細(xì)、泥、粘物料的脫水。板框壓濾機(jī)投入脫水流程之前，由于泥礦 與粗粒鐵精礦難以用內(nèi)濾機(jī)同步回收，致使細(xì)粒泥礦在脫水流程中不斷積聚，最后由筋0m濃密機(jī)溢流中溢 出，一部分進(jìn)入曝曬池沉淀，一部分隨溢流進(jìn)入秦淮河，雖然幾經(jīng)清理，仍然對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。投入 流程之后，板框壓濾機(jī)處理細(xì)粒泥礦，實(shí)踐證明脫泥率10％的情況下，保持了細(xì)粒部分在整個(gè)流程中的平 衡。減少了筋o m濃密機(jī)跑泥，改善了對環(huán)境的污染。板框壓濾機(jī)對梅山微細(xì)粒鐵精礦進(jìn) 行壓濾時(shí)，不加任何助濾劑即可獲得12.5％水分的壓濾餅，其利用系數(shù)達(dá)25 kg／h。 從實(shí)際應(yīng)用情況來看，板框壓濾機(jī)既是最古老又是目前應(yīng)用最多且最成功的壓濾設(shè)備。

帶式壓濾機(jī)

帶式壓濾機(jī)的脫水工藝過程主要包括：絮凝給料、重力脫水、揉搓擠壓脫水、泥餅剝離、網(wǎng)帶清洗再生。 物料在進(jìn)人帶式壓濾機(jī)之前，要經(jīng)過絮凝刺進(jìn)行絮凝處理，使泥漿變成污泥絮凝團(tuán)和游離水，這是帶式壓濾 機(jī)工作的必要條件，可以說該類壓濾機(jī)的出現(xiàn)與高分子絮凝劑的研制成功是分不開的。游離水在重力脫水 段漏掉，污泥絮凝團(tuán)經(jīng)過揉搓擠壓進(jìn)行脫水后，形成泥餅，在卸料輥處被剝離。網(wǎng)帶卸掉泥餅后，通過沖洗器 進(jìn)行清洗再生后，再進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)作業(yè)。每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都決定著整個(gè)脫水工藝的成敗。國內(nèi)外生產(chǎn)的各 種帶式壓濾機(jī)，其原理相同，結(jié)構(gòu)相似，主要區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。 3．1帶式壓濾機(jī)在轉(zhuǎn)爐泥漿脫水中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)爐泥漿是指轉(zhuǎn)爐煙氣洗滌污水經(jīng)過沉淀、濃縮處理后得到的濃度大于30％的濃縮污泥。此種泥漿 中，含有大量的細(xì)粒固體，是寶貴的鐵金屬資源。 以本鋼二鋼廠為例，二鋼原有的污水處理系統(tǒng)的泥漿脫水，采用內(nèi)濾式真空過濾機(jī)，由于其脫水效果較 差，產(chǎn)量低，大量塵泥在沉淀池中逐漸沉積而破壞出水水質(zhì)，為了保證煉鋼生產(chǎn)，每20 d左右就得用渣罐外 運(yùn)一次泥漿，平均每次需要250～300個(gè)渣罐(每一渣罐的容積為16．5 m3)，而即使經(jīng)過真空過濾機(jī)產(chǎn)出的泥 餅，含水率為40％左右，仍具有流動性，即不利于運(yùn)輸又不利于進(jìn)一步處理，同時(shí)還污染環(huán)境。為此本鋼設(shè) 計(jì)院采用cPF一2000S5帶式壓濾機(jī)在二鋼廠進(jìn)行了對轉(zhuǎn)爐煙氣洗滌水泥漿脫水的工業(yè)性試驗(yàn)。

通過工業(yè) 性試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以認(rèn)為對轉(zhuǎn)爐泥漿脫水優(yōu)于真空過濾機(jī)。是目前轉(zhuǎn)爐除塵水污泥脫水設(shè)備更新 改造比較理想的設(shè)備，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)設(shè)備性能較優(yōu)越，運(yùn)行較穩(wěn)定，單位時(shí)間濾餅產(chǎn)量高。

(2)脫水效率好，濾餅含水率可降至30％以下，貯運(yùn)較方便，便于綜合利用，運(yùn)輸量減少。

(3)節(jié)約能耗，運(yùn)行費(fèi)用較低，經(jīng)濟(jì)效益好。

(4)濾帶強(qiáng)度高，壽命長，更換簡便省時(shí)。

(5)結(jié)構(gòu)簡單，輔助設(shè)備少，振動噪聲小。

帶式壓濾機(jī)在含油污泥脫水中的應(yīng)用

以揚(yáng)子石化公司水廠為例。其原用污泥脫水設(shè)備是3臺過濾面積150 m2的自動板框壓濾機(jī)，由于上游 化工裝置排放的生產(chǎn)廢水時(shí)有含油，造成剩余污泥中殘留一定量的油，從幾百至2000 m／L不等。使用聚合 氯化鋁對含油污泥進(jìn)行絮凝，絮凝反應(yīng)效果差，幾乎不能形成良好的絮體。油污泥進(jìn)人板框過濾機(jī)中，附著 在濾布上，將濾布網(wǎng)眼堵死，污泥中的水分不能壓出，也阻止了正常進(jìn)泥，致使壓濾時(shí)間很長。一框污泥壓濾 一個(gè)星期以后，污泥含水率仍高達(dá)90％左右，嚴(yán)重影響了污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行，為此更換采用DY一3型帶式過 濾機(jī)。

從上機(jī)試驗(yàn)和近8個(gè)月的試運(yùn)行情況看，DY一3型帶式壓濾機(jī)用于揚(yáng)子石化公司水處理中的含油污泥 脫水是積極可行的：

(1)它解決了含油污泥因板框不能正常連續(xù)運(yùn)行、濾布被含油污泥附著堵死、脫水效果差等原因造成的 廢水處理系統(tǒng)內(nèi)惡性循環(huán)的生產(chǎn)被動局面。

(2)帶式壓濾機(jī)投運(yùn)在節(jié)能方面具有積極的意義。在板框壓濾機(jī)運(yùn)行時(shí)，若以正常運(yùn)行(不考慮含油污 泥)情況計(jì)算，每處理一板框污泥，泥餅重2．5 t，含水率82％，則干泥重o．45 t，包括板框壓濾機(jī)、空壓機(jī)、計(jì)量 泵、污泥泵等脫一框泥總電耗為434 kw·h，則板框壓濾機(jī)每脫1 t干泥的電耗為964．44 kw·h。帶式濾機(jī)每小 時(shí)脫水按目前試運(yùn)行的5 t泥餅含水率88％計(jì)算，千泥重為0．6 t，每小時(shí)帶式壓濾機(jī)的總電耗為69 kw·h，則 帶式濾機(jī)每脫1t干泥的電耗為115 kw·h。由此可見，帶式壓濾機(jī)的電耗僅為板框的12％。

除此之外，帶式壓濾機(jī)還可用于石油泥漿除砂、造紙廢水、城市污水的污泥、水泥、化工產(chǎn)品、涂料、染料 以及冶煉廠塵泥等料漿的脫水、脫液。

結(jié)束語

隨著新型壓濾機(jī)的出現(xiàn)，必將把壓濾機(jī)的發(fā)展、制造和使用推到一個(gè)新的水平，它將給設(shè)計(jì)部門提供合 適的選擇，給現(xiàn)場的技術(shù)改造提供理想可靠的設(shè)備。今后壓濾機(jī)將沿著以下方面繼續(xù)完善： (1)將多種固液分離及脫水的方法集于一身，在可能的條件下增加過濾、擠壓、吹氣的壓方，用簡單可行 的調(diào)節(jié)產(chǎn)品水分的辦法來滿足用戶的要求。 (2)不斷引用新材料，使壓濾機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較輕和容積更為有效，并結(jié)合可靠的控制系統(tǒng)，使設(shè) 備循環(huán)時(shí)間大大縮短，同時(shí)具有較高的處理能力。 (3)以環(huán)保概念和綠色產(chǎn)品的思想來設(shè)計(jì)工作部件，減少能耗，節(jié)約時(shí)間，減少維護(hù)，降低成本，并大大提 高零部件的壽命。