根据卡门过滤基本方程:
式中V——滤液体积m3;
t——过滤时间s;
P——过滤压力Pa;
A——过滤面积m2;
μ——滤液的动力粘度Pa·s;
ω——滤过单位体积滤液在过滤介质上截留的干固体重量kg/m3;
r——比阻m/(kg·m3),即滤饼的阻力,定义为单位过滤面积上单位干重滤饼所具
有的阻力;
Rf——过滤介质的阻抗1/m2。
由ω的定义可写出下式:
式中Q0——进污泥量(处理量)m3;
Qf——滤液量m3;
Ck——滤饼中固体物质浓度kg/m3。
根据液相平衡关系:Q0=Qf+Qk
根据固相平衡关系:Q0C0=QfCf+QkCk
得:
式中C0——进原污泥中固体物质浓度g/L;
Cf——滤液中固体物质浓度g/L,污泥脱水系统一般要求固体回收率≥95%,Cf数值很小,实际计算时可取Cf=0;
Qk——滤饼量L。
根据过滤产率的定义:单位时间内单位过滤面积上产生的滤饼干重量kg/(m2·s)或kg/(m2·h)。
为计算方便,暂设过滤介质的阻抗Rf=0,则卡门过滤基本方程(1)式变为:
设滤饼干重为W,则W=ωV,V=W/ω代入(4)整理得:
即:带式压滤机处理量L(以绝干污泥量计,即滤饼干重)为:
(5)式即为带式压滤机处理能力的另一种计算公式。
对于城市污水厂污泥脱水系统,污泥经加药调理后,污泥的比阻r控制在(1~4)×1012m/kg(实验室就是通过测定r值确定较经济的加药量),其中对于带式压滤机,实验室一般通过加药调理后污泥的比阻抗r在(1~3)×1012m/kg(离心脱水r=(2~4)×1012m/kg)。按环境温度20℃时,污泥的运动粘度μ=0.001Pa·s。
利用(5)式计算时,对于带式压滤一体机应分两部分计算:浓缩段和压榨段。浓缩段属重力过滤脱水,过滤压力P按进入浓缩段污泥槽中污泥的高度(平均厚度,1mm=9.5Pa)计算,浓度C0为进泥浓度,Ck出浓缩段污泥浓度,一般可按为8~10%(通过浓缩段重力脱水后,污泥基本失去流动性时浓度)。过滤时间t按浓缩段长度与滤带行走速度求得。
对于压榨段,压力P通过滤带张力、压榨滚与滤带接触面积计算,进入压榨段的浓度C0即为出浓缩段污泥浓度(8~10%),Ck即最终滤饼浓度(25%~20%),压滤时间t=m/T,m=ts/T(即t=ts/T2),ts为实际压滤时间(压榨段滤带与压榨滚接触长度、压榨段滤带运行速度得),T为压滤周期(压榨段运行时间)。
浓缩段与压榨段的处理量的和即为带式压滤机的处理量。因在计算中未考虑过滤介质滤带的阻抗Rf,而滤带的阻抗Rf与滤带的材质、通气量[一般选8000~10000m3/(h·m2)]等有关,所以最终的处理量应是上述计算的处理量乘以一个系数K(K一般取0.9~0.95)即为带式压滤机的处理量。考试大环境影响评价师
3.结论
第二种计算方法较第一种计算方法虽为复杂,但该计算方法中包含了带式压滤机结构设计参数,污泥性质参数,运行参数等对处理量的影响,对优化带式压滤机的结构设计,合理投加药剂量、运行参数的选择对提高带式压滤机的处理量具有一定的指导意义。并通过实例计算,浓缩段的处理量对带式压滤机处理能力起主要作用。考试大环境影响评价师
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