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【摘要】本文首先阐述对快速隔膜压滤机在污水处理行业中的应用进行了概述，然后探讨了快速隔膜压滤机在污水处理行业的优势，最后对快速隔膜压滤机改进设计进行了分析。
【关键词】隔膜压滤机；污水行业 ；设计
中图分类号：R123文献标识码： A
一、前言
近年来，由于我国污水处理行业的不断壮大，污水处理系统问题引起了人们的普遍重视。新时期下，我们要加强对快速隔膜压滤机改进设计的探讨，这对提高污水处理的水平具有重要的指导意义。
二、概述
目前我国污水行业的过滤脱水设备主要有加压过滤机和快速隔膜压滤机。加压过滤机因其处理量大、自动化程度高、产品水分低而成为我国污水行业的主力设备。随着加压过滤机应用的扩大和运行时间的考验，其不足也表现的十分明显即单位产量能耗高、运行成本高和对细粒级煤泥、难过滤煤泥适应性差。
近年来，快速隔膜压滤机的推出彻底改变了普通厢式压滤机故障多、运行成本高、自动化程度低、不适应国内选煤行业大发展的落后面貌，同时克服了加压过滤机对细粘煤泥适应性差的难题，在污水行业独树一帜。
三、高压快速隔膜压滤机在污水处理行业的优势
1、综合产能大。KM系列快速压滤机专用滤板排液面流道、多孔出液方式和负压排液采用德国过滤设计，明暗流同时排出滤液，成倍地提高了过滤速度，是普通压滤机的2～3倍，从而缩短循环时间，增大处理量。
2、采用多液压缸的同步快速均匀压紧及开启技术，保证了滤板组可靠并压紧专利设计的多液压缸同步压紧技术，既解决了因为采用单液压缸而造成的压紧不平衡问题，又使整台压滤机受力均匀，锁紧密封性能良好，避免了目前国产压滤机普遍存在的喷料现象。为了保证压紧液压缸快速动作，液压系统既要有快速进给，又要有较高的压力，KM系列快速压滤机采用了新研制开发的多液压缸互相配合的多缸同步均匀压紧新技术，彻底解决了不同步现象。该项技术已获得专利授权。
3、安全、整洁的运行环境。快速隔膜压滤机人性化的设计，充分考虑到了操作者及管理者的操作习惯以及外界环境的安全整洁等问题。在自身工艺与上下游系统配合、液压、电气、压榨和人身保护等各个方面做出了详尽的设计。由于产能大，减少了压滤机的配置台数，减少了操作工人数量，有利于现场环境的维护。
四、工作原理及结构特点
1、工作原理
（1）合拢压紧：通过液压驱动机构将滤板合拢并压紧，在滤板间形成密闭的过滤腔室。
（2）入料过滤：进料泵将料浆压入各个滤室进行过滤，料浆中的液体穿过过滤介质（滤布）经过滤板的排液沟槽流到滤板排液口排出，固体颗粒被截留在腔室内逐渐形成滤饼。过滤腔室充满滤饼后过滤阶段结束。
（3）压榨脱水：通过压缩空气（或高压水）进入隔膜与滤板之间，使得隔膜产生弹性变形挤压滤饼，进行二次压榨脱水，使滤饼的含水率进一步降低，从而完成压榨脱水过程。
（4）分组拉开卸料：通过拉开装置使滤饼分组拉开卸掉滤饼。滤饼全部清除后，启动合拢装置，使全部滤板合拢压紧，至此一个工作循环完成。
2、结构特点
快速隔膜压滤机的外形及各部件名称见图1。
（1）隔膜板应用
普通压滤机过滤时间长，并且滤饼含固率低，为了解决这一问题，快速隔膜压滤机设计过程中采用了厢式滤板和隔膜滤板间隔排列的布置形式。隔膜滤板有一个可前后移动的过滤面--隔膜。当在隔膜后侧通入压榨介质时（如压缩空气或水），这些可移动的隔膜就会向过滤腔室的方向鼓出，从而使过滤腔室中的滤饼在整个过滤面上均匀地受压，也就是说在过滤过程结束以后，对滤饼进行再次挤压，从而使滤饼达到更高的含固率。增加了隔膜与普通纯厢式板压滤机机进行过滤比较分析；见图2。
（2）过滤面积的选择
过滤面积A的计算公式为
式中：A-设备过滤面积，m2；V-每小時需处理煤泥水数量，m3；n-煤泥水含固量，Kg/m3；（一般要求300~350Kg/m3）；H-设备腔室深度，mm；ρ-滤饼密度，Kg/m3；（煤泥饼密度1.3~1.4Kg/m3）；c-滤饼含水量，（快速隔膜压滤机处理后煤泥的含水量为20％~27％）；f-设备每小时循环次数。
从公式（1）可以看出，当过滤面积一定时，增加循环次数可有效的增加处理量。
五、提高产量的改进设计
1、多端口进料
通过对现场入料工艺的分析，针对单端口入料滤室充盈不均、迟缓；考虑滤板单元独立入料的弊端。确定采用多端大管径入料方案，在快速隔膜压滤机的头部、中部、尾部三端大管径进料。即解决了一端入料过滤流速高、冲击大、布料从头到尾发生的延迟和不均匀等缺陷，保证了进料快、布料均匀、成饼效果好，大管径又可有效地防止进料管淤塞。
2、快速拉开
传统压滤机不能实现快速高效运行，其中有一方面就是拉板卸料速度无法提高。原因是卸料时逐块拉开，拉板机构可靠性低，并且拉板有一半时间是回位空行程。以传统XMZ-500厢式压滤机为例，拉开卸料时间一般为15～20分钟左右。
快速隔膜压滤机为解决这一问题，首先将滤板拉开、合拢与压紧功能分开。采用液压马达、链条牵引系统：当液压缸松开达到滤板自由靠拢的间隙后，闸块提升，液压缸座限位解脱。由液压马达、链条牵引的拉开机构将活动油缸座及滤板分组拉开卸料，一次拉开一组十几块滤板。消除了拉开过程中的空行程时间和换向等待时间。改进后的拉开、合拢、压紧等辅助工序可以在4min以内完成，且可以依据现场需要调节。
3、自动卸料
普通压滤机在合拢、拉开的过程中，滤板滚轮在轨道上滑动，在拉开过程中滤饼不能自动脱落，需人工干预，很难达到快速高效及无人工操作，快速隔膜压滤机根据这一问题设计改进了滤板滚轮，改进后滚轮结构如图3。
滚轮内装有自润滑轴承，无需润滑。两端设有密封装置，有效的防止了外部污染物的进入。滚轮外的沟槽等增加了滚轮与滤板间的摩擦，保证了滚轮在轨道上来回滚动。滚轮与轨道的接触始终为一线接触，并且滤板与滤板间用圆环链连接，为柔性连接，由于拉开速度较高，所以，滤板在运动过程中前后摆动，而粘在滤布上的滤饼在摆动过程中自动脱落。
4、多油缸同步压紧
为了防止压滤机在操作过程中滤液从滤板间泄露，应预先将板框压紧，其压紧力由压滤介质产生的内力与滤板接触面上密封力两部分组成。压紧力F的计算公式为
式中：F-压紧装置施加于压紧板的压紧力，N；Q0-压紧时作用于板上的内力，N；P0-滤板接触面上的密封力，N压紧时作用于板上的内力Q0
滤板接触面上的密封力P0
式中q0-过滤操作压强MPa；S2-滤板承受液体压力的面积cm2；P-了保证密封，板和框的接触面上所必需承受的压强MPa；S1-板和框密封接触面积cm2
根据实际经验，为了保证板和框的接触密封上所需的最小压强，应满足P=3q0随着滤板尺寸的增大，需要密封力也越大，即油缸的直径也越大；多油缸同步压紧，降低了成本，简化了维修，使整机的受力更均匀，使滤板的密封性更好，有效的避免了喷料现象。油缸的布置形式根据滤板尺寸和滤板结构形式，如图4
六、运行中常见故障及解决措施
1、阀块不能自动升降。检查外围传感器是否损坏，应保持外围传感器的清洁，防止其被煤泥糊住，失去作用。检查传感器的位置，防止其出现偏差失灵。
2、电控气动阀门易损坏，造成入料阀门开关失控，机头有时松不开等现象，应尽量减少电控气动阀门开关次数，每次生产前先手动检查阀门，将入料阀开关改为手动。
3、排料量过大，易造成滤饼堵塞溜槽和胶带。调整各段排料时间和排料速度，针对各段排料对刮板机和带式输送机的负荷，通过PLC相应增、减每段排料时间间歇，调整液压系统中各段的节流阀，控制排料速度，实现最佳运行效果，解决排料均衡问题。
七、结束语
综上所述，改进后的快速隔膜压滤机，加快了过滤过程，为污水企业创造了更高的价值财富。
参考文献
[1]蒋军.KM-300/2000型快速隔膜压滤机在污水处理厂的应用[J].2013（5）：34-37.
[2]郭树才.污水处理与加工工艺学[J].化学工业出版社，2010（3）：76-78.
【关键词】隔膜压滤机；污水行业 ；设计
中图分类号：R123文献标识码： A
一、前言
近年来，由于我国污水处理行业的不断壮大，污水处理系统问题引起了人们的普遍重视。新时期下，我们要加强对快速隔膜压滤机改进设计的探讨，这对提高污水处理的水平具有重要的指导意义。
二、概述
目前我国污水行业的过滤脱水设备主要有加压过滤机和快速隔膜压滤机。加压过滤机因其处理量大、自动化程度高、产品水分低而成为我国污水行业的主力设备。随着加压过滤机应用的扩大和运行时间的考验，其不足也表现的十分明显即单位产量能耗高、运行成本高和对细粒级煤泥、难过滤煤泥适应性差。
近年来，快速隔膜压滤机的推出彻底改变了普通厢式压滤机故障多、运行成本高、自动化程度低、不适应国内选煤行业大发展的落后面貌，同时克服了加压过滤机对细粘煤泥适应性差的难题，在污水行业独树一帜。
三、高压快速隔膜压滤机在污水处理行业的优势
1、综合产能大。KM系列快速压滤机专用滤板排液面流道、多孔出液方式和负压排液采用德国过滤设计，明暗流同时排出滤液，成倍地提高了过滤速度，是普通压滤机的2～3倍，从而缩短循环时间，增大处理量。
2、采用多液压缸的同步快速均匀压紧及开启技术，保证了滤板组可靠并压紧专利设计的多液压缸同步压紧技术，既解决了因为采用单液压缸而造成的压紧不平衡问题，又使整台压滤机受力均匀，锁紧密封性能良好，避免了目前国产压滤机普遍存在的喷料现象。为了保证压紧液压缸快速动作，液压系统既要有快速进给，又要有较高的压力，KM系列快速压滤机采用了新研制开发的多液压缸互相配合的多缸同步均匀压紧新技术，彻底解决了不同步现象。该项技术已获得专利授权。
3、安全、整洁的运行环境。快速隔膜压滤机人性化的设计，充分考虑到了操作者及管理者的操作习惯以及外界环境的安全整洁等问题。在自身工艺与上下游系统配合、液压、电气、压榨和人身保护等各个方面做出了详尽的设计。由于产能大，减少了压滤机的配置台数，减少了操作工人数量，有利于现场环境的维护。
四、工作原理及结构特点
1、工作原理
（1）合拢压紧：通过液压驱动机构将滤板合拢并压紧，在滤板间形成密闭的过滤腔室。
（2）入料过滤：进料泵将料浆压入各个滤室进行过滤，料浆中的液体穿过过滤介质（滤布）经过滤板的排液沟槽流到滤板排液口排出，固体颗粒被截留在腔室内逐渐形成滤饼。过滤腔室充满滤饼后过滤阶段结束。
（3）压榨脱水：通过压缩空气（或高压水）进入隔膜与滤板之间，使得隔膜产生弹性变形挤压滤饼，进行二次压榨脱水，使滤饼的含水率进一步降低，从而完成压榨脱水过程。
（4）分组拉开卸料：通过拉开装置使滤饼分组拉开卸掉滤饼。滤饼全部清除后，启动合拢装置，使全部滤板合拢压紧，至此一个工作循环完成。
2、结构特点
快速隔膜压滤机的外形及各部件名称见图1。
（1）隔膜板应用
普通压滤机过滤时间长，并且滤饼含固率低，为了解决这一问题，快速隔膜压滤机设计过程中采用了厢式滤板和隔膜滤板间隔排列的布置形式。隔膜滤板有一个可前后移动的过滤面--隔膜。当在隔膜后侧通入压榨介质时（如压缩空气或水），这些可移动的隔膜就会向过滤腔室的方向鼓出，从而使过滤腔室中的滤饼在整个过滤面上均匀地受压，也就是说在过滤过程结束以后，对滤饼进行再次挤压，从而使滤饼达到更高的含固率。增加了隔膜与普通纯厢式板压滤机机进行过滤比较分析；见图2。
（2）过滤面积的选择
过滤面积A的计算公式为
式中：A-设备过滤面积，m2；V-每小時需处理煤泥水数量，m3；n-煤泥水含固量，Kg/m3；（一般要求300~350Kg/m3）；H-设备腔室深度，mm；ρ-滤饼密度，Kg/m3；（煤泥饼密度1.3~1.4Kg/m3）；c-滤饼含水量，（快速隔膜压滤机处理后煤泥的含水量为20％~27％）；f-设备每小时循环次数。
从公式（1）可以看出，当过滤面积一定时，增加循环次数可有效的增加处理量。
五、提高产量的改进设计
1、多端口进料
通过对现场入料工艺的分析，针对单端口入料滤室充盈不均、迟缓；考虑滤板单元独立入料的弊端。确定采用多端大管径入料方案，在快速隔膜压滤机的头部、中部、尾部三端大管径进料。即解决了一端入料过滤流速高、冲击大、布料从头到尾发生的延迟和不均匀等缺陷，保证了进料快、布料均匀、成饼效果好，大管径又可有效地防止进料管淤塞。
2、快速拉开
传统压滤机不能实现快速高效运行，其中有一方面就是拉板卸料速度无法提高。原因是卸料时逐块拉开，拉板机构可靠性低，并且拉板有一半时间是回位空行程。以传统XMZ-500厢式压滤机为例，拉开卸料时间一般为15～20分钟左右。
快速隔膜压滤机为解决这一问题，首先将滤板拉开、合拢与压紧功能分开。采用液压马达、链条牵引系统：当液压缸松开达到滤板自由靠拢的间隙后，闸块提升，液压缸座限位解脱。由液压马达、链条牵引的拉开机构将活动油缸座及滤板分组拉开卸料，一次拉开一组十几块滤板。消除了拉开过程中的空行程时间和换向等待时间。改进后的拉开、合拢、压紧等辅助工序可以在4min以内完成，且可以依据现场需要调节。
3、自动卸料
普通压滤机在合拢、拉开的过程中，滤板滚轮在轨道上滑动，在拉开过程中滤饼不能自动脱落，需人工干预，很难达到快速高效及无人工操作，快速隔膜压滤机根据这一问题设计改进了滤板滚轮，改进后滚轮结构如图3。
滚轮内装有自润滑轴承，无需润滑。两端设有密封装置，有效的防止了外部污染物的进入。滚轮外的沟槽等增加了滚轮与滤板间的摩擦，保证了滚轮在轨道上来回滚动。滚轮与轨道的接触始终为一线接触，并且滤板与滤板间用圆环链连接，为柔性连接，由于拉开速度较高，所以，滤板在运动过程中前后摆动，而粘在滤布上的滤饼在摆动过程中自动脱落。
4、多油缸同步压紧
为了防止压滤机在操作过程中滤液从滤板间泄露，应预先将板框压紧，其压紧力由压滤介质产生的内力与滤板接触面上密封力两部分组成。压紧力F的计算公式为
式中：F-压紧装置施加于压紧板的压紧力，N；Q0-压紧时作用于板上的内力，N；P0-滤板接触面上的密封力，N压紧时作用于板上的内力Q0
滤板接触面上的密封力P0
式中q0-过滤操作压强MPa；S2-滤板承受液体压力的面积cm2；P-了保证密封，板和框的接触面上所必需承受的压强MPa；S1-板和框密封接触面积cm2
根据实际经验，为了保证板和框的接触密封上所需的最小压强，应满足P=3q0随着滤板尺寸的增大，需要密封力也越大，即油缸的直径也越大；多油缸同步压紧，降低了成本，简化了维修，使整机的受力更均匀，使滤板的密封性更好，有效的避免了喷料现象。油缸的布置形式根据滤板尺寸和滤板结构形式，如图4
六、运行中常见故障及解决措施
1、阀块不能自动升降。检查外围传感器是否损坏，应保持外围传感器的清洁，防止其被煤泥糊住，失去作用。检查传感器的位置，防止其出现偏差失灵。
2、电控气动阀门易损坏，造成入料阀门开关失控，机头有时松不开等现象，应尽量减少电控气动阀门开关次数，每次生产前先手动检查阀门，将入料阀开关改为手动。
3、排料量过大，易造成滤饼堵塞溜槽和胶带。调整各段排料时间和排料速度，针对各段排料对刮板机和带式输送机的负荷，通过PLC相应增、减每段排料时间间歇，调整液压系统中各段的节流阀，控制排料速度，实现最佳运行效果，解决排料均衡问题。
七、结束语
综上所述，改进后的快速隔膜压滤机，加快了过滤过程，为污水企业创造了更高的价值财富。
参考文献
[1]蒋军.KM-300/2000型快速隔膜压滤机在污水处理厂的应用[J].2013（5）：34-37.
[2]郭树才.污水处理与加工工艺学[J].化学工业出版社，2010（3）：76-78.