Équipement de filtration sur bande

Principe de fonctionnement d'un filtre-presse à bande concentrée

Le filtre-presse à bande est un filtre continu qui utilise une bande filtrante multicouche en polypropylène pour presser et déshydrater le matériau. Ce procédé de filtration sous pression permet de séparer efficacement l'eau et les particules solides en suspension, ce qui permet de purifier le liquide et de concentrer ou déshydrater le solide.

Le floculant contenu dans le dispositif de préparation est pompé vers le mélangeur statique, où il est parfaitement mélangé à la matière, puis introduit dans la section de concentration. Sous l'action du floculant et de la gravité, la majeure partie de l'eau libre est efficacement éliminée dans cette section, puis la matière est envoyée vers la section de filtration sous pression via le mécanisme de déchargement. Après déshydratation par gravité, la matière est déversée sur les deux bandes filtrantes fermées par le mécanisme de retournement. Deux rouleaux de déshydratation principaux assurent la compression et la déshydratation, tandis qu'une série de rouleaux en forme de S, de diamètre décroissant, permet d'obtenir un gâteau de filtration de taille croissante.

Le processus de déshydratation complet du filtre-presse à concentration à bande est continu et son fonctionnement se déroule généralement comme suit : floculation – alimentation – déshydratation par gravité de la section de concentration – extrusion et cisaillement pour le déchargement de la section de concentration, afin d’éliminer la majeure partie de l’eau libre et une partie de l’eau capillaire contenue dans le matériau. – Déshydratation par gravité de la section de filtration sous pression – pré-déshydratation sous pression de la section de filtration sous pression – déshydratation sous pression de la section de filtration sous pression – déchargement.

Structure de la section de concentration du filtre-presse à bande :

La section de concentration est composée d'un dispositif d'alimentation, d'un dispositif de tension, d'un dispositif de distribution, d'un châssis, d'un dispositif de correction de déviation, d'un dispositif de détection et de protection, d'un dispositif de lavage, d'un dispositif de transmission, d'un dispositif de déchargement et d'autres pièces.

1. Dispositif d'alimentation : un mélangeur statique est placé en amont du dispositif d'alimentation afin d'assurer un mélange homogène des boues et du floculant. Une plaque de dérivation est intégrée au dispositif d'alimentation ; le matériau s'écoule le long de cette plaque en formant un « U » et déborde dans le châssis.

2. Dispositif de tension : le dispositif est principalement composé d’un rouleau de tension, d’un palier auto-alignant avec siège coulissant et d’un ressort, etc. Les paliers aux deux extrémités de l’arbre de tension peuvent se déplacer le long du bloc de guidage, et la force de tension de la courroie filtrante peut être ajustée par la compression du ressort de compression sous l’action de ce dernier.

3. Dispositif de distribution : ce dispositif se compose principalement d’une plaque d’alimentation et d’une tige de support. La plaque d’alimentation permet d’acheminer le matériau, évitant ainsi la formation de petites flaques sur la bande filtrante. Elle assure également la séparation et l’agglomération du matériau, et améliore le drainage. La plaque d’alimentation est fabriquée dans un matériau flexible et résistant à l’usure, et le bord inférieur de la rainure d’alimentation est muni d’un joint en caoutchouc.

4. Châssis : le châssis sert principalement de support, permet l’installation d’autres composants et recueille le filtrat. Il est soudé à froid. Le dessous du châssis est muni d’un orifice de drainage et le centre d’un orifice d’inspection pour la maintenance.

5. Dispositif de correction : ce dispositif utilise un système de correction automatique par pression d'air et se compose principalement d'un rouleau de correction, d'un vérin, d'un bras de détection et d'autres éléments. Lorsque la bande filtrante se déforme, la tige de détection se déplace sous l'effet de la bande. Au contact de la vanne à bouton mécanique, cette dernière inverse le sens de la vanne de régulation d'air, actionne le vérin de correction et entraîne la rotation du rouleau de correction. Ce mouvement de recul permet à la bande filtrante de se déplacer lentement jusqu'à l'autre extrémité. De l'autre côté, la tige de détection se déplace sous l'effet de la bande filtrante, actionne la vanne à bouton mécanique, ce qui inverse le sens de la vanne de régulation d'air et actionne le vérin de correction. La rotation du rouleau de correction s'effectue alors, tandis que la bande filtrante revient lentement en arrière. Ce système assure l'équilibrage dynamique de la bande filtrante dans une certaine plage de fonctionnement autour de sa position centrale et permet la correction automatique.

6. Dispositif de détection et de protection : en cas de défaillance du dispositif de correction et si l’écart d’un côté de la bande filtrante atteint 40 mm, la bande filtrante s’approchera du capteur de fin de course et le touchera ; le système déclenchera alors une alarme et s’arrêtera automatiquement. Le capteur de fin de course détecte également la rupture de la bande filtrante. En cas de rupture de la bande filtrante, l’équipement s’arrête immédiatement.

Composants d'une unité de filtre-presse à bande :

Le filtre-presse à bande est principalement composé d'un dispositif d'entraînement, d'un châssis, d'un rouleau de pression, d'une bande filtrante supérieure, d'une bande filtrante inférieure, d'un dispositif de tension de la bande filtrante, d'un dispositif de nettoyage de la bande filtrante, d'un dispositif de déchargement, d'un système de contrôle pneumatique, d'un système de contrôle électrique, etc.

1. Cadre : le cadre de la presse à filtre à bande est principalement utilisé pour supporter et fixer le système de rouleaux de presse et d'autres composants.

2. Système de rouleaux presseurs : il est composé de rouleaux dont le diamètre est croissant. Les boues sont maintenues par les bandes filtrantes supérieure et inférieure. Lors de leur passage successif à travers les rouleaux presseurs, un gradient de pression, croissant sous l’effet de la tension des bandes filtrantes, se crée, augmentant ainsi la force de compression des boues pendant le processus de déshydratation et permettant l’élimination progressive de l’eau qu’elles contiennent.

3. Dispositif de déshydratation par gravité : composé principalement d’un support pour la zone de gravité et d’un réservoir de matériau. Après floculation, une grande quantité d’eau est extraite de la zone de gravité, ce qui réduit la fluidité et favorise l’extrusion et la déshydratation ultérieures.

4. Dispositif de déshydratation par zone en coin : la zone en coin formée par la bande filtrante supérieure et inférieure exerce une pression d'extrusion sur le matériau serré et effectue une déshydratation par pré-pression pour répondre aux exigences de teneur en liquide et de liquidité du matériau dans la section de pressage et de déshydratation.

5. Bande filtrante : est la partie principale du filtre-presse à bande, le processus de séparation de la phase solide et de la phase liquide des boues se déroule au-dessus et en dessous de la bande filtrante pour le milieu filtrant, sous l'action de la tension de la bande filtrante supérieure et inférieure pour contourner le rouleau de presse et obtenir la force de pression nécessaire pour éliminer l'humidité du matériau.

6. Dispositif de réglage de la bande filtrante : il est composé d’un vérin, d’un système de contre-pression du signal du rouleau de réglage et d’un système électrique. Sa fonction est de corriger les écarts de la bande filtrante dus à une tension inégale, à un mauvais montage du rouleau, à une alimentation irrégulière, etc., afin de garantir la continuité et la stabilité du filtre-presse à bande.

7. Dispositif de nettoyage de la bande filtrante : il est composé d’un pulvérisateur, d’un bac de récupération d’eau de nettoyage et d’un couvercle de nettoyage. Lorsque la bande filtrante est en marche, elle traverse en continu le dispositif de nettoyage et est soumise à l’action de l’eau sous pression projetée par les pulvérisateurs. Les matières restantes sur la bande filtrante sont détachées sous l’effet de cette pression, ce qui permet sa régénération et la prépare pour le prochain cycle de déshydratation.

8. Dispositif de tension de la bande filtrante : il est composé d’un vérin de tension, d’un galet tendeur et d’un mécanisme synchrone. Sa fonction est de tendre la bande filtrante et de fournir les conditions de tension nécessaires à la production de la force de pressage pour la déshydratation par pressage.

9, dispositif de déchargement : composé d'un porte-outil, d'un rouleau de déchargement, etc., son rôle est de déshydrater le gâteau de filtration et de peler la bande filtrante, afin d'atteindre l'objectif de déchargement.

10. Dispositif de transmission : composé d'un moteur, d'un réducteur, d'un mécanisme de transmission par engrenages, etc. Il constitue la source d'énergie du déplacement de la bande filtrante et peut répondre aux exigences de différentes vitesses de bande au cours du processus en ajustant la vitesse du réducteur.

Domaine d'application des filtres-presses à bande

En tant qu'équipement de filtration de pointe, le filtre-presse à bande est largement utilisé dans divers domaines. Voici ses principaux domaines d'application :

1. Traitement des eaux usées : le filtre-presse à bande peut être utilisé pour la déshydratation des boues lors du traitement des eaux usées. Au cours de ce processus, les boues produites doivent être déshydratées avant leur traitement et leur élimination. Le filtre-presse à bande permet une déshydratation efficace des boues et une réduction significative de leur teneur en eau.

2. Industrie de la chimie fine : La production de produits chimiques fins génère une grande quantité de déchets, tels que les résidus issus de la fabrication de colorants et de revêtements. Ces déchets, riches en eau et en impuretés, peuvent être séparés par un filtre-presse à bande, améliorant ainsi l’efficacité du traitement.

3. Traitement des minéraux : dans le domaine du traitement des minéraux, d’importantes quantités de scories et de boues sont produites lors de l’enrichissement et du traitement des résidus. Le filtre-presse à bande permet de séparer l’eau et les impuretés contenues dans ces déchets, d’améliorer l’efficacité du traitement et de réduire la pollution environnementale.

4. Industrie agroalimentaire : dans l’industrie agroalimentaire, le filtre-presse à bande peut être utilisé pour le traitement des jus, de l’amidon et d’autres matières premières. En séparant l’humidité et les impuretés, il permet d’améliorer la qualité et le rendement du produit.

5. Autres domaines d'application : outre les domaines mentionnés ci-dessus, la presse à filtre à bande peut également être utilisée dans les secteurs pharmaceutique, papetier, de la galvanoplastie et autres. Dans ces domaines, la presse à filtre à bande, en tant qu'équipement de filtration avancé, permet de traiter efficacement divers matériaux, d'améliorer la productivité et la qualité des produits.

En résumé, le filtre-presse à bande, équipement de filtration de pointe, offre de nombreuses perspectives d'application. Dans divers domaines, son rendement élevé, ses économies d'énergie, son respect de l'environnement et d'autres caractéristiques en font un choix idéal pour les systèmes de filtration.

Vérifier et régler le filtre-presse à courroie

Outre l'inspection générale de la préparation au démarrage et du fonctionnement du filtre-presse à bande, ce dernier sera en fonctionnement à tout moment, avec des changements de boues, de produits chimiques, d'équipements, etc., ce qui engendrera diverses conditions de travail. En cas de mauvaises conditions de fonctionnement, le gâteau de boues après déshydratation présentera une teneur en humidité élevée, pouvant même dépasser 80 % de la norme. Par conséquent, pour le filtre-presse à bande, outre les points mentionnés avant le démarrage de la machine, il convient de porter une attention particulière aux paramètres suivants en cours de fonctionnement : changement de boues, vitesse et tension de la bande, conditionnement des boues, quantité de boues introduites et charge solide de boues introduites, etc.

(1) Vitesse du tapis : la vitesse du tapis filtrant est généralement réglable par une molette située sur le moteur d'entraînement principal de la machine de déshydratation. Cette vitesse peut être ajustée en fonction de la composition du gâteau de boues, le moteur principal devant rester en marche pendant le réglage. La vitesse de déplacement du tapis filtrant détermine le temps de déshydratation des boues dans chaque zone de travail et influe sur la teneur en matières solides du gâteau de boues, son épaisseur et la difficulté de son démoulage.

Lorsque la vitesse du tapis est plus faible, d'une part la pompe à boues y injecte davantage de boues à débit constant, et d'autre part le temps de filtration est plus long, ce qui augmente la teneur en matières solides du gâteau de filtration. Plus la teneur en matières solides est élevée, plus le gâteau est épais et facile à détacher du tapis. À l'inverse, plus la vitesse du tapis est élevée, plus la quantité de boues déposée par unité de temps est faible, plus le temps de filtration est court, ce qui entraîne une augmentation de l'humidité du gâteau et une diminution de sa teneur en matières solides. Plus le gâteau est fin, plus il est difficile à détacher. Par conséquent, pour une meilleure qualité du gâteau, une vitesse de tapis plus faible est préférable. Cependant, cette vitesse influe directement sur la capacité de traitement de la machine de déshydratation : plus elle est faible, plus la capacité de traitement est réduite. Pour les boues mixtes composées de boues de sédimentation primaire et de boues activées, ou de boues issues d'un traitement chimique avancé et de boues activées, la vitesse du tapis doit être maintenue entre 2 et 5 m/min. En cas de forte concentration de boues, une vitesse élevée est recommandée ; dans le cas contraire, une vitesse réduite est préférable. Les boues activées étant principalement d'origine microbienne, l'élimination de l'eau intercellulaire et intracellulaire par simple filtration sous pression s'avère complexe. De ce fait, la déshydratation par filtration sous pression sur tapis seul est généralement déconseillée, car elle nécessiterait une vitesse inférieure à 1 m/min, ce qui réduirait considérablement la capacité de traitement et la rentabilité.

Il convient toutefois de noter que, quelle que soit la nature de la boue et la quantité de boue introduite, la vitesse de la bande transporteuse ne doit pas dépasser 5 m/min, une vitesse trop élevée pouvant entraîner le roulement de la bande filtrante, etc.

(2) Tension de la bande filtrante : selon la structure de la machine de déshydratation par filtration sous pression, les boues contenant un floculant polymère pénètrent entre les bandes filtrantes supérieure et inférieure. L'eau est filtrée à travers ces bandes sous l'effet de la compression exercée entre elles. Ainsi, la pression et la force de cisaillement appliquées par les bandes filtrantes sur la couche de boues sont directement déterminées par la tension de la bande. Par conséquent, cette tension influe sur la teneur en matières solides du gâteau de boues. Plus la tension est élevée, plus l'eau contenue dans les boues est extraite, plus les flocs sont finement découpés en gâteaux, ce qui augmente le degré de compression des boues entre les rouleaux de la machine de déshydratation, la filtration de l'eau et, par conséquent, la teneur en matières solides du gâteau de boues final. Pour les boues mixtes issues des eaux usées municipales, la tension doit généralement être maintenue entre 0,3 et 0,7 MPa, avec une valeur médiane de 0,5 MPa. Il est également important de veiller à un réglage optimal de la tension. Une tension trop élevée, un écart trop faible entre les bandes filtrantes supérieure et inférieure, et une pression excessive sur les boues peuvent entraîner une extrusion des boues hors de la bande filtrante, notamment dans les zones de basse ou de haute pression. Ceci peut provoquer un écoulement de matière ou un colmatage de la bande filtrante. En général, la tension des bandes filtrantes supérieure et inférieure doit être identique. Il est également possible de l'ajuster de manière appropriée, par exemple en diminuant légèrement la tension de la bande inférieure. Ainsi, les boues seront plus facilement rassemblées en un gâteau dans la zone concave formée par la bande inférieure lors du processus d'extrusion de la machine de déshydratation, ce qui améliorera significativement le taux de formation du gâteau.

(3) Agent de floculation : le fonctionnement du filtre-presse à bande dépend fortement de l'agent de floculation et de l'efficacité de la floculation. Un dosage insuffisant d'agent de floculation empêche la floculation efficace de l'eau capillaire contenue entre les particules de boue. Celle-ci ne peut alors être évaporée dans la zone de concentration par gravité. Par conséquent, les boues issues de la zone de jonction des bandes filtrantes supérieure et inférieure restent mobiles lorsqu'elles pénètrent dans la zone de basse pression, ce qui empêche leur évacuation et provoque un important phénomène de reflux. À l'inverse, un dosage excessif augmente non seulement le coût du traitement, mais surtout, l'agent résiduel, après réaction complète avec les boues, devient visqueux et adhère à la bande filtrante. Il est alors difficile à éliminer par lavage à haute pression et les résidus d'agent risquent d'obstruer les pores du filtre. Pour les boues mixtes de boues chimiques et de boues biologiques des stations d'épuration urbaines, lorsque du polyacrylamide (PAM) est utilisé, le dosage équivalent à la boue sèche doit généralement se situer entre 1 et 6 kg/t, et la dose spécifique doit être déterminée après des essais en laboratoire en fonction des performances et du poids moléculaire de l'agent acheté.

(4) Quantité de boues et charge en matières solides : la quantité de boues et leur charge en matières solides sont deux indicateurs représentatifs de la capacité de traitement d'un déshydrateur par filtre-presse à bande. Le débit de boues admis correspond à la quantité de boues humides pouvant être traitées par mètre de bande et par unité de temps, généralement exprimée en m³/(m·h). La charge en matières solides à l'entrée des boues correspond à la quantité totale de boues sèches pouvant être traitées par mètre de bande et par unité de temps, généralement exprimée en kg/(m·h). Il est évident que q et qs dépendent de la vitesse et de la tension de la bande filtrante du déshydrateur, ainsi que de l'efficacité du conditionnement des boues. Ces paramètres dépendent eux-mêmes de l'efficacité de déshydratation souhaitée, à savoir la teneur en matières solides du gâteau de boues et le taux de récupération des matières solides. Par conséquent, à nature de boues et efficacité de déshydratation données, q et qs le sont également. Un débit de boues admis trop important ou une charge en matières solides trop élevée réduiront l'efficacité de la déshydratation. De manière générale, le débit q peut atteindre 4 à 7 m³/(m•h) et la charge q 150 à 250 kg/(m•h). La largeur de la machine de déshydratation ne dépasse généralement pas 3 m, au-delà de laquelle les boues ne se répartissent pas uniformément.

En fonctionnement, l'opérateur doit, en fonction des exigences de qualité de la boue et d'effet de déshydratation de l'installation, ajuster de manière répétée la vitesse, la tension et le dosage de la bande transporteuse ainsi que d'autres paramètres, afin d'obtenir la quantité de boue et la charge solide de boue de l'installation, facilitant ainsi son fonctionnement et sa gestion.

Maintenance du filtre-presse à boues à bande

Le filtre-presse à boues à bande est un équipement complexe qui nécessite un entretien régulier pour garantir son bon fonctionnement. Voici quelques méthodes courantes d'entretien d'un filtre-presse à boues à bande :

1. Nettoyez régulièrement la courroie filtrante.

Comme la presse à boues à bande comprime et déshydrate les boues à travers la bande filtrante, cette dernière peut facilement s'encrasser. Si le nettoyage et le remplacement ne sont pas effectués à temps, cela entraînera un ralentissement de la filtration, une baisse de l'efficacité du fonctionnement, voire une panne de l'équipement.

Il est donc nécessaire de nettoyer régulièrement la bande filtrante pour assurer son bon fonctionnement. Le nettoyage s'effectue généralement à l'aide d'un produit nettoyant spécifique et d'un nettoyeur haute pression afin d'éliminer complètement la saleté et les impuretés présentes sur la bande filtrante.

2. Vérifiez le fonctionnement de chaque partie de l'équipement

Lors du fonctionnement de l'équipement, il est nécessaire de vérifier régulièrement le bon fonctionnement de chaque composant, notamment le tambour, le rouleau de pression, la courroie de compression et le système d'entraînement. En cas de dommage ou de bruit anormal, il convient d'intervenir rapidement.

3. Remplacer les produits d'huile et entretenir régulièrement les machines.

Chaque élément de transmission du filtre-presse à boues à courroie doit être remplacé régulièrement, notamment l'huile hydraulique et l'huile du réducteur, afin de garantir le bon fonctionnement de l'équipement. De plus, un entretien régulier (vidange d'huile, nettoyage, traitement anticorrosion, etc.) est indispensable pour prolonger la durée de vie de la machine et optimiser sa maintenance.

4. Respectez scrupuleusement les règles d'utilisation.

Le filtre-presse à boues à bande nécessite un manuel d'utilisation pour garantir son bon fonctionnement. Par conséquent, lors de l'utilisation de cet équipement, il est impératif de respecter scrupuleusement les consignes d'utilisation et de ne pas le surcharger ni le comprimer excessivement. Il convient également de veiller à la sécurité et au bon fonctionnement de l'équipement. Par exemple, en cas d'anomalie, l'équipement doit être arrêté pour maintenance.