板框厢式隔膜压滤机
随着工业的发展和城市化进程的不断加快，土地资源变得弥足珍贵，污泥填埋占地成为日益突出的问题。污泥干化焚烧作为一项新兴技术，可以解决这个问题。污泥干化可以降低含水率，使污泥的体积减少到最小（最高可以减少 90%）；污泥焚烧能够从中汲取能量用来干化污泥或进行发电供热，可快速分解有机物从而清除病原体，使污泥彻底无害化。污泥干化焚烧，符合固体废物处理的 3R 全过程管理原则， 即 Reduce（减量化）、Recycle（再循环）和 Reuse（再使用）。
江苏省某污水集中处理厂，主要接纳市政生活污
水和工业废水，工业废水主要是印染企业废水，该综合废水可生化性高，固体含量多。综合分析该水质特点后，我公司帮助该企业设计并建设了污泥干化处理工程。经过三个月的调试及半年多的连续运转，其污泥含水率大幅降低，达到客户要求，污泥可用于焚烧。
1 处理规模
本项目设计污泥处理规模为 5.0 t/d（绝干泥），
采用 2 台过滤面积为 300 m2 的高压隔膜压滤机。处理前原污泥含水率为 99%。
根据当地环保部门及业主要求，本项目压滤后污泥含水率要求小于 60%，烘干后污泥含水率小于30%。实践表明，处理后污泥含水率小于 30%，符合相关要求。
工艺流程及特点
工艺流程（见图 1）
工作原理
含水率较高的污泥由泵送至污泥浓缩池进行初步预浓缩，再经污泥浓缩机进一步调质与浓缩，浓缩机采用带式浓缩系统，含加药、混凝、冲洗、主机等部分，全自动纠偏、报警、连锁控制。浓缩机出泥进缓冲罐，经泵提升进调质罐、暂存池，并与调质剂充分混合反应后，达到污泥改性及后道脱水要求；池内设液位计，便于控制与操作，并与前道浓缩机系统联锁。压滤操作时将暂存池内的污泥通过各压滤机进料泵泵入高压隔膜压滤机，高压进料过程采用变频及PLC 控制，压滤机排出的滤液排回污水池。自动进料结束后启动清水泵进行高压压榨，进一步降低泥饼的含水率，压榨结束进行卸泥饼操作。压出的干泥饼经输送机收集送入破碎机破碎，落入污泥料仓，料仓内干泥达到一定量后，可直接装车外运；或进入后道污泥烘干系统进一步烘干，使含水率小于 30%，这样可以大大减少污泥产量。
主要处理工艺
污泥浓缩
污泥浓缩是为了将污泥中的水分清除掉，通常浓缩后的污泥中依然存在约95% 的水分，还具有流体性。常见的污泥浓缩方式有：重力浓缩、气浮浓缩、机械浓缩等。重力浓缩有两种：间歇式、连续式，其实则类似于沉淀工艺，主要将污泥中泥粒子和水通过重力进行有效分离，继而不断浓缩，降低污泥的含水率。重力浓缩电耗低、无药耗，运行成本低。
机械浓缩主要是进行污泥的浓缩处理，这可使污泥的含固率达 6% ～ 7%。机械浓缩在三种浓缩方式中效果最好，但设备投资、运转费用最高。常见的机械浓缩有带式浓缩、离心浓缩、转鼓浓缩和螺压浓缩。
污泥脱水
经过浓缩后，污泥的含水量还比较高，属于流体泥水混合物，会继续腐化，使得运输起来十分不便， 所以需进行水分离。将污泥进行脱水是为了将泥粒子之间的水分除去。机械脱水是目前世界各国较为常见的污泥减量化方法 [2]。污泥进行机械脱水后，固体粒子含量可增加 5%，使其流体性转变为固体性。机械脱水的主要设备有：带式压滤机、板框压滤机、卧螺沉降离心机。污泥脱水对后续的处理处置将产生较大的影响。进行污泥填埋时，污泥脱水能够缩小污泥的存放面积，进而减少运输成本；在应用污泥展开堆肥操作时，污泥脱水必须符合堆肥所需的指标（堆肥有一个严格的污泥含水率指标）；如果实施焚烧污泥进行脱水，脱水效果十分显著，同时可以节省能源损耗。
污泥深度脱水
污泥深度脱水可使含水率降至 60%，如果条件允许还可以使含水率下降 50%，它利用机械进行污泥干化。污泥进行常规脱水后，含水率大致保持在75% ～ 85%。污泥含水率较高，会增加脱水处理、污泥运输等工作的强度，大大提升能源消耗。所以， 发达地区的污水处理厂可对污泥进行深度脱水。在对污泥进行深度脱水前，应对污泥进行转化处理，目的是为了将污泥表面附着的有机物进行分解转化，降低污泥水分，使污泥的可伸缩性变低，保证污泥符合高压力脱水操作的标准。
调质加药系统
根据污泥性质，投加适量混凝剂或助凝剂，调节 pH，杀死有害病菌，改善污泥脱水性能，便于污泥浓缩与压滤。系统由化药装置、连接管道及加药装置组成。
臭气除臭方案
除臭的必要性。污泥处理会产生较多的臭气，产生臭气的主要构筑物有污泥接收区域等。由于污水中含有大量硫化氢，污泥经过脱水会产生大量硫酸进而腐蚀污泥，所以对污泥进行除臭，不仅能够减少环境污染、保障人体健康，还可以延长脱水机械的应用周期。除臭处理是十分必要的，它是改善环境的一项重要措施。
臭气的出现及成分。污泥处理会产生臭气， 其主要成分有氮、氧、二氧化碳、硫化氢、氨、甲烷等，此外还有少量胺类、硫醇、有机硫化物、粪臭素、吲哚等物质。氮、氧和二氧化碳等是空气的主要成分， 不会对污泥的处理过程产生任何影响，无需清除。但是，硫化氢会产生臭味，导致大气污染，属于酸性物质，与水反应会形成氢硫酸。硫化氢属于酸性气体， 遇水会发生化学反应，容易腐蚀污水管道、建构筑物、污水泵、控制柜等设备与设施。氨会产生臭味，甲烷是易燃易爆气体，导致污泥处理过程存在安全隐患。此外，其他有机气体也会产生臭气，不仅污染大气， 还会降低生活质量。所以，污泥处理必须要清除的气体有：硫化氢、甲烷、氨、胺类、硫醇、有机硫化物、粪臭素、吲哚等。
除臭方案的确定。本工程散发臭气的主要部位是污泥浓缩池、污泥调理池、污泥深度脱水机房等。污泥处理处置除臭的方式主要有两种：生物法、化学洗涤法。考虑到污泥臭气具有浓度高、根据工艺需要即开即停等特点以及本项目运行的需要，本工程采用生物滤池作为除臭工艺。
借鉴其他污泥处理厂的经验，污泥暂存区、污泥调理池及污泥处理处置车间内浓缩机设备、隔膜压滤机等设备应全部封闭，臭气经除臭风管收集后，通过风机鼓入生物滤池，将其中含臭味的污染物降解成无臭的化合物。
脱水机房内设有害气体检测仪表。
生物滤池在烟草、废水处理、污水泵站、食品加工、电镀、冶金、纺织、化工等行业有着普遍的应用， 除臭效果极其显著，管理维修简便，而且投运成本较低，可作为除臭工艺的首选。其工艺流程如图 2 所示。
图 2 生物滤池除臭的工艺流程
将收集后的气体利用鼓风机吹入生物滤池，并将异味的污染物分解转化成无臭的化合物。生物降解的化学方程式为：污染物 +O2 →细胞物质 +CO2+H2O
微生物废气首先进入生物滤池底部的分配系统， 然后缓慢地通过生物活性填料床，最终以扩散气流的形式从滤池表面离开。填料放置在耐腐蚀且具有良好通透性能的支撑杆上，池体采用 FRP 玻璃纤维增强塑料制作而成，可以全天候工作，耐腐蚀能力强。生物滤池所使用的专用填料由多种纤维物质和添加剂组成，能长期保证结构疏松，压力损失小，风机运行费用低。在运行半年后，滤池的压力损失只有 500 Pa 左右。在启动时，生物填料需用含有微生物的溶液进行处理。水是微生物赖以生存的自然条件，微生物的转化能力取决于填料中的水分以及在滤池停留时间内废气的相对湿度。该工艺中，用水量可调节到水分吸收速度与干燥速度平衡的状态，保证滤池中湿度恒定。这为生物菌群的生长和分布提供了最佳的条件。
生物除臭设备特点。其主要特点有：生物滤池具备良好的处理能力，无论在何时何地能够使处理后的气体符合当地的环保标准；微生物可汲取滤料中的养分维持生命，不需进行格外的培养，所以，关闭后马上启动使用，运行速度很快，关闭一段时间后再启动，可在几小时后达到良好的处理效果；生物滤池缓冲容量大，可对浓度高低进行合理的调节，使微生物保持长时间的处理操作，增强耐冲击负荷能力； 除臭系统的日常维护管理较为简便，各部件抗损能力较强，无需进行全天候管理，只要对设备可能出现的故障隐患进行简单排查，设备可进行自动化操作；生物滤池设备适合拆解，便于安装和运输；在进行大容量的处理工作时，只要扩大池身即可；在气源分散情况下，可以进行针对处理。
除臭后，气体排放必须符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中最高允许浓度要求。
结论
（1）城镇污水处理厂采用预浓缩 + 高压隔膜压滤机工艺，含水率可稳定处理至 60%，效果稳定，成熟可靠，可以达到减量化的目的。（2）含水率 60% 污泥经烘干机烘干，污泥含水率能稳定在 30%，去除效率明显，烘干后污泥根据当地条件可用于电厂焚烧， 制水泥、陶粒等建材，实现资源化目标。（3）采用预浓缩提高污泥含固率，对高压板框压滤机去除效率与处理能力的提高有较大帮助，带式浓缩机具有运行电耗低、管理方便、运行稳定等优点。（4）调质剂投加是污泥深度脱水成败的关键，通常采用石灰、铁盐、PAM 等常规药剂，它具有调节 pH、去除有害病菌、改善污泥脱水性能等功能，应用比较广泛，价格低廉。（5）不同污泥投加比例有所差别，需小试确定， 折算成 80% 泥计，常规污泥加药费用约 44 元 /t。（6）压滤机滤布使用一定批次后，需更换清洗，一般 500批次更换一次，以不影响产量。（7）生物除臭对污泥防臭味处理效果较好，做好压滤机房密封收集是关键。（8）整套系统自动控制，污泥不直接落地，密封后排风除臭，烘干系统配除尘装置，现场卫生环境可大大改善。（9）本工艺处理污泥能达到国家要求的污泥处置标准，烘干后污泥可用于综合利用。
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