板框厢式隔膜压滤机
1引言
污泥填埋是指运用一定工程措施将污泥埋于天然或人工开挖坑地内，通过压实、加土覆盖等一系列操作过程，利用固体废弃物中微生物对污泥中有机组分进行降解，使其稳定化的一种处置方式。由于土地资源有限，该方式逐渐受到限制，近年来各大城市均在就污泥的进一步处理和循环利用寻找最佳出路。但根据我国现有的经济条件，一段时间内污泥填埋仍将是一种不可或缺的过渡性污泥处置途径。《生活垃圾填埋场污染物控制标准》（GB 16889－2008）中“生活污水处理厂污泥经处理后污泥含水率小于60％，可以进入垃圾填埋场填埋处理”、《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GBT 23485－2009）中“含水率小于60％；混合比例小于8％”的规定，对处理后污泥含水率提出了更高的要求。通过对辽宁省范围内在运营的污水处理厂污泥处理工艺的调研发现，多数污水处理厂采用的是机械脱水（带式浓缩脱水一体机）方式，泥饼含水率＜80％；部分在建或近年来新建的污水厂采用污泥深度脱水工艺（多采用隔膜板框压滤机），泥饼含水率＜60％。本文将以辽宁北方环境保护有限公司承建的“大浑太”项目中同等规模的朝阳市什家河污水处理厂（5万t/d；≤80％）和锦州市第三污水处理厂（5万t/d；≤60％）为例，针对其污泥处理单元进行技术经济分析。
2工程案例分析
2．1案例 带式浓缩脱水一体机
2．1．1概述朝阳市什家河污水处理厂设计规模5万t/d，污水处理采用“粗格栅＋污水提35泵房＋细格栅＋旋流沉砂池＋多模式AAO＋高密度沉淀池＋活性砂过滤＋二氧化氯消毒”工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918－2002）水污染物排放标准一级A标准；污泥处理采用“带式污泥浓缩脱水一体机（≤80％）＋外运卫生填埋处置”工艺。本工程生化过程产生干泥量9．14 t/d，深度处理产生干泥量1．36 t/d，总干泥量10．5 t/d，流量1 122 m3/d（含水率99．24％）。2．1．2工艺设计（1）污泥均质池将剩余污泥和化学污泥在本池中充分混合，达到污泥性质的均化，以利于后续浓缩和脱水。均质池尺寸：L×B×H＝5 m × 5 m × 5 m（泥深4．5 m），半地下式钢筋混凝土结构（加盖），停留时间2 h。设潜水搅拌器1台，N＝1．5 kW。（2）污泥浓缩脱水机房污泥在浓缩、脱水之前投加聚丙稀酰胺（PAM）进行污泥调理。投加PAM量40．2 kg/d，为污泥干重的0．4％。脱水后污泥含水率80％，污泥体积50 m3/d。污泥脱水间内设有投药泵、溶药装置等。污泥脱水间尺寸：L×B×H＝22．4 m × 18．5 m × 11 m。主要设备及规格见表1。
2．2案例 厢式板框压滤机
2．2．1概述锦州市第三污水处理厂设计规模5万t/d，于2012年底通水运行，污水处理采用“粗格栅＋污水提升泵房＋细格栅＋旋流沉砂池＋改良AAO＋高密度沉淀池＋活性砂过滤＋二氧化氯消毒”工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918－2002）水污染物排放标准一级A标准；污泥处理采用“厢式板框压滤机（≤60％）＋外运卫生填埋处置”工艺。本工程生化过程产生干泥量7．69 t/d，深度处理产生干泥量2．5 t/d，总干泥量10．19 t/d，流量926．36 m3/d（含水率98．9％）。2．2．2工艺设计（1）污泥贮池设污泥贮池3座，平面尺寸为6．0 m × 40 m，池深4 m，有效水深3．5 m，有效容积84 m3。分两格。每格贮池内设潜水搅拌器1台，单台功率为N＝3．0kW。（2）污泥浓缩间选用螺压污泥浓缩机2台（1用1备），单台处理能力为0～100 m3/h。设浓缩污泥贮池1座，分为2格，单格平面尺寸为6．0 m×4．0 m，有效水深3．5 m，有效容积168 m3。每格设潜水搅拌器1台，单台功率为3．0kW。污泥浓缩间另设污泥切割机2台（1用1备），单台参数为Q＝100 m3/h，N＝4．0kW；冲洗离心泵2台（1用1备），单台参数为Q＝10．8 m3/h，H＝60 m，N＝30．0kW。（3）污泥脱水间脱水设备采用板框压滤机，脱水后污泥含水量为60％以下。脱水后污泥外运。设板框压滤机2台，配套设备包括高、低压上料系统、冲洗系统、压榨系统、加药系统，详见表2。
2．3经济比较
2．3．1对建设费用的影响通过对上述两个项目进行分析，污泥处理吨水建设指标由61．26元增加至133．03元，即污水处理厂建设投资增加72．77元/t水。主要体现在以下方面：（1）机械脱水工艺通常采用PAM进行污泥调理，即能满足泥饼含水率＜80％的要求。深度脱水浓缩阶段需要投加PAM调理污泥，使含水率降低至60％，通常需投加石灰等药剂，即增设石灰投加系统。石灰投加系统工作环境较差，通常单独设石灰投加间。隔膜板框压滤机所需厂房高度较高，通常均需10 m以上。（2）生化处理系统排出剩余污泥与污泥调理剂混凝后，可直接进入带机或离心机处理；而污泥深度处理系统，含水率过高的剩余污泥直接进入系统将导致设备规模过大，经济性不合理，通常系统前需考虑重力浓缩或机械浓缩单元，从而降低污泥含水率。即增设污泥浓缩系统，相应的厂房面积也需增大。
2．3．2对运营费用的影响污泥深度处理药剂费和电费有所增加，虽然处理后污泥体积减少，填埋和运费下降，但污泥深度处理后运行费用仍约增加15％。主要体现在以下方面：（1）电费通过对比两个项目用电量可知，污泥深度脱水用电量有较大增加。（2）药剂费板框压滤机将污泥含水率降低至60％，通常需采用的药剂为PAM、PAC、石灰或PAM、三氯化铁和石灰，药剂用量较大。（3）其他费用污泥外运处置费。污泥脱水至含水率60％，相对80％含水率，污泥体积会减少至1/2，但是由于调理药剂量较大，污泥增容较大，增容系数按1．5考虑，故污泥填埋及处置量为含水率80％时的3/4。人员工资。污泥深度处理增加了污泥处理工序，人工劳动强度大，所需工作人员多，故人员工资约为污泥脱水至含水率80％的1．2倍。日常维护费。污泥深度处理相对增加相关建构筑物、设备的种量和数量，且管理水平相对提高，故日常维护费用水平为污泥脱水至含水率80％的1．2倍。其他费用水平相对污泥脱水至含水率80％保持不变。
3结论
污泥采用板框压滤机进行污泥深度脱水（厢式板框压滤机）至含水率低于60％，与采用机械脱水（带式浓缩脱水一体机）至含水率低于80％，建设费用约增加70元/t水左右，其运行成本可高出15％左右。因此在国家现行污泥处理要求下，现有污泥深度脱水处理技术的建设及运行成本均较高，成为中小型水厂建设与运营的沉重负担，探索新的污泥处理工艺，改善现有处理工艺的减量化、资源化较低的处理现状，仍是污水治理行业热点问题。
