板框厢式隔膜压滤机
引言
高额的污泥处置费用，以及高压的环保态势，给企业的经 营 带 来 巨 大 压 力 ，为 满 足 日 益 严 格 的 危 险 废 物 处 置 要 求 ，降低处置费用，进行污泥减量化是越来越多企业的必然选择。本文重点介绍脱水干化组合技术在某印刷行业龙头企业水性油墨污泥的成功应用，以期为开展污泥脱水干化相关研究提供技术支持，为同类项目实施提供借鉴。
1 工程概况某印刷公司位于上海市，为满足污泥规范化处置要求并降低污泥处置成本，开展污泥减量化项目。该项目原有板框压滤机对污泥进行脱水，存在脱水效果不稳定、劳动强度大的问题，现更换为一套主要由串螺与干化设备组合污泥脱水干化系统，日处理平均含水率为 98% 的湿污泥 10t，实际已稳定运行 3a，污泥含水率保持在 30% 以下。
2 工艺选择在污泥机械脱水中，常用设备主要有带式压滤机、离心脱水机、叠螺脱水机、旋转压滤机及板框压滤机。带式压滤机是在敞开条件下工作，气味到处散发，场地、环境二次污染严重。离心式脱水机螺旋轴的高速旋转容易引起故障，产生磨损、噪音和振动，且对污泥颗粒的要求严格。板框压滤机 在 长 时 间 压 干 污 泥 后 要 一 块 一 块 板 的 卸 污 泥 ，费 时 费 力 ，工作环境较差，且间断泄泥，与后续干化设备不能很好地直接衔接。还有一种平式螺旋压榨机，采用螺旋压榨机往往会产生物料在螺旋上打滑，在进料箱体内翻动不进料的现象，其结果就是使用螺旋压榨机无法对粘稠物料进行有效的固液分离，因此最初选用环境友好、连续运行、劳动强度低的叠螺。但在运行过程中发现叠螺存在抱轴的问题，干泥裹在中间轴上而无法被推向前导致运行过载，而且会造成跑泥严重的问题。根据现场处理的污泥性质与实际情况，将叠螺设备更换为最新研发的叠螺二代 – 串螺污泥脱水机，串螺相对于叠螺，投资成本较高，但具有污泥处理量大、不堵塞、不抱轴、不变形、不磨损的特点。机械脱水一般可将污泥含水率降至 80% 左右，热干化就是将污泥机械脱水后污泥含水率降至 50% 以下。总体而言，污泥低温干化技术不受热源局限，市场应用较为广泛，其采用热泵干化技术，利用热泵原理将低温空气转化为干热空气，能将污泥含水率降至 10% ～ 30%。由于其采用闭式冷凝除湿，除湿过程无废气、臭气排放，结构简单，占地面积小，投资成本较低，安全系数高，是目前受青睐的主要运用技术，因此最终采用串螺与低温干化设备组合工艺，串螺系统配备 PAC 与 PAM 加药系统。98% 的泥水先通过螺杆泵定量打入串螺絮凝槽，通过加药系统定量加入 PAC 与PAM 药剂，PAC 根据絮凝效果可选择性的添加，污泥悬浮物絮凝成团后进入串螺本体挤压进行固液分离，产生的泥饼重力落入低温干化设备中进行干化，最终泥饼如活性炭干燥程度有序落入吨袋，收集外运处置，串螺分离出的液体流到废水站，低温干化设备分离出的冷凝液一同流入废水站进行处理。
3 设备原理
3.1 串螺串螺脱水本体是由固定环和活动环相互层叠，两根螺旋轴贯穿其中形成的过滤腔体，活动环上端直线运动，下端左右钟摆运动，与固定环持续错位，保持滤缝通畅，脱水有如缓慢振动筛。腔体内两根螺旋轴并排运转、相互翻卷，污泥在螺旋轴的推动和挤压下，逐步脱水。串螺脱水机的特殊机械结构，解决了脱水过程中游动环和螺旋轴磨损、泥饼无法推进、污泥抱轴等现象，最大程度的剪切污泥，并降低泥饼含水率。串螺相对于叠螺，还有一改进处在于药剂的充分混合搅拌，污泥和絮凝剂同步进入高速搅凝管。搅拌叶的高速运转形成强劲的紊流，聚集了充分的能量，污泥和絮凝剂快速混合，反复碰撞，絮团瞬间凝集。絮团经过低速混凝槽的低速搅拌，逐渐形成结实且稳定的絮团。随着搅拌上升，再流经分流器，均匀地进入脱水本体。
3.2 低温干化设备整个流水线工作过程是从串螺出来的含水率 80%～85%的污泥重力落入料口泥仓，通过泥仓下面的成型机进行切条造粒，然后落入到网带输送上。通过离心风机将主机冷凝器提供过来的 78°C高温干空气，从流水线底部穿过一层层的网带，在 这个 过 程 中，高 温 空气会 将 网 带上 的 污 泥 进 行 烘 干，并带走水分成为中温高湿的热空气，再将中温高湿的热空气重新输送回主机进行冷凝除湿和排水。冷凝释放的热量加热干空气，热量回收利用。污泥在最下面一层的网带烘干后掉入到吨袋装袋后就可直接打包储存。热泵除湿干燥与传统热风干燥的区别在于空气循环方式不同，干燥室空气降湿的方式也不同。热泵干燥时空气在干燥室与热泵干燥机间进行闭式循环，它利用热泵干燥机的制冷系统使来自干燥室的湿空气降温脱湿，当湿空气流经热泵蒸发器时，内部的低压制冷剂吸收空气的热量由液态变为气态，空气因降温而排出其中的大部分凝结水。来自蒸发器的低压制冷蒸汽由压缩机升压后送至冷凝器，当脱湿后的干冷空气流经冷凝器时，内部的高压制冷剂因冷凝而放出热量，外部的空气则被加热为热风又回到干燥室继续干燥所需要干燥的产品。从冷凝器流出的高压制冷液经膨胀阀降压后流入蒸发器继续下一个循环。热泵除湿干燥回热循环是在热泵除湿干燥机内增加回热器，使进入蒸发器的空气温度下降而进去冷凝器的空气温度上升；回热循环使蒸发器冷量用于空气降温减少（无效耗冷过程），而用于降温除湿过程冷量增加，使热泵干燥的最佳蒸发温度及最佳除湿量上升 ；增加回热循环的热泵除湿干燥比普通热泵干燥节能 30% 以上。
4 远程监控系统
本系统通过通信网关系列产品是为设备物联网应用而设计的解决方案。整机采用 24V 直流供电，集成 2 个百兆以太网口，连接 PLC 设备。同时，设有三套监控装置。可通过手机 APP 查看设备运行、故障状态 ；实现远程一建启 /停设备 ；设备离线，故障，短信通知操作人员 ；远程查看现场。实现 24h 无人值守，可多人通过手机远程监控现场运行情况，遇到突发情况远程启停相关设备，查看运行画面。
5 运行分析
5.1 串螺运行影响处理量主要因素为物料特性，同一种设备处理不同的物料，处理能力差距也较大，主要与物料的粘性有关。根据不同的物料设置合适的设备运行参数，得到最佳处理量。出水 SS 主要与絮凝效果有关，絮凝效果好，则物料中细小颗粒较少，出来的滤液 SS 较低。絮凝效果与絮凝剂的种类、物料性质有关，需根据物料性质，选取较好的絮凝剂，当物料中细小颗粒较多时，需要添加助凝剂 PAC。药剂量投加不足，也易导致出水 SS 较高。运行时如果出现严重的跑泥现象，处理量小，主要由于腔体内压力过大导致。影响串螺机出泥含水率因素主要有絮凝效果、环驱动频率、轴驱动运行频率、背压板间隙、喷淋清洗等，驱动频率低，即转速慢，背压板间隙缩小，则腔体压力大，出来的污泥含水率低。在使用脱水设备过程中，药剂的选择影响也较大，絮凝效果较好的药剂 ：
① PAC（聚合氯化铝），相对分子量 174.45 ；
② PAM（聚丙烯酰胺），相对分子量 800 ～100万，阳离子，pH6 ～7。5.2 低温干化设备运行串螺处理的污泥含水率较低，含水率 75% 左右，进入低温干化设备的成型机容易切条成型，与热风接触面积较大，后续干燥效果较好，如果进料口污泥含水率过高则呈糊状落入输送带上，影响风干效果。干化后的泥含水率位于 30% 左右较合适，污泥干化后含水率设置过低，产生的粉尘较多，不利于运输处置，同时导致干化设备内的粉尘清理工作较频繁。采用闭式冷凝除湿、除湿过程无废气、臭气排放，运行噪声小，运行过程中产生的冷凝水清澈排入废水站。总体运行良好，维护简便。
5.3 自动运行整套系统相互联锁，自动运行，污泥池达到一定液位，螺杆泵自动启动，随后加药系统与串螺系统自动启动，干化设备开始运行。系统停止运行时，串螺系统空转 30min，低温干化设备可设置延后停止，根据具体情况设置延后停止时间，保证串螺系统与低温干化设备腔内污泥无停留。
6结语
密闭系统 ,使污泥深度脱水干化过程，达到了无二次污染标准，无需废气收集处置。根据进出含水率的状况要求，所选污泥深度脱水干化处理工艺设备组成简单、技术先进、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理。环境友好，无需人员值守 ；整套污泥脱水干化系统已稳定运行3a，发挥了显著的环保效益和经济效益。串螺相比叠螺，更适合与低温干化设备组合进行污泥脱水干化，不抱轴不堵塞，运行稳定，污泥含水率保持 30% 以下。从工程经济技术分析来看，对于污泥量大或污泥属于危废性质的企业，进行污泥减量化具有显著的意义。
声明：本文章版权归原作者及原出处所有。
欢迎来电咨询、技术交流、来料实验。
