隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用

０引 言

城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 产 量 约 为 污 水 处 理 量 的０．５％～１％（按 含 水 率９８％计）［１］，污 泥 中 含 有 大 量有 毒、有 害 物 质，若 处 置 不 当，将 带 来 严 重 的 环 境 问题。混 合 填 埋 是 目 前 比 较 可 行 的 污 泥 处 置 途 径 之一，但 污 泥 需 满 足《城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 处 置 混 合 填埋 泥 质》（ＣＪ／Ｔ２４９—２００７）中 对 填 埋 污 泥 含 水 率 的基 本 要 求———污 泥 含 水 率 需 不 大 于６０％。目 前 常 用 的 带 式 压 滤 机、离 心 脱 水 机 等 一 般 只能 保 证 出 泥 含 水 率 在７８％左 右。隔 膜 式 板 框 压滤机 具 有 出 泥 含 固 率 高、可靠性强等优点，配 合 化 学调 理，能将脱水污泥含水率保持在６０％以 下。

１隔膜板框压滤机工作原理及结构

隔膜式板框压滤机在进泥后，利 用 隔 膜 压 榨 泵往压滤机隔膜板中注入高压水，利用隔膜张力对污泥 进 行 强 力 挤 压 脱 水。滤液透过滤布排出，固 体 物质被 滤 布 阻 隔，形成含水率较低的干物质。目 前，通用型的隔膜式板框压滤机结构如图１所 示。

２隔 膜 式 板 框 压 滤 机 应 用 关 键 参 数

２．１进 泥 含 水 率进 入 隔 膜 式 板 框 压 滤 机 的 污 泥 含 水 率 不 宜 过高，因过高的污泥含水率不仅增加了污泥调理构筑物 的 尺 寸、增 加 调 理 难 度，而 且 若 需 在 规 定 时 间 内 完成 进 料，还 需 增 加 污 泥 螺 杆 泵 的 流 量，势 必 使 得 污 泥螺 杆 泵 功 率 增 加，进 而 增 加 电 耗。一 般 情 况 下，污 泥进 压 滤 机 前 应 保 持 不 高 于９８％的 含 水 率。

２．２固 体 污 泥 量隔 膜 式 板 框 压 滤 机 单 次 处 理 的 固 体 污 泥 量 是 基本 保 持 恒 定 的，因为板框压滤机的滤室容积是一个恒 定 值，以 某 型 号 过 滤 面 积 为８００ｍ２的 压 滤 机 为例，其 滤 室 容 积 为１４ｍ３。在 一 次 进 料 过 程 中，实 际固 体 污 泥 量 允 许 范 围 为 设 计 固 体 污 泥 量 的８５％～１００％，但 不 能 低 于 最 低 值。因 隔 膜 式 板 框 压 滤 机 在进 料 完 成 后，主要利用在隔膜板中注入的高压水鼓张 隔 膜，利用隔膜张力对隔膜板间的污泥进行挤压脱 水。若隔膜间污泥量未达到设计值，隔 膜 板 间 空间 变 大，在 高 压 水 的 挤 压 下，很 容 易 将 隔 膜 挤 破，高压 水 喷 出，造 成 意 外 事 故。

２．３压 榨 压 力隔 膜 式 板 框 压 滤 机 隔 膜 板 一 般 是 由ＴＰＥ弹 性体＋无 碱 玻 纤＋增强聚丙烯等材料合成，具 有 抗 高温、抗 高 压 的 功 能。若 压 榨 压 力 不 能 达 到 一 定 值，则不能使隔膜鼓张或张开不充分，从 而 影 响 污 泥 脱 水效 果，故 压 榨 压 力 一 般 不 应 低 于１ＭＰａ。３工 程 实 例芦村污水处理 厂 四 期 污 泥 深 度 脱 水 采 用 重 力 浓缩＋污泥调理＋隔膜式板框压滤机组合处理工艺，总处理规模为２００ｔ／ｄ（按含水率８０％计）。共 设 置４台 隔 膜 式 板 框 压 滤 机，３用１备（互 为备 用）。１台 进 料、另１台 压 榨、第３台 卸 泥，彼 此 交替进 行。考 虑 机 器 故 障、设 备 维 护 等 情 况，同 时，考 虑 远 期 发 展 规 划，预 留１台 压 滤 机 机位。设计选用有效过滤面积为８００ｍ２的 隔 膜 式 板框 压 滤 机。

３．１污 泥 浓 缩 与 调 理芦村污水处理厂四期工程产生的剩余污泥首先通过 重 力 浓 缩 将 污 泥 含 水 率 由９９．２％降 至９８％，可使污 泥 初 步 减 容，体积减小为原来的４０％，减 小 后续调 理 的 难 度。然 后 将 其 与 太 湖 新 城 污 水 处 理 厂 含水 率 为８０％的 脱 水 污 泥 按 照１０∶１的 体 积 比 用 泵提升 至 调 理 池 中。每 次 调 理 的 量 为 供１台 压 滤 机 使用 的 量（共１１０ｍ３污 泥，相 当 于４ｔ绝 干 污 泥）。污 泥 调 理 是 污 泥 进 入 隔 膜 式 板 框 压 滤 机 前 很重 要 的 一 步。通 过 对 污 泥 加 入 絮 凝 剂 和 助 凝 剂 进行 调 理，提 高 了 污 泥ｐＨ，有 效 地 改 善 了 污 泥 脱 水性 能，减 小 水 与 污 泥 固 体 颗 粒 的 结 合 力，加 速 污 泥脱 水。设 计 投 加３种 药 剂，分 别 为：无 机 絮 凝剂———聚 氯 化 铝（ＰＡＣ）、有 机 絮 凝 剂———聚 丙 烯 酰胺（ＰＡＭ）、助 凝 剂———生 石 灰（ＣａＯ）。ＰＡＣ药 液（１０％质 量 浓 度）、ＰＡＭ药 液（１‰～３‰质 量 浓 度）分 别 由 设 置 于 综 合 车 间 内 的 气 动 隔 膜泵 和 加 药 螺 杆 泵 进 行 投 加，投 加 量 分 别 为 干 污 泥 量的２％～５％和１‰～５‰（质 量 浓 度）；ＣａＯ由 国 外进口的成套石灰投加装置进行投加，投 加 量 为 干泥 量 的４％～７％（质 量 浓 度）。化 学 药 剂 可 在 调 理池 进 泥 的 同 时 或 者 进 泥 完 成 后 进 行，一 般 情 况 下，药 剂 应 在１０～１５ｍｉｎ内 投 加 完 毕，搅 拌 时 间 约３０ｍｉｎ。经充分调理的污泥不宜放置过长时间，调理 完 成 后，用 污 泥 螺 杆 泵 将 含 水 率 约 为９６．４％的混 合 污 泥 压 力 提 升 至 隔 膜 式 板 框 压 滤 机 中 进 行 压榨 脱 水 处 理。

３．２板 框 压 滤 脱 水隔膜式板框压 滤 机 的 工 作 流 程 主 要 分 为５个 步骤：进 料 过 滤—反 吹—隔 膜 压 榨—拉 板 卸 料—水 洗。其 中，水 洗 步 骤 不 是 每 个 流 程 都 运 行，而是 根 据 压滤 机 实 际工作 情 况 决 定。一 般 情 况 下，压滤 机 正 常 工 作７～１５ｄ后 进 行１次 水 洗。

３．２．１进 料 过 滤物 料 进 入 板 框 压 滤 机，进 料 压 力 使 滤 液 穿 过 滤布，固 体 被 滤 布 截 留 形 成 滤 饼。随 着 过 滤 的 进 行，过滤 压 力 持 续 升 高，滤 室 逐 渐 被 滤 饼 填 满，进 料 压 力 达到 最 高 值（约 为１．２ＭＰａ），并长时间保持不变。因进 料 污 泥 含 水 率 有 差 异，进 料 时 间 一 般 控 制 在１．５～２ｈ，污 泥 进 料 由 高、低 压 污 泥 螺 杆 泵 进 行。

３．２．２反 吹每 个 完 整 的 工 作 流 程 中 反 吹 需 进 行２次。第１次，污 泥 进 料 完 成 后 进 行 空 气 反 吹，可 提 高 滤 饼 含 固率，同 时 防 止 中 心 管 堵 塞；第２次，压 榨 完 成 后，运 行压 缩 空 气 系 统，对压滤机中心进泥管中的残留污泥及 膜 腔 内 的 滤 液 进 行 反 吹 洗，反吹污泥通过压滤机一 端 设 置 的ＤＮ１００反 吹 污 泥 管 回 流 至 调 理 池 中。两次空气反吹的过程均只需要５～１０ｓ即 可 完 成。值得 注 意 的 是：因反吹的瞬时风压较大，且 时 间较短，条件允许的情况下反吹污泥管可各自单独接入 污 泥 调 理 池 中，这样能有效避免某台压滤机反吹时 影 响 其 他 压 滤 机 正 常 工 作。

３．２．３隔 膜 压 榨关 闭 进 料 气 动 球 阀，向 隔 膜 板 内 注 入 高 压水，最 高 水 压２ ＭＰａ，一 般 保 持 在１．５～１．８ＭＰａ。利用隔膜张力对污泥进行强力挤压脱水，一 般 隔 膜 压 榨 时 间 保 持 在１．５ｈ左 右。压 榨 水 通过 管 道 回 流 至 压 榨 水 箱，压 榨 滤 液 水 透 过 滤 布 排出，固 体 物 质 被 滤 布 阻 隔，污 泥 含 固 率 进 一 步提 高。

３．２．４拉 板 卸 料当 压 榨 完 成 后，进 入 卸 料 工 序：首 先，压 紧 板 后退，至 限 位 开 关 停 止，拉 板 器 前 行 取 板，取 到 后 拉 板至 卸 料 空 间 中 间 位 置 时，限位开关感应到滤板侧面的 感 应 件，传 送 信 号 至ＰＬＣ，气 缸 击 打 部 分 前 移，至滤板 正 上 方 时 停 止，振 打 气 缸 下 移，气 缸 端 部 的 振 打头迅 速 击 打 滤 布 支 撑 机 构 的 顶 端 并 快 速 回 收 上 移，从而 快 速 压 缩、放开滤布撑持机构的压缩弹簧，使 滤布在 支 撑 机 构 的 带 动 下 产 生 振 动，辅 助 卸 下 滤 饼，整个 卸 泥 过 程 维 持 在１．５ｈ左 右。

３．２．５水 洗压滤 机 在 运 行 一 段 时 间 后，滤 布 会 被 堵 塞，影 响过滤 效 果。正 常 情 况 下，压 滤 机 每 工 作７～１５ｄ需要 进 行１次 水 洗，由 水 洗 泵 供 给 水 源。每 台 压 滤 机单 次 清 洗 周 期 为２０～３０ｍｉｎ，此 过 程 由 设 备 自 带 的高 压 水 洗 架 完 成，水 洗 过 程 全 部 自 动 控 制。

４运 行 费 用 分 析，初 运 行期 间，调 理 每 台 压 滤 机 的 泥 量（相 当 于 绝 干 污 泥４ｔ的 量，折 算 成 污 水 量 约 为２万ｍ３）需 投 加１０％ＰＡＣ溶 液１．２ｍ３、ＰＡＭ２２ｋｇ、ＣａＯ２００ｋｇ。通 过 对 药 剂费、电 耗、运 输 费 用 的 分 析，得 出 每ｔ污 泥 深 度 脱 水处 理 成 本.若以污水处理量计算运行成本，则处理每ｍ３污水需要耗费１１０．８５×１‰（污 水 产 泥 分 数）＝０．１１１（元）。运行成本略高于传统的带式 脱 水 机０．０９６元／ｍ３（脱 水后泥饼含水率８０％）。与 其 他 类 似 污 泥 深 度 处 理 工程的运行 成 本０．１０８元／ｍ３［１］、０．１３５元／ｍ３［３］比 较，运 行 成 本 处 在 比 较 合 理 的 范 围 内。

５结 语通 过 隔 膜 式 板 框 压 滤 机 在 芦 村 污 泥 深 度 脱 水 工程 中 的 应 用，配 合 以 投 加３种 化 学 药 剂（ＰＡＣ、ＰＡＭ和ＣａＯ）进 行 调 理，可 将 出 泥 含 水 率 稳 定 控 制 在６０％以 下，满 足 了《城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 处 置 混 合 填埋 泥 质》（ＣＪ／Ｔ２４９—２００７）中对污泥含水率的基本要 求，提高了污泥处理效果。

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