Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
随着污水处理厂的普及，市政污泥已经成为行业亟待解决的问题。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，任意排入水体将会大量消耗水体中的氧，导致水体水质恶化，严重影响水生物的生存；污泥中含有多种有毒物质、重金属和致病菌、寄生虫卵等有害物质，处理不当会传播疾病、污染土壤和作物，并通过生物链转嫁人类。市政污泥如果不进行处理只能填埋，占用土地并可能产生二次污染。污泥不经妥善处理而任意排放和堆置，必将对周围环境造成严重的污染，使已建成的污水厂不能充分发挥其消除环境污染的作用。因此污泥填埋属于亟需淘汰的处置方式。而对于污泥进行资源化处理，开阔其后续用途，可以变害为宝，使污泥在完成污水处理的使命后，继续造福于社会。目前已经被证实有效的资源化处理途径包括：采用堆肥技术，将污泥变身为有机肥料；采用厌氧发酵技术，利用污泥制沼气；采用焚烧技术利用污泥发电；采用制砖技术用污泥制作建筑材料等。这些处置方式技术难度不高，消纳污泥的实施效果明显。然而，这些资源化处理工艺的推进必须先要实现污泥减量化。要实现污泥的减量化、稳定化、无害化和综合利用，污泥脱水至关重要，只有把污泥含水率降至一定程度，资源化综合利用才有可能。而污泥脱水的难易，除与水分在污泥中的存在形式有关外，还与污泥的成分有密切关系，而污泥成分则取决于来水水质。总体来说，污泥颗粒越细、有机物含量越高，其脱水的难度越大。在实际运行当中，如何根据污泥性质选用合适的污泥调理剂，将污泥高效减量化，成为众多污水处理厂亟待解决的问题。
1 试验背景
郑州市航空港区某污水处理厂设计规模为10万t/d，其 中污泥处理采用重力浓缩+板框压滤，污泥进入板框前需先进行稳定调理，脱水后污泥含水率可降至65%～75%。其中污泥调理剂采用传统的生石灰加铁盐，生石灰的投加量约为25%(绝干污泥的重量比)左右。由于脱水后的污泥中含有大量石灰，因此只能进行卫生填埋，不能再进行其他资源化利用。随着环保形式的日益严峻，原来的卫生填埋已不能满足环保要求，并且由于石灰量投加较大，管道机设备内部结垢严重，板框机滤布需要频繁高压冲洗才能保障生产效率，造成生产成本持续升高，员工劳动强度被迫增加，更换污泥调理剂势在必行。经过多方调研和实验室小试，本市一家化学制剂厂名为ZTS调理剂的有机产品进入上机阶段。
2 试验内容
用新型液态污泥调理剂替代原来生石灰加铁盐的复合调理剂，通过多批次生产验证，确定药剂与现有系统的匹配程度，为污泥后续能够资源化利用寻找可能性。原设计污泥处理流程如图1所示。
其中储泥池与污泥调理池联建，其主要作用是将初沉污泥与重力浓缩后的污泥进行混合后进入调理池。由于运行以来进水有机物含量持续较低，因此初沉池没有投运，在实际运行中，浓缩后的污泥靠静压自浓缩池进入调理池后投加石灰和铁盐并进行充分搅拌其中石灰是在进泥完成后一次性投加。此次试验中，为了使污泥和调理剂充分混合，产品以液态方式投加，并且将调理池进泥方式由浓缩后静压至调理池底部改为从储泥池靠提升泵从调理池上方进泥，在进泥口附近同时投加液态ZTS调理剂，从而使调理剂与污泥能够更均匀地混合。
3 试验方式
(1)在浓缩池往储泥池补泥过程中多次取浓缩后泥样进行抽滤，根据抽滤效果确定加药比例和加药量；
(2)调理池在进泥过程中池内搅拌器调整为20 Hz；加药结束后搅拌器按照20 Hz持续搅拌20 min，之后调整为10 Hz再搅拌40 min，然后通过进泥泵向板框机进泥。
4 试验数据及分析
实验自5月15日开始，持续6日 ，表1为参与试验的两台压滤机每批次进泥的实验数据：(其中ZTS的投加比例为体积百分比)与生石灰加铁盐做调理剂的调理方式相比，2号机进泥量批次增加4～10 m3，泥饼含水率由原来的76%左右降至72%～73%。需要强调的是，在该11批次污泥处理期间，Plate and frame filter press滤布冲洗频次由原来的每天一次降低至两天一次，从每批次进泥量来看，在含水率基本稳定的情况下，进泥量基本稳定，说明经过新型药剂调理后的污泥分子较原来的脱水性能有所提升，这从脱后泥的含水率也能够得到验证。3号压滤机进泥量由原来每批次40m3提升到48m3,在试验期间技术人员尝试将进泥螺杆泵的运行波段进行了调整，使进泥阶段流量变化更加平缓并适当延长进泥时间，从图2中可以看到有部分批次的进泥量达到了50 m3以上，同时泥饼含水率基本稳定在70%以下，达到了运行以来比较高的生产效率。通过两台板框机20多个批次的生产检验发现，使用新型调理剂ZTS调理后每个框内压制的泥饼表面比较光滑，不易粘在滤板及滤布上，卸料时能够自动脱落，同时在压滤过程中，流出的清液比较清澈，试验过程中板框机运行状况平稳，效率有所提升。
5 Conclusion
(1)新型液态调理剂投加方式简单，便于根据浓缩后污泥性质进行定量控制，通过调整混合方式，能够使调理剂和污泥混合充分反应，从而增加每批次处理泥量并降低脱后含水率，达到提质增效的目的。
(2)由于新型调理剂添加量少，基本不会增加干污泥产量，与生石灰相比，较大幅度地降低了污泥外运成本。
(3)脱水后污泥pH值接近中性，不影响后续堆肥、干化、焚烧等最终处置，为后续资源化利用奠定了良好的基础，在技术上完全可以替深度脱水处理过程中代石灰加铁盐的调理方式。
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