隔膜压滤机污泥脱水系统

一、工程背景随着城市的人口数量急剧增长，使城市水环境污染面临严峻挑战。为迅速解决此问题，近几年城镇污水处理厂在大规模建设，在处理污水的过程中其产生的污泥也成为新的环境污染源，如处理不及时将造成二次污染，这些污泥具有高含水率、异味等问题，对这些污泥的深度脱水成为重点处理对象之一。研究发现，污水厂污泥经投加聚丙烯酰胺[1]充分搅拌混合调质后，用隔膜压滤机对污泥进行深度脱水处理[2]，能达到含水率≤ 60% 的污泥滤饼，实现污泥减量化无害化；并且隔膜压滤机技术成熟、含水率低、能耗低等优势显著，所以，本文选用隔膜压滤机作为污水脱水设备。本文所述污水处理厂处理水量 2 万 m3/h，采用粗格栅 + 细格栅及旋流沉砂池 + 改良型 Carrousel 2000 氧化沟（选择区、厌氧区、缺氧区和好氧区）+ 二沉池 + 中间提升池 + 高密池 + 滤布滤池 +紫外消毒池 + 巴氏计量槽对污水进行净化处理，经处理后的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级 A 标准。

二、污泥脱水系统概述污泥脱水系统由：污泥进料螺杆泵、diaphragm filter press、压榨水箱、压榨水泵、冲洗水箱、冲洗水泵、吹脱气体储罐、仪表气体储罐、冷冻干燥机、空压机、污泥斗、电磁流量计、压力传感器、气动阀门、手动阀门等组成。污泥进料螺杆泵将污泥泵入隔膜压滤机，填满整个过滤腔，当达到 9Mpa 时设备停止过滤，由压榨水泵将填充膨胀物（介质为水）注入隔膜压滤机的压榨系统中的 2 张弹性膜，压榨系统的整张弹性膜会鼓起，使压力作用于滤饼，随着压力的不断增大，将滤饼中能够穿过滤布的液体压出，从而实现滤饼的二次脱水，使滤饼的含水率更低。隔膜压滤机优点如表 1 所示。

自动化控制中心是整个污泥脱水系统的大脑，控制着污泥脱水系统的正常运行，其组成部分：不锈钢控制柜、人机界面、PLC、变频器、元器件、开关、程序软件等组成。具备“手动”“自动”操作模式，并具备远程监控及操作功能。在自动运行时，隔膜压滤机的所有命令、工作步骤将根据设计参数进行动作，自动运行工艺如下：1. 旋钮开关切换到自动位置，按下“启动”按钮开关，液压泵站启动压紧压紧板，到达设定压力时自动停止。2. 液压泵站启动完毕后 3 秒自动打开气动进料阀，进料阀开启完毕后，污泥进料螺杆泵启动，将污泥泵入压滤机进行过滤。当达到设定压力时，压滤机进入保压状态。

3. 保压结束后进入压榨状态，压榨气动阀开启，注入介质水于压榨系统进行鼓膜压榨，到达设定压榨参数时，自动关闭压榨气动阀。

4. 开启吹脱气动阀，将滤板内的介质水放空。

5. 压滤机压榨结束后进入卸料步骤，拉板小车将滤板逐块拉开，人工铲泥，所有滤板卸料完成后拉板小车回到原位，进入下一个循环。

三、调试准备

1. 调试开始前，污泥脱水系统内设备厂家均需到场，如螺杆泵、压滤机、加药系统、电气自动化系统、压缩空气系统等相关人员，进行联合调试，以保证污泥脱水系统顺利完成调试运行工作。

2. 调试工具：扳手、螺丝刀、万用表、切割机、焊机、水平仪等工具。

3. 电气连接工作由电工完成。电源、电机等接线正确无误，转向与旋转方向的箭头一致。

4. 污泥进料螺杆泵运行前，清理泵前的管路，必须清理干净大于 3mm 的颗粒。

5. 检查污泥进料螺杆泵、隔膜压滤机、压榨水箱、压榨水泵、冲洗水箱、冲洗水泵、吹脱气体储罐、仪表气体储罐、冷冻干燥机、空压机、污泥斗、电磁流量计、压力传感器、气动阀门、手动阀门是否安装完整，符合设计要求。

6. 检查污泥脱水系统内的所有管路，法兰、阀门螺栓是否上紧，焊接点是否完好，避免运行时出现漏水现象。

7. 压力容器、泵、空气压缩机等均安装齐全完好。

8. 复核压滤机机架纵向和横向是否保持水平，纵向和横向必须保持水平。

9. 检查隔膜压滤机止推板支腿是否固定，机座支腿是否处于自由位移状态，检查翻板开启与地坑位置是否无误，确保地坑边缘不要挡住翻板的开启。复核压滤机机架纵向和横向是否保持水平，纵向和横向必须保持水平。检查各工艺管道的安装是否严格按照施工图纸安装。

10. 检查隔膜压滤机滤板安装数量与排列顺序是否准确无误，严格按规定的工艺配置排列滤板不可以随意排列，检查配套滤板平衡垫是否安装。滤布的安装情况、膜配分装、孔径顺序一致，单片滤布安装正确，夹布锁母紧固且所有滤布平整无折叠。

11. 检查液压系统是否安装无误、油品牌号落实准确、油管连接是否准确，高压油管连接确保美观，无死弯麻花状。

12. 检查设备主体各个部位的小的附属件是否缺失、损坏。

13. 检查电气系统所用电压是否与现场电压匹配，在上电之前务必通知现场客户主管供电，以防出现电击事故。准备上电时，电柜内所有分配开关确保处于断开状态，由专业电工用万用表测量进电主线 U/V/W/N 相序无误，务必做到不盲目上电。14. 药剂准备：根据污水性质提前通过小试选择合适的产品型号，保证药剂充足；提前 2 小时使用不含有悬浮性物质和无机盐的中性，低硬度的清水配置 0.2% 浓度的 PAM 溶液，配制溶液不应长时间存放，最好现用现配，溶液存放不要超过 24 小时。

四、调试步骤

（一）检查整机

1. 电气系统的检查：元器件是否按设计要求安装，所有接线端口接线是否正确。

2. 液压站加入约 300L 的 25# 抗磨液压油。

3. 清点滤板，检查滤布安装是否规范，滤布应整齐、不能有褶皱；检查滤板水龙头安装是否正确。

4. 再次检查所有管路、阀门的安装是否正确合理，需与施工图一样。

5. 检查污泥调理池内的污泥是否调配完成，空压机气体是否制备完成。

（二）液压系统调试点动电机，时间不允许超过 3 秒，观察转向是否与柱塞泵所标注转向一致。在设备未进料的情况下，首先将油缸上的电接点压力表的上限调至 5MPa，下限调至 2MPa，并将高压腔处的排气阀打开进行排气，需反复多次将油缸内的空气排尽；然后进行滤板的排放，滤板的偏移量不可超过 5mm，否则将因滤板的密封面减小，引起滤板的损坏和滤液泄漏等现象。再将油缸上的电接点压力表的上限调至 10MPa，下限调至 7MPa，进行压紧，检查压滤机各受力点情况，主梁两侧有无异常情况；最后将油缸上的电接点压力表的上限调至14MPa，下限调至 12MPa，进行压紧；如无其他异常情况即可进料。

（三）过滤部分调试压紧配板和隔膜板保压。开启进料阀门，启动污泥进料螺杆泵，开启滤板上的所有水龙头，并观察水龙头滤液是否排出，进料压力是否增大，将压力控制在设定值内。由于滤布的毛细现象，刚开始过滤时，滤液有少许混浊。暗流机型过滤 4—5 分钟后可正常将进料阀门缓慢开大，并打开溢流阀，当进料压力上升至设定压力，当滤液流出很少时停止进料。开启压榨水泵向滤板内的压榨系统泵入介质水，把滤室内的水分压榨出来，达到压榨设定时间后，开启卸压气动阀，将压榨系统的压力卸至 0Mpa。

（四）水洗架的调试检查水洗架安装是否正确无误，目测电气连线顺畅美观，检查各信号连线是否完整，所有水洗系统的接近开关限位，提前手测信号务必保证反馈准确，各个步骤的电机转向调整准确，各个水洗胶管连接目测是否美观，水洗主梁务必水平，中间支腿顶丝全部紧固到位，水洗架车前移后移到位即停且限位灵敏，限位位置调整好后扳手紧固并且前后移信号螺丝紧固好。

（五）翻板的调试翻板限位的开限位与关限位提前安装准确并手测量信号无误，检查翻板电机转向无误，上下翻板高压油管连接无误，启动电机驱动翻板，首先调整好上翻板的关闭位，把上翻板的关闭限位位置调整准确并且用扳手紧固，再调整下翻板的关闭位，使两扇翻板间的叠合度不超过 1cm，且最好呈最大的屋脊形态，关闭位调整好后再调整开启位，根据地坑尺寸合理调整限位位置并紧固好，开启形态原则尽量呈 90°垂直，滤饼掉落不撞击翻板为宜。

（六）过滤自动模式操作步骤在自动模式下，点动 [ 程序启动 ] 按钮，压滤机将按照工艺顺序依次自动运行：松开、取拉板、压紧、保压循环等待。具体如下：1. 松开：“松开”开启，泵站电机启动，松开电磁阀打开，压紧板后退至起点，到达起点后进入“取板”。2. 拉板卸料：“取板”和“拉板”自动交替启动，进行卸料。当卸料时，根据需要，可以拉动“暂停”，继续卸料，再次拉动“暂停”即可。卸料完毕，小车返回到小车限位，停止卸料动作，转入“压紧步”。3. 压紧：启动液压泵站，压紧板前移至设定位置，达到设定压力时液压泵站电机停止前移，并保压在设定值，此时气动污泥进料螺杆泵开始进料。

（七）参数设置参数设置情况具体如表 2 所示。

 

五、调试期间出现的问题及解决方案

（一）自动模式下污泥进料螺杆泵无法启动。检查压力传感器、自控系统、变频器是否接线或参数设置错误，对问题进行排查，排查出是变频器参数设置问题导致。得出结论：同一变频器对不同运行工艺、不同厂家生产的螺杆泵参数的设置不同。

（二）絮凝剂聚丙烯酰胺投加量。聚丙烯酰胺投加量要根据污泥浓度适量加入，投加量不够达不到脱水机的压滤要求，压出的泥饼含水率过高无法成形；投加量过多不但效果不明显，且造成消耗增加，同时影响压滤机的通过能力，影响压滤效果并对滤布造成堵塞。在 1m3的剩余污泥中投加浓度为 0.2% 的 PAM 絮凝剂，投加的最佳剂量为 0.05m3。

（三）进料压力上升至设定压力，停止进料并关闭进料气动阀，导致污泥进料泵后的止回阀阀盖破裂污泥飞溅。1. 原因一：进料压力上限设置过高，止回阀质量瑕疵。对此，进料压力上限设置为 0.9MPa，更换止回阀。得出结论：再次进料并达到设定压力，停止进料并关闭进料气动阀，止回阀阀盖依然破裂污泥飞溅，问题未解决，寻找其他原因；2. 原因二：进料压力达到上限时，进料气动阀关闭，但是污泥进料泵并未立刻停止，导致压力瞬间升高，超过止回阀承受压力，致止回阀阀盖破裂。对此，设置污泥进料泵停止时间，当接收到停止信号时，污泥进料泵在 5S 内停止运转。得出结论：再次进料并达到设定压力，停止进料并关闭进料气动阀，止回阀阀盖未破裂，问题解决。

六、结语调试期间，污泥脱水系统内的设备厂家均需到达现场，配合隔膜压滤机厂家进行系统调试，出现问题及时解决；设备运行时不能只考虑单台设备的参数设置，需考虑整套污泥脱水系统的参数，合理设置，以保证系统正常运行。加强对操作人员、管理人员的培训，强化对设备的运行及维护，牢记并掌握隔膜压滤机会出现的疑难杂症，第一时间对出现的问题进行分析处理，保证污泥脱水系统正常运行，并使用得当充分发挥隔膜压滤机的作用，滤饼含水率≤ 60%，响应污泥减量化，同时也为企业实现节能环保目标奠定坚实基础。

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