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 為滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T 249—2007)中對填埋污泥含水率的基本要求，深度的污泥脫水采用隔膜式板框污泥壓濾機作為核心脫水設備，配合污泥的化學調(diào)理，可將出泥含水率控制在60%以下。本文介紹了隔膜式板框污泥壓濾機的工作原理和關鍵參數(shù)，并詳細闡述了隔膜式板框污泥壓濾機的工作流程(進料過濾—反吹—隔膜壓榨—拉板卸料—水洗)及運行費用。

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)量約為污水處理量的0.5%～1%(按含水率98%計)，污泥中含有大量有毒、有害物質(zhì)，若處置不當，將帶來嚴重的環(huán)境問題?；旌咸盥袷悄壳氨容^可行的污泥處置途徑之一，但污泥需滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T 249—2007)中對填埋污泥含水率的基本要求———污泥含水率需不大于60%。

目前常用的帶式污泥壓濾機、離心污泥脫水機等一般只能保證出泥含水率在78%左右。隔膜式板框污泥壓濾機具有出泥含固率高、可靠性強等優(yōu)點，配合化學調(diào)理，能將污泥脫水后將含水率保持在60%以下。

1 隔膜式板框污泥壓濾機工作原理及結構

隔膜式板框污泥壓濾機在進泥后，利用隔膜壓榨泵往壓濾機隔膜板中注入高壓水，利用隔膜張力對污泥進行強力擠壓脫水。濾液透過濾布排出，固體物質(zhì)被濾布阻隔，形成含水率較低的干物質(zhì)。目前，通用型的隔膜式板框污泥壓濾機結構如圖1所示。

2 隔膜式板框污泥壓濾機應用關鍵參數(shù)

2.1 進泥含水率

進入隔膜式板框污泥壓濾機的污泥含水率不宜過高，因過高的污泥含水率不僅增加了污泥調(diào)理構筑物的尺寸、增加調(diào)理難度，而且若需在規(guī)定時間內(nèi)完成進料，還需增加污泥螺桿泵的流量，勢必使得污泥螺桿泵功率增加，進而增加電耗。一般情況下，污泥進壓濾機前應保持不高于98%的含水率。

2.2 固體污泥量

隔膜式板框污泥壓濾機單次處理的固體污泥量是基本保持恒定的，因為板框污泥壓濾機的濾室容積是一個恒定值，以某型號過濾面積為800m2的壓濾機為例，其濾室容積為14m3。在一次進料過程中，實際固體污泥量允許范圍為設計固體污泥量的85%～100%，但不能低于最低值。因隔膜式板框污泥壓濾機在進料完成后，主要利用在隔膜板中注入的高壓水鼓張隔膜，利用隔膜張力對隔膜板間的污泥進行擠壓脫水。若隔膜間污泥量未達到設計值，隔膜板間空間變大，在高壓水的擠壓下，很容易將隔膜擠破，高壓水噴出，造成意外事故。

2.3 壓榨壓力

隔膜式板框污泥壓濾機隔膜板一般是由TPE彈性體+無堿玻纖+增強聚丙烯等材料合成，具有抗高溫、抗高壓的功能。若壓榨壓力不能達到一定值，則不能使隔膜鼓張或張開不充分，從而影響污泥脫水效果，故壓榨壓力一般不應低于1MPa。

3 工程實例

蘆村污水處理廠四期污泥深度脫水采用重力濃縮+污泥調(diào)理+隔膜式板框污泥壓濾機組合處理工藝，總處理規(guī)模為200t/d(按含水率80%計)，見圖2。

共設置4臺隔膜式板框污泥壓濾機，3用1備(互為備用)。1臺進料、另1臺壓榨、第3臺卸泥，彼此交替進行。考慮機器故障、設備維護等情況，1臺機器熱備，同時，考慮遠期發(fā)展規(guī)劃，預留1臺壓濾機機位。設計選用有效過濾面積為800m2的隔膜式板框污泥壓濾機，具體設計參數(shù)見表1。隔膜式板框污泥壓濾機主要配套設備情況見表2。

3.1 污泥濃縮與調(diào)理

蘆村污水處理廠四期工程產(chǎn)生的剩余污泥首先通過重力濃縮將污泥含水率由99.2%降至98%，可使污泥初步減容，體積減小為原來的40%，減小后續(xù)調(diào)理的難度。然后將其與太湖新城污水處理廠含水率為80%的脫水污泥按照10∶1的體積比用泵提升至調(diào)理池中。每次調(diào)理的量為供1臺壓濾機使用的量(共110m3污泥，相當于4t絕干污泥)。污泥調(diào)理是污泥進入隔膜式板框污泥壓濾機前很重要的一步。通過對污泥加入絮凝劑和助凝劑進行調(diào)理，提高了污泥pH，有效地改善了污泥脫水性能，減小水與污泥固體顆粒的結合力，加速污泥脫水。

設計投加3種藥劑，分別為：無機絮凝劑———聚氯化鋁(PAC)、有機絮凝劑———聚丙烯酰胺(PAM)、助凝劑———生石灰(CaO)。PAC藥液(10%質(zhì)量濃度)、PAM藥液(1‰～3‰質(zhì)量濃度)分別由設置于綜合車間內(nèi)的氣動隔膜泵和加藥螺桿泵進行投加，投加量分別為干污泥量的2%～5%和1‰～5‰(質(zhì)量濃度);CaO由國外進口的成套石灰投加裝置進行投加，投加量為干泥量的4%～7%(質(zhì)量濃度)?；瘜W藥劑可在調(diào)理池進泥的同時或者進泥完成后進行，一般情況下，藥劑應在10～15min內(nèi)投加完畢，攪拌時間約30min。經(jīng)充分調(diào)理的污泥不宜放置過長時間，調(diào)理完成后，用污泥螺桿泵將含水率約為96.4%的混合污泥壓力提升至隔膜式板框污泥壓濾機中進行壓榨脫水處理。

3.2 板框壓濾脫水

隔膜式板框污泥壓濾機的工作流程主要分為5個步驟：進料過濾—反吹—隔膜壓榨—拉板卸料—水洗(見圖3)。其中，水洗步驟不是每個流程都運行，而是根據(jù)壓濾機實際工作情況決定。一般情況下，壓濾機正常工作7～15d后進行1次水洗。

3.2.1 進料過濾

物料進入板框污泥壓濾機，進料壓力使濾液穿過濾布，固體被濾布截留形成濾餅。隨著過濾的進行，過濾壓力持續(xù)升高，濾室逐漸被濾餅填滿，進料壓力達到最高值(約為1.2MPa)，并長時間保持不變。因進料污泥含水率有差異，進料時間一般控制在1.5～2h，污泥進料由高、低壓污泥螺桿泵進行。

3.2.2 反吹

每個完整的工作流程中反吹需進行2次。第1次，污泥進料完成后進行空氣反吹，可提高濾餅含固率，同時防止中心管堵塞;第2次，壓榨完成后，運行壓縮空氣系統(tǒng)，對壓濾機中心進泥管中的殘留污泥及膜腔內(nèi)的濾液進行反吹洗，反吹污泥通過壓濾機一端設置的DN100反吹污泥管回流至調(diào)理池中。兩次空氣反吹的過程均只需要5～10s即可完成。

值得注意的是：因反吹的瞬時風壓較大，且時間較短，條件允許的情況下反吹污泥管可各自單獨接入污泥調(diào)理池中，這樣能有效避免某臺壓濾機反吹時影響其他壓濾機正常工作。

3.2.3 隔膜壓榨

關閉進料氣動球閥，向隔膜板內(nèi)注入高壓水，最高水壓2MPa，一般保持在1.5～1.8MPa。利用隔膜張力對污泥進行強力擠壓脫水，一般隔膜壓榨時間保持在1.5h左右。壓榨水通過管道回流至壓榨水箱，壓榨濾液水透過濾布排出，固體物質(zhì)被濾布阻隔，污泥含固率進一步提高。

3.2.4 拉板卸料

當壓榨完成后，進入卸料工序：首先，壓緊板后退，至限位開關停止，拉板器前行取板，取到后拉板至卸料空間中間位置時，限位開關感應到濾板側面的感應件，傳送信號至PLC，氣缸擊打部分前移，至濾板正上方時停止，振打氣缸下移，氣缸端部的振打頭迅速擊打濾布支撐機構的頂端并快速回收上移，從而快速壓縮、放開濾布撐持機構的壓縮彈簧，使濾布在支撐機構的帶動下產(chǎn)生振動，輔助卸下濾餅，整個卸泥過程維持在1.5h左右。

3.2.5 水洗

壓濾機在運行一段時間后，濾布會被堵塞，影響過濾效果。正常情況下，壓濾機每工作7～15d需要進行1次水洗，由水洗泵供給水源。每臺壓濾機單次清洗周期為20～30min，此過程由設備自帶的高壓水洗架完成，水洗過程全部自動控制。

4 運行費用分析

該項目于2012年8月底正式投產(chǎn)運行，初運行期間，調(diào)理每臺壓濾機的泥量(相當于絕干污泥4t的量，折算成污水量約為2萬m3)需投加10%PAC溶液1.2m3、PAM 22kg、CaO 200kg。通過對藥劑費、電耗、運輸費用的分析，得出每t污泥深度脫水處理成本，如表3所示。

若以污水處理量計算運行成本，則處理每m3污水需要耗費110.85×1‰(污水產(chǎn)泥分數(shù))=0.111(元)。運行成本略高于傳統(tǒng)的帶式脫水機0.096元/m3(脫水后泥餅含水率80%)。與其他類似污泥深度處理工程的運行成本0.108元/m3、0.135元/m3比較，運行成本處在比較合理的范圍內(nèi)。

5 結語

通過隔膜式板框污泥壓濾機在蘆村污泥深度脫水工程中的應用，配合以投加3種化學藥劑(PAC、PAM和CaO)進行調(diào)理，可將出泥含水率穩(wěn)定控制在60%以下，滿足了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T 249—2007)中對污泥含水率的基本要求，提高了污泥處理效果。

 

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