水廠隔膜式板框壓濾機脫水系統運行優化

2022/05/09 分類:技術文獻 441

引言

板框壓濾機較其他脫水設備而言，有著污泥脫水含固率較高的特點，在目前垃圾填埋土地資源越來越緊缺的情況下，板框壓濾機在許多水廠中得到了應用，逐漸成為污泥減量的重要手段之一。板框壓濾機內部參數的可調性較小，因此對整個脫水系統的運行進行優化顯得尤為重要。本文通過對水廠的隔膜板框壓濾脫水系統在運行過程中出現的問題進行改造優化，探討改善板框壓濾機工作運行工況的可行措施，并為生產提供指導性建議。

水廠隔膜式板框壓濾機脫水系統運行優化-板框廂式隔膜壓濾機

山水廠污泥脫水系統介

污泥脫水系統筆架山水廠設計能力52萬m3／d，目前供水量約20萬m3／d，有一套完整的污泥回收及處理工藝，可滿足零排放的環保要求，生產廢水主要為砂濾池和炭濾池反沖洗廢水和絮凝沉淀池排泥水。回流水池接受砂濾池和炭濾池的反沖洗廢水，其上清液回流至原水配水井，底泥進入均衡池。均衡池共2座，接受絮凝沉淀池以及回流水池的排泥水，污泥含水率99％～99.7％。均衡池內設浮動槽，上清液通過浮動槽重力排到提升泵房內的集水池后回流至配水井，底泥則經提升泵送入濃縮池。濃縮池共設２座，為中心輻流式進泥，底泥經濃縮后污泥濃度達到2％～5％，再經儲泥池進入壓濾機壓成泥餅外運至垃圾處理場。

隔膜壓濾系統隔膜壓濾系統

共設2臺隔膜式板框壓濾機，系統工作過程：首先進泥泵啟動，過濾開始時，濾液排出管上的閥門關閉，保證壓濾機快速穩定地充滿。進泥壓力逐漸升高，達到0.0２MPa后，濾液排出管上的閥門開啟，進泥過程繼續，以0.02MPa步長逐漸增加壓力，直到0.75MPa，以0.75MPa的壓力持續進泥5000s。進泥結束后，隔膜擠壓系統開始工作，擠壓泵開啟，擠壓水進入板框壓濾機并對污泥進行壓榨，最大壓力可達1.3MPa。壓榨結束后，空壓機系統啟動并開始中心吹泥，將管道內殘余泥漿吹回到儲泥池中，壓力逐漸下降，擠壓水回流至隔膜擠壓系統中。該套污泥脫水系統試運行階段運行正常，但不久后開始出現一系列問題：進泥量只達到15m3／框，每個進泥周期很短，僅4200s左右，板框壓濾機從0到0.75MPa的進泥壓力僅持續1500s左右，導致員工的工作量很大，而且出泥量少，工作效率低。對濾布進行人工浸泡（稀鹽酸）并歷經20d的拆布換布后，初期運行效果有很大的提高，卸泥也不需要人工干預，但持續2~3個月后效果又變差。初步認定為污泥調質欠佳而導致濾布工況迅速變差，因此對絮凝劑投藥點及投藥量進行了優化和改造。

投藥點優選絮凝劑投藥點的位置影響

藥劑與污泥的混合效果，為考察絮凝劑與污泥的不同混合效果，在板框壓濾機入口的不同距離進行了4個階段的投藥點改造。藥劑選用陽離子PAM，配置濃度為1.5‰。投藥點改造方案具體如下：

（１）投藥點一（最初設定）：加藥點在板框壓濾機前距離１m的進泥管上，PAM與污泥的混合時間相當短，幾乎剛加入便進入隔膜式板框壓濾機。

（２）投藥點二（前移投加）：加藥點前移至進泥泵后的輸泥管上，距隔膜式板框壓濾機約20m，PAM與污泥的反應時間得到了適當的延長。

（３）投藥點三（前移投加）：加藥點在儲泥池上端，進一步延長PAM與污泥的反應時間。

（４）投藥點四（前移－多點投加）：將加藥點設為多點投加，增加兩條加藥管，1條放置于送泥泵的出口（儲泥池上端），當濃縮池底部污泥進入脫水車間的儲泥池時，人工打開加藥管，讓新進儲泥池的泥和藥先進行1次簡單的混合；另1條放置于進泥泵入口（儲泥池底部），當進泥泵開始進泥時，人工打開加藥閥門，讓藥再與泥進行1次泵攪拌后才進入壓濾機。通過各不同階段的運行對4個投藥點的運行效果進行對比，其中污泥含固率檢測方法采用重量法，直觀指標現場測量。投藥點四的各項指標均優于其他３個投藥點，在進泥濃度沒有明顯變化的情況下，相對于初設的投藥點一，每個壓濾周期的平均處理量幾乎上升了一倍，同時，濾布的工況得到改善，濾布機洗及酸洗的周期都得到延長，卸泥也更加順.，減少了人工干預的程度，大大減少了人工成本。出泥泥餅的含水率有一定的下降，且泥餅的平均厚度增加，表明板框壓濾機的處理效率得到了提高。其主要原因是由于投藥點四將投藥點不斷前移并將單點投加改進為多點投加，改善了污泥與PAM的混合效果，同時為兩者的絮凝反應提供了適當的時間，從而使污泥調質效果得到提升，板框壓濾機的運行工況也得到了較大的改善。因此，投藥點四為最佳投點方案。

投藥量優化

水廠儲泥池中投加不同量的PAM（配置濃度為1.5‰）進行污泥調質，隨后由進泥泵將污泥送入板框壓濾機進行脫水。通過測定不同壓榨批次的泥餅含固率、濾液懸浮顆粒物（SS）、固體回收率及干泥產量等指標，考察不同投藥量情況下，隔膜式板框壓濾機的運行工況。污泥含固率檢測方法采用重量法，濾液SS測定采用美國哈希檢測儀，干泥量根據污泥含固率計算，固體回收率根據進出泥含固率、濾液SS計算。不同投藥量對出泥含固率及干泥量的影響。對于出泥含固率，當投藥量增加的情況下污泥含固率有上升趨勢，且從3kg／tDS增加至3.5kg／tDS時，污泥調質效果提升最大。就平均每壓濾周期的干泥產量而言，當投藥量為3.0kg／tDS時最優，3.5kg／tDS及4.0kg／tDS次之，2.5kg／tDS時最差。板框壓濾機每周期的干泥產量與濃縮池的運行情況有較為密切的關系，目前水廠的濃縮池運行情況較為穩定，出泥含固率基本維持在2％～5％，出泥濃度能保持在較穩定水平，因此干泥產量反映了濾布的運行情況。當投藥量不足時，污泥調質不足，細小顆粒物容易堵塞濾布；當投藥量過大時，不僅浪費，且易出現PAM自身包裹的情況，同時影響藥劑與污泥的混合均勻度，這一點在日常實際生產過程中也能發現，投藥過量時濾布上會有PAM的殘余。就本次試驗結果來看，3～3.5kg／tDS均屬可采納投藥量。投藥量對固體回收率及濾液SS的影響所示。考慮隔膜式板框壓濾機采用雙層濾布，對給水廠污泥的過濾效果較好，固體回收率均達99.9％以上，濾液SS均低于35mg／L，因此投藥量的改變對這兩項指標影響較小。如將本次生產性試驗所有批次的進泥含固率與濾液SS相關聯，可看出兩者之間有一定的正相關性，如圖７所示。說明在試驗采用的投藥量下，進泥含固率對濾液SS有一定的影響，原因可能在于污泥含固率過高會影響藥劑與污泥的混合均勻度，導致調質效果變差。因此針對筆架山水廠而言，實際生產運營中應盡量保證濃縮池的出泥含固率保持在較為穩定的水平，不宜過高。綜合考慮以上指標，筆架山水廠在目前的生產條件下最佳投藥量在３3～3.5kg／tDS。同時考慮到原水水質變化、工藝參數調整對濃縮池的底部污泥性質均會產生影響，應定期進行現場測定，控制投藥量為最優狀態。