前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設(shè)，城鎮(zhèn)居民也由此而逐漸增多，隨之帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，改善環(huán)境保證人民身體健康已經(jīng)引起黨和政府的高度重視。如何能夠盡快處理在我國(guó)城鎮(zhèn)每天都在快速遞增的污泥、污水，已成為我國(guó)城市和城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中亟待解決的重大環(huán)境問(wèn)題，研發(fā)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污水、污泥處理關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，是目前我國(guó)城市環(huán)境保護(hù)的迫切需求，同時(shí)對(duì)提升我國(guó)制造業(yè)及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大意義。目前我國(guó)污泥脫水處理廠使用的設(shè)備與國(guó)外相比仍比較落后，只有少數(shù)污泥脫水處理廠使用廂式壓濾機(jī)，多數(shù)污泥脫水主要以帶式壓濾機(jī)為主，過(guò)濾后的泥餅含水率達(dá)到70%以上，造成泥餅運(yùn)輸困難，使用的工藝多數(shù)仍按傳統(tǒng)方法，對(duì)過(guò)濾脫水處理后的泥餅進(jìn)行填埋，經(jīng)填埋的泥餅有的地方還會(huì)造成水資源的二次污染。針對(duì)污泥污水處理廠高效脫水的技術(shù)需求，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高效環(huán)保節(jié)能的污泥脫水關(guān)鍵設(shè)備，并且開發(fā)與之配套的污泥脫水高效預(yù)處理技術(shù)，形成污泥高效脫水組合工藝，為我國(guó)城市和城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高效脫水提供技術(shù)和設(shè)備。

1 隔膜壓濾機(jī)發(fā)展情況

隔膜壓濾機(jī)是固液分離行業(yè)的主要過(guò)濾設(shè)備，適應(yīng)于各種物料的過(guò)濾。據(jù)資料介紹隔膜濾板的研制起源于歐洲，德國(guó)連恩舍（LENSER）過(guò)濾有限公司在九十年代初就研發(fā)制作隔膜濾板，而我國(guó)在2003年才開始研發(fā)制作隔膜濾板。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)的需要我國(guó)制造的隔膜濾板發(fā)展很快，制作技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)成熟，我國(guó)壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家正在努力研發(fā)更先進(jìn)的隔膜壓濾機(jī)。據(jù)中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)的大型生產(chǎn)廠家已增加到十幾家，這些生產(chǎn)廠家符合制作隔膜壓濾機(jī)的條件，過(guò)濾的流程工藝較為先進(jìn)，隔膜濾板的壓榨壓力最高可達(dá)到4.0MPa，有的壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家隔膜濾板試驗(yàn)壓力可達(dá)到4.0～4.5MPa壓榨壓力。制造隔膜濾板生產(chǎn)工藝為雙螺桿擠出機(jī)和注塑自動(dòng)控制操作的方法，它們的科研成果和創(chuàng)新技術(shù)能力已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。隔膜壓濾機(jī)使用的壓力同國(guó)外產(chǎn)品相比壓榨壓力高于國(guó)外同類產(chǎn)品，根據(jù)市場(chǎng)的需求已經(jīng)積累了豐富的固液分離工藝經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了比較成熟的過(guò)濾工藝技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到和超過(guò)德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，在壓濾機(jī)行業(yè)完全能夠做到替代進(jìn)口產(chǎn)品。自主創(chuàng)新研發(fā)的聚丙烯高壓隔膜濾板壓榨壓力已經(jīng)達(dá)到4.0MPa的壓力，2014年5月在德國(guó)法蘭克福舉行的阿赫瑪博覽會(huì)上我國(guó)生產(chǎn)的隔膜壓濾機(jī)試驗(yàn)壓力達(dá)到4.5MPa壓榨壓力，超過(guò)了國(guó)際最高水平的3.0MPa的標(biāo)準(zhǔn)，為保證產(chǎn)品安全運(yùn)行，行業(yè)會(huì)議討論通過(guò)控制壓榨壓力在3.5MPa的使用范圍，這樣可以極大地降低泥餅的含水率，實(shí)現(xiàn)隔膜壓榨的最佳效果。尤其是近年來(lái)隔膜壓濾機(jī)的壓榨工藝的全面推廣，隔膜壓濾機(jī)的使用率大幅提高，因?yàn)樗哂刑岣邽V液的最大回收率和降低濾餅的最低含液率，深受用戶的歡迎，隔膜壓濾機(jī)比普通壓濾機(jī)具有過(guò)濾效率高和過(guò)濾效果好，節(jié)省能源和降低生產(chǎn)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，更是被眾多用戶所青睞。

2 隔膜壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)與性能

隔膜壓濾機(jī)設(shè)置進(jìn)料孔為兩端進(jìn)料，即止推板進(jìn)料和壓緊板進(jìn)料。由于壓緊板為移動(dòng)式往返運(yùn)行，進(jìn)料管道采用旋轉(zhuǎn)式管道連接器連接管道，壓緊板往復(fù)運(yùn)動(dòng)安裝法蘭焊接彎頭結(jié)構(gòu)連接旋轉(zhuǎn)式管道即可完成運(yùn)行。該連接器設(shè)置雙排鋼珠定位旋轉(zhuǎn)性能好，雙排鋼珠控制位移運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)置雙層密封組合格萊圈使密封性能更加有保證。組合格萊圈密封性能強(qiáng)和耐磨性能好，旋轉(zhuǎn)式管道連接器耐高壓使用壽命長(zhǎng)，外層設(shè)置防塵圈保持鋼珠運(yùn)行清潔，連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝方便，使用該連接器可以提高壓濾機(jī)的整機(jī)運(yùn)行技術(shù)水平，極大地縮短了進(jìn)料時(shí)間。聚丙烯隔膜濾板制作為快速注塑成型，其中包括聚丙烯芯板，采用新技術(shù)分段式計(jì)時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換注塑方法，高壓延時(shí)注射使濾板內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加充實(shí)均勻，采用高壓二次模具合模鎖緊壓縮濾板的方法，使濾板內(nèi)部結(jié)構(gòu)密度充實(shí)和表面光潔度更進(jìn)一步地提高，表面平面度達(dá)到了密封的要求，濾板密封面不用機(jī)加工即可使用。聚丙烯芯板不用機(jī)加工即可與隔膜片焊接，減少了機(jī)械加工的工序，采用新技術(shù)和新工藝平均每20分鐘生產(chǎn)一塊濾板，極大地降低了濾板生產(chǎn)周期。高壓快速注塑質(zhì)量好，而且還不用定型機(jī)定型，濾板不收縮不變形，由于二次模具合模鎖緊壓縮的濾板密度高強(qiáng)度大不變形，延長(zhǎng)了隔膜濾板的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了快速注塑濾板的效率，保證了隔膜濾板的壓榨壓力的正常使用。隔膜壓濾機(jī)拉開濾板卸除泥餅為多塊濾板分組拉開，設(shè)置驅(qū)動(dòng)濾板帶動(dòng)濾板組，濾板把手采用鏈條或定位條連接，拉板器及鏈條采用密封裝置，拉開濾板組為150～300mm/s可調(diào)速度，使拉開濾板卸餅可提高6倍的速度。隔膜壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)制作符合高壓壓榨污泥脫水的質(zhì)量要求。

3 隔膜壓濾機(jī)過(guò)濾壓榨工藝

隔膜壓濾機(jī)在城市污水處理廠污泥脫水技術(shù)中成為關(guān)鍵設(shè)備，隔膜濾板是壓濾機(jī)的主要過(guò)濾元件，污泥污水經(jīng)過(guò)加藥生物瀝浸自動(dòng)速溶，經(jīng)攪拌裝置處理后pH值可達(dá)到7～8之間，采用隔膜濾板高壓壓榨的工藝提高污泥脫水效率。通過(guò)把污泥污水加入藥粉，污泥經(jīng)化學(xué)反應(yīng)改變其特性，然后攪拌均勻放入反應(yīng)釜或存儲(chǔ)池中，污水中含有的成分快速濃縮轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w顆粒，使污水中的含固率達(dá)到最高要求。污泥脫水使用進(jìn)料泵把泥漿注入壓濾機(jī)，通過(guò)進(jìn)料泵設(shè)置的壓力充滿濾板濾室，進(jìn)料壓力一般設(shè)置在1.2～1.5MPa之間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泥漿濃度確認(rèn)進(jìn)料壓力，濾室內(nèi)過(guò)濾介質(zhì)濾布截留污泥中顆粒在濾室內(nèi)形成泥餅，濾液由隔膜濾板四角孔排出，泥餅形成后，隔膜濾板使用流體或氣體高壓注入壓榨腔室，設(shè)置3.5MPa壓榨壓力對(duì)濾餅進(jìn)行高壓壓榨，壓榨保壓的時(shí)間一般按10～15min之間定時(shí)，可以更有效準(zhǔn)確的改變其特性以降低泥餅中的含水率。隔膜高壓壓榨工藝解決對(duì)厭氧消化過(guò)程中細(xì)胞壁難于消解等技術(shù)瓶頸問(wèn)題，基于生物強(qiáng)化水解和物化強(qiáng)化水解的技術(shù)與設(shè)備，隔膜濾板壓榨工藝提高污泥的水解效率和揮發(fā)性有機(jī)酸的生成率，實(shí)現(xiàn)污泥內(nèi)含物的快速釋放。隔膜濾板高壓壓榨實(shí)現(xiàn)污泥關(guān)鍵技術(shù)的突破，厭氧消化時(shí)間比單級(jí)單相縮短30%，污泥有機(jī)物降解率超過(guò)45%，沼氣產(chǎn)量提高30%。污泥分級(jí)采用高效濃縮技術(shù)，采用沉淀池分相為改性過(guò)濾工藝，由管道料槽將污泥進(jìn)行分化，再加入污泥含固量10％左右的固體料形成過(guò)濾液，在污泥污水中加入比例為0.4‰～0.5‰絮凝劑為助濾劑，使濾室很容易形成濾餅層，隔膜壓濾機(jī)過(guò)濾后的泥餅含水率降低為50%。

隔膜壓濾機(jī)的污泥脫水壓榨工藝顯著改善了固液分離特性，采用隔膜濾板高壓過(guò)濾壓榨的工藝提高污泥脫水性能，通過(guò)污泥攪拌、熱交換和脫硫關(guān)鍵與配套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)隔膜壓濾機(jī)壓榨工藝對(duì)污泥脫水技術(shù)運(yùn)行為關(guān)鍵設(shè)備。

4 使用隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)技術(shù)和市場(chǎng)的變化，尤其是在當(dāng)前信息化飛速發(fā)展的年代，任何行業(yè)都注重經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，使人們充分認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重大意義，一種產(chǎn)品或一種新技術(shù)通過(guò)用戶認(rèn)可必須經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程，首先要改變?nèi)藗兊恼J(rèn)同關(guān)，隔膜壓濾機(jī)進(jìn)入環(huán)保行業(yè)更是如此。目前國(guó)內(nèi)大型污水污泥處理廠已經(jīng)率先使用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)，如上海白龍港污水處理廠、上海城投污水處理有限公司、江蘇無(wú)錫市政污水處理廠等多家單位都在使用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)，因此使用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)在中國(guó)環(huán)保污泥脫水行業(yè)已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性的效果，使用的廠家已在逐步擴(kuò)大用戶越來(lái)越多。而國(guó)外根據(jù)德國(guó)壓濾機(jī)標(biāo)準(zhǔn)DIN7129的規(guī)定，隔膜濾板質(zhì)保期一年，因?yàn)楦裟V板是壓濾機(jī)的易損件，國(guó)外隔膜壓濾機(jī)在國(guó)內(nèi)污泥處理行業(yè)中的應(yīng)用不如國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)大，而且國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)壓榨壓力高質(zhì)量好使用壽命長(zhǎng)，因此國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)發(fā)展前景非常看好；再次國(guó)外公司的生產(chǎn)基地都在其本國(guó)內(nèi)，交貨周期最少6個(gè)月，且售后服務(wù)更換零部件在3個(gè)月以上，國(guó)外隔膜壓濾機(jī)在國(guó)內(nèi)會(huì)給用戶正常使用帶來(lái)影響，而使用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)交貨周期一般為一個(gè)月左右，售后服務(wù)當(dāng)日24小時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)在全國(guó)有售后服務(wù)區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)，交貨運(yùn)輸方便和售后服務(wù)及時(shí)，能夠降低成本提高過(guò)濾效率，這些優(yōu)勢(shì)國(guó)外產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)是做不到的，因此國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)完全能夠滿足我國(guó)客戶對(duì)污泥脫水過(guò)濾工藝和設(shè)備的要求。

5 結(jié)論

近年來(lái)我國(guó)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，城市人口也根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步增加，由此而產(chǎn)生的污泥污水也迅速增多，在污泥脫水處理廠污水得到凈化的同時(shí)，污水中的污染物質(zhì)作為污泥被分離出來(lái)，城市污水污泥的處理與資源化已經(jīng)成為世界矚目的環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)政府非常重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)，環(huán)境保護(hù)是我國(guó)政府制定的基本國(guó)策，環(huán)保部制定了HJ607的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)政府認(rèn)真落實(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)的相關(guān)政策，針對(duì)城市生活污水污泥處置問(wèn)題給予了高度的重視，制定了相關(guān)的污泥處理和資源化的優(yōu)惠政策，通過(guò)了多項(xiàng)環(huán)境保護(hù)的法律和法規(guī)，同時(shí)也制定了相應(yīng)的保護(hù)環(huán)境的相關(guān)規(guī)定。城市污泥和污水量在未來(lái)二十年還會(huì)有較大的增長(zhǎng)，根據(jù)預(yù)測(cè)到城市污水處理率將超過(guò)65%，污泥產(chǎn)量將達(dá)到1.18～1.96億立方米，隨著城市污水處理能力的不斷加強(qiáng)，而產(chǎn)生的城市污泥卻一直未能得到妥善處置，再加之我國(guó)每年城市面積和人口的增加，而且污泥的產(chǎn)量大約以15%的速度逐年遞增，如果對(duì)污泥不加妥善的處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，會(huì)造成很多傳染病和其它疫病流行，嚴(yán)重危害人民的身體健康。因此如何合理處理城市污泥污水、污泥的資源化利用、環(huán)境保護(hù)，是關(guān)系到城鎮(zhèn)化健康發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)環(huán)境治理的需要，全國(guó)各地污水污泥處理廠正在大力發(fā)展，我國(guó)大中城市的污泥脫水處理廠正在逐步擴(kuò)建改造。據(jù)環(huán)保行業(yè)統(tǒng)計(jì)我國(guó)有地級(jí)市333個(gè)，縣級(jí)市2862個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)3萬(wàn)余個(gè)，這些縣級(jí)市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)大部分還沒(méi)有建立污水污泥脫水處理廠，生活在城鎮(zhèn)的居民和餐飲服務(wù)行業(yè)及生產(chǎn)企業(yè)會(huì)帶來(lái)很多污水污泥，每天排出的污水污泥勢(shì)必給環(huán)境帶來(lái)很大影響，環(huán)境污染對(duì)人民的身體健康造成極大的危害，因此各級(jí)政府建設(shè)污泥脫水處理廠已經(jīng)迫在眉睫。原有的污泥處理廠需要技術(shù)更新和設(shè)備改造，采用隔膜壓濾機(jī)新的技術(shù)處理污泥脫水，已經(jīng)實(shí)施的地方已初見(jiàn)成效，建設(shè)污水污泥處理廠采用新技術(shù)已經(jīng)引起各級(jí)政府的重視，各地投入資金大力治理環(huán)境。按現(xiàn)有的基礎(chǔ)建設(shè)污泥處理廠，如果按每年平均大約有10％單位建設(shè)污水污泥處理廠，再加之我國(guó)大中城市的擴(kuò)建，這就需要大量的污泥脫水設(shè)備，如果污泥脫水設(shè)備使用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)，可以減少我國(guó)大量外匯，增加大量勞動(dòng)力就業(yè)，同時(shí)過(guò)濾的泥餅可以焚燒發(fā)電和農(nóng)田施肥轉(zhuǎn)化為再生資源，實(shí)現(xiàn)泥餅資源化利用，給社會(huì)帶來(lái)極大的效益，使用隔膜壓濾機(jī)污泥脫水對(duì)提高治理環(huán)境整潔具有重要的意義。

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