長(zhǎng)橋水廠項(xiàng)目簡(jiǎn)介

長(zhǎng)橋水廠始建于1959年，經(jīng)多次改擴(kuò)建，供水 能力已達(dá)160萬m3／d，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的給水 廠，承擔(dān)著上海市區(qū)西南的供水任務(wù)。長(zhǎng)橋水廠最 近的一次大規(guī)模改造從2000年開始，是將最早建設(shè) 的40萬m3／d土沉淀池系統(tǒng)拆除，新建60萬m3／d 的新系統(tǒng)，該系統(tǒng)已于2002年6月建成投產(chǎn)，為逐 步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水處理達(dá)標(biāo)排放，在實(shí)施新系統(tǒng)改造 后，又開始了相應(yīng)60萬m3／d新系統(tǒng)的排泥水處理 系統(tǒng)的建設(shè)。該排泥水處理系統(tǒng)采用板框壓濾機(jī)作 為脫水機(jī)械，已于2005年底建成并成功調(diào)試試運(yùn)行。

水產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1．1全廠排泥水收集系統(tǒng)改造 長(zhǎng)橋水廠在2000年開始的改造中已將全廠排 水改造整理成沉淀池排泥水、濾池反沖洗廢水和雨 水(含其他排水)三大系統(tǒng)，各有相對(duì)獨(dú)立的收集管 道、調(diào)蓄池和排水泵，排出管也各自分開，為排泥水 處理、反沖洗廢水回用或處理打好基礎(chǔ)。新建的沉 淀池排泥水池容積2 000 m3，分2格獨(dú)立運(yùn)行，共設(shè) 6臺(tái)潛水泵(4用2備)，單泵能力600 m3／h，排出總 管DN800，并開DN600…T’口接至新建污泥脫水車 間濃縮池。排泥泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)目前只受排泥池液位參 數(shù)控制。由于河道排放口水位與進(jìn)入濃縮池液位高 差達(dá)8 m，因此在DN800總管上設(shè)調(diào)流閥，在 DN600支管上設(shè)流量計(jì)，調(diào)控排放量和處理量，并 可一定程度上調(diào)節(jié)由于開泵臺(tái)數(shù)變化對(duì)濃縮池帶來 的沖擊。

1．2系統(tǒng)處理干污泥量的確定給水排水V01．33 No．9 2007 23 萬方數(shù)據(jù)給水廠污泥量主要來自原水的懸浮固體、色度 和水處理工藝中投加的混凝劑、助凝劑等。通常可按式:

(1)進(jìn)行計(jì)算： E1S=SS+1．53C+D—kA+O．2／3+1．53C+D

(1) 式中D卜干泥量，mg／l。； Ss——原水中懸浮固體量，mg／L；

A一一原水中的濁度，NTU；

B——色度的去除量(原水中色度與出廠水 色度之差)，度；

C——投加的鋁鹽混凝劑折算成AlzO。含 量，mg／L；

D一投加的高分子助凝劑含量，rag／L； ^——原水中濁度NTU與SSmg／L的折算 系數(shù)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)取值。 在系統(tǒng)干泥量確定時(shí)，考慮到本工程僅對(duì)全廠 部分生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，因此取平均濁度40NTU 作為計(jì)算依據(jù)，不考慮用較高頻率時(shí)的濁度，待全廠生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)建設(shè)時(shí)一并完善。NTU與SS 轉(zhuǎn)換系數(shù)k暫取2，色度去除(B)取15度，混凝劑平 均加注量為30 mg／LXl5．3G(A1zO。)，原水中不投 加高分子助凝劑(D)，以此估算干泥量為： DS一2×40+0．2×15+1．53 ×30×15．3％+0—90(mg／l。) 以60萬mVd及廠用水7％水量計(jì)算，干泥量 一90×60×104X1．07÷106—57．8(t／d)。 即本工程系統(tǒng)干泥量約為58t。

1．3濃縮池 采用占地面積小的斜板濃縮池，分3座，單池尺 寸為12 mXl2 m，池深7．6 m，設(shè)計(jì)斜板固體通量 約21 kg／(mz·d)，池內(nèi)設(shè)中心傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)式濃縮刮 泥機(jī)，池底設(shè)置集泥坑，由DN200出泥管道至調(diào)節(jié) 池。池內(nèi)設(shè)不銹鋼斜板9排，每排斜板之間設(shè)有L 層集水槽和下層進(jìn)水槽，水流由斜板底部側(cè)向進(jìn)水， 頂部側(cè)向出水。為更好地控制運(yùn)行，在濃縮池內(nèi)斜 板下約500 mm處設(shè)置了污泥泥位計(jì)，在至調(diào)節(jié)池 24給水排永v0J．33 Nm 9 2007 的出泥管上設(shè)鼉管式污泥濃度計(jì)，監(jiān)視池內(nèi)濃縮情 況，控制出泥濃度，并控制電動(dòng)出泥閥門的開閉。

1．4調(diào)節(jié)池 設(shè)置2座調(diào)節(jié)池，以對(duì)濃縮污泥調(diào)質(zhì)調(diào)量。單 池容積約1 000 m3．池內(nèi)各設(shè)z套潛水?dāng)嚢铏C(jī)。濃 縮池出泥依靠重力自流至調(diào)節(jié)池，為避免因調(diào)節(jié)池 液位變化帶來流量沖擊使?jié)饪s池出泥濃度降低，調(diào)節(jié) 池進(jìn)口設(shè)置了電動(dòng)進(jìn)水堰板閥，可上下調(diào)整1．5 m的 水位差，以控制進(jìn)泥流量。

1．5板框壓濾機(jī)系統(tǒng) 污泥脫水機(jī)械采用板框壓濾機(jī)，共設(shè)置大型懸 梁吊頂式板框壓濾機(jī)3臺(tái)。板框壓濾機(jī)包括帶懸梁 及端板的機(jī)架、聚丙烯(PI，)濾板、濾布、液壓關(guān)板系 統(tǒng)、濾板懸掛系統(tǒng)、全自動(dòng)開板裝置、全自動(dòng)濾布抖 動(dòng)裝置(自動(dòng)脫泥)、帶噴嘴的濾布高壓清洗裝置、過 濾液收集計(jì)量槽、隔膜板擠壓管路、機(jī)架上的進(jìn)泥排 水吹脫管路、滴水盤、安全光柵等等。 每臺(tái)板框壓濾機(jī)由2 mX 2 m濾板149塊形成 148個(gè)腔室，其中74塊為可更換隔膜板的濾板。濾 板中間設(shè)廖900圓孔，四個(gè)角上各設(shè)p50圓孔，關(guān)板 后中問形成進(jìn)泥通道、四個(gè)角形成過濾液排水通道。 板框機(jī)采用了全自動(dòng)濾布抖動(dòng)裝置，將濾板間2片 濾布懸掛到一個(gè)由彈簧加連桿組成的濾布懸掛裝 置，開板時(shí)使濾布上半部被拉斜。在全自動(dòng)開板器 上加裝一個(gè)凸輪裝置，開板后在轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪和濾布懸 掛裝置彈簧共同作用下，抖動(dòng)濾布促使泥餅卸落。 加裝濾布抖動(dòng)裝置可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高自動(dòng)化 程度，并減少人工鏟泥對(duì)濾布的損傷。

1．8進(jìn)泥泵 進(jìn)泥泵選用大型液壓柱塞泵，由3用l備4臺(tái) 泵組成，單泉最大能力2 000 L／min，設(shè)定工作壓力 1 MPa，沖程次數(shù)≤22次／rain。 柱塞泵由泵體、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、吸入及壓出端脈 沖緩沖器及配套的PAM吸液筒組成。泵的沖程次 數(shù)由液壓驅(qū)動(dòng)裝置控制，吸液筒也由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng) 并與柱塞作相反運(yùn)動(dòng)，柱塞上提進(jìn)泥時(shí)，吸液筒作加 注動(dòng)作，柱塞下壓出泥時(shí)，吸液筒作吸液動(dòng)作。

1．9 儲(chǔ)泥箱 鋼筋混凝土儲(chǔ)泥箱直接懸置于板框壓濾機(jī)下面 與板框壓濾機(jī)支撐柱連接。儲(chǔ)泥箱容積約為2天泥 萬方數(shù)據(jù)餅量。儲(chǔ)泥箱底部設(shè)置料倉推架系統(tǒng)，將泥餅推向 出料口，出料口設(shè)置平板刀閘門，出料口下部設(shè)置螺 旋輸送機(jī)將泥餅直接送至汽車裝運(yùn)。推架、出料口 出泥、輸送裝運(yùn)實(shí)現(xiàn)一步化操作。

2．0污泥脫水車間布置 濃縮池、調(diào)節(jié)池、板框壓濾機(jī)與所有輔助設(shè)施集 中布置，減少占地、方便管理。濃縮池露天布置，脫 水機(jī)房底層為調(diào)節(jié)池、進(jìn)泥泵、儲(chǔ)液罐、儲(chǔ)泥箱、螺旋 輸送機(jī)房、變配電間等，卜層則布置板框壓濾機(jī)及輔 助系統(tǒng)、MCC及PLC等。車間上層設(shè)置吊車，樓板 設(shè)置大尺寸吊物}L，方便上層設(shè)備進(jìn)出和安裝維修。

板框壓濾機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行情況

排泥水處理系統(tǒng)建成后進(jìn)行了全面調(diào)試和試運(yùn)行，各環(huán)節(jié)工藝流程及設(shè)備運(yùn)行基本正常。由于試 運(yùn)行中排泥水量未達(dá)到設(shè)計(jì)水量，因此沒有對(duì)濃縮 池運(yùn)行效果進(jìn)行測(cè)定。 對(duì)板框壓濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行r 45次完整的壓濾 脫水試運(yùn)行，每臺(tái)板框壓濾機(jī)運(yùn)行每個(gè)批次的時(shí) 間小于3 h，每個(gè)批次的于污泥量大于4 t，泥餅 含固率大于50％，滿足合同文件要求。板框壓濾 機(jī)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)為：進(jìn)泥濃度5％～6％(濃縮池 非連續(xù)運(yùn)行狀態(tài))；泥餅含固率51％～55％；陰離 子型聚丙烯酰胺(PAM)平均加注量1．5 kg／t干 泥，最大不超過2．5 kg／t干泥。每批次運(yùn)行時(shí)間 中進(jìn)泥壓濾時(shí)間70～80 inin(壓力達(dá)到0．7 MPa)，隔膜擠壓時(shí)間約20 min(壓力達(dá)到1 MPa)，開板卸泥時(shí)間60～70 rain。

長(zhǎng)橋水廠污泥處理系統(tǒng)主要特點(diǎn)

(1)板框壓濾機(jī)采用懸梁吊頂式，濾板尺寸2 mX 2 m，每臺(tái)149塊板，單機(jī)國內(nèi)最大，以適應(yīng)長(zhǎng)橋水廠 規(guī)模大、用地緊張的需要。實(shí)際運(yùn)行脫水含固率超 過50％，含固率高，泥餅數(shù)鼉少，減少運(yùn)輸量。

(2)采用液壓驅(qū)動(dòng)柱塞泵作為進(jìn)泥泵，可以根 據(jù)板框壓濾機(jī)過濾壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)沖程頻率，整個(gè)進(jìn) 泥過程中流量、壓力與板框壓濾機(jī)壓濾過程完全匹 配，加上初期進(jìn)泥速度適中，可使板框壓濾機(jī)脫水泥 餅含固率提高。

(3)采用自動(dòng)濾布抖動(dòng)裝置，卸泥比較徹底，一 般無需人工鏟泥，勞動(dòng)強(qiáng)度低，自動(dòng)化程度高，并減 少對(duì)濾布的損壞。同時(shí)濾布抖動(dòng)裝置可以根據(jù)需要 選擇運(yùn)行，減少耗時(shí)。

(4)采用儲(chǔ)泥箱加料倉推架出泥系統(tǒng)，儲(chǔ)泥箱 疊合在板框壓濾機(jī)下，解決了場(chǎng)地緊張及環(huán)境問題， 也方便自動(dòng)出泥裝運(yùn)。

(5)選用板框壓濾機(jī)，PAM投加量較少。

(6)集中組合布置減少占地。樓板吊物孔布置 方便設(shè)備進(jìn)出。

設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及需關(guān)注的問題

(1)濾板數(shù)量估算。濾板腔室容積、腔室厚度 及脫水泥餅含固率是確定濾板數(shù)量和板框壓濾機(jī)大 小的重要參數(shù)，一般應(yīng)根據(jù)脫水試驗(yàn)確定(長(zhǎng)橋水廠 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)脫水試驗(yàn)得出泥餅厚度15mm，含固率大于 50％)，當(dāng)缺乏資料時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)取值，一般泥餅厚度 為腔室厚度的2／3，泥餅含固率約取35％～40％。 以2 m×2 In濾板為例，兩塊濾板間形成的腔室厚 度30 mm，腔室容積約95 L，若以泥餅厚度為腔室 厚度的2／3即20 lilin，泥餅35％含固率估算，則每 個(gè)腔室每次脫泥量約7．35 kg(泥餅相對(duì)密度按 1．05計(jì)算)。

(2)2 mX2 m的濾板是最大的濾板，濾板的進(jìn) 泥、排水通道設(shè)計(jì)布局是否合理對(duì)泥餅厚度、均勻 度、含固率有很大影響。大尺寸濾板均為中間設(shè)大 孔四角設(shè)小孔設(shè)計(jì)，中間大孔為進(jìn)泥通道，周邊4只 小孔有采用“1擠3出”(即下面1個(gè)孔為隔膜擠壓 用的壓力水通道，另3個(gè)孔為排水孔)設(shè)計(jì)的，這樣 可以節(jié)省些造價(jià)，但往往會(huì)使壓力水通道附近泥餅 薄、含固率低，最好是在濾板下部一側(cè)側(cè)壁另外附帶 一個(gè)小孔，另設(shè)一條壓力水管用高壓軟管與小孔連 接，給出擠壓水通道。小尺寸濾板進(jìn)泥排水均勻性 要求不高，采用各種進(jìn)泥、擠壓方式均可。

(3)大型板框壓濾機(jī)濾板數(shù)量較多時(shí)，為使進(jìn) 泥均勻需要采用兩端進(jìn)泥方式。即使這樣，由于實(shí) 際布置中進(jìn)泥泵往往會(huì)偏向板框壓濾機(jī)一端，會(huì)造 成進(jìn)泥速度近端大遠(yuǎn)端小，在運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端濾 餅較薄含固率較低的現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)因此略有粘布 現(xiàn)象。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使進(jìn)泥泵位置居中布置，或偏 向于移動(dòng)端板一端，可以避免上述現(xiàn)象發(fā)生。

(4)板框壓濾機(jī)過濾特性是初期過濾速度快壓 力低后期則相反，選用的進(jìn)泥方式對(duì)濾餅厚度及含 固率影響較大。有用離心泵作為進(jìn)泥泵的，通常只 給水排水V01．33 No,9 21107 25 萬方數(shù)據(jù)用于過濾壓力增加不大的板框壓濾機(jī)(如濾布自行 走板框機(jī))；有用高低壓兩套變頻螺桿泵分級(jí)進(jìn)泥 的，即先用大流量低壓螺桿泵進(jìn)泥，到一定壓力后再 用小流量高壓螺桿泵進(jìn)泥，同時(shí)均配帶變頻根據(jù)壓 力變化調(diào)節(jié)流量，可以適應(yīng)過濾壓力增加較大的板 框機(jī)；有采用液壓驅(qū)動(dòng)的柱塞泵(或隔膜泵)，可完全 根據(jù)板框壓濾機(jī)過濾壓力調(diào)節(jié)沖程頻率和進(jìn)泥量， 因此脫水效果較好，能形成較好的泥餅。另外選配 的進(jìn)泥泵能力應(yīng)適中，流量太大濾布“堵塞”加快， 水不易擠出，泥餅含固率下降，流量太小則會(huì)延長(zhǎng)進(jìn) 泥時(shí)間。因此對(duì)大型板框壓濾機(jī)進(jìn)泥，建議優(yōu)先選 用沖程式的柱寒泵或隔膜泵，其次選用高低壓兩套 變頻螺桿泵分級(jí)進(jìn)泥方式。

(5)2 m×2 1TI濾板腔室高度30 mm，在擠壓時(shí) 隔膜濾板的周邊一圈隔膜貼不到后背，是脫空的，在 高壓反復(fù)擠壓時(shí)隔膜容易疲勞開裂，應(yīng)選用反空腔 形式(即隔膜后設(shè)置凸緣抵在濾板上)的隔膜。另外 選用隔膜可脫卸式濾板可在隔膜損壞時(shí)僅更換隔 膜，不會(huì)報(bào)廢濾板，當(dāng)然價(jià)格會(huì)略高些。

(6)全自動(dòng)濾布抖動(dòng)裝置是基于板框壓濾機(jī)無 人值守要求而設(shè)置的，也有生產(chǎn)廠不提供類似裝置。 用于本工程懸梁吊頂式濾板的濾布抖動(dòng)裝置由于濾 布中心是固定的，濾布懸掛和抖動(dòng)只能對(duì)濾布上半傾 斜部分產(chǎn)生作用，而下半部濾布基本不動(dòng)，實(shí)際運(yùn)行中 發(fā)生局部粘泥的也正是在下半部。考慮到增加該裝置 造價(jià)增加較大，因此需視泥餅粘布情況酚睛而定。

(7)板框壓濾機(jī)脫水后階段可以采用水?dāng)D壓或 壓縮空氣擠壓，考慮到安全問題一般宜選用水?dāng)D壓。

(8)板框壓濾機(jī)下面直接設(shè)置鋼筋混凝土儲(chǔ)泥 箱，再配以料倉儲(chǔ)推架系統(tǒng)出泥，對(duì)于場(chǎng)地緊張、環(huán) 境要求高的地方是一種有效的方式，也方便泥餅自 動(dòng)運(yùn)送、裝車外運(yùn)。

(9)濃縮池至調(diào)節(jié)池常采用螺桿泵提升或重力 自流。采用螺桿泵提升不僅解決了高程問題，而且 方使了定量控制出泥量，另外管路布置上可以平接 減少彎頭防止堵塞，但螺桿泵定子襯套易損壞。采 用重力自流可以省去泵房及設(shè)備，但因調(diào)節(jié)池液位 變化大出流量較難控制；設(shè)置堰板閥可以解決這一 問題。而日，管路成倒虹布置易積泥，也足一個(gè)實(shí)際 問題。因此應(yīng)全面權(quán)衡后作選擇。

結(jié)語

本次排泥水處理工程僅針對(duì)60萬m3／d生產(chǎn)規(guī) 模的沉淀池排泥水，于污泥量也以平均濁度計(jì)算僅為 58 t／d，因此在以后的改造中將結(jié)合長(zhǎng)橋水廠總體規(guī) 劃和總平面布置，對(duì)全廠生產(chǎn)廢水包括濾池反沖洗廢 水、沉淀池排泥水一并進(jìn)行處理，做到達(dá)標(biāo)排放。 長(zhǎng)橋水廠60萬甜／d排泥水處理工程雖還未正 式投產(chǎn)，但其在設(shè)備選用、布置形式、運(yùn)行效果等方面 仍有一定特點(diǎn)，對(duì)大中型水廠具有一定借鑒意義。

撰寫：張明德教授? 姚潔教授 鄔亦俊教授

關(guān)鍵詞: 板框壓濾機(jī) 濾布抖動(dòng)裝置