引言

目前，我國(guó)各省市環(huán)保部門(mén)對(duì)污水處理廠出泥污泥含水率的要求基本上均按照≤６０％的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，含水率未能達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)的將面臨著降低污泥含水率的提標(biāo)改造需求。為使污泥含水率≤６０％，國(guó)內(nèi)常采用的污泥脫水設(shè)備是高壓隔膜板框壓濾機(jī)。直壓式污泥脫水機(jī)（下稱直壓式）與高壓隔膜板框壓濾機(jī)（下稱板框式）相比，其設(shè)備形式及壓濾污泥的方式完全不同，為了解直壓式壓濾技術(shù)的可行性、實(shí)際處理效果及建設(shè)運(yùn)行成本，特與高壓隔膜板框壓濾技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比分析。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)處理后污泥泥質(zhì)含水率取樣檢測(cè)，污泥含水率可達(dá)到６０％以下。總體上，相對(duì)高壓隔膜板框壓濾機(jī)，直壓式壓濾機(jī)系統(tǒng)一次投資較高，運(yùn)行成本低，直壓式壓濾機(jī)不用投加藥劑污泥含水率亦可降低到６０％以下，可實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。

技術(shù)對(duì)比分析

直壓式壓濾技術(shù)

直壓式壓濾技術(shù)原理污泥中所含的水分包括孔隙水、毛細(xì)水、吸附水和結(jié)合水，空隙水是污泥顆粒之間的一部分游離水，占污泥總含水量的６５％～８５％。直壓脫水可將絕大部分空隙水從污泥中分離出來(lái)。毛細(xì)水指污泥顆粒之間的毛細(xì)管水，約占污泥中總含水量的１５％～２５％，直壓脫水可通過(guò)高壓擠壓污泥顆粒，破壞毛細(xì)管表面張力和凝聚力從而將毛細(xì)水分離處理。市政污泥的主要特征是含水率高，有機(jī)物含量較高，易腐殖。直壓式壓濾機(jī)是將污水處理廠污泥經(jīng)預(yù)濃縮處理后，或?qū)ⅲ福埃ズ实奈勰嘀苯釉谥眽菏綁簽V機(jī)內(nèi)壓榨，利用“壓豆腐干”原理，無(wú)需投加生石灰、ＰＡＭ及ＰＡＣ或鐵鹽藥劑，經(jīng)過(guò)自動(dòng)包泥（進(jìn)泥）、初壓、主壓、卸泥４個(gè)工序后，污泥出泥泥餅含水率可達(dá)到≤６０％。

直壓式壓濾機(jī)設(shè)備組成系統(tǒng)

主要包括自動(dòng)包污系統(tǒng)、初壓系統(tǒng)、程序化主壓濾系統(tǒng)、自動(dòng)卸泥系統(tǒng)４個(gè)子系統(tǒng)，各系統(tǒng)是獨(dú)立的框架，經(jīng)流水式作業(yè)后實(shí)現(xiàn)污泥脫水。

（１）自動(dòng)包污系統(tǒng)：主要包括進(jìn)料機(jī)、自動(dòng)抓濾布、濾板機(jī)、自動(dòng)翻板機(jī)、壓濾框等。

（２）初壓系統(tǒng)：包括自動(dòng)初壓裝置等，一般工作壓力保持在３～５ＭＰａ。

（３）程序化主壓濾系統(tǒng)（主壓系統(tǒng)）：主要包括主液壓系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等，一般工作壓力保持在１０～２０ＭＰａ。

（４）自動(dòng)卸泥系統(tǒng)：主要包括自動(dòng)翻布機(jī)、自動(dòng)卸板機(jī)、自動(dòng)卸泥機(jī)、自動(dòng)輸送濾布、濾板機(jī)、污泥輸送機(jī)、壓濾框轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)等。１.

直壓式壓濾系統(tǒng)

工藝流程直壓式壓濾技術(shù)污泥處理一般工藝流程，生化污泥經(jīng)預(yù)處理濃縮脫水后將污泥含水率降至８０％左右，之后經(jīng)螺桿泵送入直壓式壓濾機(jī)處理，含水率降低至６０％后外運(yùn)進(jìn)行后續(xù)處置。污泥處理工藝流程中，污泥自動(dòng)包污系統(tǒng)耗時(shí)最多，一般需３ｈ，預(yù)壓、主壓、卸泥工段均按照３h控制，因此一個(gè)框架系統(tǒng)從進(jìn)泥到出泥全流程運(yùn)行時(shí)間約為９ｈ。

高壓隔膜板框壓濾技術(shù)

技術(shù)原理污泥先經(jīng)過(guò)投加石灰、鐵鹽/鋁鹽、ＰＡＭ等藥劑進(jìn)行破膜及改性調(diào)理，使污泥顆粒包括細(xì)小的顆粒及膠體顆粒凝聚、絮凝，以改善其脫水性能。用進(jìn)料泵打進(jìn)高壓隔膜壓濾機(jī)。高壓隔膜板框壓濾機(jī)利用過(guò)濾板、隔膜板和濾布組成的可變?yōu)V室過(guò)濾單元，在油缸壓緊濾板的條件下，用進(jìn)料泵壓力對(duì)物料進(jìn)行固液分離，并在進(jìn)料結(jié)束后，利用壓榨泵往壓濾機(jī)隔膜板中注入高壓水，利用隔膜張力對(duì)污泥進(jìn)行強(qiáng)力擠壓脫水。濾液透過(guò)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)。

高壓隔膜板框壓濾機(jī)設(shè)備組成

通用型的高壓隔膜板框壓濾機(jī)由５大部分組成：機(jī)架部分（基座、壓緊板、止推板、主梁）、過(guò)濾部分（濾板、濾布）、自動(dòng)拉板部分、液壓系統(tǒng)部分和電氣控制部分。部分設(shè)備配有接液翻板、導(dǎo)料斗等裝置。

高壓隔膜板框壓濾系統(tǒng)工藝流程

高壓隔膜板框壓濾機(jī)的工作流程主要分為５個(gè)步驟：進(jìn)料過(guò)濾—隔膜壓榨—吹脫—卸料—清洗濾布。其中，清洗濾布步驟不是每個(gè)批次都運(yùn)行，而是根據(jù)壓濾機(jī)實(shí)際工作情況決定。一般情況下，每臺(tái)壓濾機(jī)正常工作１０~１５個(gè)批次后進(jìn)行１次清洗濾布。

設(shè)備供貨、安裝調(diào)試期對(duì)比

高壓隔膜板框壓濾機(jī)可散裝或整機(jī)進(jìn)場(chǎng)，其主機(jī)供貨周期為１個(gè)月。直壓式壓濾機(jī)為散裝進(jìn)場(chǎng)，其主機(jī)供貨周期為３～４個(gè)月。直壓式壓濾機(jī)較高壓隔膜壓濾機(jī)主機(jī)供貨周期長(zhǎng)２～３個(gè)月。高壓隔膜板框式壓濾機(jī)系統(tǒng)與直壓式壓濾系統(tǒng)安裝調(diào)試一般均需３個(gè)月完成。

環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

與污泥脫水至含水率８０％外運(yùn)相比，直壓式壓濾機(jī)每天可減少污泥體積４１ｍ３/ｄ，高壓隔膜板框壓濾機(jī)每天可減少污泥體積３２ｍ３/ｄ。污泥處置費(fèi)按３５０元/ｔ核算，直壓式壓濾機(jī)每年可減少污泥運(yùn)輸及處置費(fèi)５５３萬(wàn)元/年，高壓隔膜板框壓濾機(jī)每年可減少污泥運(yùn)輸及處置費(fèi)４４３.８萬(wàn)元/年。直壓式壓濾機(jī)因不投加石灰、鐵鹽/鋁鹽，與高壓隔膜板框壓濾機(jī)相比節(jié)省了藥劑消耗且綠色環(huán)保，實(shí)現(xiàn)污泥真正的減量化，且處理后的污泥亦可進(jìn)行污泥資源化利用。

適用性分析

常規(guī)市政剩余活性污泥直壓式壓濾機(jī)、高壓隔膜壓濾機(jī)出泥泥餅含水率均可穩(wěn)定達(dá)到≤６０％。因直壓式壓濾機(jī)系統(tǒng)未投加化學(xué)藥劑，不影響污泥后續(xù)利用，亦不增加無(wú)效污泥量，壓濾后污泥可用于園林綠化等方面，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。直壓式壓濾系統(tǒng)較傳統(tǒng)高壓隔膜板框壓濾系統(tǒng)一次工程投資高，運(yùn)行費(fèi)用低。以１６.２ｔＤＳ/ｄ處理量為例，直壓式壓濾系統(tǒng)工程一類費(fèi)為板框式壓濾系統(tǒng)的１.６８倍，直接運(yùn)行成本直壓式壓濾機(jī)為高壓隔膜板框壓濾機(jī)成本的８４.９％，通過(guò)節(jié)省運(yùn)行成本回收投資需要４.４年。若為廠內(nèi)改造項(xiàng)目，廠內(nèi)一般已有污泥脫水至８０％左右的污泥脫水機(jī)，則原廠區(qū)污泥脫水系統(tǒng)仍可正常使用，直壓式壓濾系統(tǒng)投資可減少，回收投資年限將縮短至３年左右。因此，直壓式壓濾技術(shù)尤其適用于現(xiàn)有污水處理廠出泥含水率８０％降低至６０％的改造項(xiàng)目，可實(shí)現(xiàn)原有污泥脫水系統(tǒng)繼續(xù)使用。直壓式壓濾技術(shù)針對(duì)市政污泥無(wú)需投加藥劑，因其未投加化學(xué)藥劑，適用于市政污泥需要資源化利用的項(xiàng)目。

結(jié)語(yǔ)

常規(guī)項(xiàng)目直壓式壓濾機(jī)、高壓隔膜板框壓濾機(jī)出泥含水率均可穩(wěn)定達(dá)到≤６０％，直壓式壓濾機(jī)甚至能將污泥含水率降低至５５％。對(duì)于污泥中有機(jī)質(zhì)含量較高的項(xiàng)目，需要做試驗(yàn)確定泥餅是否能穩(wěn)定達(dá)到６０％以下。直壓式壓濾系統(tǒng)較傳統(tǒng)高壓隔膜板框壓濾系統(tǒng)一次工程投資高，運(yùn)行費(fèi)用低。直壓式壓濾機(jī)處理系統(tǒng)未投加化學(xué)藥劑，經(jīng)過(guò)高壓壓榨即可實(shí)現(xiàn)污泥含水率由８０％降低至６０％。不影響污泥后續(xù)利用，亦不增加無(wú)效污泥量，實(shí)現(xiàn)污泥真正的減量化，且處理后污泥可實(shí)現(xiàn)資源化利用。鑒于目前直壓式壓濾機(jī)成熟型號(hào)較少，較適用于處理規(guī)模在５萬(wàn)ｍ３/ｄ以上的污水處理廠污泥脫水項(xiàng)目，若處理規(guī)模在５萬(wàn)ｍ３/ｄ以下時(shí)采用直壓式壓濾機(jī)時(shí)建議進(jìn)行進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)比選后確定。