introductory

傳統(tǒng)的機(jī)械脫水設(shè)備，如帶式filter press、離心機(jī)和普通Plate and frame filter press等只能將污泥脫水至含水率80%左 右,而含水80%的污泥呈流塑態(tài)，力學(xué)性能差，難以滿 足垃圾填埋場(chǎng)處置的要求。對(duì)此，國家相關(guān)部門近期 相繼發(fā)布污泥處理處置的文件,要求進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng) 填埋的污水處理廠污泥含水率應(yīng)V60%。要實(shí)現(xiàn)污 泥含水率＜60%的目標(biāo)，一般需采用基于廂式隔膜壓 濾機(jī)的污泥深度脫水工藝。該工藝也為污泥無害化 處置和資源化利用奠定了基礎(chǔ)。

污泥深度脫水工藝

污泥深度脫水處理一般包括污泥濃縮、污泥調(diào)質(zhì) 和壓濾脫水3個(gè)步驟。

1） 污泥濃縮主要將含水率＞99.2%的剩余污泥 濃縮為含水率97% ~ 98%的污泥，以減少污泥處理 體積。污泥濃縮一般釆用傳統(tǒng)的重力濃縮或機(jī)械濃 縮方式。

2） 污泥調(diào)質(zhì)主要包括物理調(diào)質(zhì)、化學(xué)調(diào)質(zhì)和生物 絮凝調(diào)質(zhì)3種技術(shù)。其中化學(xué)調(diào)質(zhì)應(yīng)用最多最廣。化 學(xué)調(diào)質(zhì)是通過向污泥中投加調(diào)理劑，改善污泥的脫水 性，減少和抑制污泥中的病原菌。污泥調(diào)理劑包括表 面活性劑、混凝劑、絮凝劑、助濾劑和穩(wěn)定劑等。污泥 調(diào)質(zhì)系統(tǒng)包括污泥反應(yīng)攪拌系統(tǒng)、藥劑計(jì)量和投加系 統(tǒng)等。

3） 壓濾脫水系統(tǒng)一般由全自動(dòng)廂式隔膜壓濾機(jī)、 壓濾機(jī)進(jìn)料（進(jìn)泥）系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、壓榨系統(tǒng)、卸泥輸機(jī)進(jìn)泥管中的污泥及泥餅表面的表面水，使 泥餅含水率＜60%。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1調(diào)質(zhì)系統(tǒng)

污水廠污泥中的固體物質(zhì)主要是膠質(zhì)微粒，與水 的親和力很強(qiáng)，若不作適當(dāng)?shù)恼{(diào)理處理，直接釆用廂 式隔膜壓濾機(jī)脫水難以達(dá)到含水率v 60%的要求。 由于污泥的種類和組成成分不同，同一種化學(xué)調(diào)理劑 在不同污泥中使用的效果和投加量是不同的，因此在 調(diào)質(zhì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，宜進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)不同調(diào)理劑應(yīng)用 效果，并確定投加量和分析調(diào)理成本,選擇適宜的調(diào) 理劑。

此外,向污泥中投加調(diào)理劑還應(yīng)考慮如下問題。

1） 是否會(huì)增加脫水污泥體積和質(zhì)量，從而增加污 泥處置費(fèi)用。

2） 是否會(huì)改變污泥中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，降 低資源化利用的價(jià)值。

3） 是否會(huì)改變污泥的性質(zhì),對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次 污染。

4） 選用的調(diào)理劑是否易獲取，調(diào)理系統(tǒng)設(shè)計(jì)上是 否考慮多種藥劑都可投加的可行性。

2.2進(jìn)料系統(tǒng)

壓濾機(jī)進(jìn)料（進(jìn)泥）泵的選擇，應(yīng)與壓濾機(jī)的選型 相適應(yīng)。壓濾機(jī)進(jìn)料過程中的壓力由低到高變化，流 量由大到小變化。因此一般1臺(tái)壓濾機(jī)須配備1臺(tái)大 泵和1臺(tái)小泵。當(dāng)壓濾機(jī)剛開始給料時(shí)，運(yùn)行大泵，其 流量大，壓力低;當(dāng)保壓時(shí)，運(yùn)行小泵，其流量小，壓力 高。大、小泵都宜采用變頻調(diào)速，以滿足流量和壓力 變化。

為保護(hù)調(diào)質(zhì)后的污泥絮體不被進(jìn)料泵破壞，泵輸 送過程不宜產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)或較大剪切力。螺桿泵屬 于旋轉(zhuǎn)式容積泵，可以連續(xù)、無脈動(dòng)地輸送含有固體 顆粒和黏稠度高的介質(zhì),特別適用于輸送調(diào)質(zhì)后的污 泥，最大程度地保持調(diào)質(zhì)后的污泥特性。

此外,螺桿泵選型時(shí)還應(yīng)注意以下3點(diǎn)。

1） 一般污泥中的顆粒物較多，高轉(zhuǎn)速螺桿泵加速 了轉(zhuǎn)子與定子間的磨耗,會(huì)縮短螺桿泵的使用壽命。 因此，需注意螺桿泵的轉(zhuǎn)速選擇，一般宜v 400 r/min。

2） 由于大部分化學(xué)調(diào)質(zhì)后的污泥具有很強(qiáng)的酸 堿性,故螺桿泵的轉(zhuǎn)子材質(zhì)宜選擇不銹鋼，定子材質(zhì) 宜選擇三元乙丙橡膠（EPDM） _o

3） 螺桿泵不允許在斷料的情形下運(yùn)轉(zhuǎn)，一當(dāng)發(fā) 生，橡膠定子由于干磨擦,瞬間產(chǎn)生高溫而燒壞，因此 螺桿泵應(yīng)安裝干運(yùn)行保護(hù)器或斷料停機(jī)裝置,確保不 斷料運(yùn)行。

2.3壓濾機(jī)系統(tǒng)

污泥深度脫水宜選用全自動(dòng)廂式隔膜式壓濾機(jī)， 其與普通廂式壓濾機(jī)相比，具有以下優(yōu)勢(shì):釆用可變 濾室隔膜壓榨技術(shù),脫水污泥含水率顯著降低;采用 可變?yōu)V室隔膜壓榨技術(shù)，提高了過濾效率，過濾周期 大幅縮短，處理能力顯著增大;壓濾系統(tǒng)比普通廂式 壓濾機(jī)系統(tǒng)能耗節(jié)省60%左右，節(jié)能效果明顯⑴。

壓濾機(jī)壓榨過濾一般有氣壓榨和水壓榨2種高壓 流體介質(zhì)選擇。氣壓榨壓力范圍為0.5~0.8MPa；當(dāng) 壓榨壓力＞0.8 MPa時(shí)，一般用水壓榨,但若壓力過高 則要增加機(jī)械強(qiáng)度、質(zhì)量及造價(jià)，也會(huì)縮短壓榨隔膜 的壽命，因此壓榨壓力宜控制在2.5 MPa以內(nèi)。

壓濾機(jī)入料方式一般為一端進(jìn)料或雙端進(jìn)料。 當(dāng)壓濾機(jī)過濾面積v 400 m?時(shí)可采用一端進(jìn)料;而過 濾面積＞400 時(shí)宜為頭尾雙端進(jìn)料，提高進(jìn)料速度， 減少進(jìn)料時(shí)間。

濾餅厚度是影響壓濾機(jī)處理能力及過濾效果的 重要因素。濾餅厚度越小，過濾時(shí)間越短，但濾餅厚 度過小將增加過濾循環(huán)次數(shù)，反而會(huì)增加總運(yùn)行時(shí) 間，影響處理能力；而濾餅厚度越厚，過濾時(shí)間將越 長(zhǎng)，濾餅中心部分含水率可能較高，影響過濾效果。 因此一般濾餅厚度以30 ~40 mm為宜。

壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行極為重要。為了保證系 統(tǒng)的全自動(dòng)運(yùn)行功能,壓濾機(jī)須在每個(gè)步驟能全自動(dòng) 運(yùn)行。其自動(dòng)化應(yīng)含自動(dòng)壓緊、自動(dòng)保壓、自動(dòng)補(bǔ)壓、 自動(dòng)拉板卸料、自動(dòng)接液翻板、濾布高壓自動(dòng)沖洗等 裝置,并配備PLC控制系統(tǒng)，除對(duì)本機(jī)所有功能進(jìn)行 控制以外，另可控制相關(guān)配套設(shè)備，包括進(jìn)料泵開停、 壓榨泵開停、各種控制閥門開閉、皮帶輸送機(jī)開停、各 種儀表控制和報(bào)警裝置等。

2.4濾布

濾布的選型決定了壓濾機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的過濾速度 和過濾精度，對(duì)壓濾機(jī)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，濾布的選 型是否正確，直接決定了壓濾機(jī)的過濾效果。

濾布的選型不僅與構(gòu)成濾布的材質(zhì)有關(guān),而且與 濾布的紗線構(gòu)成方式及濾布的織法有關(guān)。目前所使 用的濾布中最常見的是合成纖維經(jīng)紡織而成的濾布。 根據(jù)其材質(zhì)的不同可分為滌綸、維綸、丙綸、錦綸等 幾種。

濾布由3種不同的紗線織成，構(gòu)成濾布的紗線可 分為單絲紗、復(fù)絲紗、短纖維紗。由單絲紗織成的濾 布不易堵塞，卸餅性能及再生性好。由復(fù)絲紗織成的 濾布抗拉強(qiáng)度高，卸餅性能及再生性好。短纖維紗織 成的濾布對(duì)顆粒截留性好，同時(shí)可提供極佳的密封 性⑴。濾布的織法有平紋、緞紋和斜紋織法。平紋編 織的濾布截留能力最好,但容易堵塞;緞紋編織的濾 布剝離性能較好，但截留能力較差;斜紋編織的濾布 在各個(gè)方面的表現(xiàn)則比較平均。為了達(dá)到截留效果和過濾速度等各方面都比較 理想，在濾布的選型上，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)篩選確定。

2.5氣源系統(tǒng)

在廂式隔膜壓濾機(jī)系統(tǒng)中，氣源系統(tǒng)由空氣壓縮 系統(tǒng)和壓縮空氣儲(chǔ)存系統(tǒng)組成。經(jīng)過螺桿空壓機(jī)壓 縮空氣后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存空氣通過管道連接到 機(jī)身吹脫氣管，此外還用來控制氣動(dòng)閥。

吹脫是利用壓縮空氣進(jìn)行吹脫。此過程分為2個(gè) 部分，反吹風(fēng)和正吹風(fēng)。反吹風(fēng)是從機(jī)身尾端進(jìn)料管 道吹脫，使進(jìn)泥管中未過濾的含水率較高的污泥吹回 到污泥回流管中；正吹風(fēng)是從壓濾機(jī)前端濾液管道進(jìn) 氣吹脫，吹脫泥餅表面的表面水，使卸泥時(shí)泥餅更容 易脫落。吹脫空氣壓力要求為0.7~0.8MPa?？諌簷C(jī)宜選用螺桿式空壓機(jī)。其具有體積小、噪 聲低、振動(dòng)小和運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。

concluding remarks

1）基于廂式隔膜壓濾機(jī)的污泥深度脫水技術(shù)是 污泥脫水技術(shù)的一項(xiàng)突破，但由于污泥深度脫水工藝 系統(tǒng)復(fù)雜及不確定因素多，相關(guān)的技術(shù)指導(dǎo)性文件也 比較少，因此建議在工程設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，然后再 確定調(diào)理劑及其投加量、濾布選型等重要參數(shù)。

2）廂式隔膜壓濾機(jī)是壓濾脫水系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備, 應(yīng)該具有全自動(dòng)運(yùn)行功能,配套設(shè)備應(yīng)完整合適，避 免因功能或配套設(shè)備不到位而影響生產(chǎn)運(yùn)行。