introductory

傳統(tǒng)的機(jī)械脫水設(shè)備，如帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)和普通板框壓濾機(jī)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)人垃圾填埋場填埋的污水處理廠污泥含水率應(yīng)<60%。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)。

1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，以減少污泥外理體積。污泥濃縮一般采用傳統(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)、卸泥輸送系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等組成。壓濾脫水系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備采用全自動(dòng)廂式隔膜壓濾機(jī)，調(diào)質(zhì)后的污泥通過進(jìn)泥泵輸送至壓濾機(jī)壓濾。當(dāng)壓濾機(jī)進(jìn)泥結(jié)束后，將高壓流體介質(zhì)注人濾板與隔膜板之間，隔膜板鼓起壓榨泥餅,從而實(shí)現(xiàn)泥餅的進(jìn)一步脫水，之后利用高壓空氣吹脫壓濾機(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%。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)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，直接采用廂式隔膜壓濾機(jī)脫水難以達(dá)到含水率<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–般1臺(tái)壓濾機(jī)須配備1臺(tái)大菜和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<400r/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)。

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:采用可變?yōu)V室隔膜樂榨技術(shù)脫水污泥含水率顯著降低:采用可變?yōu)V室隔膜壓椀技術(shù)，提高了討濾效率，討濾周期大幅縮短,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。

壓濾機(jī)壓榨討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0.5~0.8 MPa:當(dāng)壓榨壓力>0.8MPa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2.5MPa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<400m時(shí)可采用–端進(jìn)料:而過濾面積>400m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)處理能力及討濾效果的重要因索。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,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30~40mm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、名種儀表控制和報(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)顆粒截照性好，同時(shí)可提供極伴的密里性2]。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)人儲(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0.7~0.8 MPa。空壓機(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)。

3 結(jié)語

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、據(jù)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。

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