Plate and frame chamber diaphragm filter presses
1引言
污泥填埋是指運(yùn)用一定工程措施將污泥埋于天然或人工開挖坑地內(nèi)，通過壓實(shí)、加土覆蓋等一系列操作過程，利用固體廢棄物中微生物對(duì)污泥中有機(jī)組分進(jìn)行降解，使其穩(wěn)定化的一種處置方式。由于土地資源有限，該方式逐漸受到限制，近年來各大城市均在就污泥的進(jìn)一步處理和循環(huán)利用尋找最佳出路。但根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件，一段時(shí)間內(nèi)污泥填埋仍將是一種不可或缺的過渡性污泥處置途徑。《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889－2008）中“生活污水處理廠污泥經(jīng)處理后污泥含水率小于60％，可以進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)填埋處理”、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》（GBT 23485－2009）中“含水率小于60％；混合比例小于8％”的規(guī)定，對(duì)處理后污泥含水率提出了更高的要求。通過對(duì)遼寧省范圍內(nèi)在運(yùn)營(yíng)的污水處理廠污泥處理工藝的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多數(shù)污水處理廠采用的是機(jī)械脫水（帶式濃縮脫水一體機(jī)）方式，泥餅含水率＜80％；部分在建或近年來新建的污水廠采用污泥深度脫水工藝（多采用隔膜板框壓濾機(jī)），泥餅含水率＜60％。本文將以遼寧北方環(huán)境保護(hù)有限公司承建的“大渾太”項(xiàng)目中同等規(guī)模的朝陽市什家河污水處理廠（5萬t/d；≤80％）和錦州市第三污水處理廠（5萬t/d；≤60％）為例，針對(duì)其污泥處理單元進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
2工程案例分析
2．1案例 帶式濃縮脫水一體機(jī)
2．1．1概述朝陽市什家河污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模5萬t/d，污水處理采用“粗格柵＋污水提35泵房＋細(xì)格柵＋旋流沉砂池＋多模式AAO＋高密度沉淀池＋活性砂過濾＋二氧化氯消毒”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；污泥處理采用“帶式污泥濃縮脫水一體機(jī)（≤80％）＋外運(yùn)衛(wèi)生填埋處置”工藝。本工程生化過程產(chǎn)生干泥量9．14 t/d，深度處理產(chǎn)生干泥量1．36 t/d，總干泥量10．5 t/d，流量1 122 m3/d（含水率99．24％）。2．1．2工藝設(shè)計(jì)（1）污泥均質(zhì)池將剩余污泥和化學(xué)污泥在本池中充分混合，達(dá)到污泥性質(zhì)的均化，以利于后續(xù)濃縮和脫水。均質(zhì)池尺寸：L×B×H＝5 m × 5 m × 5 m（泥深4．5 m），半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（加蓋），停留時(shí)間2 h。設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，N＝1．5 kW。（2）污泥濃縮脫水機(jī)房污泥在濃縮、脫水之前投加聚丙稀酰胺（PAM）進(jìn)行污泥調(diào)理。投加PAM量40．2 kg/d，為污泥干重的0．4％。脫水后污泥含水率80％，污泥體積50 m3/d。污泥脫水間內(nèi)設(shè)有投藥泵、溶藥裝置等。污泥脫水間尺寸：L×B×H＝22．4 m × 18．5 m × 11 m。主要設(shè)備及規(guī)格見表1。
2．2案例 廂式板框壓濾機(jī)
2．2．1概述錦州市第三污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模5萬t/d，于2012年底通水運(yùn)行，污水處理采用“粗格柵＋污水提升泵房＋細(xì)格柵＋旋流沉砂池＋改良AAO＋高密度沉淀池＋活性砂過濾＋二氧化氯消毒”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；污泥處理采用“廂式板框壓濾機(jī)（≤60％）＋外運(yùn)衛(wèi)生填埋處置”工藝。本工程生化過程產(chǎn)生干泥量7．69 t/d，深度處理產(chǎn)生干泥量2．5 t/d，總干泥量10．19 t/d，流量926．36 m3/d（含水率98．9％）。2．2．2工藝設(shè)計(jì)（1）污泥貯池設(shè)污泥貯池3座，平面尺寸為6．0 m × 40 m，池深4 m，有效水深3．5 m，有效容積84 m3。分兩格。每格貯池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，單臺(tái)功率為N＝3．0kW。（2）污泥濃縮間選用螺壓污泥濃縮機(jī)2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)處理能力為0～100 m3/h。設(shè)濃縮污泥貯池1座，分為2格，單格平面尺寸為6．0 m×4．0 m，有效水深3．5 m，有效容積168 m3。每格設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，單臺(tái)功率為3．0kW。污泥濃縮間另設(shè)污泥切割機(jī)2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)參數(shù)為Q＝100 m3/h，N＝4．0kW；沖洗離心泵2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)參數(shù)為Q＝10．8 m3/h，H＝60 m，N＝30．0kW。（3）污泥脫水間脫水設(shè)備采用板框壓濾機(jī)，脫水后污泥含水量為60％以下。脫水后污泥外運(yùn)。設(shè)板框壓濾機(jī)2臺(tái)，配套設(shè)備包括高、低壓上料系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、壓榨系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)，詳見表2。
2．3經(jīng)濟(jì)比較
2．3．1對(duì)建設(shè)費(fèi)用的影響通過對(duì)上述兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，污泥處理噸水建設(shè)指標(biāo)由61．26元增加至133．03元，即污水處理廠建設(shè)投資增加72．77元/t水。主要體現(xiàn)在以下方面：（1）機(jī)械脫水工藝通常采用PAM進(jìn)行污泥調(diào)理，即能滿足泥餅含水率＜80％的要求。深度脫水濃縮階段需要投加PAM調(diào)理污泥，使含水率降低至60％，通常需投加石灰等藥劑，即增設(shè)石灰投加系統(tǒng)。石灰投加系統(tǒng)工作環(huán)境較差，通常單獨(dú)設(shè)石灰投加間。隔膜板框壓濾機(jī)所需廠房高度較高，通常均需10 m以上。（2）生化處理系統(tǒng)排出剩余污泥與污泥調(diào)理劑混凝后，可直接進(jìn)入帶機(jī)或離心機(jī)處理；而污泥深度處理系統(tǒng)，含水率過高的剩余污泥直接進(jìn)入系統(tǒng)將導(dǎo)致設(shè)備規(guī)模過大，經(jīng)濟(jì)性不合理，通常系統(tǒng)前需考慮重力濃縮或機(jī)械濃縮單元，從而降低污泥含水率。即增設(shè)污泥濃縮系統(tǒng)，相應(yīng)的廠房面積也需增大。
2．3．2對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的影響污泥深度處理藥劑費(fèi)和電費(fèi)有所增加，雖然處理后污泥體積減少，填埋和運(yùn)費(fèi)下降，但污泥深度處理后運(yùn)行費(fèi)用仍約增加15％。主要體現(xiàn)在以下方面：（1）電費(fèi)通過對(duì)比兩個(gè)項(xiàng)目用電量可知，污泥深度脫水用電量有較大增加。（2）藥劑費(fèi)板框壓濾機(jī)將污泥含水率降低至60％，通常需采用的藥劑為PAM、PAC、石灰或PAM、三氯化鐵和石灰，藥劑用量較大。（3）其他費(fèi)用污泥外運(yùn)處置費(fèi)。污泥脫水至含水率60％，相對(duì)80％含水率，污泥體積會(huì)減少至1/2，但是由于調(diào)理藥劑量較大，污泥增容較大，增容系數(shù)按1．5考慮，故污泥填埋及處置量為含水率80％時(shí)的3/4。人員工資。污泥深度處理增加了污泥處理工序，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，所需工作人員多，故人員工資約為污泥脫水至含水率80％的1．2倍。日常維護(hù)費(fèi)。污泥深度處理相對(duì)增加相關(guān)建構(gòu)筑物、設(shè)備的種量和數(shù)量，且管理水平相對(duì)提高，故日常維護(hù)費(fèi)用水平為污泥脫水至含水率80％的1．2倍。其他費(fèi)用水平相對(duì)污泥脫水至含水率80％保持不變。
3結(jié)論
污泥采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥深度脫水（廂式板框壓濾機(jī)）至含水率低于60％，與采用機(jī)械脫水（帶式濃縮脫水一體機(jī)）至含水率低于80％，建設(shè)費(fèi)用約增加70元/t水左右，其運(yùn)行成本可高出15％左右。因此在國(guó)家現(xiàn)行污泥處理要求下，現(xiàn)有污泥深度脫水處理技術(shù)的建設(shè)及運(yùn)行成本均較高，成為中小型水廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的沉重負(fù)擔(dān)，探索新的污泥處理工藝，改善現(xiàn)有處理工藝的減量化、資源化較低的處理現(xiàn)狀，仍是污水治理行業(yè)熱點(diǎn)問題。
