Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
隨著污水處理廠的普及，市政污泥已經(jīng)成為行業(yè)亟待解決的問題。污泥中含有大量的有機(jī)物和豐富的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，任意排入水體將會大量消耗水體中的氧，導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響水生物的生存；污泥中含有多種有毒物質(zhì)、重金屬和致病菌、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，處理不當(dāng)會傳播疾病、污染土壤和作物，并通過生物鏈轉(zhuǎn)嫁人類。市政污泥如果不進(jìn)行處理只能填埋，占用土地并可能產(chǎn)生二次污染。污泥不經(jīng)妥善處理而任意排放和堆置，必將對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，使已建成的污水廠不能充分發(fā)揮其消除環(huán)境污染的作用。因此污泥填埋屬于亟需淘汰的處置方式。而對于污泥進(jìn)行資源化處理，開闊其后續(xù)用途，可以變害為寶，使污泥在完成污水處理的使命后，繼續(xù)造福于社會。目前已經(jīng)被證實(shí)有效的資源化處理途徑包括：采用堆肥技術(shù)，將污泥變身為有機(jī)肥料；采用厭氧發(fā)酵技術(shù)，利用污泥制沼氣；采用焚燒技術(shù)利用污泥發(fā)電；采用制磚技術(shù)用污泥制作建筑材料等。這些處置方式技術(shù)難度不高，消納污泥的實(shí)施效果明顯。然而，這些資源化處理工藝的推進(jìn)必須先要實(shí)現(xiàn)污泥減量化。要實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和綜合利用，污泥脫水至關(guān)重要，只有把污泥含水率降至一定程度，資源化綜合利用才有可能。而污泥脫水的難易，除與水分在污泥中的存在形式有關(guān)外，還與污泥的成分有密切關(guān)系，而污泥成分則取決于來水水質(zhì)。總體來說，污泥顆粒越細(xì)、有機(jī)物含量越高，其脫水的難度越大。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，如何根據(jù)污泥性質(zhì)選用合適的污泥調(diào)理劑，將污泥高效減量化，成為眾多污水處理廠亟待解決的問題。
1 試驗(yàn)背景
鄭州市航空港區(qū)某污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬t/d，其 中污泥處理采用重力濃縮+板框壓濾，污泥進(jìn)入板框前需先進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)理，脫水后污泥含水率可降至65%～75%。其中污泥調(diào)理劑采用傳統(tǒng)的生石灰加鐵鹽，生石灰的投加量約為25%(絕干污泥的重量比)左右。由于脫水后的污泥中含有大量石灰，因此只能進(jìn)行衛(wèi)生填埋，不能再進(jìn)行其他資源化利用。隨著環(huán)保形式的日益嚴(yán)峻，原來的衛(wèi)生填埋已不能滿足環(huán)保要求，并且由于石灰量投加較大，管道機(jī)設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重，板框機(jī)濾布需要頻繁高壓沖洗才能保障生產(chǎn)效率，造成生產(chǎn)成本持續(xù)升高，員工勞動強(qiáng)度被迫增加，更換污泥調(diào)理劑勢在必行。經(jīng)過多方調(diào)研和實(shí)驗(yàn)室小試，本市一家化學(xué)制劑廠名為ZTS調(diào)理劑的有機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入上機(jī)階段。
2 試驗(yàn)內(nèi)容
用新型液態(tài)污泥調(diào)理劑替代原來生石灰加鐵鹽的復(fù)合調(diào)理劑，通過多批次生產(chǎn)驗(yàn)證，確定藥劑與現(xiàn)有系統(tǒng)的匹配程度，為污泥后續(xù)能夠資源化利用尋找可能性。原設(shè)計(jì)污泥處理流程如圖1所示。
其中儲泥池與污泥調(diào)理池聯(lián)建，其主要作用是將初沉污泥與重力濃縮后的污泥進(jìn)行混合后進(jìn)入調(diào)理池。由于運(yùn)行以來進(jìn)水有機(jī)物含量持續(xù)較低，因此初沉池沒有投運(yùn)，在實(shí)際運(yùn)行中，濃縮后的污泥靠靜壓自濃縮池進(jìn)入調(diào)理池后投加石灰和鐵鹽并進(jìn)行充分?jǐn)嚢杵渲惺沂窃谶M(jìn)泥完成后一次性投加。此次試驗(yàn)中，為了使污泥和調(diào)理劑充分混合，產(chǎn)品以液態(tài)方式投加，并且將調(diào)理池進(jìn)泥方式由濃縮后靜壓至調(diào)理池底部改為從儲泥池靠提升泵從調(diào)理池上方進(jìn)泥，在進(jìn)泥口附近同時(shí)投加液態(tài)ZTS調(diào)理劑，從而使調(diào)理劑與污泥能夠更均勻地混合。
3 試驗(yàn)方式
(1)在濃縮池往儲泥池補(bǔ)泥過程中多次取濃縮后泥樣進(jìn)行抽濾，根據(jù)抽濾效果確定加藥比例和加藥量；
(2)調(diào)理池在進(jìn)泥過程中池內(nèi)攪拌器調(diào)整為20 Hz；加藥結(jié)束后攪拌器按照20 Hz持續(xù)攪拌20 min，之后調(diào)整為10 Hz再攪拌40 min，然后通過進(jìn)泥泵向板框機(jī)進(jìn)泥。
4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析
實(shí)驗(yàn)自5月15日開始，持續(xù)6日 ，表1為參與試驗(yàn)的兩臺壓濾機(jī)每批次進(jìn)泥的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(其中ZTS的投加比例為體積百分比)與生石灰加鐵鹽做調(diào)理劑的調(diào)理方式相比，2號機(jī)進(jìn)泥量批次增加4～10 m3，泥餅含水率由原來的76%左右降至72%～73%。需要強(qiáng)調(diào)的是，在該11批次污泥處理期間，Plate and frame filter press濾布沖洗頻次由原來的每天一次降低至兩天一次，從每批次進(jìn)泥量來看，在含水率基本穩(wěn)定的情況下，進(jìn)泥量基本穩(wěn)定，說明經(jīng)過新型藥劑調(diào)理后的污泥分子較原來的脫水性能有所提升，這從脫后泥的含水率也能夠得到驗(yàn)證。3號壓濾機(jī)進(jìn)泥量由原來每批次40m3提升到48m3,在試驗(yàn)期間技術(shù)人員嘗試將進(jìn)泥螺桿泵的運(yùn)行波段進(jìn)行了調(diào)整，使進(jìn)泥階段流量變化更加平緩并適當(dāng)延長進(jìn)泥時(shí)間，從圖2中可以看到有部分批次的進(jìn)泥量達(dá)到了50 m3以上，同時(shí)泥餅含水率基本穩(wěn)定在70%以下，達(dá)到了運(yùn)行以來比較高的生產(chǎn)效率。通過兩臺板框機(jī)20多個(gè)批次的生產(chǎn)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用新型調(diào)理劑ZTS調(diào)理后每個(gè)框內(nèi)壓制的泥餅表面比較光滑，不易粘在濾板及濾布上，卸料時(shí)能夠自動脫落，同時(shí)在壓濾過程中，流出的清液比較清澈，試驗(yàn)過程中板框機(jī)運(yùn)行狀況平穩(wěn)，效率有所提升。
5 Conclusion
(1)新型液態(tài)調(diào)理劑投加方式簡單，便于根據(jù)濃縮后污泥性質(zhì)進(jìn)行定量控制，通過調(diào)整混合方式，能夠使調(diào)理劑和污泥混合充分反應(yīng)，從而增加每批次處理泥量并降低脫后含水率，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。
(2)由于新型調(diào)理劑添加量少，基本不會增加干污泥產(chǎn)量，與生石灰相比，較大幅度地降低了污泥外運(yùn)成本。
(3)脫水后污泥pH值接近中性，不影響后續(xù)堆肥、干化、焚燒等最終處置，為后續(xù)資源化利用奠定了良好的基礎(chǔ)，在技術(shù)上完全可以替深度脫水處理過程中代石灰加鐵鹽的調(diào)理方式。
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