1背景

根據(jù)2007年建設部發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠處置一混合填埋泥質(zhì)標準》和2008年環(huán)境保護部發(fā)布的《生活垃圾填埋污染物控制標準》，要求進入生活垃圾填埋場進行填埋處置的污泥含水率必須小于60％。目前常用的污泥機械脫水設備主要有真空過濾機、帶式filter press、離心脫水機、Plate and frame filter press、隔膜Chamber Filter Press和鋼制高壓壓濾機。其中帶式壓濾機、離心脫水機等一般只能保證出泥含水率在80％左右，Diaphragm chamber filter press和鋼制高壓壓濾機則具有出泥含水率低、可靠性強等優(yōu)點，采用化學藥劑進行調(diào)理改性，能實現(xiàn)脫水污泥含水率低于60％，是近年來污水廠污泥深度脫水處理的主要工藝設備。本文介紹了隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機的結構及工作流程，并對二者的技術特點進行了比較分析。

2壓濾脫水技術原理的發(fā)展概況壓濾脫水技術原理大致可以分成四個階段：

(1)利用壓力將泥漿中的大部分水壓榨出來，但濾餅里仍然留有較多的水分。(2)增加了二次壓榨，即在開板卸料前增加一次短時間的機械壓榨過程，進一步降低濾餅的含水率。(3)隨著濾板結構的變化，在濾板的表面上加蓋了一層橡膠膜，橡膠膜具有一定的彈性，當封閉的濾室內(nèi)充滿待過濾的泥漿后，往橡膠膜和濾板的夾層內(nèi)壓入高壓氣體或液體，使橡膠膜鼓起壓縮泥漿，進行擠壓脫水，該壓力在0．05—0．2MPa之間。通過橡膠膜的擠壓作用，可使泥餅的含水率降低2％一4％。由于橡膠膜的收縮，也可提高卸餅的效果。

(4)為了提高壓濾壓力，采用鋼制框加固的濾板，在濾板周邊鑲嵌橡膠條，這種濾板易于維修，防腐性好，承受的壓力大大提高，濾板對腔內(nèi)污泥的擠壓壓力最大可達5．0MPa。根據(jù)壓濾機的脫水原理及其結構的發(fā)展情況，壓濾脫水設備的發(fā)展主要分為三個階段：第一階段主要有板框式和廂式壓濾機，第二階段以隔膜廂式壓濾機為主，第三階段有高壓板框壓濾機。3隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機的組成結構及工作流程本文對目前較為常用的隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓板框壓濾機的主要結構組成、工作流程及技術特點進行介紹。

3．1隔膜廂式壓濾機隔膜廂式壓濾機由隔膜板和廂式濾板組成濾室，彈性隔膜板安裝在濾板和濾布之間，入料結束，過濾物在濾室中處理分離成固體和液體，再向隔膜板中通入氣體(空氣)或液體(水)，鼓起的隔膜壓迫濾餅，進一步降低濾餅含水率。diaphragm filter press的工作流程主要分為進料過濾、反吹、隔膜壓榨、拉板卸料、水洗5個步驟，一般情況下，壓濾機正常工作7-15d后進行1次水洗。進料過濾過程先由低壓污泥螺桿泵進料，再以高壓污泥螺桿泵進料，進料最高壓力可達1．2MPa。進料結束后，通1．5-1．8Mea高壓水(最高可達2．OMPa)進入隔膜內(nèi)，通過隔膜變形擠壓腔內(nèi)污泥，使污泥中的水壓濾出來。配合使用化學藥劑對污泥進行調(diào)理改性，出泥含水率可穩(wěn)定控制在60％以下。隔膜壓濾機具有壓榨壓力高、耐腐蝕性能好維修方便、安全可靠等優(yōu)點。在單位面積處理能力、降低濾餅水分、對處理物料的性質(zhì)的適應性等方面都表現(xiàn)出顯著的效果，如今隔膜壓濾機己被認為是普通廂式壓濾機的替代升級設備。針對不同的隔膜材質(zhì)，隔膜壓濾機可分為橡膠隔膜式和高分子彈性體隔膜式隔膜壓濾機。橡膠隔膜式壓濾機主要應用于弱酸、弱堿、及不是有機溶劑的過濾，在同等氣源氣量條件下，橡膠隔膜鼓膜是高分子隔膜鼓膜的三倍，可以大大降低能耗。高分子彈性體隔膜式壓濾機則用在強酸、強堿及有機溶劑物料，性能相對而言更為理想，使用壽命更長。

3．2鋼制高壓壓濾機鋼制高壓壓濾機在傳統(tǒng)壓濾機的基礎上進行了優(yōu)化設計，采用全鋼結構的濾板，通過在濾板上設置大量的小孔和通道，為壓榨過程提供水濾出的通道。經(jīng)過調(diào)理改性后的污泥通過柱塞泵打入濾板腔后，由油缸提供穩(wěn)定的壓力作用于濾板上，濾板之間的彈性機構在壓力作用下產(chǎn)生壓縮變形，對腔內(nèi)污泥施加平行穩(wěn)定、遞增式的壓力，持續(xù)的對腔內(nèi)污泥進行壓濾脫水，透過濾布析出的水經(jīng)過濾板小孔流出。鋼制高壓壓濾機的工作流程主要分為保壓、進料、壓榨、卸餅四個步驟，在進料之前，由油泵提供油缸壓力作用于壓緊板之上對濾板施加壓力直至壓力穩(wěn)定在1．OMea左右停止，以保證各濾板間隙的密封性。進料過程由柱塞泵將改性后的污泥泵送至壓濾機的濾板間隙中，進料泵的進料壓力范圍為1．0—1．5Mpa，最大可達2．OMea，一次進料時間一般在20-40min。在進料過程中，依據(jù)進料泵的進料壓力，擠壓壓濾機腔內(nèi)污泥，使腔內(nèi)污泥進行第一次脫水，當進料柱塞泵緩慢移動時，說明壓濾機腔內(nèi)污泥已飽和。進料完成后，由油罐提供壓力對腔內(nèi)污泥進行平行施壓，油缸對濾板的腔內(nèi)污泥擠壓，壓力一般為2．5-3．5Mea，最大可達5．0MPa，單次壓榨時間為20—25min。壓榨完成之后，退出油缸，進行卸餅操作，卸餅時間一般在lOmin左右。如發(fā)現(xiàn)腔內(nèi)污泥含水率過高時，可重復上述步驟，進行二次壓濾。

4隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機的技術經(jīng)濟比較綜上所述，隔膜壓濾機和鋼制高壓壓濾機在結構組成和工作流程上存在一定的不同，在實際應用中各有優(yōu)缺點，為此本文對隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機在工程應用中的技術經(jīng)濟進行比較分析。

隔膜廂式壓濾機相比，鋼制高壓壓濾機在壓濾周期、脫水污泥含水率、進料泵配置、壓濾壓力等多個方面具有一定優(yōu)勢，更易于工程的應用。在設備投資方面，鋼制高壓壓濾機的設備成本稍高，但其運行成本相對較低，可以根據(jù)污泥的最終處置方式選擇適當?shù)奶砑觿姑撍蟮哪囡災軌驖M足焚燒，堆肥等多種后續(xù)處置的要求。但鋼制高壓壓濾機存在單次處理量較低，要達到相同處理量，出泥批次更多，人員工作強度更大的缺點。

5鋼制高壓壓濾機的工程應用實例隔膜廂式壓濾機作為污泥深度脫水的常用設備，已廣泛應用于全國各地。鋼制高壓壓濾機則在近幾年開始慢慢的應用于城市污泥的深度脫水，在全國也建設了一些污泥脫水示范工程，如下所示。工程實例l：安徽省六安城北污水廠污泥深度脫水項目是六安城北污水廠提標改造項目(污水廠處理規(guī)模8萬噸／日)，于2011年10月開始建設，2012年1月建成投產(chǎn)。該項目將含水率99％左右的剩余污泥一次性深度脫水至含水率50％以下，經(jīng)深度脫水后的泥餅部分用于填埋，部分用于磚廠制磚。工程實例2：淮北市污泥深度脫水項目為BOT項目，項目地點淮北市丁樓污水處理廠內(nèi)，污水處理廠規(guī)模為12萬噸／日，于2012年11月開始建設，2013年5月建成投產(chǎn)。該項目將丁樓污水處理廠內(nèi)含水率99％左右的污泥，同時接受淮北市其他污水廠送來的含水率80％的污泥，合并處理至含水率50％以下的泥餅。經(jīng)深度脫水后的泥餅經(jīng)卜2天晾曬后降至含水率30％左右送至淮北市宇能垃圾電廠協(xié)同焚燒發(fā)電。工程實例3：阜陽市潁南污水處理廠污泥深度脫水工程，于2013年10月開始建設，2014年4月建成投產(chǎn)。該項目將阜陽市潁南污水廠含水率99％的污泥經(jīng)濃縮后含水率在90—95％，濃縮后的污泥經(jīng)過加藥調(diào)理改性，再深度脫水至含水率50％左右，經(jīng)卜2天晾曬后降至含水率30％左右送至垃圾電廠協(xié)同焚燒發(fā)電。

6結論目前，隔膜壓濾機在污泥深度脫水中的應用較為廣泛，脫水后泥餅的含水率能穩(wěn)定保持在60％以下，但因隔膜壓濾機需事先添加FeCl。和CaO對污泥進行調(diào)理改性，且添加量較大，壓濾后的泥餅僅滿足混合填埋泥質(zhì)的要求。鋼制高壓壓濾機則可以通過選擇不含氯離子、石灰等的環(huán)保型藥劑或生物質(zhì)藥劑等不同的調(diào)理改性劑，對污泥進行多級調(diào)理，分級改性，使脫水后的泥餅能夠滿足焚燒，堆肥等多種后續(xù)處置的要求，拓寬了污泥深度脫水技術的應用范圍。在工程設計中，我們需要根據(jù)污泥的最終處置方式選擇脫水設備，以有效地降低污泥前端處理處置的投資成本和運營成本。

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