introductory

Plate and frame filter press較其他脫水設(shè)備而言，有著污泥脫水含固率較高的特點(diǎn)，在目前垃圾填埋土地資源越來越緊缺的情況下，板框壓濾機(jī)在許多水廠中得到了應(yīng)用，逐漸成為污泥減量的重要手段之一。板框壓濾機(jī)內(nèi)部參數(shù)的可調(diào)性較小，因此對整個(gè)脫水系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化顯得尤為重要。本文通過對筆架山水廠的隔膜板框壓濾脫水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改造優(yōu)化，探討改善板框壓濾機(jī)工作運(yùn)行工況的可行措施，并為生產(chǎn)提供指導(dǎo)性建議。

1水廠污泥脫水系統(tǒng)介紹

１.１ 污泥脫水系統(tǒng)

山水廠設(shè)計(jì)能力５２萬m３／d，目前供水量約２０萬m３／d，有一套完整的污泥回收及處理工藝，可滿足零排放的環(huán)保要求，具體工藝流程見圖１.

生產(chǎn)廢水主要為砂濾池和炭濾池反沖洗廢水和絮凝沉淀池排泥水。回流水池接受砂濾池和炭濾池的反沖洗廢水，其上清液回流至原水配水井，底泥進(jìn)入均衡池。均衡池共２座，接受絮凝沉淀池以及回流水池的排泥水，污泥含水率９９暢０％ ～ ９９暢７％ 。均衡池內(nèi)設(shè)浮動(dòng)槽，上清液通過浮動(dòng)槽重力排到提升泵房內(nèi)的集水池后回流至配水井，底泥則經(jīng)提升泵送入濃縮池。濃縮池共設(shè)２座，為中心輻流式進(jìn)泥，底泥經(jīng)濃縮后污泥濃度達(dá)到２％ ～ ５％ ，再經(jīng)儲泥池進(jìn)入壓濾機(jī)壓成泥餅外運(yùn)至垃圾處理場。

１.２ 隔膜壓濾系統(tǒng)隔膜壓濾系統(tǒng)共設(shè)２臺隔膜式板框壓濾機(jī)，系統(tǒng)工作過程如圖２所示：首先進(jìn)泥泵啟動(dòng)，過濾開始時(shí)，濾液排出管上的閥門關(guān)閉，保證壓濾機(jī)快速穩(wěn)定地充滿。進(jìn)泥壓力逐漸升高，達(dá)到０暢２MPa后，濾液排出管上的閥門開啟，進(jìn)泥過程繼續(xù)，以０暢０２MPa步長逐漸增加壓力，直到０暢７５MPa，以０暢７５MPa的壓力持續(xù)進(jìn)泥５ ０００s。進(jìn)泥結(jié)束后，隔膜擠壓系統(tǒng)開始工作，擠壓泵開啟，擠壓水進(jìn)入板框壓濾機(jī)并對污泥進(jìn)行壓榨，最大壓力可達(dá)１暢３MPa。壓榨結(jié)束后，空壓機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)并開始中心吹泥，將管道內(nèi)殘余泥漿吹回到儲泥池中，壓力逐漸下降，擠壓水回流至隔膜擠壓系統(tǒng)中。

該套污泥脫水系統(tǒng)在在試運(yùn)行階段運(yùn)行正常，但不久后開始出現(xiàn)一系列問題：進(jìn)泥量只達(dá)到１５m３／框，每個(gè)進(jìn)泥周期很短，僅４ ２００s左右，板框壓濾機(jī)從０到０暢７５MPa的進(jìn)泥壓力僅持續(xù)１ ５００s左右，導(dǎo)致員工的工作量很大，而且出泥量少，工作效率低。對濾布進(jìn)行人工浸泡（稀鹽酸）并歷經(jīng)２０d的拆布換布后，初期運(yùn)行效果有很大的提高，卸泥也不需要人工干預(yù)，但持續(xù)２ ～ ３個(gè)月后效果又變差。初步認(rèn)定為污泥調(diào)質(zhì)欠佳而導(dǎo)致濾布工況迅速變差，因此對絮凝劑投藥點(diǎn)及投藥量進(jìn)行了優(yōu)化和改造。

2投藥點(diǎn)優(yōu)選

絮凝劑投藥點(diǎn)的位置影響藥劑與污泥的混合效果，為考察絮凝劑與污泥的不同混合效果，在板框壓濾機(jī)入口的不同距離進(jìn)行了４個(gè)階段的投藥點(diǎn)改造。藥劑選用９９２０型陽離子PAM，配置濃度為１暢５ ‰ 。投藥點(diǎn)改造方案具體如下：

（１）投藥點(diǎn)一（最初設(shè)定） ：加藥點(diǎn)在板框壓濾機(jī)前距離１m的進(jìn)泥管上，PAM與污泥的混合時(shí)間相當(dāng)短，幾乎剛加入便進(jìn)入隔膜式板框壓濾機(jī)。（２）投藥點(diǎn)二（前移投加） ：加藥點(diǎn)前移至進(jìn)泥泵后的輸泥管上，距隔膜式板框壓濾機(jī)約２０m，PAM與污泥的反應(yīng)時(shí)間得到了適當(dāng)?shù)难娱L。

（３）投藥點(diǎn)三（前移投加） ：加藥點(diǎn)在儲泥池上端，進(jìn)一步延長PAM與污泥的反應(yīng)時(shí)間。

（４）投藥點(diǎn)四（前移－多點(diǎn)投加） ：將加藥點(diǎn)設(shè)為多點(diǎn)投加，增加兩條加藥管，１條放置于送泥泵的出口（儲泥池上端） ，當(dāng)濃縮池底部污泥進(jìn)入脫水車間的儲泥池時(shí)，人工打開加藥管，讓新進(jìn)儲泥池的泥和藥先進(jìn)行１次簡單的混合；另１條放置于進(jìn)泥泵入口（儲泥池底部） ，當(dāng)進(jìn)泥泵開始進(jìn)泥時(shí)，人工打開加藥閥門，讓藥再與泥進(jìn)行１次泵攪拌后才進(jìn)入壓濾機(jī)。通過各不同階段的運(yùn)行對４個(gè)投藥點(diǎn)的運(yùn)行效果進(jìn)行對比，其中污泥含固率檢測方法采用重量法，直觀指標(biāo)現(xiàn)場測量。投藥點(diǎn)四的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其他３個(gè)投藥點(diǎn)，在進(jìn)泥濃度沒有明顯變化的情況下，相對于初設(shè)的投藥點(diǎn)一，每個(gè)壓濾周期的平均處理量幾乎上升了一倍，同時(shí)，濾布的工況得到改善，濾布機(jī)洗及酸洗的周期都得到延長，卸泥也更加順暢，減少了人工干預(yù)的程度，大大減少了人工成本。出泥泥餅的含水率有一定的下降，且泥餅的平均厚度增加，表明板框壓濾機(jī)的處理效率得到了提高。其主要原因是由于投藥點(diǎn)四將投藥點(diǎn)不斷前移并將單點(diǎn)投加改進(jìn)為多點(diǎn)投加，改善了污泥與PAM的混合效果，同時(shí)為兩者的絮凝反應(yīng)提供了適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，從而使污泥調(diào)質(zhì)效果得到提升，板框壓濾機(jī)的運(yùn)行工況也得到了較大的改善。因此，投藥點(diǎn)四為最佳投點(diǎn)方案。

3投藥量優(yōu)化

在山水廠儲泥池中投加不同量的９９２０型PAM（配置濃度為１暢５ ‰ ）進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)，隨后由進(jìn)泥泵將污泥送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。通過測定不同壓榨批次的泥餅含固率、濾液懸浮顆粒物（SS） 、固體回收率及干泥產(chǎn)量等指標(biāo)，考察不同投藥量情況下，隔膜式板框壓濾機(jī)的運(yùn)行工況。污泥含固率檢測方法采用重量法，濾液SS測定采用美國哈希HACH眗DR８９０檢測儀，干泥量根據(jù)污泥含固率計(jì)算，固體回收率根據(jù)進(jìn)出泥含固率、濾液SS計(jì)算。不同投藥量對出泥含固率及干泥量的影響如圖３ 、圖４所示。對于出泥含固率，當(dāng)投藥量增加的情況下污泥含固率有上升趨勢，且從３暢０kg／tDS增加至３暢５kg／tDS時(shí)，污泥調(diào)質(zhì)效果提升最大。就平均每壓濾周期的干泥產(chǎn)量而言，當(dāng)投藥量為３暢０kg／tDS時(shí)最優(yōu)，３暢５kg／tDS及４暢０kg／tDS次之，２暢５kg／tDS時(shí)最差。板框壓濾機(jī)每周期的干泥產(chǎn)量與濃縮池的運(yùn)行情況有較為密切的關(guān)系，目前筆架山水廠的濃縮池運(yùn)行情況較為穩(wěn)定，出泥含固率基本維持在２％ ～ ５％ ，出泥濃度能保持在較穩(wěn)定水平，因此干泥產(chǎn)量反映了濾布的運(yùn)行情況。當(dāng)投藥量不足時(shí)，污泥調(diào)質(zhì)不足，細(xì)小顆粒物容易堵塞濾布；當(dāng)投藥量過大時(shí)，不僅浪費(fèi)，且易出現(xiàn)PAM自身包裹的情況，同時(shí)影響藥劑與污泥的混合均勻度，這一點(diǎn)在日常實(shí)際生產(chǎn)過程中也能發(fā)現(xiàn)，投藥過量時(shí)濾布上會(huì)有PAM的殘余。就本次試驗(yàn)結(jié)果來看，３暢０ ～３暢５kg／tDS均屬可采納投藥量。投藥量對固體回收率及濾液SS的影響。考慮隔膜式板框壓濾機(jī)采用雙層濾布，對給水廠污泥的過濾效果較好，固體回收率均達(dá)９９暢９％以上，濾液SS均低于３５mg／L，因此投藥量的改變對這兩項(xiàng)指標(biāo)影響較小。如將本次生產(chǎn)性試驗(yàn)所有批次的進(jìn)泥含固率與濾液SS相關(guān)聯(lián)，可看出兩者之間有一定的正相關(guān)性。說明在試驗(yàn)采用的投藥量下，進(jìn)泥含固率對濾液SS有一定的影響，原因可能在于污泥含固率過高會(huì)影響藥劑與污泥的混合均勻度，導(dǎo)致調(diào)質(zhì)效果變差。因此針對水廠而言，實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營中應(yīng)盡量保證濃縮池的出泥含固率保持在較為穩(wěn)定的水平，不宜過高。綜合考慮以上指標(biāo)，水廠在目前的生產(chǎn)條件下最佳投藥量在３暢０ ～ ３暢５kg／tDS。同時(shí)考慮到原水水質(zhì)變化、進(jìn)泥含固率與濾液懸浮顆粒物濃度關(guān)系泥性質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生影響，應(yīng)定期進(jìn)行現(xiàn)場測定，控制投藥量為最優(yōu)狀態(tài)。

4 Conclusion

對于水廠的隔膜式板框壓濾機(jī)而言，投藥點(diǎn)的適當(dāng)前移，并采取多點(diǎn)投加的方式，增加了PAM藥劑與污泥的混合均勻度，延長了反應(yīng)時(shí)間，出泥泥餅厚度、污泥處理量以及濾布清洗周期等方面均得到了一定的提升。

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