隔膜式板框壓濾機對污泥深度脫水的應用效果研究
發布時間：2022-10-28
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隨著城鎮化進程的不斷推進，大量生產生活污水排放與治理成為人們關注的重點話題。不少污水處理廠污水處理壓力越來越大，特別是一些城鎮污水處理廠其污泥含量往往較高，直接影響到污水處理的效果。污泥中多數攜帶大量有毒有害物質，若不能及時有效處理，隨意滯留堆積將對周圍環境產生更為嚴重的影響。目前，社會公眾及治污行業普遍將混合填埋作為污泥處理的可行方案，我國已經就相關污泥填埋處理工作制定了可靠的科學技術規范《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質》(CJ/T249—2007)，其中，要求所填埋的污泥基本含水率要低于 60%，這一基本要求若不能滿足，污泥是無法實現有效填埋的，后續治理問題依然存在。針對規范中的基本要求，傳統使用的帶式壓濾機、離心脫水機等機械設備是難以適用的，在正常運行狀態下，這些機械并不能實現最佳脫水效果，其污泥含水率仍在 60% 以上，且多數處于 78％水平線附近。隨著隔膜式板框壓濾機的誕生，其自身操作便捷、性能可靠、出泥含固率高等優勢，能夠在正常工作中積極發揮，在化學調理方式的配合下有效控制污泥的含水率居于 60％以下。
隔膜式板框壓濾機概述
1、隔膜式板框壓濾機結構組成
隔膜式板框壓濾機通常由幾部分組成：機座與支撐結構體、機架、進料口與進氣口、濾板與濾布、水洗架、壓力泵、隔膜板、壓緊板、液壓系統以及電控柜等。
2、隔膜式板框壓濾機工作原理
隔膜式板框壓濾機工作原理為：大量污泥通過進料口進入機身，壓力泵向壓濾機隔膜板中高壓注水，產生的隔膜張力將被用于擠壓污泥，從而得到脫水效果。經過必要的濾布排出濾液后，留下固體經濾布阻隔進一步集聚，形成可靠的低含水性物質。
3、隔膜式板框壓濾機應用關鍵參數
（1）進泥含水率。通常，準確進入到隔膜式板框壓濾機內的污泥初始含水率就應該積極控制在較低水平，如在進料口中混入高含水率的污泥，將增加污泥調理的難度，無法在規定時間內完成進料，而且進料不順暢還會導致污泥螺桿泵流量提升，導致整個泵體的功率增加，電能消耗增大，且對硬件裝置的損耗也會增大。原則上，要控制進料口出的待脫水污泥達到 98% 以下的含水率。
（2）固體污泥量。隔膜式板框壓濾機每一次運行處理所能接受的固體污泥量始終保持在一個設定值范圍內。從機械的構造特點就能看出，污泥是需要在板框壓濾機的濾室內產生過濾與擠壓作用的，這樣的容積自然是相對固定的。當前，市面上常見的壓濾機設計為 800㎡壓濾面積，其自身的機體濾室容積設計為 16080L。因此，一次進料可實現吞吐的最大固體污泥量應保持在設計量值的 85%以上，不能低于最低限值，當然最高也就實現 100%的滿容量狀態。根據隔膜式板框壓濾機的工作原理，一旦完成進料，污泥就需要在隔膜板中注入高壓水從而有效鼓張隔膜，使得隔膜產生足夠量的隔膜張力，擠壓板間污泥進料后完成脫水工作。如果隔膜板間的污泥含量不在設計范圍內，那么空間無端增大的情況下，高壓注入的水量增加，容易導致隔膜出現擠破異常狀況，大量高壓水外泄流出，將流入電機等處，容易造成更大的意外事故。
（3）壓榨壓力。隔膜式板框壓濾機中的隔膜板通常采用“TPE 彈性物質、無堿玻纖、增強聚丙烯”等化學有機材料合成，從而具備抗高溫、高壓的性能。一旦壓榨運動啟動后，壓榨壓力達不到要求，就不能實現隔膜板的隔膜有效鼓脹，張開無力或不充分自然影響到整個機械的深度脫水效果。在工業運用中，壓榨壓力通常要高于 1MPa 標準。
隔膜式板框壓濾機處理污泥深度脫水的典型工程應用
某污水處理廠為某村鎮級污水處理廠，在污泥深度脫水工程設計中，主采“重力濃縮 + 污泥化學調理 + 隔膜式板框壓濾機” 綜處工藝，以污泥進料含水率 80% 來計算，日常處理污泥規模可達到為每日 200t常量。
該污水處理廠的污泥深度脫水系統中共裝配 4 臺隔膜式板框壓濾機，采用“三用一備”運行模式，四臺設備之間互為備用。三臺運行壓濾機中，1 號機主要用于進料、2 號機主要用于壓榨、3 號機主要用于退泥，三臺機械運動中彼此交替。4 號機處于熱準備階段，以為其他機械出現機器故障需要停機維護等情況。整個系統選用的隔膜式板框壓濾機，其有效過濾面積達到 800㎡。
隔膜式板框壓濾機的工作流程及應用效果
1、濃縮
某處污水處理廠中經污水處理后得到的剩余污泥，經過必要板框壓濾機時的含水率在98%以下，含水率降低的同時，污泥整體體積降至原先的2/5，降低了調理環節的難度。同時，該處污水處理廠還接受來自其他污水處理廠含水率達到80%的脫水污泥，采用污泥螺桿泵按相應體積比提升至調理池。
2、調理
調理池一次接受調理的污泥量共110m3體積，可供 1 臺壓濾機使用。調理是確保污泥可順利進入隔膜式板框壓濾機的重要工序。通常，調理需要添加絮凝劑、助凝劑等輔助溶劑，調高酸堿度，改善污泥脫水性能，降低或減弱污泥課粒的附水性能，促進污泥脫水效果。各種輔助化學藥劑在污泥進池過程中添加，一般在一刻鐘時間內添加完成，并經過半小時攪拌即可發揮作用 。接受調理的污泥不可久放，基本可得到 96%左右的混合污泥，利用污泥螺桿泵提升送至隔膜式板框壓濾機。
3、壓濾機深度脫水
隔膜式板框壓濾機常見的工作流程有幾個主要步驟：進料、過濾、反吹、壓榨、卸料、水洗。其中的水洗步驟一般需要按照機械運行實況來操作，基本保持一周或兩周水洗一次。進料時，時長應控制在 2h 左右，確保進料壓力始終能夠達到高限要求。反吹過程應執行兩次，第一次可提高污泥過濾餅含固率，第二次將啟動壓縮空氣系統，反吹洗其中的殘留污泥與濾液。反吹時長通常保持 10s 即可。壓榨過程中注入高壓水的最高水壓應為 2MPa，一般將隔膜壓榨時間控制在 1—2h。經濾布阻隔后的固體物質能夠有效提升污泥含固率。整個拉板卸料的過程，應該保持時長在 1.5h 左右，這樣可充分保障整個濾布的震動，完成污泥濾餅的退出和拆卸。
應用效果分析
該污水處理廠在污泥深度脫水工程項目中，積極應用隔膜式板框壓濾機，投產運行以來，單臺壓濾機一次能夠直接調理相當于干性污泥 4t含量的污泥量，相當于處于污水超 2 萬 m3。從運行成本及費用上看，運行成本稍高于傳統帶式脫水機，但與其他類似技術的運行相比較為合理。
結束語
為保障基本的填埋污泥含水量達到技術標準要求，一些污水處理廠積極采用隔膜式板框壓濾機來完成污泥深度脫水，實現了高效率的污泥含水率控制效果。隔膜式板框壓濾機在污水處理廠的污泥深度脫水工程應用中效果顯著，能夠配合化學調理方法有效完成治污埋泥目的，從而滿足了相關規范標準的基本要求，提升了治污效果。
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