隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大量生產(chǎn)生活污水排放與治理成為人們關(guān)注的重點(diǎn)話題。不少污水處理廠污水處理壓力越來(lái)越大，特別是一些城鎮(zhèn)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(shù)攜帶大量有毒有害物質(zhì)，若不能及時(shí)有效處理，隨意滯留堆積將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生更為嚴(yán)重的影響。目前，社會(huì)公眾及治污行業(yè)普遍將混合填埋作為污泥處理的可行方案，我國(guó)已經(jīng)就相關(guān)污泥填埋處理工作制定了可靠的科學(xué)技術(shù)規(guī)范《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(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(wú)法實(shí)現(xiàn)有效填埋的，后續(xù)治理問(wèn)題依然存在。針對(duì)規(guī)范中的基本要求，傳統(tǒng)使用的帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等機(jī)械設(shè)備是難以適用的，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，這些機(jī)械并不能實(shí)現(xiàn)最佳脫水效果，其污泥含水率仍在 60% 以上，且多數(shù)處于 78％水平線附近。隨著隔膜式板框壓濾機(jī)的誕生，其自身操作便捷、性能可靠、出泥含固率高等優(yōu)勢(shì)，能夠在正常工作中積極發(fā)揮，在化學(xué)調(diào)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(jī)概述
1、隔膜式板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)組成
隔膜式板框壓濾機(jī)通常由幾部分組成：機(jī)座與支撐結(jié)構(gòu)體、機(jī)架、進(jìn)料口與進(jìn)氣口、濾板與濾布、水洗架、壓力泵、隔膜板、壓緊板、液壓系統(tǒng)以及電控柜等。
2、隔膜式板框壓濾機(jī)工作原理
隔膜式板框壓濾機(jī)工作原理為：大量污泥通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)身，壓力泵向壓濾機(jī)隔膜板中高壓注水，產(chǎn)生的隔膜張力將被用于擠壓污泥，從而得到脫水效果。經(jīng)過(guò)必要的濾布排出濾液后，留下固體經(jīng)濾布阻隔進(jìn)一步集聚，形成可靠的低含水性物質(zhì)。
3、隔膜式板框壓濾機(jī)應(yīng)用關(guān)鍵參數(shù)
?。?）進(jìn)泥含水率。通常，準(zhǔn)確進(jìn)入到隔膜式板框壓濾機(jī)內(nèi)的污泥初始含水率就應(yīng)該積極控制在較低水平，如在進(jìn)料口中混入高含水率的污泥，將增加污泥調(diào)理的難度，無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成進(jìn)料，而且進(jìn)料不順暢還會(huì)導(dǎo)致污泥螺桿泵流量提升，導(dǎo)致整個(gè)泵體的功率增加，電能消耗增大，且對(duì)硬件裝置的損耗也會(huì)增大。原則上，要控制進(jìn)料口出的待脫水污泥達(dá)到 98% 以下的含水率。
?。?）固體污泥量。隔膜式板框壓濾機(jī)每一次運(yùn)行處理所能接受的固體污泥量始終保持在一個(gè)設(shè)定值范圍內(nèi)。從機(jī)械的構(gòu)造特點(diǎn)就能看出，污泥是需要在板框壓濾機(jī)的濾室內(nèi)產(chǎn)生過(guò)濾與擠壓作用的，這樣的容積自然是相對(duì)固定的。當(dāng)前，市面上常見(jiàn)的壓濾機(jī)設(shè)計(jì)為 800㎡壓濾面積，其自身的機(jī)體濾室容積設(shè)計(jì)為 16080L。因此，一次進(jìn)料可實(shí)現(xiàn)吞吐的最大固體污泥量應(yīng)保持在設(shè)計(jì)量值的 85%以上，不能低于最低限值，當(dāng)然最高也就實(shí)現(xiàn) 100%的滿容量狀態(tài)。根據(jù)隔膜式板框壓濾機(jī)的工作原理，一旦完成進(jìn)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(chǎn)生足夠量的隔膜張力，擠壓板間污泥進(jìn)料后完成脫水工作。如果隔膜板間的污泥含量不在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，那么空間無(wú)端增大的情況下，高壓注入的水量增加，容易導(dǎo)致隔膜出現(xiàn)擠破異常狀況，大量高壓水外泄流出，將流入電機(jī)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(jī)中的隔膜板通常采用“TPE 彈性物質(zhì)、無(wú)堿玻纖、增強(qiáng)聚丙烯”等化學(xué)有機(jī)材料合成，從而具備抗高溫、高壓的性能。一旦壓榨運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)后，壓榨壓力達(dá)不到要求，就不能實(shí)現(xiàn)隔膜板的隔膜有效鼓脹，張開(kāi)無(wú)力或不充分自然影響到整個(gè)機(jī)械的深度脫水效果。在工業(yè)運(yùn)用中，壓榨壓力通常要高于 1MPa 標(biāo)準(zhǔn)。
隔膜式板框壓濾機(jī)處理污泥深度脫水的典型工程應(yīng)用
某污水處理廠為某村鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠，在污泥深度脫水工程設(shè)計(jì)中，主采“重力濃縮 + 污泥化學(xué)調(diào)理 + 隔膜式板框壓濾機(jī)” 綜處工藝，以污泥進(jìn)料含水率 80% 來(lái)計(jì)算，日常處理污泥規(guī)?？蛇_(dá)到為每日 200t常量。
該污水處理廠的污泥深度脫水系統(tǒng)中共裝配 4 臺(tái)隔膜式板框壓濾機(jī)，采用“三用一備”運(yùn)行模式，四臺(tái)設(shè)備之間互為備用。三臺(tái)運(yùn)行壓濾機(jī)中，1 號(hào)機(jī)主要用于進(jìn)料、2 號(hào)機(jī)主要用于壓榨、3 號(hào)機(jī)主要用于退泥，三臺(tái)機(jī)械運(yùn)動(dòng)中彼此交替。4 號(hào)機(jī)處于熱準(zhǔn)備階段，以為其他機(jī)械出現(xiàn)機(jī)器故障需要停機(jī)維護(hù)等情況。整個(gè)系統(tǒng)選用的隔膜式板框壓濾機(jī)，其有效過(guò)濾面積達(dá)到 800㎡。
隔膜式板框壓濾機(jī)的工作流程及應(yīng)用效果
1、濃縮
某處污水處理廠中經(jīng)污水處理后得到的剩余污泥，經(jīng)過(guò)必要板框壓濾機(jī)時(shí)的含水率在98%以下，含水率降低的同時(shí)，污泥整體體積降至原先的2/5，降低了調(diào)理環(huán)節(jié)的難度。同時(shí)，該處污水處理廠還接受來(lái)自其他污水處理廠含水率達(dá)到80%的脫水污泥，采用污泥螺桿泵按相應(yīng)體積比提升至調(diào)理池。
2、調(diào)理
調(diào)理池一次接受調(diào)理的污泥量共110m3體積，可供 1 臺(tái)壓濾機(jī)使用。調(diào)理是確保污泥可順利進(jìn)入隔膜式板框壓濾機(jī)的重要工序。通常，調(diào)理需要添加絮凝劑、助凝劑等輔助溶劑，調(diào)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(jìn)污泥脫水效果。各種輔助化學(xué)藥劑在污泥進(jìn)池過(guò)程中添加，一般在一刻鐘時(shí)間內(nèi)添加完成，并經(jīng)過(guò)半小時(shí)攪拌即可發(fā)揮作用 。接受調(diào)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(jī)。
3、壓濾機(jī)深度脫水
隔膜式板框壓濾機(jī)常見(jiàn)的工作流程有幾個(gè)主要步驟：進(jìn)料、過(guò)濾、反吹、壓榨、卸料、水洗。其中的水洗步驟一般需要按照機(jī)械運(yùn)行實(shí)況來(lái)操作，基本保持一周或兩周水洗一次。進(jìn)料時(shí)，時(shí)長(zhǎng)應(yīng)控制在 2h 左右，確保進(jìn)料壓力始終能夠達(dá)到高限要求。反吹過(guò)程應(yīng)執(zhí)行兩次，第一次可提高污泥過(guò)濾餅含固率，第二次將啟動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)，反吹洗其中的殘留污泥與濾液。反吹時(shí)長(zhǎng)通常保持 10s 即可。壓榨過(guò)程中注入高壓水的最高水壓應(yīng)為 2MPa，一般將隔膜壓榨時(shí)間控制在 1—2h。經(jīng)濾布阻隔后的固體物質(zhì)能夠有效提升污泥含固率。整個(gè)拉板卸料的過(guò)程，應(yīng)該保持時(shí)長(zhǎng)在 1.5h 左右，這樣可充分保障整個(gè)濾布的震動(dòng)，完成污泥濾餅的退出和拆卸。
應(yīng)用效果分析
該污水處理廠在污泥深度脫水工程項(xiàng)目中，積極應(yīng)用隔膜式板框壓濾機(jī)，投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，單臺(tái)壓濾機(jī)一次能夠直接調(diào)理相當(dāng)于干性污泥 4t含量的污泥量，相當(dāng)于處于污水超 2 萬(wàn) m3。從運(yùn)行成本及費(fèi)用上看，運(yùn)行成本稍高于傳統(tǒng)帶式脫水機(jī)，但與其他類似技術(shù)的運(yùn)行相比較為合理。
結(jié)束語(yǔ)
為保障基本的填埋污泥含水量達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，一些污水處理廠積極采用隔膜式板框壓濾機(jī)來(lái)完成污泥深度脫水，實(shí)現(xiàn)了高效率的污泥含水率控制效果。隔膜式板框壓濾機(jī)在污水處理廠的污泥深度脫水工程應(yīng)用中效果顯著，能夠配合化學(xué)調(diào)理方法有效完成治污埋泥目的，從而滿足了相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，提升了治污效果。
