隔膜壓濾機(jī)在污泥深度脫水中的應(yīng)用研究

郭望淵，陳科慶

（浙江杰為凱環(huán)保科技有限公司，浙江 湖州 313219）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人民生活水平的日益提高、城市化進(jìn)程加快、城市人口大幅增長，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。那么，怎樣迅速地解決因城市發(fā)展而產(chǎn)生的大量污水、污泥，成為相關(guān)工作者的重要研究課題。目前，國內(nèi)的污泥脫水處理廠所采用的設(shè)備相對滯后，只有一少部分污泥脫水處理廠使用廂式壓濾機(jī)，而大部分采用的仍然是帶式壓濾機(jī)，而帶式壓濾機(jī)過濾后泥餅的含水量會(huì)超過70%，從而增加了泥餅的運(yùn)輸難度和運(yùn)輸成本。另外，還有很多污泥脫水處理廠采用填埋的方式處理泥餅，而采用這種方式會(huì)造成水資源被二次污染。在這樣的背景情況下，就要盡快開發(fā)出高效的污泥深度脫水設(shè)備，及研發(fā)出與其相匹配的污泥脫水高效預(yù)處理技術(shù)，從而組成污泥高效脫水工藝，這樣就能夠有效地解決污泥脫水的難題。

1 隔膜壓濾機(jī)的發(fā)展概況

在固液分離行業(yè)當(dāng)中，隔膜壓濾機(jī)是非常重要的過濾設(shè)備，其比較適合用到對物料的過濾分離工作中。隔膜濾板誕生在歐洲，20 世紀(jì)90 年代初，德國的一家公司就研發(fā)出了隔膜濾板，而國內(nèi)對隔膜濾板的研發(fā)工作起步比較晚。不過因?yàn)榻?jīng)濟(jì)和市場的需求，讓國內(nèi)的隔膜濾板制造工作得到了迅速的發(fā)展，而且在技術(shù)以及質(zhì)量方面也得到了很大程度的提升。目前，國內(nèi)的壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的隔膜壓濾機(jī)已達(dá)到了較高的水平，完全能夠滿足各種過濾工藝的需求。隔膜濾板的最大壓榨壓力能夠達(dá)到2.5MPa 以上，這個(gè)壓榨壓力能夠完全滿足在污泥脫水行業(yè)的需求。

2 污泥脫水隔膜壓濾機(jī)壓榨工藝

在污泥脫水技術(shù)當(dāng)中，隔膜壓濾機(jī)是非常重要的組成部分。污泥脫水隔膜壓濾機(jī)壓榨工藝主要分為污泥預(yù)處理、污泥過濾和泥餅隔膜壓榨三個(gè)階段。

污泥的預(yù)處理，加藥和攪拌裝置是污泥污預(yù)處理的主要設(shè)備，污泥處理技術(shù)是，在污泥污水里加入適量的絮凝劑等預(yù)處理藥劑，容量最好保持在0.4%～0.5%，并通過攪拌均勻后加入污泥存儲(chǔ)池中，通過化學(xué)反應(yīng)后，污泥污水的特征會(huì)得到改善，這樣污水里包含的污泥成分會(huì)迅速濃縮，而形成固體顆粒，使污水里的含固量達(dá)到過濾的要求，這樣就容易在濾室形成濾餅層，為提高過濾效率創(chuàng)造良好的條件。

污泥脫水過濾，采用進(jìn)料泵將泥漿打入壓濾機(jī)，利用進(jìn)料泵的壓力進(jìn)行過濾并在濾板濾室內(nèi)形成泥餅，進(jìn)料壓力最好保持在1.0 ～1.2MPa 的范圍內(nèi)，通過泥漿濃度的實(shí)際情況來確定進(jìn)料的壓力，過濾介質(zhì)濾布截留污泥里所含有的固體顆粒，在濾室內(nèi)形成泥餅，濾液通過隔膜濾板的出液孔排出，當(dāng)泥餅充滿濾室內(nèi)后過濾結(jié)束。

泥餅隔膜壓榨，在泥餅形成后，開始隔膜壓榨，此時(shí)將壓榨壓力設(shè)為2.0MPa 給泥餅進(jìn)行壓榨，壓榨保壓時(shí)間最好在10 ～15min，這樣就可以較好地改變污泥中水的狀態(tài)，從而減少泥餅里的含水量。采用隔膜壓榨工藝，能夠在厭氧消化期間解決細(xì)胞壁無法清除的難題。使用隔膜濾板壓榨工藝，能夠很大程度的提高污泥脫水的效率，通常情況下含水量不會(huì)高于55%。由于污泥含水量很高，體積很大，且呈流動(dòng)性，經(jīng)隔膜壓榨工藝脫水后，污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)，便于運(yùn)輸和后續(xù)的處理和利用。

3 污泥脫水隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

隔膜濾板的可變?yōu)V室采用增強(qiáng)聚丙烯襯板和橡塑彈性體膜片整體熔焊結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的耐化學(xué)性和抗疲勞性能。隔膜濾板雙面可鼓起的隔膜片采用模壓一次成型技術(shù)，其過濾流道為等距凸點(diǎn)呈散射狀分布，顯著增加膜片強(qiáng)度及鼓起行程，提高過濾速度，并可有效地防止濾液殘留。由于采用隔膜壓榨技術(shù)，提高了過濾效率，過濾周期縮短。采用隔膜壓榨技術(shù)，脫水污泥含水率可以達(dá)到50%～58%，使城市污泥脫水率提高，使污泥的二次處理量大大減少。

隔膜壓濾機(jī)的可變?yōu)V室隔膜壓榨技術(shù)，是利用濾板、隔膜濾板和濾布組成的可變?yōu)V室過濾單元，在油缸壓緊濾板的條件下，在進(jìn)料泵的加壓下對物料進(jìn)行固液分離，并在進(jìn)料結(jié)束后，采用隔膜壓榨技術(shù)對濾餅進(jìn)行壓榨，能夠顯著提高壓濾機(jī)的脫水效率，節(jié)能減排效果明顯。污泥脫水隔膜壓濾機(jī)具有過濾速度快、自動(dòng)化程度高、性能穩(wěn)定、操作方便、濾板耐高溫高壓、防腐及密封性能好、濾餅脫水率高、洗滌均勻、徹底、濾板無毒等優(yōu)點(diǎn)。

4 污水處理廠隔膜壓濾機(jī)的技術(shù)指標(biāo)及工作參數(shù)

城市污泥中的水分分為自由水、毛細(xì)水、表面黏附水及內(nèi)部水。自由水，不受顆粒影響的水，約占70%，是污泥機(jī)械脫水的主要對象。毛細(xì)水，存在污泥顆粒間的毛細(xì)管中，約占20%，是高性能脫水機(jī)械的重要脫水對象。表面黏附水，粘附于顆?；蚣?xì)胞表面的水，內(nèi)部水，存在于污泥顆粒內(nèi)部(包括細(xì)胞內(nèi)的水)。

傳統(tǒng)的機(jī)械脫水設(shè)備如帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)和普通板框壓濾機(jī)等只能將污泥脫水至含水率80%左右，而含水80%的污泥仍呈流態(tài)-流塑態(tài)，力學(xué)性能極差，抗壓強(qiáng)度低于20kPa。污泥含水率在60%～65%時(shí)呈黏漿狀，水分子被一層膠體包裹，這個(gè)區(qū)域稱之為污泥的“黏膠相區(qū)”，是污泥脫水最難的階段。60%以下含水率的污泥為固態(tài)，不產(chǎn)生滲濾液，可直接進(jìn)填埋場。突破污泥的“黏膠相區(qū)”使污泥有較好的分散性，為污泥無害化處置和資源化利用奠定了基礎(chǔ)。此外，污泥含水率降至60%后，如果進(jìn)行堆肥處理可減少一半的發(fā)酵周期，增加經(jīng)濟(jì)效益。干泥餅還可以制作固體燃料，經(jīng)調(diào)配后進(jìn)行焚燒處理，回收能源，或作為制磚和水泥的輔料，污泥產(chǎn)生量減少50%以上，顯著提高污泥減量化水平，同時(shí)降低運(yùn)輸難度，節(jié)約運(yùn)輸成本。

5 隔膜壓濾機(jī)在污泥深度脫水行業(yè)的應(yīng)用

由于采用了先進(jìn)的隔膜壓榨技術(shù)，顯著降低了濾餅含水率，一般濾餅含水率在50%～58%，濾餅較硬、呈塊狀，不需干化處理，可以直接填埋、焚燒、制磚和作綠化肥料等，顯著減少污泥堆放場地，大幅節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用，提高土地使用效率，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。濾餅含水率顯著降低，被濾餅帶走的水分明顯減少，過濾后的水可以做中水回用，節(jié)約了寶貴的水資源。因此，隔膜壓濾機(jī)在污泥深度脫水行業(yè)必將得到有廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)以及市場的發(fā)展，特別是在信息發(fā)達(dá)的時(shí)代，所有的行業(yè)都非常看重經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的收益，也讓人們?nèi)娴囊庾R(shí)到了環(huán)保的重要性。而產(chǎn)品以及技術(shù)要想獲得用戶的認(rèn)可，需要經(jīng)歷很多的過程，而隔膜壓濾機(jī)要實(shí)現(xiàn)在污水污泥處理行業(yè)的廣泛應(yīng)用更是如此。

由于進(jìn)口隔膜壓濾機(jī)受整機(jī)價(jià)格高、交貨周期長、售后服務(wù)得不到保證、零配件供應(yīng)不及時(shí)等因素的影響，在國內(nèi)并沒有得到普遍的使用?，F(xiàn)在我國大型污水污泥處理廠家主要采用國產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)，由于國內(nèi)壓濾機(jī)企業(yè)的制造技術(shù)快速進(jìn)步，產(chǎn)品技術(shù)含量和質(zhì)量大幅提高，與國外差距越來越小，大中型壓濾機(jī)的制造水平已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，隔膜壓濾機(jī)技術(shù)也得到了同步發(fā)展，國內(nèi)隔膜壓濾機(jī)技術(shù)日趨成熟，并得到了較好的推廣。隨著國內(nèi)隔膜壓濾機(jī)的技術(shù)和質(zhì)量的提高，及污泥脫水行業(yè)的快速發(fā)展，隔膜壓濾機(jī)在大多數(shù)污水處理廠廣泛使用，根據(jù)用戶的反饋，使用隔膜壓濾機(jī)后，污泥的脫水效率得到了大幅提高，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，得到了廣大用戶的一致好評。

6 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，城市人口也隨之大幅增長，從而造成了污水的增多，所以對于污水處理廠來說，采用應(yīng)用范圍廣泛、過濾效果優(yōu)異的隔膜壓濾機(jī)，可使城市污泥脫水效率提高，使污泥的二次處理量大大減少。目前，我國在這方面取得了較好的發(fā)展，隔膜壓濾機(jī)在污水處理廠大量使用，運(yùn)用隔膜壓榨工藝，實(shí)現(xiàn)了污泥脫水處理的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的要求，隔膜壓濾機(jī)在污水、污泥處理領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。