环境与发展YINGYONGJISHU隔膜式板框压滤机对污泥深度脱水的应用效果研究
杨士林
（希杰（聊城）生物科技有限公司，山东 聊城 252000）
摘要：随着社会经济的发展，人们对生活生产治污工作提出了更高的要求。本文介绍了隔膜式板框压滤机的概况，阐述了隔膜式板框压滤机的工作流程及应用效果，以期为进一步提高污泥深度脱水提供参考。关键词：隔膜式板框压滤机；污泥深度脱水；应用效果；环保中图分类号：X7 文献标识码：A DOI:10.167/j.cnki.cn15-1369/X.2018.08.045
文章编号：2095-672X(2018)08-0076-01
Study on application effect of diaphragm plate and frame filter press for deep dewatering of sludge
Yang Shilin
(Xijie (Liaocheng) Biotechnology Co., Ltd., Liaocheng Shandong 252000, China)
Abstract: With the development of social economy, people have put forward higher requirements for life production and pollution control. This paper introduces the general situation of the diaphragm type frame filter press, and expounds the working process and application effect of the diaphragm type frame filter press, in order to provide reference for further improving the deep dewatering of sludge.
Key words: Diaphragm type plate and frame filter press; Deep dewatering of sludge; Application effect; Environmental protection
随着城镇化进程的不断推进，大量生产生活污水排放与治理成为人们关注的重点话题。不少污水处理厂污水处理压力越来越大，特别是一些城镇污水处理厂其污泥含量往往较高，直接影响到污水处理的效果。污泥中多数携带大量有毒有害物质，若不能及时有效处理，随意滞留堆积将对周围环境产生更为严重的影响。目前，社会公众及治污行业普遍将混合填埋作为污泥处理的可行方案，我国已经就相关污泥填埋处理工作制定了可靠的科学技术规范《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ／T249—2007)，其中，要求所填埋的污泥基本含水率要低于60%，这一基本要求若不能满足，污泥是无法实现有效填埋的，后续治理问题依然存在[1]。针对规范中的基本要求，传统使用的带式压滤机、离心脱水机等机械设备是难以适用的，在正常运行状态下，这些机械并不能实现最佳脱水效果，其污泥含水率仍在60%以上，且多数处于78％水平线附近。随着隔膜式板框压滤机的诞生，其自身操作便捷、性能可靠、出泥含固率高等优势，能够在正常工作中积极发挥，在化学调理方式的配合下有效控制污泥的含水率居于60％以下。
（2）固体污泥量。隔膜式板框压滤机每一次运行处理所能接受的固体污泥量始终保持在一个设定值范围内。从机械的构造特点就能看出，污泥是需要在板框压滤机的滤室内产生过滤与挤压作用的，这样的容积自然是相对固定的。当前，市面上常见的压滤机设计为800m2压滤面积，其自身的机体滤室容积设计为14m3。因此，一次进料可实现吞吐的最大固体污泥量应保持在设计量值的85％以上，不能低于最低限值，当然最高也就实现100％的满容量状态。根据隔膜式板框压滤机的工作原理，一旦完成进料，污泥就需要在隔膜板中注入高压水从而有效鼓张隔膜，使得隔膜产生足够量的隔膜张力，挤压板间污泥进料后完成脱水工作[3]。如果隔膜板间的污泥含量不在设计范围内，那么空间无端增大的情况下，高压注入的水量增加，容易导致隔膜出现挤破异常状况，大量高压水外泄流出，将流入电机等处，容易造成更大的意外事故。
（3）压榨压力。隔膜式板框压滤机中的隔膜板通常采用“TPE弹性物质、无碱玻纤、增强聚丙烯”等化学有机材料合成，从而具备抗高温、高压的性能。一旦压榨运动启动后，压榨压力达不到要求，就不能实现隔膜板的隔膜有效鼓胀，张开无力或不充分自然影响到整个机械的深度脱水效果。在工业运用中，压榨压力通常要高于1MPa标准。
1 隔膜式板框压滤机概述
1.1 典型结构组成
典型的隔膜式板框压滤机通常由几部分组成：机座与支撑结构体、机架、进料口与进气口、滤板与滤布、水洗架、压力泵、隔膜板、压紧板、液压系统以及电控柜等。1.2 典型工作原理
隔膜式板框压滤机工作原理为：大量污泥通过进料口进入机身，压力泵向压滤机隔膜板中高压注水，产生的隔膜张力将被用于挤压污泥，从而得到脱水效果。经过必要的滤布排出滤液后，留下固体经滤布阻隔进一步集聚，形成可靠的低含水性物质。1.3 应用关键参数
（1）进泥含水率。通常，准确进入到隔膜式板框压滤机内的污泥初始含水率就应该积极控制在较低水平，如在进料口中混入高含水率的污泥，将增加污泥调理的难度，无法在规定时间内完成进料，而且进料不顺畅还会导致污泥螺杆泵流量提升，导致整个泵体的功率增加，电能消耗增大，且对硬件装置的损耗也会增大[2]。原则上，要控制进料口出的待脱水污泥达到98%以下的含水率。
2 隔膜式板框压滤机处理污泥深度脱水的典型工程应用
某污水处理厂为某村镇级污水处理厂，在污泥深度脱水工程设计中，主采“重力浓缩+污泥化学调理+隔膜式板框压滤机” 综处工艺，以污泥进料含水率80%来计算，日常处理污泥规模可达到为每日200t常量。该污水处理厂的污泥深度脱水系统装配4台隔膜式板框压滤机，采用“三用一备”运行模式，四台设备之间互为备用。三台运行压滤机中，1号机主要用于进料、2号机主要用于压榨、3号机主要用于退泥，三台机械运动中彼此交替。4号机处于热准备阶段，以为其他机械出现机器故障需要停机维护等情况。整个系统选用的隔膜式板框压滤机，其有效过滤面积达到800m2。
3 隔膜式板框压滤机的工作流程及应用效果
3.1 浓缩
文中的某处污水处理厂中经污水处理后得到的剩余污泥，经过必要
（下转第78页）
76 HUANJINGYUFAZHAN▲环境与发展YINGYONGJISHU水的比例，过滤、检测滤液中COD的浓度，考察加药比对COD去除率的影响，确定最佳药剂比。以每100mL切削液加0.6g硫酸亚铁，改变双氧水的量，得到芬顿试剂氧化实验效果。
表2 加药质量比对切削液COD去除率的影响
加药质量比COD去除率（%）
1:2
76.42
1:2.583.68
1:392.32
1:3.595.85
1:495.47
1:4.594.96
不能通过芬顿氧化使其降解。
3.2.4反应温度对有机物去除率的影响
本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、pH=3.5、反应时间为2h的条件下，升高温度，通过检测COD含量，确定最佳反应温度。
表5 反应温度对切削液COD去除率的影响
反应温度（℃）COD去除率（%）
2092.
3093.43
4093.76
5094.42
6094.75
7095.10
从表2可以看出，COD的去除率随加药的质量比增加而逐渐提高，且达到1:3.5时，去除率最高，当加药比继续提高，COD的去除率反而降低。3.2.2pH对有机物去除率的影响
为了确定机械加工行业的切削液COD降解的最佳pH，本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、温度为50℃、反应时间为2h条件下，调整pH，检测COD的去除效果，确定最佳pH。
表3 pH对切削液COD去除率的影响
PHCOD去除率（%）
2
.62
2.593.21
394.18
3.594.85
490.08
4.585.42
该实验表明，反应温度对切削液的去除率影响不大，反应温度主要决定反应时间。提高反应，COD的去除率会略升高，主要原因切削液少量有机物在温度高本省发生分解，降解成小分子的有机物后，再被氧化，导致COD的去除率没有明显的变化。
参考文献
[1]程丽华,黄君礼,王丽,范志云.Fenton试剂的特性及其在废水处理中的应用[J].化学工程师,2001(3):22-23.
[2]黄川,刘元元.印染工业废水处理的现状[J].重庆大学学报,2001(06):45-46.
[3]李勇,吕松,朱素芳.Fenton试剂处理活性艳红印染废水的实验研究[J].环境科学与技术,2008,3(3):88-90.
[4]周丹,曾祥专,樊利华.超声波电芬顿技术在化妆品生产废水处理中的应用[J].给水排水,2015(11):58-60.
[5]张一鸣.芬顿工艺的影响因素及其在难降解工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保,2015(11):39-40.
收稿日期：2018-05-16
作者简介：边艳勇（1981-），男，硕士研究生，中级工程师，研究方向为固体废弃物处理处置。
从表3可以看出，COD去除率随着pH升高而逐渐提高，达到3.5时，去除率可达94.85%，当pH继续升高，COD的去除率下降。其原因跟理论相符，当pH升高到一定值时，起催化作用的Fe2+氧化成Fe3+，逐渐形成Fe（OH）3胶体，催化剂减少导致COD的去除率下降。3.2.3反应时间对有机物的去除率的影响
本实验在硫酸亚铁和双氧水的比例=1:3.5、PH=3.5、温度为50℃条件下，逐步延长反应时间，通过检测COD含量，确定最佳反应时间。
表4 反应时间对切削液COD去除率的影响
反应时间COD去除率（%）
1
76.39
1.591.21
294.22
2.594.58
394.
3.594.88
随着反应时间增加，切削液的COD去除率逐渐升高，反应时间到2h后，COD去除率变化小。反应时间太长，94%有机物被反应，剩余6%
(上接第76页)
的重力浓缩处理，实现对污泥含水率的初步控制，基本保障进入隔膜式板框压滤机时的含水率在98％以下，含水率降低的同时，污泥整体体积降至原先的2/5，降低了调理环节的难度。同时，该处污水处理厂还接受来自其他污水处理厂含水率达到80％的脱水污泥，采用污泥螺杆泵按相应体积比提升至调理池。3.2 调理
调理池一次接受调理的污泥量共110m体积，可供1台压滤机使用。调理是确保污泥可顺利进入隔膜式板框压滤机的重要工序。通常，调理需要添加絮凝剂、助凝剂等辅助溶剂，调高酸碱度，改善污泥脱水性能，降低或减弱污泥课粒的附水性能，促进污泥脱水效果。各种辅助化学药剂在污泥进池过程中添加，一般在一刻钟时间内添加完成，并经过半小时搅拌即可发挥作用[4]。接受调理的污泥不可久放，基本可得到96%左右的混合污泥，利用污泥螺杆泵提升送至隔膜式板框压滤机。3.3 压滤机深度脱水
隔膜式板框压滤机常见的工作流程有几个主要步骤：进料、过滤、反吹、压榨、卸料、水洗。其中的水洗步骤一般需要按照机械运行实况来操作，基本保持一周或两周水洗一次。进料时，时长应控制在2h左右，确保进料压力始终能够达到高限要求。反吹过程应执行两次，第一次可提高污泥过滤饼含固率，第二次将启动压缩空气系统，反吹洗其中的残留污泥与滤液。反吹时长通常保持10s即可。压榨过程中注入高压水的最高水压应为2MPa，一般将隔膜压榨时间控制在1~2h。经滤布阻隔后的固体物质能够有效提升污泥含固率。整个拉板卸料的过程，应该保持时长在1.5h左右，这样可充分保障整个滤布的震动，完成污泥滤饼的
3
退出和拆卸。3.4 应用效果分析
该污水处理厂在污泥深度脱水工程项目中，积极应用隔膜式板框压滤机，投产运行以来，单台压滤机一次能够直接调理相当于干性污泥4t含量的污泥量，相当于处于污水超2万m3。从运行成本及费用上看，运行成本稍高于传统带式脱水机，但与其他类似技术的运行相比较为合理。4 结束语
为保障基本的填埋污泥含水量达到技术标准要求，一些污水处理厂积极采用隔膜式板框压滤机来完成污泥深度脱水，实现了高效率的污泥含水率控制效果。隔膜式板框压滤机在污水处理厂的污泥深度脱水工程应用中效果显著，能够配合化学调理方法有效完成治污埋泥目的，从而满足了相关规范标准的基本要求，提升了治污效果。
参考文献
[1]许金泉,程文,耿震.隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用[J].给水排水,2013,39(3):87-90.
[2]许金泉,程文,耿震.隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用[J].给水排水,2013,39(3):87-90.
[3]仲崇军.基于板框压滤机的污泥深度脱水工艺优化[J].中国市政工程,2015(4):40-41.
[4]李海峰.污泥调理及深度脱水研究[D].上海:华东理工大学,2012.
收稿日期：2018-05-07
作者简介：杨士林，男，工程师，研究方向为机电设备安装及技术改造。
78 HUANJINGYUFAZHAN▲
