中水回用污泥壓濾裝置的優化改進

萬銀霞，楊 樂，段開放，梁洺瑜

(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉 453731)

0 前言

目前中水回用系統大多采用雙膜法，而超濾和反滲透膜穩定運行的前提是須在預處理階段去除堿度、硬度、懸浮物、鐵等污染物。這些污染物從水中分離出來必定會形成大量的污泥，而污泥含水質量分數在99%左右，泥水基本上呈液體狀態。污泥減量化的關鍵是進行壓濾，以減小污泥的體積，便于進行固廢的處理。

1 污泥概況

某氮肥企業的中水回用預處理裝置處理能力為300 m3/h，因進水污染物含量較高，產泥量較大，每小時所產的絕干污泥量約為400 kg，污泥含水質量分數在99%左右。原污泥壓濾裝置采用板框壓濾機進行脫水，壓濾之后的泥餅組成分析數據如表1所示。

表1 泥餅組成分析數據(質量分數) %

2 板框壓濾機運行情況

該中水回用系統共配有2臺板框壓濾機[1]，過濾面積分別為30 m2和60 m2。2臺板框壓濾機同時工作時，每小時僅能處理150～200 m3來水在預處理階段產生的污泥，導致中水回用系統的處理能力嚴重受限。

板框壓濾機由交替排列的濾板和濾框構成一組濾室。濾板表面有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水并引出濾液。濾板和濾框的兩側各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊濾板和濾框，濾板和濾框之間的濾布起密封墊片的作用。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道后集中排出。過濾完成后，通入高壓清洗水洗滌濾渣。洗滌完成后，打開壓濾機卸除濾渣，然后清洗濾布，再重新壓緊濾板和濾框，開始下一工作循環。

板框壓濾機的工作原理決定其間歇操作的工作方式，需有專人負責打開和壓緊濾板和濾框，同時還須及時清理濾布上未被沖洗干凈的濾渣，導致操作人員的工作量非常大。板框壓濾機一般工作1個月之后，濾布就會逐漸被堵塞，導致產泥量降低且泥餅含水率升高，工作效率下降。為了滿足中水回用系統的穩定運行，此時必須重新更換濾布，導致維修人員的工作量也非常大。

3 組合式壓濾機應用情況

由于板框壓濾機的處理能力較小且操作難度較大，必須對污泥壓濾裝置進行改進，而污水處理終端的污泥脫水通常采用疊螺壓濾機[2]或帶式壓濾機[3]。通過對行業內同類型企業的考察，發現疊螺壓濾機是一種自動化程度較高、維護強度低、現場衛生條件較好的壓泥設備，其最大的優勢在于含固質量分數在1%的污泥不經濃縮即可直接進行脫水，處理后的污泥含水質量分數可降至80%以下，再經帶式壓濾機處理后，污泥含水質量分數可控制在70%左右，污泥體積大幅下降，有效降低了后續污泥處理的難度。

為確定疊螺壓濾機對預處理階段所產污泥的適應性，進行了實驗室燒杯試驗。試驗污泥質量分數2%，配制的絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)質量分數0.1%，試驗結果如表2所示。

表2 實驗室燒杯試驗結果

通過對實驗室燒杯試驗數據的分析和絮體密實程度、大小、濾液情況、污泥可擠壓性的實際觀察，可以判斷疊螺壓濾機完全適合于處理此種污泥。

經現場中試，單獨采用疊螺壓濾機，通過投加質量分數0.1%PAM(陽離子，800萬單位)，可以將含水質量分數99%的泥水壓成含水質量分數80%左右的泥餅，但含水量還是偏高，不利于污泥處置。單獨通過帶式壓濾機不能有效處理含固質量分數<1%的污泥，必須配套重力濃縮池才能取得較好的壓濾效果，且污泥含水質量分數>75%。如果帶式壓濾機與疊螺壓濾機串聯，將疊螺壓濾機出口含水質量分數78%～80%的泥餅進一步壓濾，可得到含水質量分數70%左右的泥餅，可大幅減少污泥的量，同時也便于污泥外運處置。通過與設備制造企業的交流、溝通，設計了1套疊螺壓濾機+帶式壓濾機組合的處理裝置，取消帶式壓濾機的加藥部分，通過對設備高度、寬度及產泥口進行特殊處理，使疊螺壓濾機的產泥直接落至帶式壓濾機的濾帶上，實現連續、組合壓濾，運行效果良好，中水回用系統可以實現滿負荷運行(300 t/h)。疊螺壓濾機+帶式壓濾機總運行功率20 kW，每小時消耗PAM約2 kg，折合噸水壓泥運行成本約為0.1元。

4 結語

板框壓濾機產泥含水率低(質量分數在60%左右)，但是不能連續運行，操作和維修的工作量較大。實踐證明，疊螺壓濾機+帶式壓濾機組合的方式非常適合中水回用系統污泥的處置，既可以減輕工作量，又可以滿足污泥處置的要求，得到的泥餅含水質量分數在70%左右。