汙泥深度機械脫水技術和設備的比較分析

水質檢測儀(yi) /汙泥深度機械脫水技術及設備的比較分析。本文對環保行業(ye) 內(nei) 典型的機械式汙泥深度脫水設備技術特點進行了介紹，分別對隔膜壓濾機、彈簧鋼製濾板壓濾機、鋼帶式壓濾機和新型高壓壓濾工作站對市政汙泥深度脫水過程的典型性能特點進行了對比和分析。

汙泥按其來源分大致可分為(wei) 給水汙泥、生活汙水汙泥和工業(ye) 汙泥三類，前兩(liang) 種汙泥一般稱為(wei) 市政汙泥，工業(ye) 汙泥一般可分為(wei) 有機和無機汙泥兩(liang) 類。隨著城市化的發展，市政汙泥產(chan) 量越來越大，以前我國汙水處理工程發展過程中長期存在的“重水輕泥”現象帶來的汙泥汙染問題越來越突出，汙泥處置處理問題逐步得到重視，汙泥的脫水處理開始得到普遍應用，機械脫水逐漸成為(wei) 主要的汙泥脫水方式。汙泥機械脫水技術按照原理劃分可分為(wei) 真空過濾脫水、壓濾脫水和離心脫水3類。真空過濾脫水在早期市政汙水處理廠使用較多，脫水後泥餅含水率一般高於(yu) 85%；離心脫水在多行業(ye) 有廣泛應用，出泥含水率一般為(wei) 75%-80%；壓濾脫水又分為(wei) 帶式壓濾脫水和板框壓濾脫水，壓濾脫水為(wei) 了提高汙泥脫水性能，一般會(hui) 加藥劑調理，帶式壓濾脫水在我國大中型汙水處理廠應用較為(wei) 普遍，出泥含水率一般為(wei) 82%左右，板框壓濾脫水通常用於(yu) 對脫水率要求較高的場合，出泥含水率一般為(wei) 65%-75%。

    環境保護部辦公廳2010年11月26日發布的《關(guan) 於(yu) 加強城鎮汙水處理廠汙泥汙染防治工作的通知》中規定的“汙水處理廠以儲(chu) 存（即不處理處置）為(wei) 目的將汙泥運出廠界的，必須將汙泥脫水至含水率50%以下”，單純靠現有的汙水處理廠的常規機械脫水工藝顯然不能滿足含水率的要求。目前有些地方甚至提出了將汙泥運出廠界前，必須將汙泥脫水至含水率40%以下的要求，更是對汙泥脫水和幹化提出了更高的挑戰。所以很多大學、研究機構、企業(ye) 近幾年對汙泥的深度脫水進行研究。汙泥深度脫水是指脫水後汙泥含水率達到55%-65%，特殊條件下汙泥含水率還可以更低[3]。從(cong) 國內(nei) 近年的研究和生產(chan) 實踐來看，有多種深度脫水工藝出現。從(cong) 經濟的角度出發，機械脫水是一種相對節能的方式，但汙泥中的水分一般認為(wei) 有以下四種結合形式：間隙水（自由水）、毛細水、吸附水、內(nei) 部水，前兩(liang) 種可以用機械力去除，後兩(liang) 種很難，所以發展了汙泥調理預處理技術並成為(wei) 汙泥深度脫水的關(guan) 鍵步驟，調理主要分為(wei) 化學調理、物理調理和生物調理，其中化學調理是目前應用較為(wei) 廣泛的技術方法。化學調理加機械高壓壓濾成為(wei) 了汙泥深度脫水比較廣泛應用的技術路線。本文主要對機械高壓壓濾的技術和設備進行比較分析。

汙泥深度機械脫水設備及技術現狀

    (1) 隔膜式板框壓濾技術和設備

    汙泥深度脫水自動高壓隔膜壓濾機作為(wei) 汙泥深度脫水分離設備，應用於(yu) 城鎮汙水及工業(ye) 汙水處理已有多年的曆史，它具有汙泥深度脫水效果好、適應性廣，特別對於(yu) 汙泥在過濾完成後濾餅內(nei) 的間隙水，通過高壓隔膜壓榨能夠有效的把間隙水給分離出來，終汙泥的含水率能夠降到60%甚至50%左右。自動高壓隔膜壓濾機是一種間歇性汙泥深度分離設備，采用機、電一體(ti) 化設計製造，結構合理，操作簡單方便維修率低等優(you) 點，能夠現無人操作自動運行。過濾元件由隔膜板、隔膜配板、濾布、汙泥進料泵組成。在汙泥進料泵的壓力作用下，將汙泥漿送入濾室，通過過濾介質（濾布），將汙泥和液體(ti) 分離。在經過高壓隔膜壓榨，把遊離餘(yu) 汙泥顆粒間的間隙水給壓榨出來。高壓隔膜自動汙泥深度脫水壓濾機與(yu) 離心機及帶式過濾機比較，汙泥的含固率要高出30%-35%。屬於(yu) 深度脫水範疇，為(wei) 汙泥後續無害化處理奠定了基礎。

    據通用機械工業(ye) 協會(hui) 初步統計，我國生產(chan) 隔膜壓濾機的較大型生產(chan) 廠家已增加到十幾家，這些廠家所生產(chan) 設備的過濾工藝流程較為(wei) ，隔膜濾板的壓榨壓力可達到4.0 MPa，隔膜壓濾機同國外產(chan) 品相比壓榨壓力高於(yu) 國外同類產(chan) 品，根據市場的需求不斷積累了豐(feng) 富的固液分離工藝經驗，研發了比較成熟的過濾工藝技術，自主創新研發的聚丙烯高壓隔膜濾板壓榨壓力可達到4.0MPa。為(wei) 保證產(chan) 品運行，實際使用壓榨壓力一般為(wei) 1.6—2.5MPa，這樣可以實現隔膜濾板壓榨的效果。因為(wei) 隔膜壓濾機能夠提高濾液回收率、降低含水率、過濾效率高、效果好，節省能源和降低生產(chan) 成本，隨著近年來隔膜壓濾機的壓榨工藝的推廣，隔膜壓濾機的使用率大幅提高。

    (2)彈簧鋼製濾板壓濾機

    彈簧鋼製濾板壓濾機的工作過程一般也按照以下步驟進行：（1）保壓，（2）進料，（3）壓濾或稱壓榨，（4）卸濾餅。其中進料由柱塞泵抽取調理改性後的汙泥注入壓濾機的濾板腔體(ti) 中，進料泵的進料壓力在1.0-1.5MPa，可達2.0MPa，一次進料時間一般在20-40min。在進料過程中，依據進料泵的進料壓力，擠壓濾板腔內(nei) 汙泥，是腔內(nei) 汙泥次脫水。進料完成後，由液壓缸提供壓力對腔內(nei) 汙泥進行平行施壓，對濾板腔內(nei) 汙泥進行第二次擠壓，壓力正常使用一般為(wei) 2.5-3.5MPa，可達5.0MPa，單次壓榨時間為(wei) 20-40min，壓榨完畢後進行卸料[7][8]。彈簧鋼製濾板壓濾機的結構原理如圖1所示

    由圖1可見，彈簧鋼製濾板壓濾機的濾板上有很多小孔和通道，這是為(wei) 了在壓榨過程中提供水濾處的通道，汙泥通過柱塞泵抽取注入壓濾機的濾板腔體(ti) 後，由油缸提供穩定的壓力作用於(yu) 濾板上，濾板之間的彈簧機構在壓力作用下產(chan) 生壓縮變形，對對濾板腔內(nei) 汙泥施加平行穩定、遞增式的壓力，持續的對腔內(nei) 汙泥進行壓濾脫水，透過濾布析出的水經過濾板小空流出。一般情況下彈簧鋼製濾板壓濾機的壓榨壓力基本維持在2.5-3.0MPa，可以將調理改性後的市政汙泥壓濾到含水率60%以下。

    (3)鋼帶式壓濾機

    近年也有大學和企業(ye) 開發除了帶式汙泥深度脫水設備，例如下麵介紹的帶式汙泥壓榨脫水係統[9][10]。根據其工作特點，該類脫水係統大致可以分為(wei) 進料、預壓脫水、鋼帶式輥壓深度脫水和卸料等過程。即工作時，將預處理的泥漿料連續勻速送入上下濾網之間，在兩(liang) 濾網夾持作用下進入鍥形區，在上下濾網擠壓力作用下進行初步預壓脫水；隨後進入高壓脫水區（如圖2所示），在鋼帶張緊力和濾網張緊力作用下，進行輥壓高壓脫水，根據不同的漿料特點，可設置多個(ge) 鋼帶輥壓脫水單元，從(cong) 而對濾餅進行深度高壓壓榨脫水。壓榨後的濾餅由刮板從(cong) 出料口卸出。

    在鋼帶式輥壓深度脫水區，濾餅受到的壓榨壓力包括濾網和鋼帶兩(liang) 部分產(chan) 生的作用。一般濾網的張緊力可達到4-100KN/m，鋼帶張緊力可達到50-150 KN/m，可達到300 KN/m。通常情況下，鋼帶式壓濾機可將調理改性後的工業(ye) 汙泥，含水率可壓濾到50%左右。

    通過對目前行業(ye) 應用中幾種典型的機械式壓濾深度脫水設備的特點進行對比，我們(men) 了解到，對市政汙泥或者有機工業(ye) 汙泥要達到要求的50%含水率，甚至部分城市提出的40%含水率的高要求標準，隔膜壓濾機、鋼帶式壓濾機等傳(chuan) 統機械式壓濾機都具有一定的困難，且調理過程也需要添加大量的石灰、木屑等其他輔助材料，這既增加了成本，也違背了減量化處理處置的初衷，而我所研發製造的新型高壓壓濾機可以很好的解決(jue) 這個(ge) 問題，滿足當下和地方對於(yu) 汙泥處理處置的高要求標準，也是目前針對市政汙泥作減量化、資源化、無害化處置中深度脫水幹化環節經濟、合理、科學的技術工藝路線。