中水回用污泥壓濾裝置的優(yōu)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(xiāng) 453731)

0 前言

目前中水回用系統(tǒng)大多采用雙膜法，而超濾和反滲透膜穩(wěn)定運行的前提是須在預(yù)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(zhì)量分數(shù)在99%左右，泥水基本上呈液體狀態(tài)。污泥減量化的關(guān)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(yè)的中水回用預(yù)處理裝置處理能力為300 m3/h，因進水污染物含量較高，產(chǎn)泥量較大，每小時所產(chǎn)的絕干污泥量約為400 kg，污泥含水質(zhì)量分數(shù)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(shù)據(jù)如表1所示。

表1 泥餅組成分析數(shù)據(jù)(質(zhì)量分數(shù)) %

2 板框壓濾機運行情況

該中水回用系統(tǒng)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(yù)處理階段產(chǎn)生的污泥，導(dǎo)致中水回用系統(tǒng)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(gòu)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(gòu)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(cè)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(huán)。

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(zé)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(dǎo)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(dǎo)致產(chǎn)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(tǒng)的穩(wěn)定運行，此時必須重新更換濾布，導(dǎo)致維修人員的工作量也非常大。

3 組合式壓濾機應(yīng)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(yè)內(nèi)同類型企業(yè)的考察，發(fā)現(xiàn)疊螺壓濾機是一種自動化程度較高、維護強度低、現(xiàn)場衛(wèi)生條件較好的壓泥設(shè)備，其最大的優(yōu)勢在于含固質(zhì)量分數(shù)在1%的污泥不經(jīng)濃縮即可直接進行脫水，處理后的污泥含水質(zhì)量分數(shù)可降至80%以下，再經(jīng)帶式壓濾機處理后，污泥含水質(zhì)量分數(shù)可控制在70%左右，污泥體積大幅下降，有效降低了后續(xù)污泥處理的難度。

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

表2 實驗室燒杯試驗結(jié)果

通過對實驗室燒杯試驗數(shù)據(jù)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(jīng)現(xiàn)場中試，單獨采用疊螺壓濾機，通過投加質(zhì)量分數(shù)0.1%PAM(陽離子，800萬單位)，可以將含水質(zhì)量分數(shù)99%的泥水壓成含水質(zhì)量分數(shù)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(zhì)量分數(shù)<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(zhì)量分數(shù)>75%。如果帶式壓濾機與疊螺壓濾機串聯(lián)，將疊螺壓濾機出口含水質(zhì)量分數(shù)78%～80%的泥餅進一步壓濾，可得到含水質(zhì)量分數(shù)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(shè)備制造企業(yè)的交流、溝通，設(shè)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(shè)備高度、寬度及產(chǎn)泥口進行特殊處理，使疊螺壓濾機的產(chǎn)泥直接落至帶式壓濾機的濾帶上，實現(xiàn)連續(xù)、組合壓濾，運行效果良好，中水回用系統(tǒng)可以實現(xiàn)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(jié)語

板框壓濾機產(chǎn)泥含水率低(質(zhì)量分數(shù)在60%左右)，但是不能連續(xù)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(tǒng)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(zhì)量分數(shù)在70%左右。