城鎮(zhèn)污泥脫水中生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)的應(yīng)用研究

王長青

（浙江金鳥壓濾機(jī)有限公司，浙江 湖州 313113）

城鎮(zhèn)化建設(shè)背景下，各級政府明確指出要對城鎮(zhèn)污泥開展無害化處理，目前，污泥在實際開展機(jī)械脫水作業(yè)后其平均含水率仍相對較高，約為80%，不符合衛(wèi)生填埋或者建材二次利用等要求。而通過對物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)的合理運(yùn)用則能夠大幅度提高脫水成效，因此有必要對此項技術(shù)在城鎮(zhèn)污泥脫水中的運(yùn)用做出深入研究，從而進(jìn)一步提高城鎮(zhèn)污泥處理水平。

1 城鎮(zhèn)污泥概述

城鎮(zhèn)污泥主要是指，在城市生活和與城市生活活動相關(guān)的城市市政設(shè)施運(yùn)行與維護(hù)過程中產(chǎn)生的污泥，按來源可分為污水廠污泥、給水廠污泥、排水管道污泥、疏浚淤泥和建筑泥漿等。來源不同的污泥性質(zhì)差別很大,相應(yīng)的處理處置技術(shù)要求和資源化利用途徑也各不相同。文章此處探討的是污水處理廠在開展污水處理活動時產(chǎn)生的一種固液混合的相應(yīng)絮狀物質(zhì)，通常情況下主要來自初次沉淀池以及二次沉淀池等多個工藝環(huán)節(jié)。污泥的組成成分相對較為復(fù)雜，一般主要包括以下幾種：（1）水分，通常含水量能夠達(dá)到95%甚至更高；（2）各類揮發(fā)性物質(zhì)以及灰分；（3）各類病原體，包括細(xì)菌、病毒以及寄生蟲卵等；（4）有毒物質(zhì)，包括氰、汞以及鉻等，也涉及一些難以進(jìn)行分解的相應(yīng)有毒有機(jī)物[1]。

2 案例概述

以某市城市污水處理廠為例，占地面積接近5.56hm2，目前日處理能力大約為5×104m3。為了進(jìn)一步提高污泥脫水率，該處理廠針對生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)用，借助這一系統(tǒng)使得該廠污泥含水率有效地降到了60%以下，使得后續(xù)處理成本得到了進(jìn)一步降低。

在該系統(tǒng)中，生物瀝浸技術(shù)主要對嗜酸性流桿菌進(jìn)行了運(yùn)用，借助其生物氧化還有生物酸化能力來有效地改變污泥的形狀，從而確保其滿足進(jìn)入板框壓濾系統(tǒng)的要求。由于案例處理廠在運(yùn)用該系統(tǒng)之后取得了良好的污泥脫水成效，為此文章便以該廠為例，針對城鎮(zhèn)污泥脫水中生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)的應(yīng)用展開深入探討。

3 城鎮(zhèn)污泥脫水中生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)的應(yīng)用分析

3.1 工藝流程

案例中污水處理廠通過開展提標(biāo)改造工作，將以往采用的離心脫水系統(tǒng)有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樯餅r浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)，對于該系統(tǒng)來講，其主要脫水處理流程如下：

生化池以及物化池當(dāng)中的污泥先通過污泥濃縮池開展處理工作，實際含水率降到96%以下，然后再借助生物瀝浸池內(nèi)部的特異性微生物開展處理工作，過程中需要開展鼓風(fēng)曝氣作業(yè)，同時加入一系列營養(yǎng)劑（主要成分包括N、P、K 以及Fe 等），以此對原有污泥開展改性調(diào)理活動，最終再借助廂式隔膜板框壓濾機(jī)開展脫水作業(yè)，對于產(chǎn)生的泥餅通過外運(yùn)焚燒的方式進(jìn)行處理[2]。

3.2 工藝選型

3.2.1 明確處置目標(biāo)

案例處理廠的整體污泥產(chǎn)量大約為6.6tDS/d，其中包括生物處理系統(tǒng)方面產(chǎn)生的剩余污泥，還有高效池方面產(chǎn)生的一系列化學(xué)污泥。對于提標(biāo)改造后的污泥處理目標(biāo)，該廠要求在通過深度脫水工作之后，實際含水率需要處于60%及以下，然后外運(yùn)到相應(yīng)的熱電廠進(jìn)行焚燒，從而確保污泥處置工作能夠符合減量化以及穩(wěn)定化等方面的要求，同時確保污泥可以在一定程度上有效實現(xiàn)資源化利用[3]。

3.2.2 脫水工藝的確定

案例處理廠在未開展提標(biāo)改造工作之前，主要對離心脫水技術(shù)進(jìn)行了運(yùn)用，實際處理之后的泥餅含水率能夠處于80%～85%之間。而本次開展的提標(biāo)改造活動中采用的一系列污泥處理技術(shù)工藝主要涉及污泥濃縮、生物瀝浸還有廂式隔膜板框壓濾處理工藝。對于這些污泥脫水工藝來講，其可以通過較為先進(jìn)的生物法對一系列污泥開展改性工作，從而進(jìn)一步提升了污泥脫水能力。一般情況下，處理廠只需要在相應(yīng)的生物瀝浸池有效地投入營養(yǎng)劑，便能夠促使脫水后產(chǎn)生的泥餅實際含水率切實達(dá)到55%～60%之間，不必再使用絮凝劑，所以不但可以有效地降低污泥體積以及運(yùn)輸成本，也可以切實保證滿足污泥焚燒熱值方面的一系列要求，從而確保污泥可以實現(xiàn)資源化利用和無害化處理[4]。

3.3 構(gòu)筑物建設(shè)

案例中污水處理廠在實際運(yùn)用生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)過程中，需要打造一系列構(gòu)筑物，以此確保該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定順利地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而充分發(fā)揮應(yīng)有效用。對于主要構(gòu)筑物還有相關(guān)設(shè)計參數(shù)具體如下。

3.3.1 濃縮池

案例中污水處理廠在提標(biāo)改造過程中打造了2 座全新的相應(yīng)污泥濃縮池，主要用來將二次沉淀池當(dāng)中剩余的污泥進(jìn)行濃縮作業(yè)，以此促使污泥含水率可以從99.3%有效地降到98%及以下。對于濃縮池來講，其設(shè)計參數(shù)主要包括以下幾個方面：

（1）污泥濃縮池的整體直徑設(shè)定為10m；（2）實際有效水深設(shè)定為3.5m；（3）對于固定負(fù)荷設(shè)定為47kg/（m2·d）；（4）對于完成濃縮作業(yè)之后的污泥含水率設(shè)定在98%及以下。

3.3.2 生物瀝浸池

對于生物瀝浸池來講，其發(fā)揮出的主要功能便是借助專用生物菌群有效地對污泥開展改性處理工作，以此促使原有污泥內(nèi)部存在的持水能力相對較強(qiáng)的一系列活性污泥菌體進(jìn)行膠團(tuán)并且迅速死亡，這樣可以將更多的毛細(xì)水充分地轉(zhuǎn)變?yōu)殚g隙水或者自由水，并且可以將污水本身的pH 值降低，從而促使原本存在大量負(fù)電荷的一系列污泥顆粒本身的電性快速有效地被中和，這樣完成處理工作之后的污泥因為本身不再產(chǎn)生同性電荷方面的互相排斥作用而可以實現(xiàn)自我聚沉，進(jìn)而顯著增強(qiáng)了污泥本身的沉降能力。通常情況下，生物瀝浸池當(dāng)中的菌群在有效培育大約48h 左右之后，其本身的脫水性能便能夠進(jìn)入一個最佳狀態(tài)。而對于利用培養(yǎng)了48h 菌群開展改性處理活動后的污泥可以直接借助板框壓濾機(jī)開展相應(yīng)的壓濾脫水作業(yè)。案例中污水處理廠建設(shè)的生物瀝浸池設(shè)計參數(shù)具體如下：

（1）污泥處理能力要求達(dá)到10tDS/d（通常情況下含水率達(dá)到98%左右的污水接近500m3/d）；（2）對于設(shè)計流量設(shè)定為Q=500m3/d 同樣為含水率達(dá)到98%的污水；（3）對于有效水深設(shè)定為6.2m；（4）實際停留時間設(shè)定為24h～48h。

3.3.3 板框壓濾機(jī)

對于廂式隔膜壓濾機(jī)來講，其最為明顯的一個特點便是能夠開展二次壓榨濾餅作業(yè)，其能夠?qū)⒖勺優(yōu)V室隔膜壓榨技術(shù)有效地運(yùn)用于污泥方面的脫水工作當(dāng)中，進(jìn)一步提高了實際脫水效率和質(zhì)量。在具體運(yùn)作中，壓濾機(jī)主要借助由單邊隔膜過濾板以及濾布構(gòu)建而出的可變慮室過濾單元，通過在相應(yīng)的油缸壓緊濾板輔助下，充分運(yùn)用相應(yīng)的供料泵壓力開展固液分離工作，能夠從兩端有效地把污泥料漿快速地輸送到由濾板以及隔膜有效構(gòu)成的一系列密封濾室當(dāng)中，再借助泵本身提供的過濾動力，來促使濾液順利地通過相應(yīng)過濾介質(zhì)有效排除，一直到將物料切實充滿整個濾室為止，以此完成固液方面的初步分離工作。在完成進(jìn)料作業(yè)之后，借助隔膜壓榨技術(shù)專門針對濾餅開展進(jìn)一步的壓榨作業(yè)，再借助高壓水來促使隔模板當(dāng)中的隔膜順利鼓起，從而對濾餅本身造成單方向的持續(xù)壓縮，以此促使顆粒間存在的相應(yīng)“拱橋”結(jié)構(gòu)遭到有效破壞，這樣便可以促使濾餅得到進(jìn)一步的壓密脫水，最終將殘留在一系列顆粒間隙當(dāng)中的濾液順利擠出[5]。

通過運(yùn)用這種對污泥開展深入處理工作的技術(shù)工藝，可以大幅度提高污泥脫水效率，而且節(jié)能減排的實際效果也較為良好，整體過濾效率非常高，而且循環(huán)周期相對較短，對于鼓膜來講，其壓榨受力方面也相對較為均勻，這使得膜片復(fù)原性以及使用壽命可以得到有效延長，從而在保證過濾效果的同時達(dá)到進(jìn)一步降低成本的目的，另外濾餅方面的實際含水率能夠有效降到60%以下。

污水處理廠在建設(shè)廂式隔膜板框壓濾機(jī)過程中，其設(shè)計參數(shù)主要包括以下幾個方面：

（1）對于壓榨方式主要選定為水壓；（2）對于完成脫水作業(yè)之后的污泥含水率要求達(dá)到60%及以下；（3）對于工作壓力設(shè)定為1.6MPa；（4）對于濾板材質(zhì)方面主要選定為高壓聚丙烯濾板。

在實際開展脫水作業(yè)時，對于有效完成生物瀝浸的一系列污泥來講，其主要利用變頻高壓進(jìn)料泵這一設(shè)備在油缸壓緊濾板這一輔助條件下，順利進(jìn)入相應(yīng)的板框壓濾機(jī)當(dāng)中。之后需要借助高壓壓榨泵有效地將高壓水順利推進(jìn)隔膜板，以此促使隔膜快速鼓起，從而對濾餅方面開展單方向的壓縮作業(yè)，進(jìn)而促使泥餅實際含水率有效地降至60%及以下。在此基礎(chǔ)上，反吹污泥，以此促使進(jìn)泥管當(dāng)中存在的多余污泥順利排空，再針對隔膜開展泄壓放水作業(yè)，然后打開翻板，促使濾板進(jìn)入準(zhǔn)備卸泥狀態(tài)。在有效完成卸泥作業(yè)之后，需要關(guān)閉翻板并且有效地將濾板壓緊，然后在保壓指示燈切實亮起之后，便可循環(huán)開展板框壓濾機(jī)作業(yè)[6]。

3.4 案例處理廠脫水運(yùn)行狀況分析

案例中污水處理廠在完成生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)系統(tǒng)建設(shè)工作并且投入使用之后，泥餅方面的實際平均含水率有效地降到了55%以下。對于濾出液當(dāng)中各類物質(zhì)的含量主要為：（1）COD 含量約為70mg/L；（2）NH3-N 方面的實際含量約為44.92mg/L；（3）TN 其實際含量約為48.48mg/L；（4）TP 方面的實際含量約為0.18mg/L；（5）整體pH 值達(dá)到了3.22。

除此之外，進(jìn)泥方面的有機(jī)質(zhì)含量大約為56.58%；對于泥餅當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)含量大約為55.98%，并且其平均含水率處于56.87%左右。另外，系統(tǒng)在實際運(yùn)用過程中，工作人員還發(fā)現(xiàn)濾布實際使用時間的長短能夠?qū)δ囡灪史矫娈a(chǎn)生一定程度的影響。一般情況下，隨著使用時間的不斷延長，泥餅的實際含水率以及進(jìn)泥時間都會不斷增加。所以，案例中污水處理廠明確要求對于濾布必須要定期開展更換工作。

3.5 系統(tǒng)運(yùn)行成本分析

于案例中污水處理廠而言，其在開展提標(biāo)改造工作之前，主要借助離心脫水的方式開展污泥脫水作業(yè)，據(jù)統(tǒng)計分析，其借助此法實際每處理1 噸相應(yīng)絕干污泥需要花費成本大約為2240 元（這其中涉及水電費用、絮凝劑費用、污泥運(yùn)輸還有焚燒等多個方面的費用）。而在完成提標(biāo)改造工作之后，通過對物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)這一系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用，實際每處理1 噸相應(yīng)絕干污泥需要花費的成本大約為1550 元（主要涉及運(yùn)行該系統(tǒng)過程中需要花費的水電費用、各類微生物營養(yǎng)劑費用還有污泥運(yùn)輸和焚燒等其他費用）。

所以不難看出，在通過對物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)這一系統(tǒng)的運(yùn)用，不但能夠進(jìn)一步提升污泥脫水成效，而且相較于離心脫水法可以在較大程度上降低污泥脫水處理方面的總成本。除此之外，該污水處理廠后經(jīng)實踐研究表明，在該系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中，可以對生物瀝浸時間方面進(jìn)行靈活調(diào)整，也就是說能夠自主地對培養(yǎng)至最佳脫水時間開展合理有效的調(diào)整工作，有助于進(jìn)一步提高脫水效率和質(zhì)量，節(jié)省部分時間成本。另外，通過對營養(yǎng)劑投放具體位置以及投放時間的合理調(diào)控，還可以顯著減少營養(yǎng)劑方面的成本投入，使得污泥脫水處理費用得到進(jìn)一步降低[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，落實好城鎮(zhèn)污泥脫水處理工作，對于降低碳排放量、減少環(huán)境污染、實現(xiàn)城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展等多個方面均可以發(fā)揮出重要的促進(jìn)作用。而污泥脫水工作屬于提高污泥處理成效的一個關(guān)鍵舉措，所以對此項工作持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)相關(guān)技術(shù)有著重要價值和意義。文章針對生物瀝浸+廂式隔膜板框壓濾機(jī)在城鎮(zhèn)污泥脫水活動中的運(yùn)用展開了深入探究，以此進(jìn)一步提高污水處理廠污泥脫水工作成效，從而促進(jìn)城鎮(zhèn)生態(tài)不斷向好發(fā)展。