疊螺機聯合板框壓濾機在印染污泥脫水中的應用
行業(yè)動態(tài)
污水處理會產生大量的污泥，污泥中含有大量的有機物、細菌、病原微生物等，如不能有效處理，會造成水體和大氣的二次污染。我國污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化程度較低，存在嚴重的“重水輕泥”現象。污泥的處理處置成本高、難度大，嚴重制約著污水處理行業(yè)及工業(yè)企業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。脫水是較重要的污泥減量化手段，在脫水前用絮凝劑進行化學調理，改變污泥的組織結構和黏性，然后用機械脫水設備對調理后的污泥進行脫水處理，降低污泥的含水率和體積。污泥脫水效果越好，脫水后污泥的含水率越低，污泥的體積也就越小。
常見的污泥脫水設備有離心脫水機、帶式脫水機、疊螺機、板框壓濾機等，污泥脫水設備的處理能力與污泥脫水效果、處理成本密切相關。疊螺機是一種可連續(xù)運行的脫水設備，具有泥水易分離、不易堵塞的特點，且占地面積小，出泥含水率一般為75%～80%；板框壓濾機主要以過濾介質兩面的壓力差作為推動力，用濾布實現污泥中水分和固體顆粒的分離，從而實現污泥脫水，其占地面積大，只能間歇運行，出泥含水率不到65%。由于板框壓濾機脫水效果好，被廣泛應用于污水處理廠污泥脫水系統的改造中，但是由于其間歇運行，為了提高污泥處理量，需要配備多臺設備才能滿足污泥處理量的要求，設備投資成本高。印染污泥的處理一直是讓紡織印染企業(yè)“頭疼”的問題，印染污泥的處理處置成本高，環(huán)保壓力大。
本工程為了克服板框壓濾機處理效率低的問題，在板框壓濾機前增加疊螺機進行預處理，對印染污泥進行脫水，既保證污泥脫水的連續(xù)運行，增加污泥處理能力，又保證脫水后污泥含水率在65%左右。
1 印染污泥脫水系統概況
印染污泥在濃縮池進行濃縮后，通過污泥泵輸送至絮凝攪拌罐中，依次向污泥中投加一定比例的聚合氯化鋁（PAC）溶液和聚丙烯酰胺（PAM）溶液，污泥被絮凝、調理。隨后經過疊螺機進行初步脫水，污泥體積和含水率得到一定程度的降低。疊螺機出泥暫時存儲在污泥中轉罐內，隨后按照一定程序進行板框壓濾，板框壓濾機出泥經過皮帶輸送機輸送至污泥斗中。污泥依次經過疊螺機和板框壓濾機脫水后含水率和體積大大減小，降低了后續(xù)干污泥的運輸和處置成本。
2 污泥脫水系統設計參數
2.1 污泥泵
污泥泵的作用是將污泥濃縮池底部的濃縮污泥輸送至絮凝攪拌罐中，選用2臺渣漿泵，流量為40m3/h，揚程為15m，功率為11kW，變頻控制，1用1備。
2.2 聚合氯化鋁投加系統
PAC直接采用質量分數10%的溶液，PAC儲罐采用臥式玻璃鋼罐，容積為35m3，罐內部配有攪拌機，防止PAC溶液在儲罐內沉淀。2臺PAC投加泵采用隔膜計量泵，1用1備，單臺流量為2m3/h，變頻控制，將PAC溶液投加到污泥輸送管路中。
2.3 聚丙烯酰胺投加系統
采用陽離子型PAM，PAM自動溶藥系統溶藥能力為3000L/h，可以配制質量分數為0.05%～0.20%的PAM溶液。PAM溶液用螺桿泵輸送至絮凝攪拌罐中，螺桿泵1用1備，單臺流量為5m3/h，變頻控制。
2.4 絮凝攪拌罐。
絮凝攪拌罐容積為2m3，配有攪拌機，用于將污泥、PAC、PAM充分混合，對污泥進行絮凝、調理，污泥化學調理的效果對后續(xù)機械脫水有重要影響。污泥調理通過改變污泥的組織結構減小污泥的黏性，調理后污泥顆粒間相互粘附，結合態(tài)束縛水轉換為自由水，內部水得到釋放，改善了污泥的脫水性能。污泥絮體的大小和沉降性能與污泥調理效果直接相關。
2.5 疊螺機
本系統選用1臺處理能力為600kgDS/h的國產疊螺式污泥脫水機。疊螺機運用螺桿擠壓原理，實現污泥的濃縮和脫水。污泥進入濾體后，螺旋軸旋轉帶動固定環(huán)、游動環(huán)相對游動擠壓，使濾液從疊片間隙快速流出。
2.6 污泥中轉罐
由于疊螺機連續(xù)運行、連續(xù)出泥，板框壓濾機間斷進料、間斷出泥，為了調配疊螺機和板框壓濾機的運行狀態(tài)，需要設置污泥中轉罐，臨時儲存疊螺機濃縮后的污泥。本系統設計2個立式碳鋼襯膠儲罐，單個容積為40m3，每個罐帶有攪拌機，防止污泥沉積。
2.7 板框壓濾機
本系統包含2臺獨立運行的板框壓濾機，帶有水洗功能，單臺板框壓濾機的過濾面積為200㎡。單臺板框壓濾機設計參數見下表：
參數 | 數值 | 參數 | 數值 |
過濾面積/㎡ | 200 | 進料壓力/MPa | 1.2 |
濾板數量 | 77 | 壓榨壓力/MPa | 1.6 |
濾板尺寸/mm | 1250×1250 | 壓緊壓力/MPa | 20 |
板框壓濾機間斷運行，正常過濾狀態(tài)下按照“進料→壓榨→吹風→松開→卸料→壓緊”的步驟循環(huán)運行，板框壓濾機配套高壓進料泵、壓榨泵、水洗泵等主要設備，具體參數見下表：
設備 | 主要參數 | 備注 |
高壓進料泵（螺桿泵） | 流量35m3/h，壓力1.0MPa，功率22kW | 變頻控制 |
壓榨泵（離心泵） | 流量16m3/h，揚程189m，功率15kW | 變頻控制 |
濾布洗滌泵（柱塞泵） | 流量135L/min，壓力5MPa，功率15kW | |
水箱 | 容積5m3 | 壓榨、濾布洗滌用水 |
空壓機 | 流量3.6m3/min，壓力0.8MPa，功率22kW | |
吹風氣罐 | 容積10m3 | |
皮帶輸送機 | 帶寬600mm | |
污泥斗 | 容積20m3 | 儲存干污泥 |
3 污泥脫水系統的工藝及操作
3.1 污泥調理
對于印染廢水處理系統，污泥的主要來源為絮凝沉淀過程產生的物化污泥、水解酸化和好氧處理過程產生的生化污泥，這些污泥在污泥濃縮池中進行初步濃縮后含水率為97.4%～98.0%。向濃縮后的污泥中依次投加PAC溶液、PAM溶液進行化學調理，根據污泥的脫水性能，PAC溶液在污泥中的投加比例為1.5%～3.0%，PAM在污泥中的質量濃度為60～120mg/L，調理后的污泥顆粒呈絮狀，易于泥水分離。
3.2 疊螺機的運行
調理后的污泥經過疊螺機進行初步脫水，污泥顆粒與濾液分離，濾液應該透明、清澈，污泥顆粒少。若濾液中含有較多的污泥顆粒，說明污泥調理效果不好，出現跑泥，需要調整PAC、PAM的投加量。由于疊螺機只作為板框壓濾機的預處理，對污泥進行初步脫水，在一定程度上降低了污泥的含水率和體積，出泥含水率在93%～96%即可。注意保持疊螺機出泥有一定的流動性，便于進行板框壓濾。
3.3 板框壓濾機的運行
板框壓濾機運行參數和時間如下表所示：
運行參數 | 數值 | 運行參數 | 數值 |
進料壓力/MPa | 0.9 | 壓榨時間/h | 0.5 |
進料時間/h | 3 | 濾布洗滌周期/h | 48 |
壓榨壓力/MPa | 1.4 |
污泥經過板框壓濾機進行深度脫水后含水率為65%左右。
4 運行效果和成本核算
本系統在板框壓濾機前增加疊螺機進行印染污泥脫水預處理，出泥含水率能夠達到65%，且本系統能夠保持污泥脫水的連續(xù)進泥，污泥處理能力和效率明顯提升，干污泥產量能夠達到24t/天，與只采用板框壓濾機進行污泥脫水相比，干污泥產量增加約40%。
采用疊螺機聯合板框壓濾機進行污泥脫水時，每產生1t干污泥（含水率約65%）的成本約為177元，其中聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺成本分別為130元和33元，用電成本14元。
5 結論
采用疊螺機聯合板框壓濾機進行印染污泥脫水，結合了疊螺機可連續(xù)運行及板框壓濾機出泥含水率低的優(yōu)點，出泥含水率達到65%，污泥處理能力明顯提升，工藝路線可行，設備選型合理，運行穩(wěn)定可靠，能夠顯著降低后續(xù)干污泥的運輸和處置成本，為印染污泥脫水工程的設計、改造和運行提供了重要的技術借鑒。
