污泥压滤脱水设计与运行注意事项

常用的污泥机械脱水方式有压滤脱水和离心脱水两种，污泥压滤脱水的能耗为10~35 kwh/tSS、而离心脱水的能耗为30~70 kwh/tSS，即污泥压滤脱水能节能，所以使用更为广泛。污泥压滤脱水设备包括板框式压滤机和带式压滤机两种，其中，带式压滤机能耗为10~25  kwh/tSS、板框式压滤机能耗为25~35 kwh/tSS。

在市政污水处理厂，20世纪80年代开始采用板框式压滤机，其脱水的泥饼含水率低，在65%以下，体积缩小，污泥外运的运输量减少，可节省污泥运输费用，最后处置也比较容易。但其为间断运行，效率低且操作麻烦，维护量很大，所以20世纪90年代以后国内新建的市政污水处理厂多采用带式压滤机，其具有出泥含水率较低且稳定、能耗少，管理控制较容易等特点。2008年开始，国内工业废水零排放项目陆续上马，废水零排放中化学软化产生的以CaCO3、Mg(OH)2为主要成分的化学污泥，CaCO3、Mg(OH)2均是结垢类物质，如采用带式压滤机对这种污泥进行脱水，会使滤带表面结垢，影响脱水和滤带传输效果，但板框式压滤机可以将污泥含水率降到更低水平，较干燥的CaCO3、Mg(OH)2不易附着在框式压滤机的滤布上，因而在工业废水零排放项目中，框式压滤机被广泛使用，迎来其第二个春天，且随着自动化技术不断提高，板框式压滤机的应用愈加普遍。两种压滤机在设计和运行时的侧重点不同，本文从两种压滤机原理出发，给出设计计算简捷方法及其运行注意事项，供水处理人士参考。

一、板框式压滤机

板框压滤机是根据达西定律设计的高压过滤设备，其主体工艺流程如下图所示。

1. 重要参数计算:板框压滤机最重要的一个设计参数是过滤面积，按国标生产制造的板框压滤机每平方米的过滤面积可以过滤15 L的绝干污泥，因此，将复杂计算整理后，板框压滤机的过滤面积可按下式计算。式中：A为板框压滤机过滤面积，m2；Q为进料污泥量，m?/d；ρ为进料污泥密度，kg/m?；W为进料污泥的含水率，%；T为每天板框压滤机运行的周期数，可按污水处理厂运行班次确定；不同含水率污泥密度可按下表选取。举例说明计算方法，例如化学软化高密度沉淀池排泥量为300 m?/d，排泥含水率为W=97%，则板框压滤机进料密度为ρ=1025 kg/m?；污水处理厂为四班三倒运行，按照每班脱泥一次考虑，则T=3；代入上式，计算得到所需板框压滤机面积为A=410 m2。

2.运行注意事项

（1）压滤机设置台数应不少于2台，当过滤压力提高到1.4MPa或更高时，则应考虑基底给泥系统，防止滤布被堵塞。滤布一般选用合成长纤维，必须考虑设置用水或药品清洗滤布的装置。

（2）污泥压入过滤机一般有两种方式，一种是用高压污泥泵直接压入，一种是用压缩空气通过污泥罐将污泥压入过滤机。常用的高压污泥泵有离心式或柱塞式。当采用柱塞式污泥泵时，应设减压阀及旁通回流管。每台过滤机应单独配备一台污泥泵。

（3）污泥压滤后，需用压缩空气进行剥离泥饼，其所需的空气量按滤室面积计算，每平方米需要标准状况下的空气体积为2 m?/(m2·min)。实际供气压力可在0.1~0.3MPa之间。

（4）若设计运送泥饼的传送带时，应考虑卸落时的冲力，并应附有破碎泥饼的钢丝格栅，防止泥饼塑化。

二、带式压滤机:带式压滤机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规律排列的辊压简中呈S形弯曲经过，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水，如下图所示。重要参数计算

带式压滤脱水机的处理能力有两个指标：一个是进泥量、另一个是进泥固体负荷。

进泥量是指每米带宽在单位时间内所能处理的湿污泥量[m?/(m·h)],常用q表示。进泥固体负荷系指每米带宽在单位时间内所能处理的总绝干污泥量[kg/(m·h)]，常用qs表示。很明显q和qs取决于脱水机的带速和滤带张力以及污泥的调质效果，而带速、张力和调质又取决于所要求的脱水效果，即泥饼含固量和固体回收率。因此，在污泥性质和脱水效果一定时，q和qs也是一定的，如果进泥量太大或固体负荷太高，将降低脱水效果。一般来说q=4-7 m?/(m·h)、qs=150~250 kg/(m·h)。不同规格的脱水机，带宽也不同，但一般不超过3 m，否则，污泥不容易摊布均匀。q和qs乘以脱水机的带宽，即为该压滤机的实际允许进泥量和进泥固体负荷。

举例说明计算方法，项目前期，保守起见，q和qs均取中等偏小值，取q=5 m?/(m·h)、qs=200 kg/(m·h)，设计带宽为1.2m，则带式压滤机需达到：允许进泥量≥6 m?/h、允许进泥固体负荷≥240 kg/h。

2.运行注意事项

（1）运行中，运行人员应根据本厂泥质和脱水效果的要求，通过反复调整带速、张力和加药量等参数，得到本厂的q和qs，以方便运行管理。

（2）选择滤带时要综合考虑更换频次和检维修人员的技能水平。滤带常编织成多种纹理结构，不同的纹理结构的透气性能和对污泥颗粒的拦截性能不同，应根据污泥性质选择合适的滤带。一般来说，活性污泥脱水时，应选择透气性能和拦截性能较好的滤带；而初沉污泥脱水时，对滤带的性能要求可较低一些。有的滤带没有接头,但大部分有接头。无接头的滤带寿命较长，因为滤带往往首先从接头处损坏，但该种带安装不方便。

（3）带式压滤机辊压筒的直径沿污泥走向由大到小，由90 cm到20 cm不等。带张紧系统的主要作用是调节控制滤带的张力，即调整滤带的松紧，以调节能加到泥层上的压榨力和的剪切力，这是运行中的一种重要工艺控制手段。滤带调偏系统的作用是时刻调整滤带的行走方向，保证运行正常。

（4）滤带冲洗系统的作用是将挤入滤带的污泥冲洗掉，以保证其正常的过滤性能。一般定期用高压水反方向冲洗。

（5）在带式压滤机中，压榨区不是封闭式腔室。因而，如果污泥在随滤带绕转压辊的过程中能够承受住该压榨压力，则其起到了侧边密封的作用。如果压榨压力过高，会破坏污泥层的内聚力并使其被挤出滤带，造成部分脱水的污泥从压榨区“跑料”。

总结

在污泥处理中，选择浓缩污泥处理及脱水一体化技术，可以大大降低污水处理厂建设用地及基建费用，部分EPC单位或压滤机厂商为了提高利润率，不设置污泥浓缩池，或者设置的池体没有真正的浓缩功能，导致压滤机数量及规模大幅增加，所以在选择压滤机的同时，我们应当注重前端的污泥浓缩环节，例如：假设生化系统排泥量为10m?/h、含水率为99%，如果不经过污泥浓缩，则压滤机进料量为10m?/h；如果通过污泥浓缩池将含水率降低至98%，则压滤机进料量降低至5m?/h。压滤机进料含水率相差1%，压滤机规模可缩减一半。所以，污泥浓缩是压滤脱水的前提，有关污泥浓缩的设计，将在以后的文章中分享。