中水回用污泥压滤装置的优化改进

万银霞，杨 乐，段开放，梁洺瑜

(河南心连心化肥有限公司 河南新乡 453731)

0 前言

目前中水回用系统大多采用双膜法，而超滤和反渗透膜稳定运行的前提是须在预处理阶段去除碱度、硬度、悬浮物、铁等污染物。这些污染物从水中分离出来必定会形成大量的污泥，而污泥含水质量分数在99%左右，泥水基本上呈液体状态。污泥减量化的关键是进行压滤，以减小污泥的体积，便于进行固废的处理。

1 污泥概况

某氮肥企业的中水回用预处理装置处理能力为300 m3/h，因进水污染物含量较高，产泥量较大，每小时所产的绝干污泥量约为400 kg，污泥含水质量分数在99%左右。原污泥压滤装置采用板框压滤机进行脱水，压滤之后的泥饼组成分析数据如表1所示。

表1 泥饼组成分析数据(质量分数) %

2 板框压滤机运行情况

该中水回用系统共配有2台板框压滤机[1]，过滤面积分别为30 m2和60 m2。2台板框压滤机同时工作时，每小时仅能处理150～200 m3来水在预处理阶段产生的污泥，导致中水回用系统的处理能力严重受限。

板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水并引出滤液。滤板和滤框的两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板和滤框，滤板和滤框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道后集中排出。过滤完成后，通入高压清洗水洗涤滤渣。洗涤完成后，打开压滤机卸除滤渣，然后清洗滤布，再重新压紧滤板和滤框，开始下一工作循环。

板框压滤机的工作原理决定其间歇操作的工作方式，需有专人负责打开和压紧滤板和滤框，同时还须及时清理滤布上未被冲洗干净的滤渣，导致操作人员的工作量非常大。板框压滤机一般工作1个月之后，滤布就会逐渐被堵塞，导致产泥量降低且泥饼含水率升高，工作效率下降。为了满足中水回用系统的稳定运行，此时必须重新更换滤布，导致维修人员的工作量也非常大。

3 组合式压滤机应用情况

由于板框压滤机的处理能力较小且操作难度较大，必须对污泥压滤装置进行改进，而污水处理终端的污泥脱水通常采用叠螺压滤机[2]或带式压滤机[3]。通过对行业内同类型企业的考察，发现叠螺压滤机是一种自动化程度较高、维护强度低、现场卫生条件较好的压泥设备，其最大的优势在于含固质量分数在1%的污泥不经浓缩即可直接进行脱水，处理后的污泥含水质量分数可降至80%以下，再经带式压滤机处理后，污泥含水质量分数可控制在70%左右，污泥体积大幅下降，有效降低了后续污泥处理的难度。

为确定叠螺压滤机对预处理阶段所产污泥的适应性，进行了实验室烧杯试验。试验污泥质量分数2%，配制的絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)质量分数0.1%，试验结果如表2所示。

表2 实验室烧杯试验结果

通过对实验室烧杯试验数据的分析和絮体密实程度、大小、滤液情况、污泥可挤压性的实际观察，可以判断叠螺压滤机完全适合于处理此种污泥。

经现场中试，单独采用叠螺压滤机，通过投加质量分数0.1%PAM(阳离子，800万单位)，可以将含水质量分数99%的泥水压成含水质量分数80%左右的泥饼，但含水量还是偏高，不利于污泥处置。单独通过带式压滤机不能有效处理含固质量分数<1%的污泥，必须配套重力浓缩池才能取得较好的压滤效果，且污泥含水质量分数>75%。如果带式压滤机与叠螺压滤机串联，将叠螺压滤机出口含水质量分数78%～80%的泥饼进一步压滤，可得到含水质量分数70%左右的泥饼，可大幅减少污泥的量，同时也便于污泥外运处置。通过与设备制造企业的交流、沟通，设计了1套叠螺压滤机+带式压滤机组合的处理装置，取消带式压滤机的加药部分，通过对设备高度、宽度及产泥口进行特殊处理，使叠螺压滤机的产泥直接落至带式压滤机的滤带上，实现连续、组合压滤，运行效果良好，中水回用系统可以实现满负荷运行(300 t/h)。叠螺压滤机+带式压滤机总运行功率20 kW，每小时消耗PAM约2 kg，折合吨水压泥运行成本约为0.1元。

4 结语

板框压滤机产泥含水率低(质量分数在60%左右)，但是不能连续运行，操作和维修的工作量较大。实践证明，叠螺压滤机+带式压滤机组合的方式非常适合中水回用系统污泥的处置，既可以减轻工作量，又可以满足污泥处置的要求，得到的泥饼含水质量分数在70%左右。