板框厢式隔膜压滤机
引言
目前，我国各省市环保部门对污水处理厂出泥污泥含水率的要求基本上均按照≤６０％的标准执行，含水率未能达到本标准的将面临着降低污泥含水率的提标改造需求。为使污泥含水率≤６０％，国内常采用的污泥脱水设备是高压隔膜板框压滤机。直压式污泥脱水机（下称直压式）与高压隔膜板框压滤机（下称板框式）相比，其设备形式及压滤污泥的方式完全不同，为了解直压式压滤技术的可行性、实际处理效果及建设运行成本，特与高压隔膜板框压滤技术进行详细经济技术对比分析。经现场调研并对现场处理后污泥泥质含水率取样检测，污泥含水率可达到６０％以下。总体上，相对高压隔膜板框压滤机，直压式压滤机系统一次投资较高，运行成本低，直压式压滤机不用投加药剂污泥含水率亦可降低到６０％以下，可实现污泥的资源化利用。
技术对比分析
直压式压滤技术
直压式压滤技术原理污泥中所含的水分包括孔隙水、毛细水、吸附水和结合水，空隙水是污泥颗粒之间的一部分游离水，占污泥总含水量的６５％～８５％。直压脱水可将绝大部分空隙水从污泥中分离出来。毛细水指污泥颗粒之间的毛细管水，约占污泥中总含水量的１５％～２５％，直压脱水可通过高压挤压污泥颗粒，破坏毛细管表面张力和凝聚力从而将毛细水分离处理。市政污泥的主要特征是含水率高，有机物含量较高，易腐殖。直压式压滤机是将污水处理厂污泥经预浓缩处理后，或将８０％含水率的污泥直接在直压式压滤机内压榨，利用“压豆腐干”原理，无需投加生石灰、ＰＡＭ及ＰＡＣ或铁盐药剂，经过自动包泥（进泥）、初压、主压、卸泥４个工序后，污泥出泥泥饼含水率可达到≤６０％。
直压式压滤机设备组成系统
主要包括自动包污系统、初压系统、程序化主压滤系统、自动卸泥系统４个子系统，各系统是独立的框架，经流水式作业后实现污泥脱水。
（１）自动包污系统：主要包括进料机、自动抓滤布、滤板机、自动翻板机、压滤框等。
（２）初压系统：包括自动初压装置等，一般工作压力保持在３～５ＭＰａ。
（３）程序化主压滤系统（主压系统）：主要包括主液压系统、导向系统、排水系统等，一般工作压力保持在１０～２０ＭＰａ。
（４）自动卸泥系统：主要包括自动翻布机、自动卸板机、自动卸泥机、自动输送滤布、滤板机、污泥输送机、压滤框转运系统等。１.
直压式压滤系统
工艺流程直压式压滤技术污泥处理一般工艺流程，生化污泥经预处理浓缩脱水后将污泥含水率降至８０％左右，之后经螺杆泵送入直压式压滤机处理，含水率降低至６０％后外运进行后续处置。污泥处理工艺流程中，污泥自动包污系统耗时最多，一般需３ｈ，预压、主压、卸泥工段均按照３h控制，因此一个框架系统从进泥到出泥全流程运行时间约为９ｈ。
高压隔膜板框压滤技术
技术原理污泥先经过投加石灰、铁盐/铝盐、ＰＡＭ等药剂进行破膜及改性调理，使污泥颗粒包括细小的颗粒及胶体颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能。用进料泵打进高压隔膜压滤机。高压隔膜板框压滤机利用过滤板、隔膜板和滤布组成的可变滤室过滤单元，在油缸压紧滤板的条件下，用进料泵压力对物料进行固液分离，并在进料结束后，利用压榨泵往压滤机隔膜板中注入高压水，利用隔膜张力对污泥进行强力挤压脱水。滤液透过滤布排出，固体物质被滤布阻隔，形成含水率较低的干物质。
高压隔膜板框压滤机设备组成
通用型的高压隔膜板框压滤机由５大部分组成：机架部分（基座、压紧板、止推板、主梁）、过滤部分（滤板、滤布）、自动拉板部分、液压系统部分和电气控制部分。部分设备配有接液翻板、导料斗等装置。
高压隔膜板框压滤系统工艺流程
高压隔膜板框压滤机的工作流程主要分为５个步骤：进料过滤—隔膜压榨—吹脱—卸料—清洗滤布。其中，清洗滤布步骤不是每个批次都运行，而是根据压滤机实际工作情况决定。一般情况下，每台压滤机正常工作１０~１５个批次后进行１次清洗滤布。
设备供货、安装调试期对比
高压隔膜板框压滤机可散装或整机进场，其主机供货周期为１个月。直压式压滤机为散装进场，其主机供货周期为３～４个月。直压式压滤机较高压隔膜压滤机主机供货周期长２～３个月。高压隔膜板框式压滤机系统与直压式压滤系统安装调试一般均需３个月完成。
环境效益及经济效益对比
与污泥脱水至含水率８０％外运相比，直压式压滤机每天可减少污泥体积４１ｍ３/ｄ，高压隔膜板框压滤机每天可减少污泥体积３２ｍ３/ｄ。污泥处置费按３５０元/ｔ核算，直压式压滤机每年可减少污泥运输及处置费５５３万元/年，高压隔膜板框压滤机每年可减少污泥运输及处置费４４３.８万元/年。直压式压滤机因不投加石灰、铁盐/铝盐，与高压隔膜板框压滤机相比节省了药剂消耗且绿色环保，实现污泥真正的减量化，且处理后的污泥亦可进行污泥资源化利用。
适用性分析
常规市政剩余活性污泥直压式压滤机、高压隔膜压滤机出泥泥饼含水率均可稳定达到≤６０％。因直压式压滤机系统未投加化学药剂，不影响污泥后续利用，亦不增加无效污泥量，压滤后污泥可用于园林绿化等方面，实现污泥资源化利用。直压式压滤系统较传统高压隔膜板框压滤系统一次工程投资高，运行费用低。以１６.２ｔＤＳ/ｄ处理量为例，直压式压滤系统工程一类费为板框式压滤系统的１.６８倍，直接运行成本直压式压滤机为高压隔膜板框压滤机成本的８４.９％，通过节省运行成本回收投资需要４.４年。若为厂内改造项目，厂内一般已有污泥脱水至８０％左右的污泥脱水机，则原厂区污泥脱水系统仍可正常使用，直压式压滤系统投资可减少，回收投资年限将缩短至３年左右。因此，直压式压滤技术尤其适用于现有污水处理厂出泥含水率８０％降低至６０％的改造项目，可实现原有污泥脱水系统继续使用。直压式压滤技术针对市政污泥无需投加药剂，因其未投加化学药剂，适用于市政污泥需要资源化利用的项目。
结语
常规项目直压式压滤机、高压隔膜板框压滤机出泥含水率均可稳定达到≤６０％，直压式压滤机甚至能将污泥含水率降低至５５％。对于污泥中有机质含量较高的项目，需要做试验确定泥饼是否能稳定达到６０％以下。直压式压滤系统较传统高压隔膜板框压滤系统一次工程投资高，运行费用低。直压式压滤机处理系统未投加化学药剂，经过高压压榨即可实现污泥含水率由８０％降低至６０％。不影响污泥后续利用，亦不增加无效污泥量，实现污泥真正的减量化，且处理后污泥可实现资源化利用。鉴于目前直压式压滤机成熟型号较少，较适用于处理规模在５万ｍ３/ｄ以上的污水处理厂污泥脱水项目，若处理规模在５万ｍ３/ｄ以下时采用直压式压滤机时建议进行进一步经济比选后确定。
