隔膜压滤机在污泥脱水中的应用

前言

随着我国经济的发展和城市现代化的建设，城镇居民也由此而逐渐增多，随之带来的环境污染问题日益突出，改善环境保证人民身体健康已经引起党和政府的高度重视。如何能够尽快处理在我国城镇每天都在快速递增的污泥、污水已成为我国城市和城镇发展过程中亟待解决的重大环境问题，研发适应我国国情并拥有自主知识产权的污水、污泥处理关键技术和设备，是目前我国城市环境保护的迫切需求，同时对提升我国制造业及环境保护产业在国际社会中的竞争力，具有重大意义。目前我国污泥脱水处理厂使用的设备与国外相比仍比较落后，只有少数污泥脱水处理厂使用厢式压滤机，多数污泥脱水主要以带式压滤机为主，过滤后的泥饼含水率达到７0%以上，造成泥饼运输困难，使用的工艺多数仍按传统方法，对过滤脱水处理后的泥饼进行填埋，经填埋的泥饼有的地方还会造成水资源的二次污染。针对污泥污水处理厂高效脱水的技术需求，研制具有自主知识产权、高效环保节能的污泥脱水关键设备，并且开发与之配套的污泥脱水高效预处理技术，形成污泥高效脱水组合工艺，为我国城市和城镇污水处理厂污泥高效脱水提供技术和设备。

隔膜压滤机发展情况

隔膜压滤机是固液分离行业的主要过滤设备，适应于各种物料的过滤。据资料介绍隔膜滤板的研制起源于欧洲，而我国在2003年才开始研发制作隔膜滤板。由于经济的发展和市场的需要我国制造的隔膜滤板发展很快，制作技术和产品质量已经相当成熟，我国压滤机生产厂家正在努力研发更先进的隔膜压滤机。据中国通用机械工业协会初步统计，我国生产隔膜压滤机的大型生产厂家已增加到十几家，这些生产厂家符合制作隔膜压滤机的条件，过滤的流程工艺较为先进，隔膜滤板的压榨压力最高可达到4.0MPa，有的压滤机生产厂家隔膜滤板试验压力可达到4.0~4.5MPa压榨压力。制造隔膜滤板生产工艺为双螺杆挤出机和注塑自动控制操作的方法，它们的科研成果和创新技术能力已达到国际先进水平。隔膜压滤机使用的压力同国外产品相比压榨压力高于国外同类产品，根据市场的需求已经积累了丰富的固液分离工艺经验，研发了比较成熟的过滤工艺技术，产品质量已达到和超过德国等发达国家同类产品的质量标准要求，在压滤机行业完全能够做到替代进口产品。自主创新研发的聚丙烯高压隔膜滤板压榨压力已经达到4.0MPa的压力，2014年5月在德国法兰克福举行的阿赫玛博览会上我国生产的隔膜压滤机试验压力达到4.5MPa压榨压力，超过了国际最高水平的3.0MPa的标准，为保证产品安全运行，行业会议讨论通过控制压榨压力在3.5MPa的使用范围，这样可以极大地降低泥饼的含水率，实现隔膜压榨的最佳效果。尤其是近年来隔膜压滤机的压榨工艺的全面推广，隔膜压滤机的使用率大幅提高，因为它具有提高滤液的最大回收率和降低滤饼的最低含液率，深受用户的欢迎，隔膜压滤机比普通压滤机具有过滤效率高和过滤效果好，节省能源和降低生产成本等诸多优点，更是被众多用户所青睐。

隔膜压滤机结构与性能

隔膜压滤机设置进料孔为两端进料，即止推板进料和压紧板进料。由于压紧板为移动式往返运行，进料管道采用旋转式管道连接器连接管道，压紧板往复运动安装法兰焊接弯头结构连接旋转式管道即可完成运行。该连接器设置双排钢珠定位旋转性能好，双排钢珠控制位移运行稳定，设置双层密封组合格莱圈使密封性能更加有保证。组合格莱圈密封性能强和耐磨性能好，旋转式管道连接器耐高压使用寿命长，外层设置防尘圈保持钢珠运行清洁，连接器结构简单安装方便，使用该连接器可以提高压滤机的整机运行技术水平，极大地缩短了进料时间。聚丙烯隔膜滤板制作为快速注塑成型，其中包括聚丙烯芯板，采用新技术分段式计时自动转换注塑方法，高压延时注射使滤板内部结构更加充实均匀，采用高压二次模具合模锁紧压缩滤板的方法，使滤板内部结构密度充实和表面光洁度更进一步地提高，表面平面度达到了密封的要求，滤板密封面不用机加工即可使用。聚丙烯芯板不用机加工即可与隔膜片焊接，减少了机械加工的工序，采用新技术和新工艺平均每20分钟生产一块滤板，极大地降低了滤板生产周期。高压快速注塑质量好，而且还不用定型机定型，滤板不收缩不变形，由于二次模具合模锁紧压缩的滤板密度高强度大不变形，延长了隔膜滤板的使用寿命，实现了快速注塑滤板的效率，保证了隔膜滤板的压榨压力的正常使用。隔膜压滤机拉开滤板卸除泥饼为多块滤板分组拉开，设置驱动滤板带动滤板组，滤板把手采用链条或定位条连接，拉板器及链条采用密封装置，拉开滤板组为150~300mm/s可调速度，使拉开滤板卸饼可提高6倍的速度。隔膜压滤机的结构制作符合高压压榨污泥脱水的质量要求。

隔膜压滤机过滤

压榨工艺隔膜压滤机在城市污水处理厂污泥脱水技术中成为关键设备，隔膜滤板是压滤机的主要过滤元件，污泥污水经过加药生物沥浸自动速溶，经搅拌装置处理后pH值可达到７~8之间，采用隔膜滤板高压压榨的工艺提高污泥脱水效率。通过把污泥污水加入药粉，污泥经化学反应改变其特性，然后搅拌均匀放入反应釜或存储池中，污水中含有的成分快速浓缩转变为固体颗粒，使污水中的含固率达到最高要求。污泥脱水使用进料泵把泥浆注入压滤机，通过进料泵设置的压力充满滤板滤室，进料压力一般设置在1.2~1.5MPa之间，根据现场泥浆浓度确认进料压力，滤室内过滤介质滤布截留污泥中颗粒在滤室内形成泥饼，滤液由隔膜滤板四角孔排出，泥饼形成后，隔膜滤板使用流体或气体高压注入压榨腔室，设置3.5MPa压榨压力对滤饼进行高压压榨，压榨保压的时间一般按10~15min之间定时，可以更有效准确的改变其特性以降低泥饼中的含水率。隔膜高压压榨工艺解决对厌氧消化过程中细胞壁难于消解等技术瓶颈问题，基于生物强化水解和物化强化水解的技术与设备，隔膜滤板压榨工艺提高污泥的水解效率和挥发性有机酸的生成率，实现污泥内含物的快速释放。隔膜滤板高压压榨实现污泥关键技术的突破，厌氧消化时间比单级单相缩短30%，污泥有机物降解率超过45%，沼气产量提高30%。污泥分级采用高效浓缩技术，采用沉淀池分相为改性过滤工艺，由管道料槽将污泥进行分化，再加入污泥含固量10%左右的固体料形成过滤液，在污泥污水中加入比例为0.4‰~0.5‰絮凝剂为助滤剂，使滤室很容易形成滤饼层，隔膜压滤机过滤后的泥饼含水率降低为50%。隔膜压滤机的污泥脱水压榨工艺显著改善了固液分离特性，采用隔膜滤板高压过滤压榨的工艺提高污泥脱水性能，通过污泥搅拌、热交换和脱硫关键与配套设备，实现隔膜压滤机压榨工艺对污泥脱水技术运行为关键设备。

使用隔膜压滤机的优势

根据技术和市场的变化，尤其是在当前信息化飞速发展的年代，任何行业都注重经济效益、环境效益和社会效益，使人们充分认识到保护环境的重大意义，一种产品或一种新技术通过用户认可必须经过一个过程，首先要改变人们的认同关，隔膜压滤机进入环保行业更是如此。目前国内大型污水污泥处理厂已经率先使用国产隔膜压滤机，如上海白龙港污水处理厂、上海城投污水处理有限公司、江苏无锡市政污水处理厂等多家单位都在使用国产隔膜压滤机，因此使用国产隔膜压滤机在中国环保污泥脱水行业已经取得实质性的效果，使用的厂家已在逐步扩大用户越来越多。而国外根据德国压滤机标准DIN７129的规定，隔膜滤板质保期一年，因为隔膜滤板是压滤机的易损件，国外隔膜压滤机在国内污泥处理行业中的应用不如国内优势大，而且国产隔膜压滤机压榨压力高质量好使用寿命长，因此国产隔膜压滤机发展前景非常看好；再次国外公司的生产基地都在其本国内，交货周期最少6个月，且售后服务更换零部件在3个月以上，国外隔膜压滤机在国内会给用户正常使用带来影响，而使用国产隔膜压滤机交货周期一般为一个月左右，售后服务当日24小时到达现场，同时在全国有售后服务区域网点，交货运输方便和售后服务及时，能够降低成本提高过滤效率，这些优势国外产品在国内是做不到的，因此国产隔膜压滤机完全能够满足我国客户对污泥脱水过滤工艺和设备的要求。

结论

近年来我国随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的逐步提高，城市人口也根据经济发展逐步增加，由此而产生的污泥污水也迅速增多，在污泥脱水处理厂污水得到净化的同时，污水中的污染物质作为污泥被分离出来，城市污水污泥的处理与资源化已经成为世界瞩目的环境问题。我国政府非常重视对环境的保护，环境保护是我国政府制定的基本国策，环保部制定了HJ60７的环境标准，各级政府认真落实对环境保护的相关政策，针对城市生活污水污泥处置问题给予了高度的重视，制定了相关的污泥处理和资源化的优惠政策，通过了多项环境保护的法律和法规，同时也制定了相应的保护环境的相关规定。城市污泥和污水量在未来二十年还会有较大的增长，根据预测到2018年城市污水处理率将超过65%，污泥产量将达到1.18~1.96亿立方米，随着城市污水处理能力的不断加强，而产生的城市污泥却一直未能得到妥善处置，再加之我国每年城市面积和人口的增加，而且污泥的产量大约以15%的速度逐年递增，如果对污泥不加妥善的处理会对环境造成严重的污染，会造成很多传染病和其它疫病流行，严重危害人民的身体健康。因此如何合理处理城市污泥污水、污泥的资源化利用、环境保护，是关系到城镇化健康发展亟待解决的问题。根据我国环境治理的需要，全国各地污水污泥处理厂正在大力发展，我国大中城市的污泥脱水处理厂正在逐步扩建改造。

据环保行业统计我国有地级市333个，县级市2862个，乡镇3万余个，这些县级市和乡镇大部分还没有建立污水污泥脱水处理厂，生活在城镇的居民和餐饮服务行业及生产企业会带来很多污水污泥，每天排出的污水污泥势必给环境带来很大影响，环境污染对人民的身体健康造成极大的危害，因此各级政府建设污泥脱水处理厂已经迫在眉睫。原有的污泥处理厂需要技术更新和设备改造，采用隔膜压滤机新的技术处理污泥脱水，已经实施的地方已初见成效，建设污水污泥处理厂采用新技术已经引起各级政府的重视，各地投入资金大力治理环境。

按现有的基础建设污泥处理厂，如果按每年平均大约有10%单位建设污水污泥处理厂，再加之我国大中城市的扩建，这就需要大量的污泥脱水设备，如果污泥脱水设备使用国产隔膜压滤机，可以减少我国大量外汇，增加大量劳动力就业，同时过滤的泥饼可以焚烧发电和农田施肥转化为再生资源，实现泥饼资源化利用，给社会带来极大的效益，使用隔膜压滤机污泥脱水对提高治理环境整洁具有重要的意义。