高效隔膜板框压滤机在城市湖泊污泥脱水干化中的应用

钟煌亮

【摘要】介绍了高效隔膜板框压滤机的工作原理与关键参数。结合工程实例，介绍了高效隔膜板框压滤机在城市湖泊污泥处理中的实际应用情况，并阐述了工艺流程、关键技术，分析了工程运行成本和工程效益。

【关键词】城市湖泊污泥；高效隔膜板框压滤机；脱水干化

引 言

目前国内外主要采用的机械脱水干化有带式压滤机脱水、离心机脱水和板框壓滤机脱水，其中高效隔膜板框压滤机是在普通板框式压滤机基础上进行了优化改进，较其他机械脱水方式具有自动化程度高、泥饼含水率低、生产效率高、运行稳定、成本低等优点，该技术在国内越来越被广泛应用于河湖污泥处理和城市污水处理等领域。

1、 高效隔膜板框机工作原理

普通板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室，滤板的表面有沟槽，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、洗涤水和引出滤液，板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框，板、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，集中排出。过滤完毕，打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。

2、隔膜式板框压滤机应用关键参数

2.1 初始疏浚泥浆与进料

针对城市湖泊或河道疏浚的泥浆浓度一般较低，质量浓度大约为8%，为提高板框压滤机的生产效率、降低电耗、提高效益，一般需进行泥浆浓缩、调理等工艺处理，处理后泥浆质量浓度可达到25%，可提高板框压滤机脱水效率150%以上。

2.2固体污泥量与进料方式

一般板框压滤机单个周期处理固体污泥量为设计最大值的85%～100%，即滤室腔体的污泥充盈率。一般进料时间越短、污泥充盈率越高，则生产效率越高，工程成本越低。

该类工艺中常用的供浆设备为渣浆泵，在此基础上经过工艺优化后，采用双进料泵可减少进料时间，增加固体污泥量，提高生产效率。双进料泵供浆方式为：供浆开始阶段采用高流量低扬程渣浆泵，快速填充板框机滤腔，充盈率达到85%以上后，切换采用低流量高扬程渣浆泵，在进一步压榨淤泥同时，进一步提高板框滤腔充盈率，提高固体污泥量。

3 工程实例

3.1 工程概况与工艺介绍

武汉某湖清淤项目总设计清淤方量约102万m3，采用环保疏浚及高效隔膜板框压滤机脱水干化一体化工艺，工艺流程见图1，脱水干化后形成滤饼约44.5万m3，设计要求滤饼含水率不大于40%，尾水悬浮物含量不大于20mg/L。

3.2 污泥浓缩与调理

该湖清淤疏浚泥浆质量浓度大约8%，通过自然重力沉淀浓缩后质量浓度约达到25%，可提高板框压滤机脱水效率200%以上。浓缩后污泥进入调节池，在调节池内添加生石灰和粉煤灰的组合固化剂（生石灰约占滤饼比重2%，粉煤灰约占滤饼比重3%），添加特制固化剂的作用是破坏污泥的亲水胶体结构，改善污泥的脱水特性[4]，生石灰与粉煤灰的组合同时还能改善污泥的孔隙结构，增强污泥透水性，提高板框机脱水速率。在调节池内固化剂与污泥搅拌混合均匀后采用渣浆泵进入板框压滤机进行脱水干化。

3.3 板框压滤机脱水干化

隔膜式板框压滤机工作单个循环主要包括5步：压紧滤板→进料→隔膜压榨→反吹→卸料→压紧滤板进入下一个循环。

进料前由液压系统将滤板压紧，完全压紧后开始进料。在进料前10～15min采用高流量渣浆泵供浆，将滤室腔体基本填充满后切换高扬程渣浆泵供浆5～10min，关闭进料泵，开启压榨阀门。维持压榨压力在1MPa左右，保持10～15min，当出液嘴的水流由连续出水变成点滴出水时，可关闭压榨阀门，打开反吹气阀，反吹10s左右即可将压滤机中心进料管中残留的污泥及隔膜腔内的残余滤液排出。压榨结束后压紧板后退，采用拉板小车可自动卸料。整个循环周期时间约为45～60min，滤饼厚度可达35～40mm，含水率≤40%，尾水悬浮物含量ss≤20mg/L。

3.4 运行成本与工程效益

高效隔膜板框式压滤机在污泥脱水干化处理中的单吨污泥处理成本约44.46元，远远低于传统污泥石灰干化技术的单吨污泥处理成本（约93.7元/t），也低于离心机脱水（92.26元/t）和带式压滤机脱水技术在污水处理中（242.84元/t）的单吨污泥处理成本，可见高效隔膜板框式压滤机在污泥脱水干化处理中具有非常好的经济效益。

结 论

高效隔膜板框式压滤机脱水干化是一种高效低成本的城市污泥处理技术，经该工艺处理后的滤饼可满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》（CJ/T 249—2007）的含水率要求（含水率W≤45%），生产的尾水满足《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的尾水悬浮物含量一级标准要求（ss≤20mg/L）。

本工程的实践表明，高效隔膜板框压滤机脱水干化工艺在武汉某湖清淤工程中的应用是成功的，本工程的经验可供类似工程参考。

参考文献

[1]金相灿，荆一凤，刘文生，等.湖泊污染底泥疏浚工程技术：滇池草海底泥疏挖及处理[J].环境科学研究.1999.12（5）：9-12.

[2]吕斌，杨开，曹汉清，等.东湖底泥的脱水性能试验研究[J].中国给水排水.2003.19（5）：56-58.

[3]年跃刚，范成新，孔繁翔，等.环保疏浚系列化技术研究与工程示范[J].中国水利.2006.17：41-42.

[4]孙利，王春华，郁华，王恩义.离心式脱水机、带式压滤机在污泥脱水中的应用与比较.中国给水排水.1995-5-5（8）：33-35.