叠螺机与超高压板框组合工艺参数优化

王馨悦 胡红旗 朱文芳

(1.河北农业大学，河北 保定 071001；2.安吉县环境保护监测站，浙江 湖州 313300；3.浙江科技学院，浙江 杭州 310023)

叠螺机与超高压板框组合工艺参数优化

王馨悦1胡红旗2朱文芳3

(1.河北农业大学，河北 保定 071001；2.安吉县环境保护监测站，浙江 湖州 313300；3.浙江科技学院，浙江 杭州 310023)

叠螺机与超高压板框组合工艺是一种污泥处理的新型工艺。试验通过现场污泥脱水正交试验，优选出叠螺机与超高压板框组合工艺的最佳运行参数，为污水处理厂正常生产运行提供参考数据。结果显示，当设定油缸压力上限为21MPa，一次进泥时间为30min，二次进泥时间为15min时，污泥脱水效果最好。

叠螺机；超高压板框；污泥脱水

一般市政污泥含水率约为99%，有机质含量高，可压缩性能差。污泥机械脱水前一般需经过化学调质。多数污水处理厂在化学调质后进行普通机械脱水，含水率只能降低到80%左右，不能满足国家标准要求。叠螺机与超高压板框是一种可实现污泥深度处理的新型组合工艺。污泥含水率可从99%直接降低至60%。王凯等人应用污泥螺旋压榨机处理各类废纸制浆污泥，可将污泥含水率从95%左右降低至50%左右[1]。肖许等发现使用高压隔膜板框压滤市政污泥时，最佳工况参数为压力在13-15MPa范围内，压滤时间为20min[2]。由此可见，将叠螺机与超高压板框联合使用是种新型的污泥脱水处理组合工艺。试验通过正交试验，筛选出最佳运行参数，优化了污水处理厂运行参数，同时为应用同类技术的污水处理厂的实际运行提供参考数据。

1 试验准备及工艺流程

1.1 试验材料

1.1.1 剩余污泥

试验的污泥样品为顺平县清源污水处理厂污泥存储池的剩余污泥。剩余污泥含水率为98.09%～99.81%，密度为0.9847～1.0044g/mL，污泥浓度为14700～19526mg/L，pH为7.2～8.9。其剩余污泥含有机质含量为44.98%～47.03%，可压缩性较差，脱水效果差。

1.1.2 试验药剂

现场试验对污泥进行化学调质所投加的药剂包括：工业级三氯化铁(有效成分60%)；工业级阳离子聚丙烯酰胺，离子度50%，分子量1200万；工业级生石灰(有效成分85%)。

1.2 试验设备

试验设备采用上海同臣环保有限公司生产的TCYZ-60型超高压弹性压榨机和TECN-202型叠螺式污泥浓缩机。

1.3 工艺流程

叠螺机与超高压板框组合工艺流程：首先将污泥浓缩池的污泥由泵打入污泥调理罐中，投加CPAM、FeCl3和生石灰，使之与污泥有效地快速混合均匀，达到污泥改性。然后再用高压泵将改性后的污泥送至超高压弹性板框压榨机，由高压油泵提供强压压缩滤板之间空隙内的污泥，使滤板之间的空隙内的污泥再次压滤，得到含水率在60%以下的块状泥饼。泥饼再由皮带输送机输送至污泥车，由污泥车外运至污泥堆场。

2 试验设计

设计正交试验为三因素三水平试验。试验中，控制设定超高压板框的运行参数，正交试验的因素水平表如下表1所示。

表1 因素水平表

试验通过改变油缸的压力上限、一次进泥的时间、二次进泥的时间三个因素，进行了9次正交试验，研究优化在最佳加药量下叠螺机与超高压弹性板框的组合工艺的运行参数。试验记录每次进泥、压榨的时间与进泥压力、油缸压力的数据。每批试验污泥的数据从进泥开始一直记录到卸泥为止。时间持续1h30min到2h。最后卸泥时，分别从进泥端板框、中间板框、油缸端板框距离板框上角边缘10cm×10cm向输泥管道的位置取下试验测试的板框压滤后的泥饼，及时对这三个位置的泥饼含水率和有机物含量进行测试，研究不同因素水平下污泥脱水性能的优劣。试验安排和试验结果记录见表2。

表2 试验安排和结果记录

3 试验结果分析

正交试验的结果如表3所示。从正交试验结果分析表中可以看出，因素A的极差R最大，为38.14%；其次是因素B为24.43%；因素C的影响因素最小，为19.91%。故可以知道，使用叠螺机超高压弹性板框组合压滤时，油缸的设定压力上限对污泥脱水的效果影响最为显著。

表3 试验结果分析表

表4 污泥含水率

在考虑评价标准为泥饼含水率时，我们希望含水率越小越好，所以选取因素中的K值越小越好。由此可知，从因素A列中均值K1较小，因素B中K2值较小，因素C列中K3值较小，故可知A1B2C3是因素中影响最大的水平，即是油缸压力上限为21MPa，一次进泥时间为30min，二次进泥时间为15min的情况下，污泥脱水的效果最好。在此参数下进行多次污泥脱水试验，污泥含水率情况如表4所示，平均含水率为60%，满足国家标准要求。

4 总 结

为优化叠螺机超高压板框组合工艺进行三因素三水平正交试验，使污泥的含水率能够降低到60%，得出的结论是：当超高压弹性压榨机的参数设置为油缸压力上限21MPa，一次进泥时间30min，二次进泥时间15min的情况下，污泥脱水的效果最好。

[1]王凯，赵黎.污泥螺旋压榨机的结构原理及应用[J].造纸科学与技术，2016，(04)：64-65.

[2]肖许，管堂珍，徐晓军等.生活污水污泥高压压滤深度脱水[J].城市环境与城市生态，2013，26(4)：43-46.

A Parameter Optimization of a Combined Process of Screw Press and Hyperpressure Plate-and-Frame Filter Press

WANG Xinyue1HU Hongqi2ZHU Wenfang3

(1.Agricultural University，Shijiazhuang 071001；2.Environmental Protection Monitoring Centre of Anji County，Huzhou，313300； 3.Zhejaing University of Science & Technology，Hangzhou 310023)

Screw press and hyperpressure plate-and-frame filter press are used as a novel combined sludge dewatering process.In this study，an orthogonal experiment of three factors at three different levels has been conducted to determine the optimal process parameters.It can provide running parameters for wastewater treatment plants.

screw press；hyperpressure plate-and-frame filter press；sludge dehydration

项目资助：浙江省公益计划项目，2015C33305

王馨悦，硕士研究生，主要从事污水处理和污泥脱水方向的研究工作

朱文芳，副教授，主要研究方向是污水处理

文献格式：王馨悦 等.叠螺机与超高压板框组合工艺参数优化[J].环境与可持续发展，2017，42(4)：237-238.

X21

A

1673-288X(2017)04-0237-02