introductory

根據2007年建設部發布的《城鎮污水處理廠處置-混合填埋泥質標準》和2008年環境保護部發布的《生活垃圾填埋污染物控制標準》，要求進入生活垃圾填埋場進行填埋處置的污泥含水率必須小于60%。目前常用的污泥機械脫水設備主要有真空過濾機、帶式壓濾機、離心脫水機、板框壓濾機、隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機。其中帶式壓濾機、離心脫水機等一般只能保證出泥含水率在80%左右，隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機則具有出泥含水率低、可靠性強等優點，采用化學藥劑進行調理改性，能實現脫水污泥含水率低于60%，是近年來污水廠污泥深度脫水處理的主要工藝設備。本文介紹了隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機的結構及工作流程，并對二者的技術特點進行了比較分析。

2壓濾脫水技術原理的發展概況壓濾脫水技術原理大致可以分成四個階段：

a.利用壓力將泥漿中的大部分水壓榨出來，但濾餅里仍然留有較多的水分。

b.增加了二次壓榨，即在開板卸料前增加一次短時間的機械壓榨過程，進一步降低濾餅的含水率。

c.隨著濾板結構的變化，在濾板的表面上加蓋了一層橡膠膜，橡膠膜具有一定的彈性，當封閉的濾室內充滿待過濾的泥漿后，往橡膠膜和濾板的夾層內壓入高壓氣體或液體，使橡膠膜鼓起壓縮泥漿，進行擠壓脫水，該壓力在0.05-0.2MPa之間。通過橡膠膜的擠壓作用，可使泥餅的含水率降低2% -4%。由于橡膠膜的收縮，也可提高卸餅的效果。

d.為了提高壓濾壓力，采用鋼制框加固的濾板，在濾板周邊鑲嵌橡膠條，這種濾板易于維修，防腐性好，承受的壓力大大提高，濾板對腔內污泥的擠壓壓力最大可達5.0 MPa。根據壓濾機的脫水原理及其結構的發展情況，壓濾脫水設備的發展主要分為三個階段：第一階段主要有板框式和廂式壓濾機，第二階段以隔膜廂式壓濾機為主，第三階段有高壓板框壓濾機。

3隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機的組成結構及工作流程

本文對目前較為常用的隔膜廂式壓濾機和板框壓濾機的主要結構組成、工作流程及技術特點進行介紹。

3.1隔膜廂式壓濾機。

隔膜廂式壓濾機由隔膜板和廂式濾板組成濾室，彈性隔膜板安裝在濾板和濾布之間，入料結束，過濾物在濾室中處理分離成固體和液體，再向隔膜板中通入氣體（空氣）或液體（水），鼓起的隔膜壓迫濾餅，進一步降低濾餅含水率。隔膜壓濾機的工作流程主要分為進料過濾、反吹、隔膜壓榨、拉板卸料、水洗5個步驟，一般情況下，壓濾機正常工作7-15d后進行1次水洗。進料過濾過程先由低壓污泥螺桿泵進料，再以高壓污泥螺桿泵進料，進料最高壓力可達1.2MPa。進料結束后，通1.5-1.8MPa高壓水（最高可達2.0MPa）進入隔膜內，通過隔膜變形擠壓腔內污泥，使污泥中的水壓濾出來。配合使用化學藥劑對污泥進行調理改性，出泥含水率可穩定控制在60%以下。隔膜壓濾機具有壓榨壓力高、耐腐蝕性能好維修方便、安全可靠等優點。在單位面積處理能力、降低濾餅水分、對處理物料的性質的適應性等方面都表現出顯著的效果，如今隔膜壓濾機已被認為是普通廂式壓濾機的替代升級設備。針對不同的隔膜材質，隔膜壓濾機可分為橡膠隔膜式和高分子彈性體隔膜式隔膜壓濾機。橡膠隔膜式壓濾機主要應用于弱酸、弱堿、及不是有機溶劑的過濾，在同等氣源氣量條件下，橡膠隔膜鼓膜是高分子隔膜鼓膜的三倍，可以大大降低能耗。高分子彈性體隔膜式壓濾機則用在強酸、強堿及有機溶劑物料，性能相對而言更為理想，使用壽命更長。

3.2、板框高壓壓濾機。板框高壓壓濾機在傳統壓濾機的基礎上進行了優化設計，采用全鋼結構的濾板，通過在濾板上設置大量的小孔和通道，為壓榨過程提供水濾出的通道。經過調理改性后的污泥通過柱塞泵打入濾板腔后，由油缸提供穩定的壓力作用于濾板上，濾板之間的彈性機構在壓力作用下產生壓縮變形，對腔內污泥施加平行穩定、遞增式的壓力，持續的對腔內污泥進行壓濾脫水，透過濾布析出的水經過濾板小孔流出。板框高壓壓濾機的工作流程主要分為保壓、進料、壓榨、卸餅四個步驟，在進料之前，由油泵提供油缸壓力作用于壓緊板之上對濾板施加壓力直至壓力穩定在1.0MPa左右停止，以保證各濾板間隙的密封性。進料過程由柱塞泵將改性后的污泥泵送至壓濾機的濾板間隙中，進料泵的進料壓力范圍為1.0-1.5Mpa，最大可達2.0Mpa，一次進料時間一般在20-40min。在進料過程中，依據進料泵的進料壓力，擠壓壓濾機腔內污泥，使腔內污泥進行第一次脫水，當進料柱塞泵緩慢移動時，說明壓濾機腔內污泥已飽和。進料完成后，由油罐提供壓力對腔內污泥進行平行施壓，油缸對濾板的腔內污泥擠壓，壓力一般為2.5-3.5MPa，最大可達5.0 MPa，單次壓榨時間為20-25min。壓榨完成之后，退出油缸，進行卸餅操作，卸餅時間一般在10min左右。如發現腔內污泥含水率過高時，可重復上述步驟，進行二次壓濾。

4隔膜廂式壓濾機和板框高壓壓濾機的技術經濟比較綜上所述，隔膜壓濾機和鋼制高壓壓濾機在結構組成和工作流程上存在一定的不同，在實際應用中各有優缺點，為此本文對隔膜廂式壓濾機和鋼制高壓壓濾機在工程應用中的技術經濟進行比較分析。脫水原理:隔膜壓濾機先低壓進料，再以高壓進料，進料結束后，通1.0-1.2MPa壓力水進入隔膜內，通過隔膜變形擠壓腔內污泥，使污泥中的水壓濾出來。鋼制高壓板框機1.0MPa高壓進料泵，一次過濾脫水，進料結束后，高壓油缸推動彈性機構以1.0-5.0MPa壓榨壓力壓縮擠壓腔內污泥，使污泥中的水壓榨出來（二次脫水）。壓榨方式:隔膜壓濾機通過隔膜變形擠壓腔內泥餅，呈圓弧狀施壓，受力不均，整塊泥餅含水率不均勻高壓板框機通過彈簧壓縮變形壓縮腔內泥餅，平行施壓，均勻受力，整塊泥餅含水率均勻。壓榨壓力:隔膜壓濾機由水泵將壓力水注入隔膜內產生，一般為1.5-1.8 MPa，最大可達2 MPa。鋼制高壓板框機由高壓油缸提供，正常使用一般為2.5-3.5 MPa，最大可達5 MPa。出泥含水率:隔膜壓濾機出泥含水率可達到60%。鋼制高壓板框機出泥含水率可達到50-60%。添加劑：隔膜壓濾機使用添加劑為石灰粉劑、三氯化鐵溶液。高壓板框機使用添加劑包括

1.石灰粉劑、三氯化鐵溶液；

2.不含氯離子、石灰等的環保型藥劑，主要為草木灰和無機藥劑；

3.生物質藥劑，主要為無機藥劑和生物質為原料的有機物。進料泵配置：隔膜壓濾機進料泵需選用2臺（高低壓）螺桿泵和1臺高壓清水壓榨泵。鋼制高壓板框機進料泵選用1臺高壓柱塞泵。設備投資及運行成本：隔膜壓濾機設備投資約7-9萬元/t含水率80%污泥，運行成本約100-120元/t含水率80%污泥。鋼制高壓板框機設備投資約5-7萬元/t含水率80%污泥，運行成本約90-110元/t含水率80%污泥。綜上所述，與隔膜廂式壓濾機相比，鋼制高壓壓濾機在壓濾周期、脫水污泥含水率、進料泵配置、壓濾壓力等多個方面具有一定優勢，更易于工程的應用。在設備投資方面，鋼制高壓壓濾機的設備成本稍高，但其運行成本相對較低，可以根據污泥的最終處置方式選擇適當的添加劑，使脫水后的泥餅能夠滿足焚燒，堆肥等多種后續處置的要求。但鋼制高壓壓濾機存在單次處理量較低，要達到相同處理量，出泥批次更多，人員工作強度更大的缺點。

5結論

目前，隔膜壓濾機在污泥深度脫水中的應用較為廣泛，脫水后泥餅的含水率能穩定保持在60%以下，但因隔膜壓濾機需事先添加FeCl3和CaO對污泥進行調理改性，且添加量較大，壓濾后的泥餅僅滿足混合填埋泥質的要求。鋼制高壓壓濾機則可以通過選擇不含氯離子、石灰等的環保型藥劑或生物質藥劑等不同的調理改性劑，對污泥進行多級調理，分級改性，使脫水后的泥餅能夠滿足焚燒，堆肥等多種后續處置的要求，拓寬了污泥深度脫水技術的應用范圍。在工程設計中，我們需要根據污泥的最終處置方式選擇脫水設備，以有效地降低污泥前端處理處置的投資成本和運營成本。

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