Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
隨著污水處理廠的普及，市政污泥已經成為行業亟待解決的問題。污泥中含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，任意排入水體將會大量消耗水體中的氧，導致水體水質惡化，嚴重影響水生物的生存；污泥中含有多種有毒物質、重金屬和致病菌、寄生蟲卵等有害物質，處理不當會傳播疾病、污染土壤和作物，并通過生物鏈轉嫁人類。市政污泥如果不進行處理只能填埋，占用土地并可能產生二次污染。污泥不經妥善處理而任意排放和堆置，必將對周圍環境造成嚴重的污染，使已建成的污水廠不能充分發揮其消除環境污染的作用。因此污泥填埋屬于亟需淘汰的處置方式。而對于污泥進行資源化處理，開闊其后續用途，可以變害為寶，使污泥在完成污水處理的使命后，繼續造福于社會。目前已經被證實有效的資源化處理途徑包括：采用堆肥技術，將污泥變身為有機肥料；采用厭氧發酵技術，利用污泥制沼氣；采用焚燒技術利用污泥發電；采用制磚技術用污泥制作建筑材料等。這些處置方式技術難度不高，消納污泥的實施效果明顯。然而，這些資源化處理工藝的推進必須先要實現污泥減量化。要實現污泥的減量化、穩定化、無害化和綜合利用，污泥脫水至關重要，只有把污泥含水率降至一定程度，資源化綜合利用才有可能。而污泥脫水的難易，除與水分在污泥中的存在形式有關外，還與污泥的成分有密切關系，而污泥成分則取決于來水水質。總體來說，污泥顆粒越細、有機物含量越高，其脫水的難度越大。在實際運行當中，如何根據污泥性質選用合適的污泥調理劑，將污泥高效減量化，成為眾多污水處理廠亟待解決的問題。
1 試驗背景
鄭州市航空港區某污水處理廠設計規模為10萬t/d，其 中污泥處理采用重力濃縮+板框壓濾，污泥進入板框前需先進行穩定調理，脫水后污泥含水率可降至65%～75%。其中污泥調理劑采用傳統的生石灰加鐵鹽，生石灰的投加量約為25%(絕干污泥的重量比)左右。由于脫水后的污泥中含有大量石灰，因此只能進行衛生填埋，不能再進行其他資源化利用。隨著環保形式的日益嚴峻，原來的衛生填埋已不能滿足環保要求，并且由于石灰量投加較大，管道機設備內部結垢嚴重，板框機濾布需要頻繁高壓沖洗才能保障生產效率，造成生產成本持續升高，員工勞動強度被迫增加，更換污泥調理劑勢在必行。經過多方調研和實驗室小試，本市一家化學制劑廠名為ZTS調理劑的有機產品進入上機階段。
2 試驗內容
用新型液態污泥調理劑替代原來生石灰加鐵鹽的復合調理劑，通過多批次生產驗證，確定藥劑與現有系統的匹配程度，為污泥后續能夠資源化利用尋找可能性。原設計污泥處理流程如圖1所示。
其中儲泥池與污泥調理池聯建，其主要作用是將初沉污泥與重力濃縮后的污泥進行混合后進入調理池。由于運行以來進水有機物含量持續較低，因此初沉池沒有投運，在實際運行中，濃縮后的污泥靠靜壓自濃縮池進入調理池后投加石灰和鐵鹽并進行充分攪拌其中石灰是在進泥完成后一次性投加。此次試驗中，為了使污泥和調理劑充分混合，產品以液態方式投加，并且將調理池進泥方式由濃縮后靜壓至調理池底部改為從儲泥池靠提升泵從調理池上方進泥，在進泥口附近同時投加液態ZTS調理劑，從而使調理劑與污泥能夠更均勻地混合。
3 試驗方式
(1)在濃縮池往儲泥池補泥過程中多次取濃縮后泥樣進行抽濾，根據抽濾效果確定加藥比例和加藥量；
(2)調理池在進泥過程中池內攪拌器調整為20 Hz；加藥結束后攪拌器按照20 Hz持續攪拌20 min，之后調整為10 Hz再攪拌40 min，然后通過進泥泵向板框機進泥。
4 試驗數據及分析
實驗自5月15日開始，持續6日 ，表1為參與試驗的兩臺壓濾機每批次進泥的實驗數據：(其中ZTS的投加比例為體積百分比)與生石灰加鐵鹽做調理劑的調理方式相比，2號機進泥量批次增加4～10 m3，泥餅含水率由原來的76%左右降至72%～73%。需要強調的是，在該11批次污泥處理期間，Plate and frame filter press濾布沖洗頻次由原來的每天一次降低至兩天一次，從每批次進泥量來看，在含水率基本穩定的情況下，進泥量基本穩定，說明經過新型藥劑調理后的污泥分子較原來的脫水性能有所提升，這從脫后泥的含水率也能夠得到驗證。3號壓濾機進泥量由原來每批次40m3提升到48m3,在試驗期間技術人員嘗試將進泥螺桿泵的運行波段進行了調整，使進泥階段流量變化更加平緩并適當延長進泥時間，從圖2中可以看到有部分批次的進泥量達到了50 m3以上，同時泥餅含水率基本穩定在70%以下，達到了運行以來比較高的生產效率。通過兩臺板框機20多個批次的生產檢驗發現，使用新型調理劑ZTS調理后每個框內壓制的泥餅表面比較光滑，不易粘在濾板及濾布上，卸料時能夠自動脫落，同時在壓濾過程中，流出的清液比較清澈，試驗過程中板框機運行狀況平穩，效率有所提升。
5 Conclusion
(1)新型液態調理劑投加方式簡單，便于根據濃縮后污泥性質進行定量控制，通過調整混合方式，能夠使調理劑和污泥混合充分反應，從而增加每批次處理泥量并降低脫后含水率，達到提質增效的目的。
(2)由于新型調理劑添加量少，基本不會增加干污泥產量，與生石灰相比，較大幅度地降低了污泥外運成本。
(3)脫水后污泥pH值接近中性，不影響后續堆肥、干化、焚燒等最終處置，為后續資源化利用奠定了良好的基礎，在技術上完全可以替深度脫水處理過程中代石灰加鐵鹽的調理方式。
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