提升工業(yè)污水處理中隔膜壓濾機脫水性能的研究

白雪冬 李強

摘 要： 分析污水處理中影響隔膜壓濾機脫水性能的因素，通過實驗驗證，找出隔膜壓濾機的最佳操作參數(shù)和進料方式，降低泥餅含水率，提升生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞： 污水;隔膜壓濾機;性能;含水率;生產(chǎn)效率

【中圖分類號】TD46 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.160

污水處理常用的脫水工藝有自然干燥法和機械脫水法。自然干燥法具有不加或少加藥劑，工藝簡單，處理容易等優(yōu)點，其缺點是受天氣的影響較大，脫水時間長還不穩(wěn)定。機械脫水效率高，占地少，自動化程度高，脫水后泥餅更便于運輸和最終處置。

1 隔膜壓濾機機構(gòu)及工作原理

隔膜壓濾機的工作原理為[1]：過濾部分由普通濾板和帶有隔膜的濾板間隔組成，液壓裝置推動壓板將相鄰的濾板間形成封閉的濾室。喂料泵將泥漿從過濾中心位置輸送到濾室內(nèi)，在壓力的作用下，濾液通過濾布回收到配套裝置集水槽中，大顆粒的固體被濾布攔截在濾室內(nèi)，逐步形成含水率較低的濾餅。然后，開啟氣動泵，向隔膜濾板充入空氣，隔膜鼓動再一次對濾餅進行擠壓脫水。

2 影響因素分析

本文主要研究過濾壓力和進料方式對隔膜壓濾機性能的影響。壓濾機喂料泵型號為BN70-12螺桿泵，采用變頻控制，運行壓力可選范圍在0.4MP-1.8MPa。分析不同過濾壓力在不同時間內(nèi)過濾速率的變化，以此來選擇合適的過濾壓力。

進料方式一般為濾室中心送料和上部送料，哪一種進料方式更優(yōu)，需要從生產(chǎn)成本、濾餅含水率、生產(chǎn)效率等綜合因素考慮，選擇最有利用提高濾機脫水性能的進料方式。

3 提升隔膜壓濾機脫水性能的措施

3.1 選擇合適的過濾壓力

通過調(diào)整喂料泵的頻率，分別選取壓力值△P=0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1MPa、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa。每個過濾壓力都進行3次實驗，對每次實驗產(chǎn)生的泥餅計算含水率，得出平均值。

表1可以看岀，在保證其他運行參數(shù)不變的情況下，濾餅的含水率隨著過濾壓力的增大而減小，減小的幅度先大后小，最后趨于平穩(wěn)。當過濾壓力在0.4MPa-1.0MPa這個區(qū)間，隨著過濾壓力的下降，濾餅含水率下降幅度最大最明顯。當過濾壓力超過1.0MPa后，濾餅含水率雖然也在呈下降趨勢，但是下降幅度小，不明顯，接近于一個常數(shù)，濾餅含水率基本都在50%左右。這是因為決定濾餅含水率的一個主要因素是濾餅的孔隙率[2]，過濾壓力較低時，過濾速率快，濾餅的孔隙率下降的也特別快。隨著過濾壓力的逐漸增大，泥餅固體顆粒濃度也在增大，泥餅的孔隙率已接近最低值，此時泥餅產(chǎn)生過濾阻力最大，所以通過增加過濾壓力對泥餅的含水率影響不大，如果一味追求低含水率而持續(xù)加大過濾壓力，不僅對壓濾機本體的強度是一個考驗，同時將浪費掉很多不必要的能耗。所以，1.0MPa為最佳過濾壓力。

3.2 選擇合適的進料方式

現(xiàn)場選用中心進料和上部進料兩種濾機做為試驗設(shè)備，濾板規(guī)格1500×1500（mm），濾室個數(shù)50，處理能力均為12000kgTS/d。首先，保證兩臺濾機處理的污泥來自同一個儲泥罐;其次，要保證兩臺濾機的污泥處理量相同。一共進行3次試驗，過濾時間分別選擇1200s、1500s和1800s，分析中心進料和上進料兩種不同方式對濾機脫水性能的影響。如表2。

由表2可看出，無論哪一種進料方式，隨著過濾時間的增加，濾餅含水率在逐步遞減，并且遞減量也在逐步減小;在含水率遞減的同時，由于污泥含固總量不變，所以濾餅的產(chǎn)量也在呈現(xiàn)遞減趨勢。原因分析，上進料產(chǎn)生的濾餅由于是由底部逐漸向入口處生長，底部的過濾時間明顯高于入口處的，過濾時間由上到下遞減，整個過程大部分時間是在做局部過濾，所以生產(chǎn)的濾餅含水率整體不均勻[3]。濾室中心進料方式下濾餅的生長是從濾室的四周逐漸向中心生長的，各個部位過濾時間接近，整個過程整體過濾時長要大大超過局部過濾，所以濾餅含水率整體較為勻稱;通過以上的研究分析，我們認為中心進料有助于降低濾餅含水率和提高隔膜壓濾機單位時間內(nèi)濾餅的產(chǎn)量。所以，中心進料方式更優(yōu)。

4 結(jié)束語

隔膜壓濾機以其脫水性能好，工作效率高等特點，在污水處理行業(yè)得到越來越廣泛的推廣應(yīng)用，本文采取實驗的方式，找出了隔膜壓濾機最佳的運行壓力、最優(yōu)的進料方式以及藥劑投加比例，大大降低了隔膜壓濾機泥餅的含水率，有效地提高了污水處理行業(yè)隔膜壓濾機的生產(chǎn)能力。

參考文獻

[1] 鄧玲.廂式隔膜壓濾機污泥深度脫水過濾特性研究[D].長沙：中南大學(xué)，2014.

[2] 曾振祥，閆海博，曾小穎.旋轉(zhuǎn)壓濾機濾室流場仿真分析與試驗研究[J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2009，3l（4）：97-99.

[3] 喬保蒙.XAY160/1250-U型壓濾機結(jié)構(gòu)優(yōu)化及過濾過程仿真[D].贛州：江西理工大學(xué)，2016.