Application of diaphragm-type plate and frame filter press in sludge treatment system

2022/05/15 Category.Technical Literature 739

總述

廣州造紙集團是集制漿、造紙、熱電、環保于一體的大型的國有骨干企業，擁有三條新聞紙生產線及一條白板紙生產線，同時配套建設一條3萬t/d及一條1.5萬t/d的污水處理系統。由于采用全廢紙進行脫墨制漿，故制漿過程中流失的短纖維及廢紙中的塵埃、油墨等物料在生產的過程中隨著生產廢水的排放而進人后部污水處理系統，故產生大量的污水污泥。傳統的工藝一般采用雙網壓濾機對污泥進行重力脫水后填埋或堆肥處理，但由于雙網壓濾機的脫水效率較低，處理后的污泥含水率仍達到75％左右，故污泥的體積龐大，需要占用大量的土地資源進行填埋，并產生大量的運輸及處理成本且容易造成二次污染。隨著國家環保要求的越來越嚴格以及土地資源的13益減少，對固廢的監管力度越來越大，必須由有資質的專業單位進行處理并全程監管，故處理成本大幅增加。為了長遠發展，公司利用退二進三、環保搬遷的契機，建設了板框壓濾機，對污水處理系統的污泥進行深度脫水處理，并配套建設了廢渣綜合利用動力車間，專門焚燒深度脫水處理后的污水污泥，從而達到無害化處理及資源循環利用的目的(注：本公司的污水污泥含有一定量的纖維和油墨，深度脫水后仍含有一定的熱量可以回收利用)。

隔膜式板框壓濾機在污泥處理系統的應用-板框廂式隔膜壓濾機

隔膜式板框壓濾機工作原理

廣紙集團采用的污泥深度脫水設備為全自動隔膜式板框壓濾機。全自動隔膜壓濾機是一種問歇性的加壓過濾設備，可用于各種懸浮液的固液分離。該設備脫水的原理主要是通過高壓進料及高壓壓榨，在壓力作用下，濾室內懸浮液里的水分透過濾布進入濾液側，而固體顆粒則在濾布的截流下保留在濾室里，從而實現固液分離的目的。板框壓濾機配備的濾板分為隔膜板和框板，兩種板間隔布置。隔膜板內腔中空，具有一定的膨脹性，而框板為硬板實心設計，起頂壓作用。當壓榨液注入隔膜板的內腔后，在壓力作用下隔膜板逐漸鼓脹，濾室的體積越來越小，從而進一步將濾室內的污泥水分擠壓出來。壓濾機的運行為間歇性進料，一個周期主要包括進料、壓榨、排水、卸料幾個步驟。隔膜式板框壓濾機處理的污泥水分含量一般能達到50％以下，其干度與高壓進料壓力及壓榨壓力相關，但綜合考慮運行的經濟性及設備的安全性，設計時選高壓進料壓力及壓榨壓力為1．6MPa，污泥干度為50％～60％。

?系統設計及運行維護

廣紙集團的污水處理系統為三級處理工藝，工藝流程為：物理沉降一(Ic厭氧+SBR好氧)生化處理一淺層氣浮，故系統產生的污泥除了沉淀產生的物理污泥外，還有SBR生化處理產生的剩余污泥及氣浮污泥。污泥處理系統的工藝為：沉淀池的物理污泥和SBR的剩余生化污泥進入污泥濃縮池進行濃縮，再送壓濾機處理。而氣浮污泥由于結合了大量的細小氣泡，比重較低，難以通過重力沉降的方式進行濃縮，故直接進入污泥調理池。濃縮池具備緩沖性，可問歇處理，但氣浮由于連續運行，污泥連續產生并連續進入污泥混合槽。而板框壓濾機為問歇式進料，隨著運行狀態的變化，污泥處理量會隨著變化，故調理池里的污泥濃度會產生波動，藥劑的絮凝效果也會產生波動，對壓濾機的正常運行會造成干擾。針對以上問題，我們在系統設計時重點進行了優化。

增加預脫水設施

Plate and frame filter press脫水系統以往的設計一般是各種污泥進入污泥調理池混合并加藥調理后由進料泵送入板框壓濾機進行壓濾脫水。進料的濃度取決于進入調理池的各種污泥的混合濃度。氣浮污泥由于攜帶了細小的氣泡，比重較低，難以采取常規的重力濃縮法進行濃縮，因此，系統設計時一般將氣浮污泥直接送入污泥混合槽進行脫水。因氣浮污泥濃度低，且由于攜帶細小氣泡，泥質比較疏松，故當氣浮污泥的比例較大時，混合污泥的濃度會較低且脫水效果較差，容易吸附在濾布表面而堵塞濾布的過濾通道。為消除污泥濃度波動對運行的影響，我們在污泥調理池前設計了一道重力床進行預脫水。重力床的原理是：懸浮液經絮凝后，進入重力床，在重力作用下，物料的外水通過濾網進人集水槽排走，而經過初步脫水的濃物料留在濾網上，經輸送后進人下一道工序。混凝后的懸浮液經過重力床脫水后，濃度提升到5％一10％，再進人板框壓濾系統處理，可大大提高板框壓濾機的效率。

優化加藥系統

板框處理系統的設計一般將加藥點設置在污泥調理池，即將藥劑直接加在污泥調理池內攪拌絮凝。為了保證絮凝效果及物料品質穩定，一般系統會設計兩個調理池，但需要占用大量的地方，另外，運行控制的要求較高。因本司現場場地限制，難以布置兩只污泥調理池，故在系統設計時選擇采用一個調理池，并借用系統原有的污泥混合池作為中轉池。為了消除污泥成分波動對藥劑絮凝的影響，我們調整了絮凝劑的加入點。經過摸索并借鑒以往的運行經驗，我們采用了管道混合器進行絮凝加藥，并將加藥點設置在進入重力床前(3～5)m范圍的管道上。絮凝劑與物料在管道中經過(2～3)S的快速混合，絮凝反應后進入重力床。由于重力床進口敞開，可以隨時觀察物料的絮凝效果，故可以根據物料絮凝效果及成分變化及時調整藥劑的加藥量，保證絮凝效果良好，為后部的板框壓濾正常脫水奠定基礎。

攪拌機形式選擇

物料經過重力床預脫水后，濃度大大提高，從運行數據看，混合污泥濃度由脫水前的1．5％～3％提高到5％～7％，板框機的處理能力大大提高。但提高濃度后，物料的流動性變差，因此，為確保物料以均勻的濃度進入板框，又要避免因攪拌力度過大而導致絮團再次被打散，故設計時在板框機進泥池配置幔速攪拌機，立式安裝，轉速選擇為(5～8)r/min，使高濃物料攪拌均質后順利進入壓濾系統。

系統運行維護

Plate and frame filter press采用丙綸單絲的編織網作為濾袋，編制網的網絲與網絲之間存在間隙，物料在高壓力的擠壓作用下，物料里的液體通過網絲間的間隙進入濾液區，污泥截留在網袋里。為利于濾液收集，框板表面設計了一個個凸起的釘點，濾液由釘點間的凹道收集到總集水管后排放。但由于運行壓力高，物料里的細小顆粒會部分穿透濾布進入濾液側，沉積在框板的凹道里。日積月累，凹道會被堆積的顆粒堵塞，凹凸點的消失，造成框板排水不暢，對濾布的過濾效率造成一定的影響。板框機雖配備了在線清洗機，但清洗機無法清洗濾板上的積泥，故需要定期對濾布和框板進行離線清洗。清洗的辦法是將壓濾機停機離線，將濾布拆除，利用高壓水槍對裸露的濾板逐塊進行沖洗，將凹道內沉積的污泥清洗掉，恢復框板的疏水通道。同樣，濾布也利用高壓水槍進行雙面噴洗。若濾布出現結垢，還可以使用檸檬酸浸泡后再用高壓水沖洗，以恢復濾布的過濾能力。一般清洗周期為四個月。因濾布為易耗品，一般使用周期為4個月，而采用離線清洗后，使用周期可延長至9～10個月，大大降低運行成本。