引言

水廠污泥主要來(lái)自沉淀池排泥水和濾池反沖洗排水，排泥水量一般約占水廠凈水能力的 4~7%?排泥水如直接排入水體會(huì)造成淤塞河道，抬高河床，影響通航及行洪，污染水源，影 響環(huán)境衛(wèi)生和破壞生態(tài)平衡。

福州水司現(xiàn)有凈水廠的廢水處理都是以自然干化為原形，有著投資成本低，處理費(fèi)用少的優(yōu)點(diǎn)，但同樣存在受天氣影響大，處理效率不高的缺點(diǎn)，而且廢水處理場(chǎng)占地面積較大。

由于福州市政府將逐步收儲(chǔ)福州市自來(lái)水有限公司下屬水廠排泥水處理場(chǎng)用地，將使水 廠排泥水無(wú)法處理，若直接排入閩江，將對(duì)水體造成嚴(yán)重污染。故需另尋場(chǎng)地對(duì)水廠排泥水 進(jìn)行處理。因此釆用占地面積小，能耗低的污泥脫水處理工藝猶顯的重要。

實(shí)驗(yàn)方法和內(nèi)容

通過(guò)試驗(yàn)了解福州水廠排泥水的脫水特性；通過(guò)調(diào)整過(guò)濾進(jìn)料周期、進(jìn)料壓力、壓榨周 期、壓榨壓力、物化反應(yīng)時(shí)間、物化攪拌速度，分析和評(píng)價(jià)隔膜壓濾機(jī)的脫水性能；研究加 藥調(diào)質(zhì)對(duì)板框機(jī)脫水效果的影響；研究溫度對(duì)脫水機(jī)的產(chǎn)率的影響。

隔膜壓濾機(jī)脫水效果

福州市凈水廠污泥隔膜壓濾脫水試驗(yàn)機(jī)的脫水效果如表1,數(shù)據(jù)表明板框機(jī)脫水效果較 好，出泥泥餅超過(guò)預(yù)定目標(biāo)(含固率〉40%),最高可達(dá)60%以上；對(duì)于無(wú)二次壓榨的北廠污泥，脫水后泥餅松軟，成泥效果差，在實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)選用有二次擠壓的隔膜壓濾機(jī)。

表1隔膜壓濾試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)表

進(jìn)泥含固率	稀釋后含 固率(用 反洗水)	實(shí)驗(yàn)過(guò)程					泥餅
		進(jìn)料壓力	保壓時(shí)間	油壓壓力	壓榨壓力	壓榨時(shí)間	含固率
13.00%	3.20%	8 bar	30 min	280 bar	10 bar	30 min	61.00%
13.00%	3.90%	8 bar	30 min	280 bar	10 bar	30 min	61.50%
13,00%	3.20%	10 bar	40 min	300 bar	10 bar	30 min	61.60%
13.00%	3.90%	10 bar	25 min	300 bar	11 bar	35 min	62.40%
13.00%	3.90%	12 bar	30 min	300 bar	13 bar	30 min	61.62%
13.00%	3.90%	7 bar	30 min	300 bar	10 bar	30 min	61.50%
10.49%	無(wú)稀釋	11 bar	30 min	300 bar	11 bar	30 min	60.50%
13.00%	5.15%	10 bar	90 min	300 bar	無(wú)二次擠壓	泥餅分層，中間是稀泥
10.07%	無(wú)稀釋	7 bar	30 min	300 bar	10 bar	30 min	61.00%
10.87%	無(wú)稀釋	7 bar	30 min	300 bar	10 bar	30 min	54.86% 57.24%
10.87%	無(wú)稀釋	10 bar	30 min	300 bar	12 bar	30 min	47.81% 60.21%

板框壓濾機(jī)脫水效果的影響因素分析

不同泥性脫水效果試驗(yàn)

對(duì)福州市北區(qū)水廠污泥和西區(qū)水廠污泥進(jìn)行同等條件下壓榨比較實(shí)驗(yàn)，對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2不同泥性污泥板框機(jī)脫水效果數(shù)據(jù)表(不加藥)

污泥來(lái)源	進(jìn)泥含固 率(％)	物料進(jìn)料周 期(min )	進(jìn)料壓力 (atm)	壓榨周期 (min)	壓榨壓力 (atm)	出泥含固 率(％)
北區(qū)水廠	10.5	100	12	45	14	54.73
西區(qū)水廠	3.7	120	12	60	14	52.81

可以看出，在不加藥的情況下，與西區(qū)水廠排泥水相比，相同條件下北區(qū)水廠排泥水處 理運(yùn)行周期更短，處理效果亦良好。通過(guò)西區(qū)水廠和北區(qū)水廠污泥比阻的對(duì)比，我們可以發(fā) 現(xiàn)北區(qū)水廠污泥比阻值(1.09E+13m/kg),低于西區(qū)水廠污泥比阻(6.86E+13m/kg),北區(qū)水廠 污泥相對(duì)而言更易處理，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。

進(jìn)料時(shí)間變化脫水試驗(yàn)

使用ISD簡(jiǎn)易試驗(yàn)機(jī)(過(guò)濾面積0.208m²,濾室厚度30mm, 2室)在不同進(jìn)料時(shí)間下對(duì)污 泥進(jìn)行壓濾脫水，表3對(duì)干泥餅過(guò)濾速度進(jìn)行了比較。

表3進(jìn)料時(shí)間變化試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)符號(hào)	原液濃度	進(jìn)料/擠壓時(shí)間	進(jìn)料/擠壓壓力	泥餅 含水率	干泥餅 過(guò)濾速度
	%(w/w)	min	MPa	%	kg/m2/h
SD-1	10.5	10/30	0.5/1.5	39.9	3.63
SD-2	10.5	5/25	0.5/1.5	40.3	3.98
SD-3	10.5	20/40	0.5/1.5	39.8	3.22

在原液濃度為10.5%時(shí)，對(duì)進(jìn)料時(shí)間5, 10, 20分鐘的干泥餅過(guò)濾速度進(jìn)行了比較，隨著 進(jìn)料時(shí)間加長(zhǎng)，干泥餅過(guò)濾速度有降低的傾向。進(jìn)料時(shí)間為5分鐘時(shí)的干泥餅過(guò)濾速度最高, 它比進(jìn)料時(shí)間20分鐘的干泥餅過(guò)濾速度高了 24%o

擠壓壓力變化脫水試驗(yàn)

在擠壓壓力0.7, 1.1, 1.5MPa的條件下對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行脫水泥餅過(guò)濾速度比較，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4擠壓壓力變化試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)符號(hào)	原液濃度 /%(w/w)	進(jìn)料/擠壓時(shí)間/ min	進(jìn)料/擠壓壓力/MPa	泥餅含水率 /%	干泥餅過(guò)濾速 fi/kg/(m2/h)
SD-4	10.5	5/35	0.5 / 0.7	45.5	3.17
SD-10	10.0	5/35	0.5/ 1.1	42.6	3.26
SD-2	10.5	5/25	0.5/ 1.5	40.3	3.98

由上表可以看出隨著擠壓壓力的增大，泥餅含水率隨之降低。在擠壓壓力1.5MPa時(shí)的泥 餅含水率比0.7MPa要低5.2個(gè)百分點(diǎn)，干泥餅過(guò)濾速度提高了 25% 。

不同污泥濃度脫水試驗(yàn)

我們針對(duì)不同污泥濃度條件下壓濾機(jī)的脫水效果進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 對(duì)于不同濃度的水廠污泥(采用濾池反沖洗水摻比)，試驗(yàn)機(jī)可以完全達(dá)到預(yù)定的脫水效果， 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表5。可知，隨著進(jìn)泥濃度的增加，壓濾機(jī)的干泥餅過(guò)濾速度也逐漸增加，產(chǎn)率 也隨之提高。

表5不同污泥濃度板框機(jī)脫水效果數(shù)據(jù)表

試驗(yàn)符號(hào)	原液濃度 /%(w/w)	進(jìn)料/擠壓時(shí)間/ min	進(jìn)料/擠壓壓力/ MPa	泥餅含水率 /%	干泥餅過(guò)濾速度 / kg/(m2/h)
SD-9	1.67	30/20	0.5/ 1.5	42.0	1.35
SD-6	3.50	10/20	0.5/1.5	41.1	2.32
SD-5	5.25	10/20	0.5/ 1.5	40.7	2.73
SD-7	7.67	10/25	0.5/1.5	40.6	3.31
SD-1	10.50	10/30	0.5/1.5	39.9	3.63

不同濾布規(guī)格(透氣率)脫水試驗(yàn)

過(guò)濾的介質(zhì)不同，所選用的濾布不同，濾布的型號(hào)很多，一般情況可通過(guò)試驗(yàn)選擇最合 適的濾布。在實(shí)際生產(chǎn)中，不是對(duì)單一濾布性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，而是對(duì)整個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng) 價(jià)。如：液相澄清度、固相含液率、設(shè)備的處理效率、單位處理量的成本等。在實(shí)際過(guò)濾生 產(chǎn)中，若對(duì)上述每項(xiàng)指標(biāo)都提出最高要求或者都視為同等重要，則既不科學(xué)也不經(jīng)濟(jì)。因此 應(yīng)根據(jù)過(guò)濾設(shè)備的類型、實(shí)際生產(chǎn)要求，選擇既滿足過(guò)濾生產(chǎn)要求又使過(guò)濾成本達(dá)到最低的 濾布。表7為不同濾布規(guī)格(透氣率)壓濾機(jī)脫水效果比較。

表6不同濾布規(guī)格(透氣率)污泥板框機(jī)脫水效果數(shù)據(jù)表

濾布尺寸規(guī)格 透氣率 L/dm2?.min	進(jìn)泥含固 率(％)	物料進(jìn)料 周期 (min )	進(jìn)料壓 力(atm)	壓榨周 期(min)	壓榨壓 力(atm)	出泥含固 率(％)	污泥絕干 量(kg)	干泥餅過(guò) 濾速度 kg/m2/h
50	3.8	150	12	60	14	52.8	112.5	1.23
72	3.8	150	12	60	14	52.7	120.7	132
135	3.8	150	12	60	14	50.8	122.3	1.33

由上面數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)實(shí)驗(yàn)中采用的三種濾布，透氣率越高，干泥餅過(guò)濾速度越快。 同時(shí)，我們亦發(fā)現(xiàn)幾種不同規(guī)格濾布濾出水水質(zhì)都很清澈，檢測(cè)結(jié)果達(dá)到排放要求 (SS<70mg/L)_o?2.2.6不同加藥量對(duì)壓濾機(jī)脫水效果的影響

在脫水工序中，投加的絮凝劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)高分子絮凝劑兩種，其使用方法也有兩種， 一種是單獨(dú)使用一種絮凝劑，另一種是兩種及兩種以上絮凝劑組合使用。目前板框壓濾機(jī)的 使用有朝著整個(gè)系統(tǒng)不加藥方向發(fā)展的趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)采用水廠現(xiàn)有的陰離子PAM,不同加藥量污泥脫水效果如下表8 (濾布尺寸規(guī)格 135L/dm². min)。

表7不同加藥量污泥板框機(jī)脫水效果數(shù)據(jù)表

加藥量 （絕干比％）	進(jìn)泥含 固率/%	物料進(jìn)料 周期/min	進(jìn)料壓 力/atm	壓榨 周期/min	壓榨壓 力/atm	出泥含 固率/%	干泥餅過(guò)濾 速度 kg/m2/h
0	3.7	180	12	60	14	52.8	1.17
0.1	3.1	150	12	60	14	52.7	2.08
0.2	2.9	120	12	45	14	56.3	2.18

由上數(shù)據(jù)可以看出，加藥量越高，干泥餅過(guò)濾速度越快，污泥脫水效率也越高。綜合經(jīng) 濟(jì)分析比較，污泥較佳的PAM投加量為0.1% （污泥絕干比）。

溫度對(duì)壓濾機(jī)脫水效果的影響

不同溫度下，試驗(yàn)機(jī)對(duì)水廠污泥的脫水效果如表8。

表8不同溫度污泥板框機(jī)脫水效果數(shù)據(jù)表

試驗(yàn)	原液濃度 %（w/w）	原液溫度 C	進(jìn)料/擠壓時(shí)間 min	進(jìn)料/擠壓壓力 MPa	泥餅含水率 %	干泥餅過(guò)濾速度 kg/m2/h
SD-8	7.67	11	10/30	0.5/1.5	41.0	2.68
SD-7	7.67	25	10/25	0.5/1.5	40.6	3.31

從數(shù)據(jù)上看，對(duì)低溫污泥（假設(shè)為冬季污泥）和常溫污泥（假設(shè)為夏季污泥）進(jìn)行過(guò)濾 脫水，雖然在同等條件下（相同濃度，相同參數(shù)）低溫污泥的干泥餅過(guò)濾速度比常溫污泥要 低19%,不過(guò)低溫污泥脫水泥餅的含水率為40.6%,仍能達(dá)到良好的處理效果。

結(jié)論

1、 對(duì)于不同進(jìn)泥含固率條件下福州水廠污泥，脫水試驗(yàn)機(jī)均可以在無(wú)加藥情況下，使出 泥含固率達(dá)到預(yù)定目標(biāo)（＞40%）。

2、 在不同進(jìn)料時(shí)間和擠壓壓力下，污泥脫水效果差異較大。隨著擠壓壓力的增大，泥餅 含水率隨之降低，干泥餅過(guò)濾速度增加；進(jìn)料時(shí)間越長(zhǎng)，干泥餅平均過(guò)濾速度就越低。

3、 西廠污泥比阻值較高，通過(guò)加藥調(diào)質(zhì)可以提高脫水機(jī)的脫水性能。隨著加藥量的增高, 干泥餅過(guò)濾速度越快，綜合經(jīng)濟(jì)分析，西廠污泥較佳的PAM投加量為0.1%。

4、 增加污泥進(jìn)泥濃度，可以提高干泥餅過(guò)濾速度，同時(shí)，溫度越高，干泥餅的過(guò)濾速度 也就越大。

5、 在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)對(duì)濾布力學(xué)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選擇既滿足過(guò)濾生產(chǎn)要求又使過(guò)濾 成本達(dá)到最低的濾布。自來(lái)水廠的污泥顆粒較小，透過(guò)性大，可釆用孔隙較小的濾布。