長橋水廠項目簡介

長橋水廠始建于1959年，經多次改擴建，供水 能力已達160萬m3／d，是目前國內規模最大的給水 廠，承擔著上海市區西南的供水任務。長橋水廠最 近的一次大規模改造從2000年開始，是將最早建設 的40萬m3／d土沉淀池系統拆除，新建60萬m3／d 的新系統，該系統已于2002年6月建成投產，為逐 步實現生產廢水處理達標排放，在實施新系統改造 后，又開始了相應60萬m3／d新系統的排泥水處理 系統的建設。該排泥水處理系統采用板框壓濾機作 為脫水機械，已于2005年底建成并成功調試試運行。

水產系統簡介

1．1全廠排泥水收集系統改造 長橋水廠在2000年開始的改造中已將全廠排 水改造整理成沉淀池排泥水、濾池反沖洗廢水和雨 水(含其他排水)三大系統，各有相對獨立的收集管 道、調蓄池和排水泵，排出管也各自分開，為排泥水 處理、反沖洗廢水回用或處理打好基礎。新建的沉 淀池排泥水池容積2 000 m3，分2格獨立運行，共設 6臺潛水泵(4用2備)，單泵能力600 m3／h，排出總 管DN800，并開DN600…T’口接至新建污泥脫水車 間濃縮池。排泥泵運行臺數目前只受排泥池液位參 數控制。由于河道排放口水位與進入濃縮池液位高 差達8 m，因此在DN800總管上設調流閥，在 DN600支管上設流量計，調控排放量和處理量，并 可一定程度上調節由于開泵臺數變化對濃縮池帶來 的沖擊。

1．2系統處理干污泥量的確定給水排水V01．33 No．9 2007 23 萬方數據給水廠污泥量主要來自原水的懸浮固體、色度 和水處理工藝中投加的混凝劑、助凝劑等。通常可按式:

(1)進行計算： E1S=SS+1．53C+D—kA+O．2／3+1．53C+D

(1) 式中D卜干泥量，mg／l。； Ss——原水中懸浮固體量，mg／L；

A一一原水中的濁度，NTU；

B——色度的去除量(原水中色度與出廠水 色度之差)，度；

C——投加的鋁鹽混凝劑折算成AlzO。含 量，mg／L；

D一投加的高分子助凝劑含量，rag／L； ^——原水中濁度NTU與SSmg／L的折算 系數，應根據試驗取值。 在系統干泥量確定時，考慮到本工程僅對全廠 部分生產廢水進行處理，因此取平均濁度40NTU 作為計算依據，不考慮用較高頻率時的濁度，待全廠生產廢水處理系統建設時一并完善。NTU與SS 轉換系數k暫取2，色度去除(B)取15度，混凝劑平 均加注量為30 mg／LXl5．3G(A1zO。)，原水中不投 加高分子助凝劑(D)，以此估算干泥量為： DS一2×40+0．2×15+1．53 ×30×15．3％+0—90(mg／l。) 以60萬mVd及廠用水7％水量計算，干泥量 一90×60×104X1．07÷106—57．8(t／d)。 即本工程系統干泥量約為58t。

1．3濃縮池 采用占地面積小的斜板濃縮池，分3座，單池尺 寸為12 mXl2 m，池深7．6 m，設計斜板固體通量 約21 kg／(mz·d)，池內設中心傳動旋轉式濃縮刮 泥機，池底設置集泥坑，由DN200出泥管道至調節 池。池內設不銹鋼斜板9排，每排斜板之間設有L 層集水槽和下層進水槽，水流由斜板底部側向進水， 頂部側向出水。為更好地控制運行，在濃縮池內斜 板下約500 mm處設置了污泥泥位計，在至調節池 24給水排永v0J．33 Nm 9 2007 的出泥管上設鼉管式污泥濃度計，監視池內濃縮情 況，控制出泥濃度，并控制電動出泥閥門的開閉。

1．4調節池 設置2座調節池，以對濃縮污泥調質調量。單 池容積約1 000 m3．池內各設z套潛水攪拌機。濃 縮池出泥依靠重力自流至調節池，為避免因調節池 液位變化帶來流量沖擊使濃縮池出泥濃度降低，調節 池進口設置了電動進水堰板閥，可上下調整1．5 m的 水位差，以控制進泥流量。

1．5板框filter presssystems 污泥脫水機械采用板框壓濾機，共設置大型懸 梁吊頂式板框壓濾機3臺。板框壓濾機包括帶懸梁 及端板的機架、聚丙烯(PI，)濾板、濾布、液壓關板系 統、濾板懸掛系統、全自動開板裝置、全自動濾布抖 動裝置(自動脫泥)、帶噴嘴的濾布高壓清洗裝置、過 濾液收集計量槽、隔膜板擠壓管路、機架上的進泥排 水吹脫管路、滴水盤、安全光柵等等。 每臺板框壓濾機由2 mX 2 m濾板149塊形成 148個腔室，其中74塊為可更換隔膜板的濾板。濾 板中間設廖900圓孔，四個角上各設p50圓孔，關板 后中問形成進泥通道、四個角形成過濾液排水通道。 板框機采用了全自動濾布抖動裝置，將濾板間2片 濾布懸掛到一個由彈簧加連桿組成的濾布懸掛裝 置，開板時使濾布上半部被拉斜。在全自動開板器 上加裝一個凸輪裝置，開板后在轉動凸輪和濾布懸 掛裝置彈簧共同作用下，抖動濾布促使泥餅卸落。 加裝濾布抖動裝置可以減少勞動強度，提高自動化 程度，并減少人工鏟泥對濾布的損傷。

1．8進泥泵 進泥泵選用大型液壓柱塞泵，由3用l備4臺 泵組成，單泉最大能力2 000 L／min，設定工作壓力 1 MPa，沖程次數≤22次／rain。 柱塞泵由泵體、液壓驅動裝置、吸入及壓出端脈 沖緩沖器及配套的PAM吸液筒組成。泵的沖程次 數由液壓驅動裝置控制，吸液筒也由驅動裝置帶動 并與柱塞作相反運動，柱塞上提進泥時，吸液筒作加 注動作，柱塞下壓出泥時，吸液筒作吸液動作。

1．9 儲泥箱 鋼筋混凝土儲泥箱直接懸置于板框壓濾機下面 與板框壓濾機支撐柱連接。儲泥箱容積約為2天泥 萬方數據餅量。儲泥箱底部設置料倉推架系統，將泥餅推向 出料口，出料口設置平板刀閘門，出料口下部設置螺 旋輸送機將泥餅直接送至汽車裝運。推架、出料口 出泥、輸送裝運實現一步化操作。

2．0污泥脫水車間布置 濃縮池、調節池、板框壓濾機與所有輔助設施集 中布置，減少占地、方便管理。濃縮池露天布置，脫 水機房底層為調節池、進泥泵、儲液罐、儲泥箱、螺旋 輸送機房、變配電間等，卜層則布置板框壓濾機及輔 助系統、MCC及PLC等。車間上層設置吊車，樓板 設置大尺寸吊物}L，方便上層設備進出和安裝維修。

板框壓濾機系統運行情況

排泥水處理系統建成后進行了全面調試和試運行，各環節工藝流程及設備運行基本正常。由于試 運行中排泥水量未達到設計水量，因此沒有對濃縮 池運行效果進行測定。 對板框壓濾機系統進行r 45次完整的壓濾 脫水試運行，每臺板框壓濾機運行每個批次的時 間小于3 h，每個批次的于污泥量大于4 t，泥餅 含固率大于50％，滿足合同文件要求。板框壓濾 機相關運行數據為：進泥濃度5％～6％(濃縮池 非連續運行狀態)；泥餅含固率51％～55％；陰離 子型聚丙烯酰胺(PAM)平均加注量1．5 kg／t干 泥，最大不超過2．5 kg／t干泥。每批次運行時間 中進泥壓濾時間70～80 inin(壓力達到0．7 MPa)，隔膜擠壓時間約20 min(壓力達到1 MPa)，開板卸泥時間60～70 rain。

長橋水廠污泥處理系統主要特點

(1)板框壓濾機采用懸梁吊頂式，濾板尺寸2 mX 2 m，每臺149塊板，單機國內最大，以適應長橋水廠 規模大、用地緊張的需要。實際運行脫水含固率超 過50％，含固率高，泥餅數鼉少，減少運輸量。

(2)采用液壓驅動柱塞泵作為進泥泵，可以根 據板框壓濾機過濾壓力自動調節沖程頻率，整個進 泥過程中流量、壓力與板框壓濾機壓濾過程完全匹 配，加上初期進泥速度適中，可使板框壓濾機脫水泥 餅含固率提高。

(3)采用自動濾布抖動裝置，卸泥比較徹底，一 般無需人工鏟泥，勞動強度低，自動化程度高，并減 少對濾布的損壞。同時濾布抖動裝置可以根據需要 選擇運行，減少耗時。

(4)采用儲泥箱加料倉推架出泥系統，儲泥箱 疊合在板框壓濾機下，解決了場地緊張及環境問題， 也方便自動出泥裝運。

(5)選用板框壓濾機，PAM投加量較少。

(6)集中組合布置減少占地。樓板吊物孔布置 方便設備進出。

設計經驗及需關注的問題

(1)濾板數量估算。濾板腔室容積、腔室厚度 及脫水泥餅含固率是確定濾板數量和板框壓濾機大 小的重要參數，一般應根據脫水試驗確定(長橋水廠 經現場脫水試驗得出泥餅厚度15mm，含固率大于 50％)，當缺乏資料時可按經驗取值，一般泥餅厚度 為腔室厚度的2／3，泥餅含固率約取35％～40％。 以2 m×2 In濾板為例，兩塊濾板間形成的腔室厚 度30 mm，腔室容積約95 L，若以泥餅厚度為腔室 厚度的2／3即20 lilin，泥餅35％含固率估算，則每 個腔室每次脫泥量約7．35 kg(泥餅相對密度按 1．05計算)。

(2)2 mX2 m的濾板是最大的濾板，濾板的進 泥、排水通道設計布局是否合理對泥餅厚度、均勻 度、含固率有很大影響。大尺寸濾板均為中間設大 孔四角設小孔設計，中間大孔為進泥通道，周邊4只 小孔有采用“1擠3出”(即下面1個孔為隔膜擠壓 用的壓力水通道，另3個孔為排水孔)設計的，這樣 可以節省些造價，但往往會使壓力水通道附近泥餅 薄、含固率低，最好是在濾板下部一側側壁另外附帶 一個小孔，另設一條壓力水管用高壓軟管與小孔連 接，給出擠壓水通道。小尺寸濾板進泥排水均勻性 要求不高，采用各種進泥、擠壓方式均可。

(3)大型板框壓濾機濾板數量較多時，為使進 泥均勻需要采用兩端進泥方式。即使這樣，由于實 際布置中進泥泵往往會偏向板框壓濾機一端，會造 成進泥速度近端大遠端小，在運行中也發現遠端濾 餅較薄含固率較低的現象，有時還會因此略有粘布 現象。設計中應盡量使進泥泵位置居中布置，或偏 向于移動端板一端，可以避免上述現象發生。

(4)板框壓濾機過濾特性是初期過濾速度快壓 力低后期則相反，選用的進泥方式對濾餅厚度及含 固率影響較大。有用離心泵作為進泥泵的，通常只 給水排水V01．33 No,9 21107 25 萬方數據用于過濾壓力增加不大的板框壓濾機(如濾布自行 走板框機)；有用高低壓兩套變頻螺桿泵分級進泥 的，即先用大流量低壓螺桿泵進泥，到一定壓力后再 用小流量高壓螺桿泵進泥，同時均配帶變頻根據壓 力變化調節流量，可以適應過濾壓力增加較大的板 框機；有采用液壓驅動的柱塞泵(或隔膜泵)，可完全 根據板框壓濾機過濾壓力調節沖程頻率和進泥量， 因此脫水效果較好，能形成較好的泥餅。另外選配 的進泥泵能力應適中，流量太大濾布“堵塞”加快， 水不易擠出，泥餅含固率下降，流量太小則會延長進 泥時間。因此對大型板框壓濾機進泥，建議優先選 用沖程式的柱寒泵或隔膜泵，其次選用高低壓兩套 變頻螺桿泵分級進泥方式。

(5)2 m×2 1TI濾板腔室高度30 mm，在擠壓時 隔膜濾板的周邊一圈隔膜貼不到后背，是脫空的，在 高壓反復擠壓時隔膜容易疲勞開裂，應選用反空腔 形式(即隔膜后設置凸緣抵在濾板上)的隔膜。另外 選用隔膜可脫卸式濾板可在隔膜損壞時僅更換隔 膜，不會報廢濾板，當然價格會略高些。

(6)全自動濾布抖動裝置是基于板框壓濾機無 人值守要求而設置的，也有生產廠不提供類似裝置。 用于本工程懸梁吊頂式濾板的濾布抖動裝置由于濾 布中心是固定的，濾布懸掛和抖動只能對濾布上半傾 斜部分產生作用，而下半部濾布基本不動，實際運行中 發生局部粘泥的也正是在下半部。考慮到增加該裝置 造價增加較大，因此需視泥餅粘布情況酚睛而定。

(7)板框壓濾機脫水后階段可以采用水擠壓或 壓縮空氣擠壓，考慮到安全問題一般宜選用水擠壓。

(8)板框壓濾機下面直接設置鋼筋混凝土儲泥 箱，再配以料倉儲推架系統出泥，對于場地緊張、環 境要求高的地方是一種有效的方式，也方便泥餅自 動運送、裝車外運。

(9)濃縮池至調節池常采用螺桿泵提升或重力 自流。采用螺桿泵提升不僅解決了高程問題，而且 方使了定量控制出泥量，另外管路布置上可以平接 減少彎頭防止堵塞，但螺桿泵定子襯套易損壞。采 用重力自流可以省去泵房及設備，但因調節池液位 變化大出流量較難控制；設置堰板閥可以解決這一 問題。而日，管路成倒虹布置易積泥，也足一個實際 問題。因此應全面權衡后作選擇。

concluding remarks

本次排泥水處理工程僅針對60萬m3／d生產規 模的沉淀池排泥水，于污泥量也以平均濁度計算僅為 58 t／d，因此在以后的改造中將結合長橋水廠總體規 劃和總平面布置，對全廠生產廢水包括濾池反沖洗廢 水、沉淀池排泥水一并進行處理，做到達標排放。 長橋水廠60萬甜／d排泥水處理工程雖還未正 式投產，但其在設備選用、布置形式、運行效果等方面 仍有一定特點，對大中型水廠具有一定借鑒意義。

撰寫：張明德教授? 姚潔教授 鄔亦俊教授

關鍵詞: Plate and frame filter press 濾布抖動裝置