中国葛洲坝集团生态环境工程有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：现阶段，随着国家对环境保护的日益重视，对河道污泥处置的要求也越来越严格，若污泥处置不当，会造成二次污染，带来严重环保问题。在难以征用大面积场地建设污泥处理场地时，可采用脱水效率高、构筑物集中的隔膜压滤机脱水工艺。本文主要阐述隔膜压滤机结构，分析其在污泥脱水中的应用流程以及泥饼的综合应用情况。
关键词：隔膜压滤机；污泥脱水；泥饼综合应用
引言
随着社会经济和城市化建设的不断加快，城镇居民的数量逐渐增多，产生的污泥和污水数量越来越多，带来的环境污染问题也日益显著。为了改善环境，保证人们的身体健康，逐渐提高对污泥处理的重视程度，这是城市环境保护的重要举措，也是实现生态平衡、保证我国国际竞争力的关键。当前，我国大部分污泥处置场应用带式压滤机、离心脱水机等污泥脱水工艺，存在脱水率不高的问题，还可能会造成二次污染。而隔膜压滤机在污泥处理中的应用，能够有效提升污泥脱水的效率，利用相应的脱水工艺，解决污泥脱水污染问题。
一、隔膜压滤机结构
https://baike.baidu.com/pic/%E9%9A%94%E8%86%9C%E5%BC%8F%E5%8E%8B%E6%BB%A4%E6%9C%BA/5244136/10794060/b8389b504fc2d562b0b7aa75e51190ef77c66cee?fr=lemma&ct=cover隔膜压滤机主要由机架、液压系统、控制系统和隔膜压滤系统所构成，如图1所示，而最核心部分为隔膜压滤系统。
.png)
图1 隔膜压滤机结构图
1.机架
机架是隔膜压滤机的基础，它主要用于支撑过滤机构，由主梁、机座、油缸体、止推板和压紧板等连接组成。压滤机工作运行时，油缸体上的活塞杆推动压紧板，将位于压紧板和止推板之间的隔膜板、滤板及滤布压紧，以保证带有压力的污泥在滤室内进行加压过滤。
2.液压系统
液压部分主要由液压站和油缸组成。是主机完成压紧和松开动作的动力装置，在电气控制系统的作用下，通过油缸、油泵及液压元件来完成系统的一部分工作；当系统被液压站、油缸压紧时，使之将各个滤室密封；反之松开时，用于卸料。可实现自动压紧、自动保压、自动补压、自动卸压及自动松开等功能。
3.电气控制部分
电气控制部分是整个系统的控制中心，它主要由电气控柜、PLC编程器、、显示器、断路器、中间继电器、行程开关、接近开关等组成。现各生产厂厂家生产的压滤机一般有两种工作方式：自动和手动。手动方式主要在设备调试、检维修时采用，压滤机的各个动作由人工操作各个按钮来完成。自动方式用于隔膜压滤机正常工作时，压滤机整个动作过程将按照设计程序，由PLC程序控制运行，只需人工监控。
4.隔膜压滤系统
隔膜压滤系统主要由隔膜滤板和滤布所组成的，其过滤过程分为进料过滤和压榨脱水两个过程。第一步进料过滤，污水在进料泵的推动下，经止推板的进料口进入各滤室内，污水借助进料泵产生的压力进行固液分离，在滤布的隔离作用，固体留在滤室内形成滤饼，滤液由排液阀排出。第二步压榨脱水，进料过滤结束后，将压缩介质（如气、水）进入隔膜腔室，推动隔膜挤压泥饼，对泥饼进一步脱水。
（1）滤板结构。滤板是隔膜压滤机中的主要部件，其结构主要由两个隔膜和一个中空的正方形滤板所构成，在滤板中心设计污水进入通道，进料过滤开始时从进料管道打入的污水均匀的从滤板中心向四周流展，使得滤板上的滤布与污水完全接触，充分发挥滤布过滤、拦截、分离的作用，在滤布上形成均匀的滤饼。一般隔膜滤板根据隔膜和隔膜滤板主体结构分为整体式隔膜滤板、组合式隔膜滤板以及镶嵌式隔膜滤板等。常用隔膜滤板及滤室的基本参数见表1。
表1 隔膜滤板的基本参数
.png)
（2）隔膜及滤布材料。滤板的隔膜主要由添加有热塑性弹性体的聚丙烯或使用合成橡胶作为弹性隔膜材料制成。滤布根据其材质主要分为丙纶滤布、涤纶滤布等类型。在实际应用过程中，要结合污泥的酸碱性能以及需要过滤效果合理选择滤布。我们选用两种不同类型滤布在过滤压力1.0MPa，过滤时间60分钟，压榨压力3MPa，压榨脱水时间15分钟的工况下，通过不同组合的药剂组合，对比丙纶滤布和涤纶滤布两种滤布过滤效果进行比较试验，试验结果如表2所示。
表2 滤布在不同药剂种类作用下泥饼含水率对比情况
.png)
通过两种常用的滤布进行试验研究，结果表明，涤纶滤布过滤效果较好，过滤后的泥饼能够得到较低的含水率，但其滤液较为浑浊，污泥脱水的回收率较低，而丙纶滤布过滤效果稍差，过滤后的泥饼含水率较高，但滤液的回收率好。在污泥处置过程中可根据自身的情 况选择合适的滤布，达到降低含水率，提高使用效率的目的。
二、隔膜压滤机在污泥脱水处理中的应用流程
通常将隔膜压滤机应用于污泥脱水处理中，流程见图2，主要工艺过程为污泥预处理、隔膜压滤机脱水和泥饼综合应用，工艺流程图见图2。
.png)
图2 隔膜压滤机在污泥脱水中的应用流程
1、污泥预处理。污泥首先经过初沉池，格栅机和沉淀池进行物理预处理。其次为提高污泥的脱水性能，改变了污泥的物化性质，破坏污泥的胶体结构，降低其与水的亲和力，需在污泥进行隔膜压滤机前加入药剂，进行化学预处理。在均化池中根据不同污泥的特性，将絮凝剂、三氯化铁和石灰按照一定比例配置，通过加药装置在10-15分钟内投入污泥中，并通过搅拌装置搅拌约30分钟，促使污泥和药剂充分反应。
2、隔膜压滤机脱水。在对污泥进行过滤的过程中，主要通过进料泵将泥浆压入到压滤机中，利用进料泵的压力，促使污泥固液分离，并在滤板、滤室中形成泥饼。根据具体泥浆浓度情况设置进料泵的压力，一般进料泵的压力设置为1.0-1.2MPa之间。当滤室中充满泥饼时即完成过滤。在形成泥饼之后，开展下一步泥饼隔膜压榨脱水处理流程，启动空压机在隔膜中通入压缩空气，压缩空气压力设置为3-3.5MPa，对泥饼进行压榨脱水，一般压榨脱水时间设置为30分钟左右。压榨脱水完成后，通过液压装置将滤板打开，将泥饼卸下。污泥通过隔膜压滤机脱水处理后，泥饼的含水率为45%左右，脱水效果较为明显。
3、泥饼综合应用
经过隔膜压滤机脱水后的泥饼进行无害化处置后可进行综合利用，具体应用如下：
（1）新建堤岸、现有堤岸加高加宽。泥饼添加一定比例的砂石骨料及固化剂，使其抗压强度与抗剪强度满足堤岸用途要求。
（2）堆山造景。泥饼添加一定比例的固化剂，使其抗压强度与抗剪强度满足堆山造景用途要求。
（3）园林种植及景观绿化。泥饼经加入一定比例菌剂及调理药剂后可用于园林种植及景观绿化。
（4）滨岸湿地培土及人工湿地植土。泥饼加入一定比例的秸秆粉或木屑，增加其透水性和透气性，可用于滨岸湿地培土或人工湿地种植土。
总结
总之，在社会经济和人们生活水平不断提升的情况，城市人口数量多，产生的污水也较多，针对污泥脱水处理厂而言，应用隔膜压滤机，具有良好的影响效果，显著提升脱水效率，减少污泥的二次污染，同时经过脱水处置后的泥饼通过无害化处置，可进行综合利用，具有良好的发展前景。
参考文献：
[1]郭望渊，陈科庆.隔膜压滤机在污泥深度脱水中的应用研究[J].中国设备工程，2019（18）：175-176.
[2]贾秀明，狄剑英，王艳，杜蓉.市政污泥直压式压滤与高压隔膜板框压滤技术和经济对比分析[J].给水排水，2019，55（05）：37-40+45.
[3]马慧峰，钱志军，熊仁久，费国梁，马秀丽，吴晓琴.生物沥浸+厢式隔膜板框压滤机用于城镇污泥脱水[J].中国给水排水，2018，34（20）：112-113+122.