高压隔膜压滤机在污泥深度脱水技术资源化无害化利用处置污泥深度脱水可行性方案.docx
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高压隔膜压滤机在污泥深度脱水技术资源化无害化利用处置污泥深度脱水可行性方案
高压隔膜压滤机在污泥深度脱水技术
资源化、无害化利用处置
污泥深度脱水可行性方案
山东景津环保设备有限公司
二〇一二年10月十九日
一、项目概述
本项目为市政污水处理厂及工业污水处理厂在污水净化过程中产生的污泥，此污泥前期通过带式过滤机及离心式过滤机预处理，污泥含水率为80%-85%，每天产生含水率80%以上的污泥为30t/d。
由于大量的市政及工业污泥的产生对城市的发展限制和居住环境的不断恶化。
我国目前对市政及工业污泥的含水率由之前的80%现已修改为60%以下，总的方针是污泥源头减量化，资源利用和无害化处理。
在资源利用和无害化处理过程中由于污泥的含水率过高无法实现最终的要求。
污泥深度脱水是我国目前必须要解决的问题。
我公司目前开发的污泥深度脱水高压隔膜自动压滤机及系统，污泥含水率由80%可以降到50%左右。
目前是国内及国际领先水平，填补国内空白和具有自主知识产权。
现在已经在国内很多污水处理厂使用，得到了行业内的一致好评。
为污泥的后续无害化处理奠定的坚实的基础。
滤出液回流污水池
深度脱水隔膜压滤机滤饼
控制系统滤饼无害化处理
压榨水
加药装置
高压洗布水
图1、以上是污泥深度脱水自动隔膜压滤机为核心的污泥深度脱水处理原理图
二、设备概述
污泥深度脱水自动高压隔膜压滤机作为污泥深度脱水分离设备，应用于城镇污水及工业污水处理已有悠久历史，它具有污泥深度脱水效果好、适应性广，特别对于污泥在过滤完成后滤饼内的间隙水，通过高压隔膜压榨能够有效的把间隙水给分离出来，最终污泥的含水率能够降到50%左右。
污泥深度脱水自动高压隔膜压滤机是一种间歇性污泥深度分离设备，采用机、电一体化设计制造，结构合理，操作简单方便维修率低等优点，能够现无人操作自动运行。
过滤元件由隔膜板、隔膜配板、滤布、污泥进料泵组成。
在污泥进料泵的压力作用下，将污泥浆送入滤室，通过过滤介质（滤布），将污泥和液体分离。
在经过高压隔膜压榨，把游离余污泥颗粒间的间隙水给压榨出来。
高压隔膜自动污泥深度脱水压滤机与离心机及带式过滤机比较，污泥的含固率要高出30%-35%。
为污泥后续无害化处理奠定了基础。
处理对象：
污水处理厂浓缩污泥。
或者是含水率80%以上的污泥。
污泥性质：
含水率80%以上
处理规模：
每天约30t/d
处理目标：
为达到污泥减量化，无害化，资源化为目的及满足用户最终处置的条件要求，本方案设计通过污泥加药调理、高压进料、高压隔膜压榨、污泥的含水率降到50%左右，便于污泥的后续资源化处理。
三、工艺流程
污水处理厂→含水率80%污泥→污泥调理罐→污泥进料泵→高压隔膜压滤机→隔膜压榨→含水率50%左右污泥→无害化及资源化处理
3.1污泥调质深度脱水的核心设备---高压隔膜污泥专用压滤机
3.1.1压滤机是一种间歇式运行的脱水设备，应用非常广泛，操作简单。
在结合污泥调质工艺后，对污泥脱水的深度，明显优于带式压榨机、离心机两种设备，在节能减排方面具有明显的优势，以10万吨污水处理厂，浓缩池出污泥浓度1.5％以上为例，分析情况见表1和表2。
表1污泥含水率与体积减量分析表
项目
污泥干固体含量（t/d）
含水率（%）
污泥体积（m3/d）
原生污泥
15
99.4
2500
浓缩污泥
15
97
500
脱水污泥
15
80
75
脱水污泥
15
70
50
脱水污泥
15
60
38
脱水污泥
15
50
30
脱水污泥
15
45
27
表2传统脱水设备与高压隔膜压滤机比较
脱水设备
传统压滤脱水机
高压隔膜污泥专用全自动压滤机
板框压滤机
带式压榨机
离心脱水机
泥饼含水率
75%～80%
75%～83%
75%～80%
60%以下
处理10万吨污水的污泥产生量
60～75吨
60～88吨
60～75吨
25～38吨
比能耗（KWh/t干固体）
5～15
5～20
30～60
7～15
药剂费用比
1
1
0.7
0.7
冲洗水量
中等
大
小
小
现场环境
一般（卸饼时可能有异味）
差（全程接触空气、异味浓）
较好（密封工作）
较好（泥饼无异味）
可扩容性
可以
不可
不可
可以
自动化程度
一般
一般
好
好
安全性能
较好
差
较好
好
维护费用
中等
较好
较高
中等
四、选择型号
XAZGFS200/1250-U
（为山东景津环保设备有限公司设计的污泥深度脱水自动高压隔膜压滤机型号）
4.1、技术参数说明
滤板外形：
1250×1250mm
滤室深度：
30mm
滤室数量：
78个
有效容积：
3.04m3
进料压力：
≤1.2MPa
隔膜压榨压力：
≤2.0MPa
液压油缸工作压力：
≤20MPa
静载荷：
18700Kg
液压站功率：
11KW
拉板变频电机功率：
0.75KW
自动洗布行走电机功率：
0.75KW
自动洗布下移电机功率：
0.75KW
接液翻板开启角度：
90℃
油缸数量：
2个
油缸直径：
360㎜
过滤周期：
180mih
污泥含固率：
60%～52%
每天工作时间：
18～20h
每天工作批次：
5～6
每批次出绝干污泥：
2m3
压滤机数量：
2台套
五、主要部件技术特点
5.1、高压隔膜自动污泥深度脱水压滤机，PLC控制自动液压压紧、自动补压、变频电机控制取拉板卸料、中进料、暗流出液、自动高压隔膜压榨、翻板自动开启关闭、自动高压水洗滤布等功能。
5.2高压隔膜滤板材质为丹麦（北欧）公司生产的TPE弹性体，隔膜配板材质为无碱玻纤聚丙烯材质。
机架及主梁材质为Q345优质钢板经等离子火焰切割机下料，采用埋弧焊接工艺焊接。
液压油缸采用27SiMn无缝钢管，经切削滚压加工，活塞杆材质为45号钢经切削滚压加工经高温变频淬火工艺能够提高机体表面硬度，外镀0.07㎜硬铬保证油缸的密封性和活塞杆的硬度和使用灵活性。
电控柜及液压油箱体为我公司自行设计加工生产表面经过酸洗，磷化处理，表面喷涂干粉烤漆剂进行自动烤漆，出来的产品即防腐又美观，油漆不会脱落。
电器元件采用正泰公司产品，PLC采用西门子公司产品。
拉板系统采用密闭轨道技术和无故障拉板器，具备暂停、复动等功能；拉板器及滑道均加有防护装置，以保证拉板系统的清洁和灵活，使其可保证使用正常。
拉板电机采用国茂减速机厂生产的变频调速电机及减速器（10HZ-150HZ间任意调节），二寸滚子链拉板器驱动链条。
1250型隔膜滤板
5.3高压洗涤滤布装置主梁采用碳钢焊接结构，行走机构采用变频电机减速机传动，行走轨道采用齿条齿轮方式咬合。
洗布方式为单块垂直抱洗滤布，喷嘴两侧加装毛刷补助洗涤，进水管道过流部位采用304厚壁不锈钢无缝管，软管采用进口的高压胶管，胶管接头材质为304不锈钢。
出水喷头采用304不锈钢材质。
5.4自动翻转接液翻板骨架为碳钢焊接加工，面板为2㎜304不锈钢材质，翻转接液翻板传动机构为液压传动，双油缸控制开启。
5.5碳钢部件须经离心抛丸机抛丸处理，表面喷涂云铁防腐底漆，面漆为3遍炳烯酸防腐环保油漆。
5.6污泥进料泵采用双进料泵，在开始进污泥时采用低压力高流量污泥泵，达到所设定压力值时，自动转换高压力低流量污泥进料泵，污泥进料泵和高压隔膜压榨水泵采用合理的变频控制，在确保过滤效果和泥饼含固率的前提下，提高处理的效率，又降低成本。
六、污泥深度脱水设计条件
单台高压隔膜自动污泥深度脱水压滤机，污泥来源于浓缩池，干基比重为9t/d，污泥含水率为95%～98%，加入污泥调理药剂进行调理。
调理好的污泥用污泥输送泵打入压滤机的每个滤室腔内，用高压水泵进行隔膜压榨，压榨完的滤饼含水率降低到50%以下。
七、主要设备参数及工艺描述
7.1、压滤机机架装置
组成：
尾板、推板、主梁、油缸支座、油缸、电控柜、液压站。
液压站功率：
11KW
描述:
压滤机机架主要是支撑和把高压隔膜滤板及隔膜配板及滤布进行整齐的排列及压紧，防止在进料过程中污泥在滤板的缝隙中渗漏。
7.2、隔膜滤板隔膜配板及滤布装置
组成：
高压隔膜滤板、隔膜配板、污泥专用滤布。
描述：
滤布为包在隔膜滤板与隔膜配板外面，滤板主要起到支撑滤布和进料及出滤液的作用。
滤布起到截留污泥和把污泥的水份过滤的作用。
7.3、自动拉板机构装置
组成：
变频减速电机、变频器、拉板机械手、驱动链条、取拉板轨道、链条保护罩。
功率：
0.75KW
描述：
由变频器控制变频减速电机带动拉板机械手进行取板、拉板。
移动滤板达到自动卸料。
安装在主梁的两边。
7.4、自动高压洗布装置
组成：
行走轨道、支撑架、行走电机、水洗杆、升降电机、两排喷嘴、毛刷。
功率：
0.75KW
描述：
滤布过滤速度过慢时启动高压洗布装置，用于清洗滤布及滤板，使滤布达到最佳的过滤状态。
7.5、接液翻板机构
组成：
碳钢骨架、304不锈钢面板、开启关闭油缸、液压站。
功率：
2.2KW
描述：
用于接过滤及洗布时漏液。
翻板两边有接液水槽。
污泥进料泵
7.6、进料泵（螺杆泵，需变频控制；按污水浓度3%选型）
型号：
NM105BY03S18Z
流量：
50m3/h
压力：
1.2MPa
功率：
30kw、
件数：
2台
7.7、压榨泵（螺杆泵，需变频控制）
型号：
NM053SY04S24V
流量：
7m3/h
压力：
2.4MPa
功率：
15kw
件数：
2台
7.8、空压机
型号：
SA37A
排气量：
5.6m3/min
排气压力：
1.05MPa
功率：
37kw
件数：
1台
7.9、水洗泵（高压柱塞泵，需降压启动）
型号：
3D2-SZ-170/6
流量：
170L/min
压力：
8MPa
功率：
37kw
件数：
1台
7.10、吹风气罐
容积：
6m3
耐压：
1MPa
件数：
1台
7.11、仪表气罐：
容积：
0.5m3
耐压：
1MPa
件数：
1
7.12、压榨水箱
容积：
3m3
件数：
1
7.13、水洗水箱
容积：
5m3
件数：
1
注：
水箱、气罐由厂家配齐相关阀门仪表。
7.14、加药调理部分
调理池
容积：
20m3
件数：
2个
7.15、立轴式搅拌器
结构：
双层可拆卸式折桨板桨
转速：
40r/min
功率：
搅拌机电机功率密度应不小于10w/m3（池容积）
件数：
2台
7.16、PAM制备设备
制备量：
1000L/h（制备浓度≥1‰）
7.17、PAM输送泵
流量：
3.5m3/h
压力：
0.2MPa（根据输送距离、提升高度修正）
7.18、FeCl3储罐
容积：
12m3（按照20%浓度、7天储量选型）
7.19、FeCl3输送泵
流量：
6m3/h
压力：
0.2MPa（根据输送距离、提升高度修正）
7.20、CaO储仓
容积：
5m3（按照7天储量选型）
7.21螺旋输送机
输送量：
3.5m3/h
上海市白龙港污泥处理中心现场
八、高压隔膜自动污泥深度脱水压滤机工作原理
高压隔膜推板由液压缸内的活塞杆驱动，将隔膜滤板及隔膜配板以及滤布在活塞杆压力的作用下进行闭合、密封，最终闭合压紧压力达到18～20MPa，以保证在污泥泵在进泥及脱水过程中不会有污泥外泄。
混合污泥开始由污泥泵打入压滤机滤室内，当进料泵压力达到所设定的压力范围，进行保压进料，在进料过程中随时观察每块滤板的出液情况，当滤板流出的液体很少时停止进料。
启动高压隔膜压榨水泵并逐渐增压，并将压榨水输送至各隔膜滤板腔体内。
隔膜滤板受压榨水的填充不断膨胀，滤室内的泥饼受隔膜滤板膨胀的影响，加快了固液分离的速度，泥饼含水率逐步降低。
在压榨水泵增压达到2.0MPa时，停止增压，并保持该压力至工艺所需的设定时间。
滤室内的泥饼受隔膜滤板的充分压榨强制脱水，已达到工艺脱水标准。
压缩空气进入中心孔将中心孔没有压榨的污泥吹出。
高压隔膜压榨水泵开始停止运转并卸压。
压滤机可以卸料。
机座端液压缸逐渐卸压，活塞杆开始向后移动并把推板拉回至初始位置，接液翻板自动打开，各滤板不再处于闭合、密封状态。
拉板机械手由变频电机驱动至第一块滤板进行取板，在取到板时变频电机开始反转将滤板拉到推板端，滤饼在重力的作用下自动脱落。
取拉板机械手重复以上动作，直到将所有滤板上的滤饼清理干净，取拉板机械手回到初始位置。
接液翻板自动闭合卸料结束，进入下一个环节，自动高压洗布，自动洗布架由电机驱动至两滤板中间空隙处停止待命，取板机械手由变频器驱动变频电机，将第一块滤板拉至洗布架下方位置停止、待命，水洗杆向下移动同时启动高压清洗滤布水泵，水洗杆向下将滤布上残留的污泥用8MPa的水压进行冲洗，洗布架及拉板机械手重复以上动作，直到将所有滤板清洗一遍，洗布架及取拉板机械手回到初始位置，结束洗布流程，压滤机进入下一个工作循环。
九、工艺流程
PAM制备
PAM输送
FeCl3储罐
FeCl3输送
浓缩池
调理池
CaO储罐
CaO输送
压滤机
进料泵
压榨水箱
压榨泵
空压机
反吹气罐
仪表气罐
液体收集
阀门气动执行器
一十、工艺叙述
10.1、加药调理
45-60min内将调理池注满，搅拌器启动，铁盐输送泵启动，3-5min内完成铁盐投加，搅拌5-6min，铁盐反应完成。
PAM输送泵启动，8-10min内完成PAM投加，搅拌10-15min，PAM反应完成。
CaO螺旋输送机启动，3-5min内完成CaO投加，搅拌3-5min，CaO反应完成。
10.2、过滤
1）污泥调理完成后，进料泵启动，给压滤机注泥，进料压力达到预设进料压力时，通过变频器调整进料泵转速，降低进料泵流量，将进料压力稳定在预设值，恒压进料时间根据装机调试时的数据设置。
2）进料完成后，压榨泵启动，对滤饼进行二次压榨，压榨压力达到预设压榨压力时，通过变频器调整压榨泵转速，降低压榨泵流量，将压榨压力稳定在预设值，压榨时间根据装机调试时的数据设置。
3）压榨完成后，反吹、回流阀门打开，利用压缩空气将压滤机进料孔的的未成型物料吹回至调理池。
反吹时间根据装机调试时的数据设置。
4）反吹完成后，反吹、回流阀门关闭，压榨回水阀打开，压榨水回流至压榨水箱。
待压榨水排空后，松开压紧板，拉板系统启动，取拉板卸料。
5）卸料完成后，压紧板压紧，开始下一循环工作。
一十一、压滤机选型计算
污泥量30t/d、含水80%，压滤机每循环所需时间3-4h，压滤机每天工作12小时，则需压滤机每循环处理绝干污泥量为30×0.2÷3=2m3；滤饼含水50%，压榨压缩量为35%，按此计算压滤机滤室容积为2÷0.5÷0.65=6.15m3。
一十二、外设设备
12.1加药调理
1）污泥调理池：
有效容积：
33.5m3
数量：
2个
材质：
碳钢衬胶
技术要求：
池底部做出泥孔，装有桨叶式搅拌机，液位传感器等。
描述：
用于浓缩污泥的药剂调理和混合。
2）加药装置：
石灰储存仓：
容积：
5m3（7天储量）
输送方式：
螺旋输送机
输送量：
3.5m3/h
数量：
2个
技术要求：
石灰储存仓需要做防腐处理，防石灰板结装置，石灰在装罐时不能产生飞灰。
描述：
用于浓缩污泥的调理投加药剂。
铁盐储罐：
容积：
12m3（20%浓度原药，7天储量）
输送方式：
管道输送
输送泵：
变频控制螺杆泵
输送泵流量：
6m3/h
输送泵压力：
0.2MPa
数量：
1套
技术要求：
罐体及管道和输送泵需做防腐处理，罐体加装液位控制显示器。
描述：
用于浓缩污泥的调理投加药剂。
PAM制备设备：
制备量：
3.5m3/h
输送方式：
管道输送
输送泵：
变频控制螺杆泵
输送泵流量：
3.5m3/h
输送泵压力：
0.2MPa
数量：
1套
技术要求：
输送泵需做防腐处理，PAM制备设备需要PAM物位控制显示器。
描述：
用于浓缩污泥的PAM投加药剂。
3）压滤机辅助设备
进料泵
输送方式：
管道输送
输送泵：
变频控制螺杆泵
输送泵流量：
50m3/h
输送泵压力：
1.2MPa
数量：
2套
技术要求：
A、污泥进料泵为容积式单螺杆泵，有3PTC过热保护装置和防止干运转的TSE干运行保护器。
B、进泥泵采用变频器无级调速，通过变频器调速装置可调节流量。
带强制风冷，适用于380V/3Ph/50Hz电源，且允许电压的偏差范围为±10％。
C、泵采用直联型设计。
D、定子材质：
丁腈橡胶；转子材质：
304不锈钢。
描述：
用于压滤机进料。
压榨泵
输送方式：
管道输送
输送泵：
变频控制螺杆泵
输送泵流量：
7m3/h
输送泵压力：
2.4MPa
数量：
2套
技术要求：
A、污泥进料泵为容积式单螺杆泵，有3PTC过热保护装置和防止干运转的TSE干运行保护器。
B、进泥泵采用变频器无级调速，通过变频器调速装置可调节流量。
带强制风冷，适用于380V/3Ph/50Hz电源，且允许电压的偏差范围为±10％。
C、泵采用直联型设计。
D、定子材质：
丁腈橡胶；转子材质：
模具钢淬火。
描述：
用于压滤机隔膜压榨。
空压机
输送方式：
管道输送
排气量：
5.6m3/min
排气压力:
1.05MPa
数量：
1台
技术要求：
A、冷却方式：
风冷；后冷却器出口温度：
≤环境温度+10
B、适用于380V/3Ph/50Hz电源，且允许电压的偏差范围为±10％。
C、主马达启动方式：
Y-△启动。
D、排气量控制：
进气容调控制。
描述：
用于压滤机反吹及阀门启动执行机构用气。
水洗泵
输送方式：
管道输送
输送泵：
高压柱塞泵
输送泵流量：
170L/min
输送泵压力：
8MPa
数量：
1台
技术要求：
A、适用于380V/3Ph/50Hz电源，且允许电压的偏差范围为±10％。
B、泵体自带溢流阀。
描述：
用于压滤机水洗滤布。
反吹气罐
容积：
6m3
耐压：
1MPa
数量：
1套
技术要求：
A、安装压力表、安全阀。
B、罐体材质：
碳钢。
C、罐体具备检修人孔。
描述：
反吹用压缩空气贮存。
仪表气罐
容积：
1m3
耐压：
1MPa
数量：
1套
技术要求：
A、安装压力表、安全阀、进/出口调压阀。
B、罐体材质：
碳钢。
C、罐体具备检修人手孔。
描述：
阀门气动执行机构用压缩空气贮存。
压榨水箱
容积：
3m3
数量：
1套
技术要求：
A、安装液位计。
B、罐体材质：
碳钢、玻璃钢、PP。
水洗水箱
容积：
5m3
数量：
1套
技术要求：
A、安装液位计、进水口安装浮子球阀。
B、罐体材质：
304不锈钢、玻璃钢、PP。
一十三、设备布置
厂房可采用轻钢结构，地面需做防腐处理。
一层布置进料泵、压榨泵、水洗泵、水洗水箱、压榨水箱、加药间、储药间；PAM制备设备、PAM输送泵及配套控制系统放在一层的加药间内，各泵的动力柜在泵附近就地布置。
压滤机导料斗悬挂在二楼的楼板上，螺旋输送机与导料斗对接，可依靠导料斗做支撑，也可但对安装支撑。
二楼布置压滤机、空压机、反吹气罐、仪表气罐、值班室、控制室，所有设备的控制柜集中在控制室内。
山东景津环保设备有限公司
上海代表处：
赵文刚
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