前言

隨著我國經濟的發展和城市現代化的建設，城鎮居民也由此而逐漸增多，隨之帶來的環境污染問題日益突出，改善環境保證人民身體健康已經引起黨和政府的高度重視。如何能夠盡快處理在我國城鎮每天都在快速遞增的污泥、污水，已成為我國城市和城鎮發展過程中亟待解決的重大環境問題，研發適應我國國情并擁有自主知識產權的污水、污泥處理關鍵技術和設備，是目前我國城市環境保護的迫切需求，同時對提升我國制造業及環境保護產業在國際社會中的競爭力，具有重大意義。目前我國污泥脫水處理廠使用的設備與國外相比仍比較落后，只有少數污泥脫水處理廠使用廂式壓濾機，多數污泥脫水主要以帶式壓濾機為主，過濾后的泥餅含水率達到70%以上，造成泥餅運輸困難，使用的工藝多數仍按傳統方法，對過濾脫水處理后的泥餅進行填埋，經填埋的泥餅有的地方還會造成水資源的二次污染。針對污泥污水處理廠高效脫水的技術需求，研制具有自主知識產權、高效環保節能的污泥脫水關鍵設備，并且開發與之配套的污泥脫水高效預處理技術，形成污泥高效脫水組合工藝，為我國城市和城鎮污水處理廠污泥高效脫水提供技術和設備。

1 隔膜壓濾機發展情況

隔膜壓濾機是固液分離行業的主要過濾設備，適應于各種物料的過濾。據資料介紹隔膜濾板的研制起源于歐洲，德國連恩舍（LENSER）過濾有限公司在九十年代初就研發制作隔膜濾板，而我國在2003年才開始研發制作隔膜濾板。由于經濟的發展和市場的需要我國制造的隔膜濾板發展很快，制作技術和產品質量已經相當成熟，我國壓濾機生產廠家正在努力研發更先進的隔膜壓濾機。據中國通用機械工業協會初步統計，我國生產隔膜壓濾機的大型生產廠家已增加到十幾家，這些生產廠家符合制作隔膜壓濾機的條件，過濾的流程工藝較為先進，隔膜濾板的壓榨壓力最高可達到4.0MPa，有的壓濾機生產廠家隔膜濾板試驗壓力可達到4.0～4.5MPa壓榨壓力。制造隔膜濾板生產工藝為雙螺桿擠出機和注塑自動控制操作的方法，它們的科研成果和創新技術能力已達到國際先進水平。隔膜壓濾機使用的壓力同國外產品相比壓榨壓力高于國外同類產品，根據市場的需求已經積累了豐富的固液分離工藝經驗，研發了比較成熟的過濾工藝技術，產品質量已達到和超過德國等發達國家同類產品的質量標準要求，在壓濾機行業完全能夠做到替代進口產品。自主創新研發的聚丙烯高壓隔膜濾板壓榨壓力已經達到4.0MPa的壓力，2014年5月在德國法蘭克福舉行的阿赫瑪博覽會上我國生產的隔膜壓濾機試驗壓力達到4.5MPa壓榨壓力，超過了國際最高水平的3.0MPa的標準，為保證產品安全運行，行業會議討論通過控制壓榨壓力在3.5MPa的使用范圍，這樣可以極大地降低泥餅的含水率，實現隔膜壓榨的最佳效果。尤其是近年來隔膜壓濾機的壓榨工藝的全面推廣，隔膜壓濾機的使用率大幅提高，因為它具有提高濾液的最大回收率和降低濾餅的最低含液率，深受用戶的歡迎，隔膜壓濾機比普通壓濾機具有過濾效率高和過濾效果好，節省能源和降低生產成本等諸多優點，更是被眾多用戶所青睞。

2 隔膜壓濾機結構與性能

隔膜壓濾機設置進料孔為兩端進料，即止推板進料和壓緊板進料。由于壓緊板為移動式往返運行，進料管道采用旋轉式管道連接器連接管道，壓緊板往復運動安裝法蘭焊接彎頭結構連接旋轉式管道即可完成運行。該連接器設置雙排鋼珠定位旋轉性能好，雙排鋼珠控制位移運行穩定，設置雙層密封組合格萊圈使密封性能更加有保證。組合格萊圈密封性能強和耐磨性能好，旋轉式管道連接器耐高壓使用壽命長，外層設置防塵圈保持鋼珠運行清潔，連接器結構簡單安裝方便，使用該連接器可以提高壓濾機的整機運行技術水平，極大地縮短了進料時間。聚丙烯隔膜濾板制作為快速注塑成型，其中包括聚丙烯芯板，采用新技術分段式計時自動轉換注塑方法，高壓延時注射使濾板內部結構更加充實均勻，采用高壓二次模具合模鎖緊壓縮濾板的方法，使濾板內部結構密度充實和表面光潔度更進一步地提高，表面平面度達到了密封的要求，濾板密封面不用機加工即可使用。聚丙烯芯板不用機加工即可與隔膜片焊接，減少了機械加工的工序，采用新技術和新工藝平均每20分鐘生產一塊濾板，極大地降低了濾板生產周期。高壓快速注塑質量好，而且還不用定型機定型，濾板不收縮不變形，由于二次模具合模鎖緊壓縮的濾板密度高強度大不變形，延長了隔膜濾板的使用壽命，實現了快速注塑濾板的效率，保證了隔膜濾板的壓榨壓力的正常使用。隔膜壓濾機拉開濾板卸除泥餅為多塊濾板分組拉開，設置驅動濾板帶動濾板組，濾板把手采用鏈條或定位條連接，拉板器及鏈條采用密封裝置，拉開濾板組為150～300mm/s可調速度，使拉開濾板卸餅可提高6倍的速度。隔膜壓濾機的結構制作符合高壓壓榨污泥脫水的質量要求。

3 隔膜壓濾機過濾壓榨工藝

隔膜壓濾機在城市污水處理廠污泥脫水技術中成為關鍵設備，隔膜濾板是壓濾機的主要過濾元件，污泥污水經過加藥生物瀝浸自動速溶，經攪拌裝置處理后pH值可達到7～8之間，采用隔膜濾板高壓壓榨的工藝提高污泥脫水效率。通過把污泥污水加入藥粉，污泥經化學反應改變其特性，然后攪拌均勻放入反應釜或存儲池中，污水中含有的成分快速濃縮轉變為固體顆粒，使污水中的含固率達到最高要求。污泥脫水使用進料泵把泥漿注入壓濾機，通過進料泵設置的壓力充滿濾板濾室，進料壓力一般設置在1.2～1.5MPa之間，根據現場泥漿濃度確認進料壓力，濾室內過濾介質濾布截留污泥中顆粒在濾室內形成泥餅，濾液由隔膜濾板四角孔排出，泥餅形成后，隔膜濾板使用流體或氣體高壓注入壓榨腔室，設置3.5MPa壓榨壓力對濾餅進行高壓壓榨，壓榨保壓的時間一般按10～15min之間定時，可以更有效準確的改變其特性以降低泥餅中的含水率。隔膜高壓壓榨工藝解決對厭氧消化過程中細胞壁難于消解等技術瓶頸問題，基于生物強化水解和物化強化水解的技術與設備，隔膜濾板壓榨工藝提高污泥的水解效率和揮發性有機酸的生成率，實現污泥內含物的快速釋放。隔膜濾板高壓壓榨實現污泥關鍵技術的突破，厭氧消化時間比單級單相縮短30%，污泥有機物降解率超過45%，沼氣產量提高30%。污泥分級采用高效濃縮技術，采用沉淀池分相為改性過濾工藝，由管道料槽將污泥進行分化，再加入污泥含固量10％左右的固體料形成過濾液，在污泥污水中加入比例為0.4‰～0.5‰絮凝劑為助濾劑，使濾室很容易形成濾餅層，隔膜壓濾機過濾后的泥餅含水率降低為50%。

隔膜壓濾機的污泥脫水壓榨工藝顯著改善了固液分離特性，采用隔膜濾板高壓過濾壓榨的工藝提高污泥脫水性能，通過污泥攪拌、熱交換和脫硫關鍵與配套設備，實現隔膜壓濾機壓榨工藝對污泥脫水技術運行為關鍵設備。

4 使用隔膜壓濾機的優勢

根據技術和市場的變化，尤其是在當前信息化飛速發展的年代，任何行業都注重經濟效益、環境效益和社會效益，使人們充分認識到保護環境的重大意義，一種產品或一種新技術通過用戶認可必須經過一個過程，首先要改變人們的認同關，隔膜壓濾機進入環保行業更是如此。目前國內大型污水污泥處理廠已經率先使用國產隔膜壓濾機，如上海白龍港污水處理廠、上海城投污水處理有限公司、江蘇無錫市政污水處理廠等多家單位都在使用國產隔膜壓濾機，因此使用國產隔膜壓濾機在中國環保污泥脫水行業已經取得實質性的效果，使用的廠家已在逐步擴大用戶越來越多。而國外根據德國壓濾機標準DIN7129的規定，隔膜濾板質保期一年，因為隔膜濾板是壓濾機的易損件，國外隔膜壓濾機在國內污泥處理行業中的應用不如國內優勢大，而且國產隔膜壓濾機壓榨壓力高質量好使用壽命長，因此國產隔膜壓濾機發展前景非常看好；再次國外公司的生產基地都在其本國內，交貨周期最少6個月，且售后服務更換零部件在3個月以上，國外隔膜壓濾機在國內會給用戶正常使用帶來影響，而使用國產隔膜壓濾機交貨周期一般為一個月左右，售后服務當日24小時到達現場，同時在全國有售后服務區域網點，交貨運輸方便和售后服務及時，能夠降低成本提高過濾效率，這些優勢國外產品在國內是做不到的，因此國產隔膜壓濾機完全能夠滿足我國客戶對污泥脫水過濾工藝和設備的要求。

5 結論

近年來我國隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的逐步提高，城市人口也根據經濟發展逐步增加，由此而產生的污泥污水也迅速增多，在污泥脫水處理廠污水得到凈化的同時，污水中的污染物質作為污泥被分離出來，城市污水污泥的處理與資源化已經成為世界矚目的環境問題。我國政府非常重視對環境的保護，環境保護是我國政府制定的基本國策，環保部制定了HJ607的環境標準，各級政府認真落實對環境保護的相關政策，針對城市生活污水污泥處置問題給予了高度的重視，制定了相關的污泥處理和資源化的優惠政策，通過了多項環境保護的法律和法規，同時也制定了相應的保護環境的相關規定。城市污泥和污水量在未來二十年還會有較大的增長，根據預測到城市污水處理率將超過65%，污泥產量將達到1.18～1.96億立方米，隨著城市污水處理能力的不斷加強，而產生的城市污泥卻一直未能得到妥善處置，再加之我國每年城市面積和人口的增加，而且污泥的產量大約以15%的速度逐年遞增，如果對污泥不加妥善的處理會對環境造成嚴重的污染，會造成很多傳染病和其它疫病流行，嚴重危害人民的身體健康。因此如何合理處理城市污泥污水、污泥的資源化利用、環境保護，是關系到城鎮化健康發展亟待解決的問題。根據我國環境治理的需要，全國各地污水污泥處理廠正在大力發展，我國大中城市的污泥脫水處理廠正在逐步擴建改造。據環保行業統計我國有地級市333個，縣級市2862個，鄉鎮3萬余個，這些縣級市和鄉鎮大部分還沒有建立污水污泥脫水處理廠，生活在城鎮的居民和餐飲服務行業及生產企業會帶來很多污水污泥，每天排出的污水污泥勢必給環境帶來很大影響，環境污染對人民的身體健康造成極大的危害，因此各級政府建設污泥脫水處理廠已經迫在眉睫。原有的污泥處理廠需要技術更新和設備改造，采用隔膜壓濾機新的技術處理污泥脫水，已經實施的地方已初見成效，建設污水污泥處理廠采用新技術已經引起各級政府的重視，各地投入資金大力治理環境。按現有的基礎建設污泥處理廠，如果按每年平均大約有10％單位建設污水污泥處理廠，再加之我國大中城市的擴建，這就需要大量的污泥脫水設備，如果污泥脫水設備使用國產隔膜壓濾機，可以減少我國大量外匯，增加大量勞動力就業，同時過濾的泥餅可以焚燒發電和農田施肥轉化為再生資源，實現泥餅資源化利用，給社會帶來極大的效益，使用隔膜壓濾機污泥脫水對提高治理環境整潔具有重要的意義。

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