疊螺機與超高壓板框組合工藝參數優化

王馨悅 胡紅旗 朱文芳

(1.河北農業大學，河北 保定 071001；2.安吉縣環境保護監測站，浙江 湖州 313300；3.浙江科技學院，浙江 杭州 310023)

疊螺機與超高壓板框組合工藝參數優化

王馨悅1胡紅旗2朱文芳3

(1.河北農業大學，河北 保定 071001；2.安吉縣環境保護監測站，浙江 湖州 313300；3.浙江科技學院，浙江 杭州 310023)

疊螺機與超高壓板框組合工藝是一種污泥處理的新型工藝。試驗通過現場污泥脫水正交試驗，優選出疊螺機與超高壓板框組合工藝的最佳運行參數，為污水處理廠正常生產運行提供參考數據。結果顯示，當設定油缸壓力上限為21MPa，一次進泥時間為30min，二次進泥時間為15min時，污泥脫水效果最好。

疊螺機；超高壓板框；污泥脫水

一般市政污泥含水率約為99%，有機質含量高，可壓縮性能差。污泥機械脫水前一般需經過化學調質。多數污水處理廠在化學調質后進行普通機械脫水，含水率只能降低到80%左右，不能滿足國家標準要求。疊螺機與超高壓板框是一種可實現污泥深度處理的新型組合工藝。污泥含水率可從99%直接降低至60%。王凱等人應用污泥螺旋壓榨機處理各類廢紙制漿污泥，可將污泥含水率從95%左右降低至50%左右[1]。肖許等發現使用高壓隔膜板框壓濾市政污泥時，最佳工況參數為壓力在13-15MPa范圍內，壓濾時間為20min[2]。由此可見，將疊螺機與超高壓板框聯合使用是種新型的污泥脫水處理組合工藝。試驗通過正交試驗，篩選出最佳運行參數，優化了污水處理廠運行參數，同時為應用同類技術的污水處理廠的實際運行提供參考數據。

1 試驗準備及工藝流程

1.1 試驗材料

1.1.1 剩余污泥

試驗的污泥樣品為順平縣清源污水處理廠污泥存儲池的剩余污泥。剩余污泥含水率為98.09%～99.81%，密度為0.9847～1.0044g/mL，污泥濃度為14700～19526mg/L，pH為7.2～8.9。其剩余污泥含有機質含量為44.98%～47.03%，可壓縮性較差，脫水效果差。

1.1.2 試驗藥劑

現場試驗對污泥進行化學調質所投加的藥劑包括：工業級三氯化鐵(有效成分60%)；工業級陽離子聚丙烯酰胺，離子度50%，分子量1200萬；工業級生石灰(有效成分85%)。

1.2 試驗設備

試驗設備采用上海同臣環保有限公司生產的TCYZ-60型超高壓彈性壓榨機和TECN-202型疊螺式污泥濃縮機。

1.3 工藝流程

疊螺機與超高壓板框組合工藝流程：首先將污泥濃縮池的污泥由泵打入污泥調理罐中，投加CPAM、FeCl3和生石灰，使之與污泥有效地快速混合均勻，達到污泥改性。然后再用高壓泵將改性后的污泥送至超高壓彈性板框壓榨機，由高壓油泵提供強壓壓縮濾板之間空隙內的污泥，使濾板之間的空隙內的污泥再次壓濾，得到含水率在60%以下的塊狀泥餅。泥餅再由皮帶輸送機輸送至污泥車，由污泥車外運至污泥堆場。

2 試驗設計

設計正交試驗為三因素三水平試驗。試驗中，控制設定超高壓板框的運行參數，正交試驗的因素水平表如下表1所示。

表1 因素水平表

試驗通過改變油缸的壓力上限、一次進泥的時間、二次進泥的時間三個因素，進行了9次正交試驗，研究優化在最佳加藥量下疊螺機與超高壓彈性板框的組合工藝的運行參數。試驗記錄每次進泥、壓榨的時間與進泥壓力、油缸壓力的數據。每批試驗污泥的數據從進泥開始一直記錄到卸泥為止。時間持續1h30min到2h。最后卸泥時，分別從進泥端板框、中間板框、油缸端板框距離板框上角邊緣10cm×10cm向輸泥管道的位置取下試驗測試的板框壓濾后的泥餅，及時對這三個位置的泥餅含水率和有機物含量進行測試，研究不同因素水平下污泥脫水性能的優劣。試驗安排和試驗結果記錄見表2。

表2 試驗安排和結果記錄

3 試驗結果分析

正交試驗的結果如表3所示。從正交試驗結果分析表中可以看出，因素A的極差R最大，為38.14%；其次是因素B為24.43%；因素C的影響因素最小，為19.91%。故可以知道，使用疊螺機超高壓彈性板框組合壓濾時，油缸的設定壓力上限對污泥脫水的效果影響最為顯著。

表3 試驗結果分析表

表4 污泥含水率

在考慮評價標準為泥餅含水率時，我們希望含水率越小越好，所以選取因素中的K值越小越好。由此可知，從因素A列中均值K1較小，因素B中K2值較小，因素C列中K3值較小，故可知A1B2C3是因素中影響最大的水平，即是油缸壓力上限為21MPa，一次進泥時間為30min，二次進泥時間為15min的情況下，污泥脫水的效果最好。在此參數下進行多次污泥脫水試驗，污泥含水率情況如表4所示，平均含水率為60%，滿足國家標準要求。

4 總 結

為優化疊螺機超高壓板框組合工藝進行三因素三水平正交試驗，使污泥的含水率能夠降低到60%，得出的結論是：當超高壓彈性壓榨機的參數設置為油缸壓力上限21MPa，一次進泥時間30min，二次進泥時間15min的情況下，污泥脫水的效果最好。

[1]王凱，趙黎.污泥螺旋壓榨機的結構原理及應用[J].造紙科學與技術，2016，(04)：64-65.

[2]肖許，管堂珍，徐曉軍等.生活污水污泥高壓壓濾深度脫水[J].城市環境與城市生態，2013，26(4)：43-46.

A Parameter Optimization of a Combined Process of Screw Press and Hyperpressure Plate-and-Frame Filter Press

WANG Xinyue1HU Hongqi2ZHU Wenfang3

(1.Agricultural University，Shijiazhuang 071001；2.Environmental Protection Monitoring Centre of Anji County，Huzhou，313300； 3.Zhejaing University of Science & Technology，Hangzhou 310023)

Screw press and hyperpressure plate-and-frame filter press are used as a novel combined sludge dewatering process.In this study，an orthogonal experiment of three factors at three different levels has been conducted to determine the optimal process parameters.It can provide running parameters for wastewater treatment plants.

screw press；hyperpressure plate-and-frame filter press；sludge dehydration

項目資助：浙江省公益計劃項目，2015C33305

王馨悅，碩士研究生，主要從事污水處理和污泥脫水方向的研究工作

朱文芳，副教授，主要研究方向是污水處理

文獻格式：王馨悅 等.疊螺機與超高壓板框組合工藝參數優化[J].環境與可持續發展，2017，42(4)：237-238.

X21

A

1673-288X(2017)04-0237-02