3.4.7 真空过滤脱水技术
3.4.7.1 真空过滤原理
真空过滤机是根据污泥的真空过滤特性来降低污泥含水率的一种过滤脱水装置。大小形状均匀、粒径较大的污泥颗粒孔隙率大，不易板结，过滤性能好。而大小形状不均匀、颗粒较细的污泥过滤性能差。通常污泥消化后，其中的纤维组织和颗粒物质被分解为类胶体、胶体和溶解性物质，填在小颗粒物质的孔隙中，从而影响其过滤脱水性能。因此，污泥的腐败变质也是影响其脱水性能的因素之一。此外，污泥浓度也会影响其过滤特性。不同污泥的真空过滤特性如表3-19所列。
表3-19 污泥真空过滤特性对比［1］
真空过滤机有多种形式，其差异在于泥饼的剥离方式不同，目前常用的是转鼓式真空过滤机和履带式真空过滤机两种。
转鼓式真空过滤机一般是由一部分浸在污泥中并不断旋转的圆筒转鼓构成。转鼓被分割成许多小室，并分为过滤区段和干燥区段两部分。过滤面分布在转鼓周围。滤鼓和滤布被抽成真空，污泥在过滤区段和干燥区段进行过滤，泥饼被截留在滤布上，而污泥中的水分被滤出。而履带式真空过滤机滤布的大部分并没有紧包在转鼓上，而是随转鼓的旋转而离开转鼓表面并绕到直径较小的滚筒上，之前过滤得到的泥饼由于曲率和运动角速度剧增而从滤布上剥离下来。随着脱水的进行，污泥的浓度增大，泥饼的产生量增大，产生单位质量泥饼的滤液量减少，需要对真空过滤机的运行参数进行调整。
3.4.7.2 真空过滤脱水机基本构造和工艺过程
转鼓式真空过滤机如图3-45所示。
图3-45 转鼓式真空过滤机［1］
转鼓式真空过滤机的圆筒内表面设置有滤材，圆筒兼作母液槽。圆筒不断旋转，滤材随之进入母液中，借助减压过滤作用形成滤饼。然后对滤饼依次进行脱水和洗涤。滤饼转到料斗上方时，靠滤材反面吹入空气或脉冲吹入压缩空气，从而将滤饼剥离，然后经皮带运输机或螺旋输送机排出。转鼓式真空过滤机有效过滤面积较小，由于滤布紧贴在转鼓上，因此容易发生堵塞，影响过滤效率，适用于沉降速度较大的母液，不适用于滤饼易脱落或是必须洗涤的场合。
履带式真空过滤机的滤布没有完全紧贴于转鼓表面，而是随着旋转离开转鼓并卷到直径较小的滚筒上。在此过程中，之前过滤得到的污泥滤饼由于曲率和运动角速度的剧增而从滤布上剥离下来。相对于转鼓式真空过滤机来说，履带式真空过滤机脱水性能较好，最终得到的泥饼含水率一般为70%～75%，适用范围较广。履带式真空过滤机的结构如图3-46所示。
图3-46 履带式真空过滤机结构［1］
3.4.7.3 真空过滤脱水设备的设计要点和参数
（1）真空度
泥饼阻力随着真空度的增加而增大，因此要保持一定的真空度，通常为50.66kPa。
（2）转鼓浸入率
对于浓度过低的污泥，增大转鼓的浸入深度，延长污泥的抽吸时问，泥饼的厚度增加，同时含水率也增加，可以通过延长过滤周期，留有足够的水分干燥时间，降低泥饼的含水率，但这种方式降低了真空过滤机的效率。通常，转鼓浸入率是转鼓总面积的15%～25%。
（3）含水率与固体浓度
泥饼的含水率一般为70%～80%。液体中固体的浓度一般为500～1000mg/L。当原液中10%～20%的固体进入滤液中时，需要对滤液进行循环过滤，长此以往会导致固体的累积，影响处理设备的过滤性能。因此，液体中的固体浓度应尽量保持较低水平。
（4）滤布
真空过滤机的滤布种类很多，实际应用中应根据污泥和调理药剂的性质进行选择，最好首先进行滤布实验，将滤布洗涤3～5次以便于发现问题。
（5）搅拌装置
滤液和悬浮液的黏度、固体颗粒在液体中的分散度也影响污泥的脱水性能。因此，过滤槽中搅拌装置的速度应可调以防止浓度不均或者发生沉淀。
（6）过滤速度
过滤速度指过滤机出口处单位时间单位过滤面积上的滤饼的干重。在实际操作中，可采用在污泥中投加炭粉、硅藻土、木屑等来增加孔隙率，提高透水率，以克服由污泥的可压缩性而导致的污泥颗粒板结和堵塞现象，从而提高过滤速度。该指标需要经常测定。