林 云

青島啤酒上海閔行有限公司過濾車間硅藻土廢水排放大約8立方米/天，經(jīng)沉淀后呈半固體漿液狀，含水量率仍然大于98%。外包公司罐車外運過程中，現(xiàn)場和車行路經(jīng)沿線污染嚴重。每年外運委托處理費用約27萬元外，還經(jīng)常被地方政府環(huán)保和衛(wèi)生部門處罰和書面責令整改。公司需要改變硅藻土廢水處置方法，通過物理或化學方法使其含水率降低，甚至成為固體。同時要選擇合適脫水裝置以及低廉合理的運行費用，從技術(shù)經(jīng)濟的角度分析，實現(xiàn)盡可能短的投資回收期。

公司創(chuàng)新項目組打破常規(guī)，全方位調(diào)研分析認為，板框壓濾機是很成熟的脫水設(shè)備，在歐美污泥脫水項目上應用很多，應用于工業(yè)生產(chǎn)已有悠久歷史。分離效果好、適應性廣，特別對于粘細物料的分離，有其獨特的優(yōu)越性。公司有對啤酒生產(chǎn)工藝條件的強大技術(shù)貯備和背景，熟悉現(xiàn)有硅藻土廢水物料的工藝特性，因此決定利用現(xiàn)有國內(nèi)成熟的技術(shù)裝備，應用協(xié)同創(chuàng)新和獨立創(chuàng)新相結(jié)合方式解決問題。采用成熟的板框壓濾機，實施脫水干化處理，達到降低廢物含水率，甚至使之成為固體，大大降低處理體積，有效降低處置費用。即達到了減量化排放，又解決了外運廢土運載裝置泄漏問題，更大大減少了環(huán)保廢物處置費用，降低了周邊衛(wèi)生環(huán)境污染，符合了環(huán)保法規(guī)部門的整改要求，降低了勞動強度，提升了操作自動化水平。同時在項目管理過程中實施全方位管控，包括對土建施工、設(shè)備制造供應商選擇、已經(jīng)使用廠考察、主體設(shè)備驗收、設(shè)備吊裝就位、老設(shè)備改造、機械配管安裝、電氣配電施工、尤其對現(xiàn)場安裝安全實施全過程監(jiān)管，確保了整個項目調(diào)試運行一次性圓滿成功。

圖1 方案流程簡介

圖2 板框過濾機和液壓系統(tǒng)外形

圖3 平面布置俯視圖

圖4 平面布置側(cè)視圖

圖5 板框過濾機原理和流程

圖6 板框過濾機外形

圖7 過濾操作硅藻土液體流動路徑

研究發(fā)現(xiàn)，板框壓濾機固液分離的基本原理是：混合液流經(jīng)過濾介質(zhì)(濾布)，固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布，成為不含固體的清液。與其它固液分離設(shè)備相比，板框壓濾機過濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的分離效果。隨著過濾過程的進行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。特殊設(shè)計的濾布可截留粒徑小于1μm的粒子。壓濾機除了優(yōu)良的分離效果和泥餅高含固率外，還可提供進一步的分離過程。

實驗證明，在過濾的過程中可同時結(jié)合對過濾泥餅進行有效的洗滌。從而有價值的物質(zhì)可得到回收并且可以獲得高純度的過濾泥餅，在處理硅藻土廢水的情況下，可以實現(xiàn)相同效果。板框式壓濾機對于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用，適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下，操作壓力一般為0.3～1.6兆帕，特殊的可達3兆帕或更高。過濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。板框通常為正方形，濾框的內(nèi)邊長為 200至2000毫米，框厚為16至80毫米，過濾面積為1至1200m2。板與框用手動螺旋、電動螺旋和液壓等方式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。

板框壓濾機分為板框式壓濾機和廂式壓濾機，壓濾機是一種間歇式過濾設(shè)備，用于各種懸浮液的固液分離。它是依靠壓緊裝置將濾板壓緊，再將懸浮液用泵壓入濾室，通過濾布來達到將固體顆粒和液體顆粒分離的目的。板框壓濾機的結(jié)構(gòu)較簡單，操作容易，穩(wěn)定，過濾面積選擇范圍靈活，單位過濾面積占地較少，過濾推動力大，所得濾餅含水率低，對物料的適應性強，適用于各種污泥。它的特點有如下幾點：

1）板框過濾器的濾板采用螺紋壯結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同過濾介質(zhì)和生產(chǎn)工藝(初濾、半精濾、精濾)要求，更換不同濾材，直接用微孔濾膜即能達到無菌過濾的目的。用戶還可以根據(jù)過濾量的大小，相應減少或增加過濾層數(shù)，使之適合生產(chǎn)需要。

2）過濾器的所有密封部件均采用硅橡膠密封圈，耐高溫、無毒、無滲漏、密封性能好；

3）板框過濾器的泵(或可用防爆電機)及輸入管部件，采用快裝式連接，拆卸清洗方便。板框過濾器過濾面積大，流量大，適用范圍廣，所以在制藥、化工、食品等行業(yè)有廣泛用途，應用在制藥廠針劑藥液過濾上，效果甚佳。

4）濾板采用平面螺紋網(wǎng)狀形，結(jié)構(gòu)先進，不變形，容易清洗，能有效地增長各種濾膜的使用壽命，從而降低和節(jié)約生產(chǎn)成本，板框過濾器配備不銹鋼輸液泵，其配用電機小，耗電省。

5）抗腐蝕，經(jīng)久耐用。

項目團隊針對硅藻土廢水的特性對板框過濾機的基本組成部分、濾板特點、各種流程特性,選擇將帶有多個濾液通路的濾板和濾框平行交替排列，每組濾板和濾框中間夾有濾布，用壓緊端把濾板和濾框壓緊，使濾板與濾板之間構(gòu)成一個壓濾室。污泥從進料口流入，水通過濾板從濾液出口排出，泥餅堆積在框內(nèi)濾布上，濾板和濾框松開后泥餅就很容易剝落下來，具有操作簡單，濾餅含固率高，適用性強等優(yōu)點。

團隊還通過與設(shè)備供應商的協(xié)調(diào)創(chuàng)新和不斷改進，對送料泵做了不斷試驗和選型，使得過濾效率大大提高，具體體現(xiàn)在運行維護成本不斷降低，使濾布的更換周期從原來的約2周延長到超過4周；在過濾泵的功率不變的前提下，從低壓運行逐漸過渡到中壓運行，使每個過濾循環(huán)時間從原來的約50分鐘縮短到20分鐘。

改造前外運的廢硅藻土半固體漿液(含水量98%)處置費用為：8立方米/天×135元/立方米=1080元/天。1080元/天×250天=270000元/年。

改造后經(jīng)板框過濾機干化處理后(含水量60%) 可預期的處置費用為：1立方米/天×180元/立方米=180元/天。180元/天 ×250天=45000元/年。

每年節(jié)省處置費用為270000-45000= 22.5萬元/年。

管理和維護費用為1萬元/年。收益約 22.5-1= 21.5萬元/年

項目投資費用45萬元。投資回收率（ROI）21.5/45=48%。投資回收期45/21.5=2.10年=25個月。

通過近三年的連續(xù)使用情況證明，整個系統(tǒng)各項指標均達到了設(shè)備供應商的設(shè)計指標和團隊立項的綜合目標。杜絕和避免運輸泄漏。改善衛(wèi)生環(huán)境，降低周邊污染。達到環(huán)保要求同時降低了處置費用。三年為集團公司節(jié)省了污水處理費用約70萬。創(chuàng)新成果同時在集團其他分公司不斷交流，起到了良好的示范作用和社會影響效果。

圖8 改造前現(xiàn)場臟、亂、差的場景

圖9 改造后板框過濾機操作過程場景

圖10 改造后板框過濾機和整個硅藻土廢水干化處理車間場景

在紛繁復雜創(chuàng)新過程中，要達到精、準、快的創(chuàng)新效果，采用的模式很有可能是多樣化齊頭并進的?？梢跃C合采用協(xié)同創(chuàng)新和獨立創(chuàng)新相結(jié)合方式，前者利用現(xiàn)有國內(nèi)成熟的技術(shù)裝備供應商——板框壓濾機等可以提高創(chuàng)新的成功概率、規(guī)避創(chuàng)新失敗的風險和有效縮短創(chuàng)新時間，后者憑借公司對啤酒生產(chǎn)工藝條件的強大技術(shù)貯備和背景，同時對硅藻土廢水物料熟悉的工藝特性，形成核心的創(chuàng)新技術(shù)能力，迅速完成創(chuàng)新的綜合項目管理，在競爭激烈的快消品飲料市場中，確保了整個項目調(diào)試運行一次性圓滿成功。同時項目管理工作是一個全方位的目標實施過程，即便是成熟技術(shù)和設(shè)備，也必須對特定需求、現(xiàn)場環(huán)境和工藝條件進行周到細致的調(diào)研，筆者實踐證明——用板框過濾機處理啤酒廠含水率≧98%的硅藻土廢水行之有效，降低到約60%，使得體積減少了接近90%，達到了減量化排放。整個系統(tǒng)設(shè)備投入運營后，大大降低了固體廢物處置費用，杜絕和避免了運輸泄漏，徹底解決了環(huán)境污染問題，符合了當?shù)丨h(huán)保法規(guī)部門的整改要求，改善環(huán)境和企業(yè)形象，使投資獲得最大回報。