淺談污泥脫水設備
行業(yè)動態(tài)
1 污泥脫水的必要性
近年來，隨著我國社會經濟和城市化的發(fā)展，供排水管網擴建，污水處理廠的增加，污泥產量越來越多，但是目前國內污泥處理的處置水平低，污泥經過常規(guī)的濃縮脫水后，難以達到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求，并帶來環(huán)境的二次污染和供排水、污水處理正常運行的困難。雖然有些水處理企業(yè)，也投入一些污泥機械脫水設備，但是由于技術落后，出泥干度低，總是不盡人意?！秶鴦赵宏P于發(fā)展循環(huán)經濟的若干意見》已把污泥減量化、資源化利用，作為發(fā)展循環(huán)經濟的重點環(huán)節(jié)之一。推行城市污泥的無害化、減量化、資源化利用已經成為行業(yè)專家、公眾共同關注的焦點，進入“十二五”之后已經成為地方政府的施政目標。因此污泥處理處置，已經成為污水處理、環(huán)境整治過程中的新課題，成為發(fā)展循環(huán)經濟，建設和諧社會的新任務。
眾所周知，國內外常用的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置的主要方式有土地利用、填埋、建筑材料利用和焚燒等。從污水處理廠排出來的污泥一般是由松散的物質組成，含水率較高（95%～99%），污泥容積可達其所含固體容積的數十倍。污泥的體積非常龐大，性質很不穩(wěn)定，極易腐化，不利于運輸和處置，故需及時 行減容化和穩(wěn)定化的處理。首先是污泥濃縮，其目的是為了減少污泥的體積，其次是污泥穩(wěn)定和無害化，然后是污泥脫水。其中污泥濃縮和脫水是溝通過物理方法提高污泥中的固體含量，達到污泥減容的目的。污泥經過濃縮處理后其含水率為94%～96%左右，但仍為流動狀態(tài)，需進一步經過脫水處理，提高泥餅的含固率，以減少污泥堆置的占地面積。
2 污泥脫水設備介紹
一般大中型污水處理廠均采用機械脫水。脫水機的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。下面就國內污水處理廠經常選用的壓濾機（包括帶式壓濾機和板框式壓濾機）和離心式脫水機的工作原理、設備選型時需重點考慮的問題及維護運行成本等作一介紹。
2.1 帶式壓濾脫水機
帶式壓濾脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水擠壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現污泥脫水。
一般帶式壓濾脫水機由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統、濾帶調偏系統、濾帶沖洗系統和濾帶驅動系統構成。在設備選型時，應從以下幾個方面加以考慮：
（1）濾帶。要求其具有較高的抗拉強度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點，同時還應考慮污泥的具體性質，選擇適合的編織紋理，使濾帶具有良好的透氣性能及對污泥顆粒的攔截性能。
（2）輥壓筒的調偏系統。一般通過氣動裝置完成。
（3）濾帶的張緊系統。一般也由氣動系統來控制。濾帶張力一般控制在0.3～0.7MPa，常用值為0.5MPa。
（4）帶速控制。不同性質的污泥對帶速的要求各不相同，即對任何一種特定的污泥都存在一個較佳的帶速控制范圍，在該范圍內，脫水系統既能保證一定的處理能力，又能得到高質量的泥餅。
帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響小，還具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定能耗少、管理控制相對簡單、對運轉人員的素質要求不高等特點。同時，由于帶式壓濾脫水機進入國內較早，已有相當數量的廠家可以生產這種設備。在做污水處理工程建設決策時，可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。目前，國內新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機，例如北京高碑店污水處理廠一期工程五臺脫水機全部是帶式壓濾脫水機，自投入運行以來情況良好，所以在二期設備選型時仍然選用了這種機型。
2.2 離心式脫水機
離心脫水機主要由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉鼓后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩入轉鼓腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉鼓內壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓的錐端，經轉鼓周圍的出口連續(xù)排出，液體則由堰口溢流排至轉鼓外，匯集后排出脫水機。
離心脫水機關鍵的部件就是轉鼓，轉鼓的直徑越大，脫水處理能力就越大，但制造及運行成本都相當高，很不經濟。轉鼓的長度越長，污泥的含固率就越高，但轉鼓過長會使性價比下降。使用過程中，轉鼓的轉速是一個重要的控制參數，控制轉鼓的轉速，使其既能獲得較高的含固率又能降低能耗，是離心脫水機運行好壞的關鍵。目前，多采用低速離心脫水機。在對離心式脫水機進行選型時，因轉輪或螺旋的外緣極易磨損，對其材質要有特殊要求。新型離心脫水機螺旋外緣大多做成裝配塊，以便更換。裝配塊的材質一般為碳化鎢，價格昂貴。
離心脫水機具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點。國內只有上海、浙江等為數不多的幾個廠家可以生產小型離心脫水機，如果選擇大型離心脫水機，就只能依靠進口，會增加工程投資，同時，離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大，對運行人員的素質要求較高，因此一般污水處理廠均不采用離心脫水機工藝。但近幾年，隨著科技進步，離心式脫水機的脫水技術在國外有了長足發(fā)展，例如瑞典Alfa Laval公司生產的螺旋離心式脫水機，其泥餅含固率可達30%以上，而且操作是在全封閉的環(huán)境中進行，脫水機周圍沒有任何污泥及污水存在，也沒有惡臭氣味，可以大大改善運行人員的工作環(huán)境，因而受到業(yè)界人士的青睞。
2.3 板框式壓濾脫水機
板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內的水通過濾布排出，達到脫水目的。它主要由凹入式濾板、框架、自動-氣動閉合系統、側板懸掛系統、濾板震動系統、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身-側光電保護裝置等構成。設備選型時，應考慮以下幾個方面：
（1）對泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機與其他類型脫水機相比，泥餅含固率高達35%，如果從減少污泥堆置占地因素考慮，板框式壓濾機應該是首選方案。
（2）框架的材質。
（3）濾板及濾布的材質。要求耐腐蝕，濾布要具有一定的抗拉強度。
（4）濾板的移動方式。要求可以通過液壓—氣動裝置全自動或半自動完成，以減輕操作人員勞動強度。
（5）濾布振蕩裝置，以使濾餅易于脫落。
與其他類型的脫水機相比，板框式壓濾機的缺點是占地面積較大。同時，由于板框式壓濾機為間斷式運行，效率低，操作間環(huán)境較差，有二次污染，國內大型污水處理廠已很少采用。但近年來，國內外環(huán)保設備生產廠家在該機型上進行了大量開發(fā)研制工作，使其適應了現代化污水處理廠的要求，如通過PLC系統控制就可以實現系統全自動方式運行，其壓濾、濾板的移動、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進料等操作全部可通過PLC遠程控制來完成，大大減輕了工人的勞動強度。
由此可見，根據不同類型脫水機性能的比較分析可以看出，不同的污水處理廠在進行污泥脫水方案選擇時，應從污泥特性、運行狀況、人員素質、對泥餅的要求以及資金、成本等幾個方面綜合考慮，才能做出相對合理的選擇。
不同型式脫水機幾種性能的比較：
項目 | 帶式壓濾機 | 離心式脫水機 | 板框式壓濾機 |
泥餅含固率 | 低（20%～25%） | 中（20%～30%） | 高（30%～40%） |
絮凝劑投加量 | 較低 | 較高 | 一般 |
受污泥負荷波動的影響 | 小 | 大 | 小 |
基礎占地面積 | 一般 | 較少 | 較大 |
維護量 | 一般 | 較少 | 較大 |
對運行人員的素質要求 | 一般 | 較高 | 一般 |
析出液性質 | 渾濁 | 較混，不能直排 | 清澈 |
運行電耗 | 低 | 高 | 中 |
不同型式脫水機脫水方法的比較：
方法 | 優(yōu)點 | 缺點 | 適用范圍 |
板框壓濾機： 間歇脫水，液壓過濾 | 濾餅含固率高；固體回收率高；藥品消耗少，濾液清澈 | 間歇操作，過濾能力較低；基建設備投資大 | 其他脫水設備不適用的場合；需要減少運輸、干燥或焚燒費用；降低填埋用地的場合 |
帶式壓濾機： 連續(xù)脫水，機械擠壓 | 機器制造容易，附屬設備少，投資、能耗較低；連續(xù)操作，管理簡便，脫水能力大 | 聚合物價格貴，運行費用高；脫水效率不及板框壓濾機 | 特別適合于無機性污泥的脫水；不適用于有機粘性污泥脫水 |
離心機： 連續(xù)脫水，離心力作用 | 基建投資少，占地少；設備結構緊湊；處理能力大且效果好；自動化程度高，操作簡便、衛(wèi)生 | 國內目前多采用進口離心機，價格昂貴；電力消耗大；污泥中含有砂礫，易磨損設備；噪聲較大 | 不適于密度差很小或液相密度大于固相密度的污泥脫水 |
