污泥機械脫水與熱干化脫水的經(jīng)濟(jì)比較
行業(yè)動態(tài)
1 污泥產(chǎn)生量情況介紹
某石油化工企業(yè)現(xiàn)有3座污水處理廠，設(shè)計處理污水量為68400m3/d，煉油污水處理裝置的主要工藝流程為隔油→一級浮選→二級浮選→接觸氧化→A/O→二沉池→排水泵房，污泥處理采用臥螺沉降離心機脫水，脫水污泥含水率在85%以下?；の鬯幚硌b置的主要工藝流程為初沉池→浮選池→均質(zhì)池→接觸氧化池→活性污泥曝氣池→二沉池→排水泵房，采用5臺螺壓機進(jìn)行污泥脫水處理，脫水污泥含水率在90%左右。污水處理廠升級改造工程的工藝流程為流砂過濾→曝氣生物濾池→絮凝過濾→排水泵房，污泥脫水處理依靠原污水處理廠的螺壓機。污水處理過程中產(chǎn)生的污泥主要有初沉池底泥、隔油池底泥、浮選池浮渣、剩余活性污泥，經(jīng)螺壓機和臥螺沉降離心機脫水后產(chǎn)生濕污泥量如下：
| 項目 | 污泥性質(zhì) | 污泥量（m3/h） | 含水率（%） | 脫水設(shè)備及處理能力 |
污水一車間 | 初沉底泥、浮渣 | 7 | 88 | 國產(chǎn)離心機2臺，5m3/h（單臺，下同） |
化工剩余污泥 | 50 | 90 | 螺壓機3臺，12m3/h | |
污水二車間 | 煉油三泥 | 8 | 85 | 福樂偉臥螺離心機2臺，36m3/h |
污水三車間 | 化工剩余污泥 | 20 | 90 | 螺壓機2臺，15m3/h |
污水深度處理 | 剩余污泥 | 13 | 90 | 依托污水三車間 |
合計 | 98 |
2 污泥脫水處理現(xiàn)狀
污泥中的固體物主要為膠質(zhì)，其與水的親和力很強，污泥中所含水主要分為4種形態(tài)，即表面吸附水、間隙水、毛細(xì)結(jié)合水、內(nèi)部結(jié)合水。
目前煉油污水處理裝置的油泥和剩余污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮后，采用離心機進(jìn)行脫水處理，脫水污泥含水率在80%～85%之間；化工污水處理裝置的污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮后，采用螺旋壓濾機進(jìn)行脫水處理，脫水污泥含水率在90%左右，含水率較高，污泥還沒有完全失去流動性，堆放和裝車運輸存在一定的困難；化工污水的初沉池淤泥和浮選池浮渣因含沙量和含油量較高，采用離心機單獨脫水，脫水污泥含水率在70%～88%之間，因污泥混兌比例不同，含水率變化較大。
3 污泥機械脫水成本分析
以福樂偉臥螺沉降離心機為例進(jìn)行分析，脫水泥漿為35m3/h、含水率為99%。聚丙烯酰胺投加量為400L/h、配藥濃度為0.4%，耗藥量為4.57kg/t干泥，聚丙烯酰胺按40元/kg計，則藥劑成本為182.8元/t干泥。離心機整套設(shè)備包括污泥泵、切割機、加藥泵、脫水機、沖洗水泵、螺旋輸送機、污泥斗等，總裝機功率為90kW，污泥脫水總電耗為257kW·h/t干泥，電價按0.55元/kW·h計，則用電成本為141.35元/t干泥。配藥用水和沖洗水消耗量為7.1m3/t干泥（其中，沖洗水為二沉池出水，配藥用水為新鮮水，水價按1.7元/m3計），用水成本為12.07元/t干泥，維修費折合約為7.2元/t干泥。計算得出污泥機械脫水成本為343.42元/t干泥，折算成含水率為85%的濕污泥成本為51.6元/t。如果將螺壓機更換成離心機，污泥含水率從90%下降到85%，脫水污泥總量將從83t降到55.3t，實現(xiàn)污泥減量25t左右，經(jīng)濟(jì)效益為8271元。
根據(jù)干泥的成本分析數(shù)據(jù)，將污泥機械脫水成本折合成脫除每噸水的成本，其中機械脫水進(jìn)泥按含水率為99%計算，機械脫水出泥按含水率為85%計算，則噸水分離成本為343.42×（1-0.99）×（1-0.85）/（0.99-0.85）=3.68元/m3分離水。
4 污泥熱干化脫水成本分析
污泥熱干化主要是通過干化設(shè)備來完成，下面以臥式薄層干燥為例進(jìn)行成本分析。
臥式薄層干燥系統(tǒng)主要包括濕污泥儲存上料、干燥、干污泥冷卻、干污泥輸送儲存、蒸發(fā)水冷卻、尾氣處理。
干燥系統(tǒng)設(shè)備主要消耗能源有電、蒸汽、水（新鮮水和循環(huán)冷卻水）、儀表風(fēng)、干化機安全運行保護(hù)用氮氣。進(jìn)干化機的濕污泥含水率按85%計算、濕污泥量為110t/d，干化后污泥含水率按30%計算，干化污泥量為23.6t/d，則蒸發(fā)水量為86.4m3/d（即蒸發(fā)水量為3.6m3/h）。污泥熱干化脫水成本分析如下：電耗為107.5kW·h/m3蒸發(fā)水，電價按0.55元/kw·h計，則用電成本為59.13元/m3蒸發(fā)水。熱耗為1.60m3蒸汽/m3蒸發(fā)水，蒸汽價格按138元/m3計，成本為220.8元/m3蒸發(fā)水。新鮮水耗量為2.78m3/m3蒸發(fā)水，水價為1.7元/m3，則用水成本為4.73元/m3蒸發(fā)水。循環(huán)水耗量為6.94m3/m3蒸發(fā)水，水價按0.28元/m3，則成本為1.94元/m3蒸發(fā)水。儀表風(fēng)耗為8.33m3/m3蒸發(fā)水，價格為0.21元/m3，成本為1.75元/m3蒸發(fā)水。氮氣耗量為83.33m3/m3蒸發(fā)水，價格為0.51元/m3，成本為42.5元/m3蒸發(fā)水。計算可知，干化運行成本為330.85元/m3蒸發(fā)水。
5 結(jié)論
（1）含水率為99%的稀泥漿用臥螺沉降離心機脫水，運行成本僅為3.68元/m3分離水。而采用熱干化脫水時，運行成本為330.85元/m3蒸發(fā)水。因此，選擇污泥熱干化減量處理時，首先要采用高效的污泥脫水機，盡量在機械脫水階段去除更多的水。
（2）將螺壓脫水機改造成臥螺沉降離心機后，污泥含水率從90%降到85%，每天可實現(xiàn)污泥減量25t左右，經(jīng)濟(jì)效益為8271元。
（3）污泥機械脫水的工程投資要比熱干化脫水工程投資低很多，而且還可以有效降低熱干化設(shè)備的處理規(guī)模，降低污泥干化工程的總投資和運行成本。
