淺談污泥處理工藝及設(shè)備分析
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 概述
污泥，是污水處理過(guò)程中的必然產(chǎn)物。污泥中往往含有很多活性污泥、病菌、有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)等。20世紀(jì)90年代后，我國(guó)大部分污水處理廠都開(kāi)始重視污泥的處理與處置，無(wú)害化、減量化和資源化也從口號(hào)上升到戰(zhàn)略高度，真正成為了污泥處理和處置的目標(biāo)。
突出的表現(xiàn)就是污泥處理的工藝更先進(jìn)、多樣化，由傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單機(jī)械脫水，向污泥各種干化技術(shù)和污泥好氧發(fā)酵技術(shù)等等。污泥處置也就更加多元化了。
下面結(jié)合幾種常見(jiàn)的污泥處理工藝及核心工藝設(shè)備淺談目前污泥處理的現(xiàn)狀。
2 機(jī)械脫水
工藝流程為：剩余污泥→儲(chǔ)泥池→濃縮池→機(jī)械脫水→泥餅→污泥處理。
此工藝流程是我國(guó)初期建污水廠的傳統(tǒng)工藝，也是今后各個(gè)工藝發(fā)展和升級(jí)的基礎(chǔ)。下面談一下相關(guān)設(shè)備的情況。
2.1 帶式濃縮、壓榨脫水機(jī)
帶式濃縮、壓榨脫水機(jī)，是機(jī)械脫水的傳統(tǒng)工藝的核心設(shè)備，以帶式濃縮、壓榨脫水機(jī)為核心。
核心設(shè)備工作原理：污泥經(jīng)加藥反應(yīng)之后形成絮團(tuán)，后通過(guò)污泥均布槽平均布置在濃縮濾帶上。污泥中的游離水由于重力被濾掉，濃縮帶上方交錯(cuò)排列的犁耙輔助排水，在污泥中制造水道，加速游離水的排放。在污泥進(jìn)至壓榨段之前，大部分游離水已去除，基本失去流動(dòng)性。在楔形預(yù)壓區(qū)，壓榨上帶和下帶逐漸匯集，將污泥夾著緩緩施加壓力，進(jìn)一步排去其中的水分，降低其流動(dòng)性，為下一步機(jī)械壓榨做準(zhǔn)備。在壓榨段，上、下濾帶夾著污泥順次經(jīng)過(guò)一系列直徑由大到小的壓榨輥，機(jī)械壓力越來(lái)越大，污泥越壓越干，變成泥餅。
此種工藝對(duì)來(lái)料污泥的性質(zhì)要求較為苛刻，要求剩余污泥有穩(wěn)定的含固率，加藥量調(diào)整的反應(yīng)速度較慢。缺點(diǎn)是藥劑用量較大，濾帶糾偏不及時(shí)導(dǎo)致濾帶壽命簡(jiǎn)短，優(yōu)點(diǎn)是一次性投資小，較省電。
2.2 板框壓濾機(jī)
板框壓濾機(jī)作為固液分離設(shè)備，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已有悠久歷史，它具有分離效果好、適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)單方便；能實(shí)現(xiàn)濾板壓緊、保壓、濾板松開(kāi)等各道工序。由廂式板、濾框板框式或由廂式板排列構(gòu)成濾室，在進(jìn)料泵的壓力作用下，將料漿送入濾室，通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，將固體和液體分離。產(chǎn)品規(guī)格全，過(guò)濾面積1～1060㎡，濾板的結(jié)構(gòu)有板框式、廂式；耐熱溫度-10～100℃，濾液流出方式有明流、暗流、明流外接管道、可洗、不可洗、外接管道洗滌；壓緊方式為液壓壓緊。過(guò)濾壓力從0.2～2.5MPa，隔膜壓力從1～3.5MPa，濾板的材質(zhì)有鑄鐵、增強(qiáng)聚丙烯、不銹鋼、優(yōu)質(zhì)合成橡膠等。
2.3 離心脫水機(jī)
離心脫水機(jī)，主要有轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)、臥螺式離心機(jī)、渦轉(zhuǎn)式離心機(jī)、螺旋輸送式離心機(jī)等種類。主要的工作原理是污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。污泥顆粒由于比重較大，離心力也較大，因此被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層；水分由于密度較小，離心力小，因此只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液體層。固環(huán)層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送至轉(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓周圍的出口連續(xù)排出；液環(huán)層的液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外，形成分離液，然后匯集起來(lái)，靠重力排出脫水機(jī)外。在實(shí)際運(yùn)行中，污泥的泥質(zhì)和泥量會(huì)發(fā)生變化，為保證脫水效果不變，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整離心機(jī)工作狀態(tài)，如分離因數(shù)的控制、轉(zhuǎn)速差的控制、液環(huán)層厚度的控制、調(diào)質(zhì)效果的控制和進(jìn)泥量的控制等，達(dá)到較好的處理效果。
3 污泥好氧堆肥
污泥好氧堆肥是基于機(jī)械脫水發(fā)展起來(lái)的污泥處置方法。脫水污泥泥餅和添加的輔材按照一定比例混合后，破碎后含水率已經(jīng)繼續(xù)下降。然后進(jìn)入發(fā)酵裝置，發(fā)酵工藝的核心設(shè)備是翻拋機(jī)。翻拋機(jī)的翻拋能力和行走速度是此工藝能夠成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素。通風(fēng)供氧固然重要，但是如果翻拋機(jī)不能迅速有效翻起堆垛的污泥混合物，氧就不能擴(kuò)散到污泥顆粒的內(nèi)部，這樣就不能阻止污泥的厭氧，而且產(chǎn)生大量臭氣。與傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)翻拋機(jī)、鏈條驅(qū)動(dòng)翻拋機(jī)相比，國(guó)外某些公司的全液壓驅(qū)動(dòng)翻拋機(jī)在行走速度和翻拋深度上都占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是成本非常高。
4 污泥干化
（1）污泥干化的核心設(shè)備是干燥系統(tǒng)，比較傳統(tǒng)的是轉(zhuǎn)鼓式的干化系統(tǒng)，現(xiàn)在比較先進(jìn)的是帶式干化系統(tǒng)和二段式干化系統(tǒng)。
（2）脫水后的污泥從污泥漏斗進(jìn)入混合器，按比例充分混合部分已經(jīng)被干化的污泥，使干濕混合污泥的含固率達(dá)60%～70%，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)運(yùn)到三通道轉(zhuǎn)鼓式干燥機(jī)中。在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)與同一端進(jìn)入的流速為112～113m/s，溫度為700℃左右的熱氣流接觸混合集中加熱，經(jīng)25min左右的處理，烘干后的污泥被帶計(jì)量裝置的螺旋輸送機(jī)送到分離器，在分離器中干燥機(jī)排出的濕熱氣體被收集進(jìn)行熱力回用，帶污染的惡臭氣體則被送到生物過(guò)濾器處理以達(dá)到符合環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。
從分離器中排出的干污泥其顆粒度可以被控制，再經(jīng)過(guò)篩選器將滿足要求的污泥顆粒送到貯藏倉(cāng)等候處理。干化的污泥干度達(dá)92%以上或更高。干化的污泥顆粒直徑可控制在1～4mm，這主要考慮了把干化的污泥用作肥料或園林綠化的可能性。細(xì)小的干化污泥被送到混合器中與濕污泥混合后，送入轉(zhuǎn)鼓式干燥機(jī)（可使用沼氣、天然氣或熱油等為燃料）。分離器將干化的污泥和水汽進(jìn)行分離，水汽幾乎攜帶了污泥干化時(shí)所耗用的全部熱量，需要充分回收利用。水汽要經(jīng)過(guò)冷凝器（冷凝器冷卻水入口溫度為20℃，出口溫度為55℃），被冷卻的氣體送到生物過(guò)濾器中處理，完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
新興的帶式機(jī)操作簡(jiǎn)單，核心的是內(nèi)部或者外部關(guān)于換熱器的使用。
5 其他工藝
5.1 一體化干化焚燒技術(shù)
充分利用焚燒干化的污泥產(chǎn)生的熱量，是熱量能二次利用。采用公質(zhì)從高溫?zé)煔庵虚g接換熱獲得熱量，用于一個(gè)高溫對(duì)流式干化系統(tǒng)，綜合利用干化系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)，降低了運(yùn)行成本，且避免了干泥的安全問(wèn)題。
5.2 噴霧干化+回轉(zhuǎn)窯焚燒
噴霧干化的難點(diǎn)是脫水污泥能否有效霧化，工藝中采用微米級(jí)粉碎設(shè)備將含水率75%～80%的脫水污泥破碎，使污泥中的部分結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)殚g隙水，在提高污泥流動(dòng)性和均質(zhì)度、利于泵輸送的同時(shí)，能夠較大程度的有效霧化，與焚燒爐高溫?zé)煔庵苯咏佑|，不僅使干燥速度較大化，而且使經(jīng)氣固分離后得到的干化污泥的松密度、流動(dòng)性和粒徑分布更為合理。
5.3 污泥制粉工藝
此工藝污泥脫水制粉技術(shù)可將任何含水率的濕污泥，經(jīng)改性處理及專有的高壓板框脫水機(jī)，脫水至含水率45%以下的半干化泥餅，再經(jīng)污泥脫水制粉設(shè)備將半干化泥餅干燥成含水率5%～20%穩(wěn)定污泥干粉（5～8min），然后根據(jù)各地市場(chǎng)需求和當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)輔料供給狀況，生產(chǎn)成“綠色粉末燃料”、“高效脫硫劑”、“吸附劑”、“工業(yè)填充料”、高效復(fù)合肥等各類資源產(chǎn)品，達(dá)到變害為寶，真正使污泥處理實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化的目的。此種工藝需要實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。
6 小結(jié)
據(jù)不完全調(diào)查，2010年全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理產(chǎn)生的污泥（20%含固率）大于2000萬(wàn)t。如此巨量的污泥如何處理和處置，是國(guó)家正在逐漸重視的問(wèn)題。但目前，在我國(guó)污泥業(yè)內(nèi)，多種處理、處置工藝并行。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的格局存在，正是市場(chǎng)混亂的體現(xiàn)。我國(guó)污泥處理起步較晚，發(fā)展也較慢?，F(xiàn)在個(gè)別二線或偏遠(yuǎn)地區(qū)仍然沒(méi)有把污泥處理、處置放在首要任務(wù)。
熱門(mén)產(chǎn)品
