疊螺脫水機(jī)在生物污泥脫水中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
邯寶焦化廠采用AOO工藝處理焦化廢水，廢水總量約100m3/h。廢水經(jīng)過預(yù)處理除油、水質(zhì)調(diào)節(jié)后進(jìn)入AOO生化處理段，脫除大部分的COD、氨氮、酚、氰等有害物質(zhì)。廢水生化及混凝處理會(huì)產(chǎn)生大量生物污泥及化學(xué)污泥，含水率約99%，該部分污泥需要脫水處理后才能送往備煤車間摻煤煉焦。原設(shè)計(jì)采用1臺(tái)FPB2000-AZ帶式壓濾機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水，工作中帶式壓濾機(jī)濾帶經(jīng)常跑偏，反沖洗濾液含泥量大、濾布磨損需頻繁更換，給操作及維護(hù)帶來較大工作量，同時(shí)影響到污泥的正常排出。該廠利用新建廢水深度處理裝置的機(jī)會(huì)，于2019年3月將生物污泥脫水裝置改造為疊螺脫水機(jī)，取得良好效果。
1 疊螺脫水機(jī)工作原理
疊螺脫水機(jī)利用螺桿擠壓原理對(duì)污泥脫水，隨著螺距逐漸變小，與背壓板間產(chǎn)生的擠壓力使水分通過固定環(huán)與游動(dòng)環(huán)間的微小縫隙排出。
疊螺脫水機(jī)由疊螺體、驅(qū)動(dòng)裝置、濾液槽、絮凝槽、架體等組成。疊螺體由固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)、螺旋軸、螺桿、墊片、連接板等組成，固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)相互層疊，螺旋軸貫穿其中形成過濾主體。疊螺機(jī)進(jìn)行污泥脫水分為濃縮與脫水兩步，污泥自絮凝槽通過管道自流進(jìn)疊螺體，隨著疊螺體內(nèi)的螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)固活疊片相對(duì)移動(dòng)，在重力作用下，水從固活疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)污泥的濃縮。經(jīng)過濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷往前移動(dòng)，沿泥餅出口方向，螺旋軸的螺距逐漸變小，環(huán)與環(huán)之間的間隙也逐漸變小，螺旋腔的體積不斷收縮。在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，在螺旋軸依次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)下，污泥中的水分受擠壓推出，濾餅含固體量不斷升高，實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。
2 污泥處理流程改造
2.1 帶式壓濾機(jī)工藝流程及存在的問題
焦化廠一般使用帶式壓濾機(jī)處理生物污泥，其工藝流程如下：來自二沉池的剩余污泥及混凝沉淀池的化學(xué)污泥分別進(jìn)入集泥池，集泥池中的污泥經(jīng)螺桿泵抽送至污泥濃縮池進(jìn)一步濃縮。濃縮池的污泥由螺桿泵輸送至帶式壓濾機(jī)的絮凝混和槽，絮凝劑PAM由計(jì)量泵加入絮凝混和槽前的污泥管道。污泥與絮凝劑在混和槽內(nèi)反應(yīng)，形成大的絮凝體。通過帶壓機(jī)的壓濾使泥水分離，污泥排入泥斗，外排至備煤車間進(jìn)行配煤。沖洗濾帶的濾液經(jīng)管道排入生化系統(tǒng)前端的格柵間。
帶式壓濾機(jī)在使用過程中由于糾偏裝置調(diào)節(jié)性差，濾帶經(jīng)常跑偏、磨損，濾帶使用壽命不到1年。帶式壓濾機(jī)濾帶沖洗水量大、濾液夾帶污泥多、排水渾濁，導(dǎo)致排污管堵塞，泥餅含水率80%～85%，污泥呈流動(dòng)性，操作工作量較大，需設(shè)置專人操作調(diào)節(jié)。
2.2 疊螺脫水機(jī)處理焦化污泥可行性
疊螺脫水機(jī)主要應(yīng)用于市政、食品、飲料、造紙、皮革、印刷、醫(yī)藥等行業(yè)。由于其占地面積小、節(jié)水節(jié)能、運(yùn)行成本低、操作維護(hù)方便，處理污泥時(shí)不會(huì)產(chǎn)生堵塞，對(duì)高含水率污泥也易于處理，使其得到廣泛應(yīng)用。疊螺脫水機(jī)不適用于含有顆粒的無機(jī)污泥脫水，在進(jìn)行脫水前，污泥需要絮凝處理，以形成結(jié)構(gòu)密實(shí)的絮凝體。生物污泥主要是由死亡的微生物組成，污泥有機(jī)物含量高，不含無機(jī)顆粒物，同時(shí)含水率高，污泥細(xì)密不易脫水，但經(jīng)過濃縮池濃縮后的污泥在加入合適的絮凝劑及適當(dāng)?shù)奈勰嗯浔惹闆r下，焦化生物污泥脫水性明顯提高，具備使用疊螺脫水機(jī)的條件。
2.3 污泥處理工藝改造
2019年3月完成了污泥處理工藝改造，新增疊螺脫水機(jī)作為主要的污泥脫水設(shè)備，原有帶式壓濾機(jī)作為備用，僅在疊螺脫水機(jī)出現(xiàn)故障或檢修情況下臨時(shí)使用。考慮到疊螺脫水機(jī)與帶式壓濾機(jī)在供泥和絮凝藥劑投加方式上相同，故對(duì)前端污泥、藥劑投加工藝流程未作改動(dòng)，僅對(duì)污泥處理及濾液排放部分進(jìn)行了改造，疊螺脫水機(jī)就近安裝在帶式壓濾機(jī)旁。
改造后工藝流程：
（1） 開機(jī)前，檢查確認(rèn)減速機(jī)油位，防止缺油燒毀減速機(jī)。點(diǎn)動(dòng)疊螺脫水機(jī)確認(rèn)螺旋軸正轉(zhuǎn)，檢查水沖洗系統(tǒng)是否正常，檢查背壓板間距不小于5mm，污泥輸送管道、絮凝混和槽、濾液外排管內(nèi)雜物要沖洗干凈。確認(rèn)疊螺脫水機(jī)控制柜與污泥供料泵、加藥裝置、沖洗裝置的聯(lián)鎖控制正常。
（2）疊螺脫水機(jī)進(jìn)泥前，污泥與絮凝劑要進(jìn)行絮凝效果試驗(yàn)，以確定藥劑濃度，按照較佳藥劑濃度配藥。在疊螺脫水機(jī)處理能力范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)污泥泵電機(jī)頻率調(diào)節(jié)進(jìn)泥量。
（3）觀察疊螺脫水機(jī)絮凝槽的絮凝狀況，隨時(shí)微調(diào)加藥量及污泥量，確保污泥絮凝體成塊、密實(shí)。調(diào)節(jié)背壓板間距可調(diào)整泥餅含水率，螺旋軸轉(zhuǎn)速設(shè)定為2～3r/min，檢查濾液清亮不黏手，說明絮凝劑不過量，絮凝效果好，沒跑泥。
（4）按停止按鈕停車，沖洗干凈疊螺脫水機(jī)上的污泥，關(guān)閉電源。注意冬季停車情況下，污泥管、藥劑管、排液管的防凍。
4 疊螺脫水機(jī)應(yīng)用效果
從實(shí)際應(yīng)用情況看，采用疊螺脫水機(jī)處理生物污泥是可行的，疊螺脫水機(jī)與帶式壓濾機(jī)的應(yīng)用效果比較見下表：
項(xiàng)目 | 疊螺脫水機(jī) | 帶式壓濾機(jī) |
污泥處理量（m3/h） | 10 | 10 |
電耗（kW） | 3（主機(jī)、絮凝攪拌機(jī)） | 11（主機(jī)、絮凝攪拌機(jī)、空壓機(jī)、反沖洗泵） |
泥餅含水率及性狀 | 70%～75%，泥餅較干 | 80%～85%，泥餅帶有流動(dòng)性 |
濾液懸浮物（mg/L） | 200～300 | 500～600 |
PAM用量（kg/d） | 約25 | 約25 |
沖洗水量（m3/d） | 約1.2 | 約20 |
操作及維護(hù)便利性 | 1人定時(shí)巡檢，無人值守，維護(hù)量小 | 操作技能要求較高，專配1～2人處理濾帶跑偏、清噴頭，經(jīng)常對(duì)張緊裝置、糾偏裝置、托輥等進(jìn)行維護(hù) |
5 結(jié)論
采用疊螺脫水機(jī)處理焦化污泥，通過調(diào)試PAM藥劑濃度，調(diào)整疊螺脫水機(jī)背壓板間距等措施，泥餅含水率明顯降低，濾液較清，污泥回收率提高，且運(yùn)行費(fèi)用大幅降低，節(jié)省人力物力。污泥運(yùn)往備煤車間進(jìn)行配煤時(shí)，不再發(fā)生污泥粘皮帶現(xiàn)象，采用疊螺脫水機(jī)處理焦化生物污泥是高效可行的。
