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1 污泥脫水的必要性

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟和城市化的發(fā)展，供排水管網(wǎng)擴建，污水處理廠的增加，污泥產(chǎn)量越來越多，但是目前國內(nèi)污泥處理的處置水平低，污泥經(jīng)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(shè)備，但是由于技術(shù)落后，出泥干度低，總是不盡人意。《國務(wù)院關(guān)于發(fā)展循環(huán)經(jīng)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(jīng)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(jīng)成為行業(yè)專家、公眾共同關(guān)注的焦點，進入“十二五”之后已經(jīng)成為地方政府的施政目標(biāo)。因此污泥處理處置，已經(jīng)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(jīng)濟，建設(shè)和諧社會的新任務(wù)。

眾所周知，國內(nèi)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(zhì)組成，含水率較高（95%～99%），污泥容積可達其所含固體容積的數(shù)十倍。污泥的體積非常龐大，性質(zhì)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(jīng)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(jīng)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(shè)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(nèi)污水處理廠經(jīng)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(shè)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(jīng)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(xì)水?dāng)D壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現(xiàn)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(tǒng)、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成。在設(shè)備選型時，應(yīng)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(yīng)考慮污泥的具體性質(zhì)，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(diào)偏系統(tǒng)。一般通過氣動裝置完成。

（3）濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動系統(tǒng)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(zhì)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(nèi)，脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力，又能得到高質(zhì)量的泥餅。

帶式壓濾脫水機受污泥負(fù)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(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點。同時，由于帶式壓濾脫水機進入國內(nèi)較早，已有相當(dāng)數(shù)量的廠家可以生產(chǎn)這種設(shè)備。在做污水處理工程建設(shè)決策時，可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。目前，國內(nèi)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(shè)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(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)鼓后，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)。污泥顆粒比重較大，因而產(chǎn)生的離心力也較大，被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)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(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓周圍的出口連續(xù)排出，液體則由堰口溢流排至轉(zhuǎn)鼓外，匯集后排出脫水機。

離心脫水機關(guān)鍵的部件就是轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)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(dāng)高，很不經(jīng)濟。轉(zhuǎn)鼓的長度越長，污泥的含固率就越高，但轉(zhuǎn)鼓過長會使性價比下降。使用過程中，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速是一個重要的控制參數(shù)，控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)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(guān)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(zhuǎn)輪或螺旋的外緣極易磨損，對其材質(zhì)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(zhì)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(nèi)只有上海、浙江等為數(shù)不多的幾個廠家可以生產(chǎn)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(fù)荷的波動影響較大，對運行人員的素質(zhì)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(shù)在國外有了長足發(fā)展，例如瑞典Alfa Laval公司生產(chǎn)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(nèi)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(tǒng)、側(cè)板懸掛系統(tǒng)、濾板震動系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身-側(cè)光電保護裝置等構(gòu)成。設(shè)備選型時，應(yīng)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(yīng)該是首選方案。

（2）框架的材質(zhì)。

（3）濾板及濾布的材質(zhì)。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(nèi)大型污水處理廠已很少采用。但近年來，國內(nèi)外環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)廠家在該機型上進行了大量開發(fā)研制工作，使其適應(yīng)了現(xiàn)代化污水處理廠的要求，如通過PLC系統(tǒng)控制就可以實現(xiàn)系統(tǒng)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(jù)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(yīng)從污泥特性、運行狀況、人員素質(zhì)、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：

不同型式脫水機脫水方法的比較：