1 污泥脫水設備簡述
國內(nèi)城市污水處理廠的污泥(濃縮)脫水,絕大部分都采用帶式壓濾機(以下簡稱帶機),離心機因其噪音大、能耗高、處理能力低而很少采用,然而,近幾年來,臥螺式離心機(以下簡稱離心機)的應用大有超過帶式壓濾機之勢。
在國外,臥螺離心(濃縮)脫水機的應用很普遍,而在國內(nèi),臥螺式離心機的推廣主要得益于離心機廠家成功的市場營銷。國外采用離心機的主要原因是其脫水后含固率高,可達30%以上,而國內(nèi)由于污泥處置費用不高,對含固率要求也不高,一般只要求超過20%,這樣國外供給國內(nèi)的離心機的材質(zhì)和加工精度降低一個檔次仍能滿足要求。由于國內(nèi)部分設計人員對采用離心機的認識模糊,選用離心機而對其處理后含固率仍與帶機要求相同,這樣離心機就失去了其競爭優(yōu)勢。國內(nèi)許多設計院或用戶常常忽視了這一點。
2 帶機與離心機的理論比較
由于帶機為污水處理廠污泥脫水的主流,因此離心機的優(yōu)點主要建立在與帶機的比較上,離心機廠商認為,離心機對帶機來說,具有如下優(yōu)點:
(1)臥螺離心機利用離心沉降原理,使固液分離,由于沒有濾網(wǎng),不會引起堵塞,而帶機利用濾帶使固液分離,為防止濾帶堵塞,需高壓水不斷沖刷。
(2)離心機適用各類污泥的濃縮和脫水,帶機也適用各類污泥,但對剩余活性污泥需投藥量大且脫水困難。
(3)離心機在脫水過程中當進料濃度變化時,轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會自動跟蹤調(diào)整,所以可不設專人操作,而帶機在脫水過程中當進料濃度變化時,帶速、帶的張緊度、加藥量、沖洗水壓力均需調(diào)整,操作要求較高。
(4)在離心機內(nèi),細小的污泥也能與水分離,所以絮凝劑的投加量較少,一般混合污泥脫水時的加藥量為:1.2kg/t(干泥),污泥回收率為95%以上,脫水后泥餅的含水率為65%~75%左右,而帶機由于濾帶不能織得太密,為防止細小的污泥漏網(wǎng),需投加較多的絮凝劑以使污泥形成較大絮團,一般混合污泥脫水時的加藥量大于3kg/L(干泥),污泥回收率為90%左右,脫水后泥餅含水率80%左右。
(5)離心機每立方米污泥脫水耗電為1.2kW/m3,運行時噪音為76~80db,全天24h連續(xù)運行,除停機外,運行中不需清洗水;而帶機每立方米污泥脫水耗電為0.8kW/m3,運行時噪音為70~75db,濾布需松弛保養(yǎng),一般每天只安排二班操作,運行過程中需不斷用高壓水沖洗濾布。
(6)離心機占用空間小,安裝調(diào)試簡單,配套設備僅有加藥和進出料輸送機,整機全密封操作,車間環(huán)境好;而帶機占地面積大,配套設備除加藥和進出料輸送機外,還需沖洗泵,空壓機,污泥調(diào)理器等等,整機密封性差,高壓清洗水霧和臭味污染環(huán)境,如管理不好,會造成泥漿四溢。
(7)離心機易損件為軸承和密封件,卸料螺旋的維修周期一般在3年以上;而帶機易損件除軸承、密封件外,濾帶也需更換,價格昂貴。
(8)運行費用的計算。離心機廠商在進行離心脫水與帶式壓濾脫水運行費用比較時,采用如下算法:假設帶機投藥量4kg/t(干泥)計,單機處理電耗以0.8kW/m3泥漿計,沖洗水:污泥漿為1:1;離心機投藥量以3kg/t(干泥)計,單機處理電耗以1.2kW/m3泥漿計,沖洗水以0計,電費0.5元/kW,水費0.5元/m3,藥費80元/kg。以8×104t/d的污水處理廠為例,干污泥量為10t/d,進泥含固量為3%(濃縮后污泥),泥漿量為333m3/d,脫水后污泥含固率>20%。計算得:帶式壓濾機:藥費為3200元/d;電費為133.2元/d;水費為166.6元/d。則帶機的日運行費用為Σ=3200+1332+166.6=3499.8元/d。臥螺離心機:藥費為2400元/d,電費為199.8元/d,水費為0元/d,則離心機的日運行費用為Σ=2599.8元/d。運行費差額:900元/d,1年以360d計,△=900元/d×360d=324000元人民幣。即1年運行費用帶機比離心機多32.4萬元人民幣。
因此,離心機廠商根據(jù)上述分析,得出如下結(jié)論:污泥脫水從原理上分析,采用離心機比帶機更合適;離心機由于分離效率高,對污泥的絮凝要求比帶機低,所以藥耗低,運行費用低,收率和脫水效果好,建議采用臥螺離心機。
3 對帶機與離心機實際使用情況分析
3.1 適用介質(zhì)問題
離心機并不適用于各類污泥。經(jīng)調(diào)查,離心機不適用含粉煤灰等無機成分較多的污泥,因為粉煤灰經(jīng)過離心分離,附著在離心機內(nèi)壁較難去除,離心機刮泥到遇到很大阻力,從而導致泥進去后就出不來。我國北方某城市污水處理廠就出現(xiàn)這種情況,離心機沒法正常運行,不得不改成帶機,造成很大損失。
3.2 進料的控制問題
離心機可根據(jù)進料濃度變化自動調(diào)整轉(zhuǎn)差和扭矩,帶機要手動調(diào)整,事實上是因為進料濃度的變化對離心機影響較大,而對帶機的影響較小。
3.3 固體回收率及加藥量的問題
離心機的固體回收率確實比帶機高,但這并不是說帶機固體回收率低就不能用,事實上濾波還得回流到前面,與污水廠進水一道重新進行處理。藥劑投加量,是有爭議的,帶機廠商也會說,他們的帶機藥劑投加量也少。
3.4 電耗問題
電耗的差異并不是離心機廠商宣稱的那樣,實際上離心機電耗要遠遠大于帶機。離心機的噪音很刺耳,而帶機的噪音不在機器本身,主要是沖洗水的聲音,聲音感覺比離心機要好得多;運行時間理論上帶機也能24h運行,當然帶機連續(xù)運行沒有離心機可靠。
3.5 機器的壽命問題
質(zhì)量好的帶機其軸承壽命都超過20年,與主機壽命差不多,濾帶確實需要常更換,濾帶一般能連續(xù)進行2000h操作,如果間斷運行,保養(yǎng)良好也是2-3年更換一次,不管是國產(chǎn)還是進口帶機,濾帶一般都可用國產(chǎn)濾帶代替,因此更換濾帶成本并不高,而臥螺離心機目前國產(chǎn)設備較進口設備差距較大,如果更換螺旋,必須是國外原產(chǎn)的,因此這將會帶來很多麻煩,更換成本很高。
3.6 運行費用的計算
在離心機廠商計算離心脫水與帶式壓濾脫水運行費用比較時,所采用計算方法存在很多問題,運行成本主要包括:藥劑費、電費和水費??梢允紫葘⑵渌M排除掉,因為現(xiàn)在帶機濾布沖洗全采用二沉池出水,是不用花錢的,其次,藥劑耗量到底帶機比離心機多多少很難說清,是有爭議的。
3.7 投資問題
從投資上看,上述帶式一體機若為進口 次產(chǎn)品,全套約20萬美元,國產(chǎn)則更低,而上述一套離心濃縮脫水機約30萬美元,由于產(chǎn)品檔次差異或其他具體原因,價格會有所出入,但是一般來講,相同檔次的產(chǎn)品,離心機價格要比帶濾機高,然而,由于離心機占地少,污泥濃縮脫水間土建費用可節(jié)省一些,兩者基本相互抵消,也就是說帶機與離心機投資費用相差不多。
從以上分析可以得出如下結(jié)論:離心機的優(yōu)點是出泥干、全密閉運行環(huán)境好,不需沖洗水。帶機的優(yōu)點是節(jié)省電耗、噪音小。因此污泥(濃縮)脫水是采用離心機還是帶機,一定要具體問題具體分析,切不可盲目跟風。