污泥脫水機(jī)選型的探討
技術(shù)支持
隨著我國城市建設(shè)事業(yè)和工業(yè)的迅速發(fā)展，生活污水和工業(yè)廢水日益增多，年排放量已達(dá)到數(shù)百億噸。為減少污染，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，必須對污水進(jìn)行處理。然而在污水處理廠對污水進(jìn)行無害化處理過程中又產(chǎn)生了含水率很高的污泥，經(jīng)濃縮后污泥量約占污水量的千分之四到六，即一個日處理25000m3污水的中心型污水廠濃縮后污泥量每日仍有130m3左右。這種稀污泥量大，如何妥善解決一直是個難題，否則會引起二次污染問題。
國外污泥最終處置方法，有填埋、用作農(nóng)肥、焚燒或堆肥等，沿海國家也有將它大量投海。其中主要出路仍是填埋或用作農(nóng)肥。如1986年聯(lián)邦德國每年污水處理產(chǎn)生5000萬m3污泥，其中填埋量為2950萬m3（占總量的59%），用作農(nóng)肥1450萬m3（占29%），焚燒污泥量為450萬m3（占9%），堆肥150萬m3（占3%）。由于污泥的堆肥處理和焚燒的投資及運(yùn)行費用均相當(dāng)高，因此未能得到普及。也由于近年來對污泥的重金屬毒性和衛(wèi)生指標(biāo)的要求提高，對污泥用作堆肥或直接農(nóng)用，也有一些限制規(guī)定。
污泥用作這些最終處置方法，均要求含水量大的液態(tài)污泥必須脫水成固態(tài)，并壓縮其容量。這種有機(jī)污泥所含水份以游離水、毛細(xì)水和細(xì)胞質(zhì)水的狀態(tài)存在。游離水可用重力去除，而毛細(xì)水是由化學(xué)結(jié)合和機(jī)械聯(lián)結(jié)作用在污泥顆粒周圍所保持的水份，必須通過投加化學(xué)混凝劑來破壞其聯(lián)結(jié)而去除。
1 幾種污泥脫水機(jī)械性能和比較
歐美和日本等國家應(yīng)用污泥脫水機(jī)械一般有帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)和板框壓濾機(jī)，而過去常用的真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機(jī)，由于不再能符合現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而被逐步淘汰。如同濟(jì)大學(xué)曾應(yīng)邀在1986年10月至1987年3月對聯(lián)邦德國的黑森、萊茵蘭-法耳茨、薩爾三州及下薩克森、石勒蘇益格-荷爾斯泰因及漢堡三州203個具有污泥機(jī)械脫水工藝的城市污水處理廠的污泥處理、處置情況進(jìn)行了調(diào)查，其中有98家采用帶式壓濾機(jī)（占總數(shù)的48%）、47家采用自動板框壓濾機(jī)（占23%）、58家采用離心機(jī)（占29%）進(jìn)行污泥脫水。
帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)脫水，一般采用弱陽離子型的高分子有機(jī)混凝劑（聚丙烯酰胺），投藥量一般為0.2公斤/m3濕污泥（濃縮后的含固率為4%的污泥），按絕干固體計為投藥量5公斤/1000公斤干污泥。而自動板框壓濾機(jī)脫水則采用無機(jī)混凝劑FeCl3和Ca（OH）2，投藥量分別為7～8公斤/m3及16～18公斤/m3濕污泥，按絕干固體計投藥量分別為175～200公斤/1000公斤及400～450公斤/1000公斤干污泥，比通常設(shè)計時所取的經(jīng)驗數(shù)據(jù)高。
2 三種污泥脫水機(jī)械的性能
2.1 帶式壓濾機(jī)
該機(jī)由二個環(huán)狀的聚酯單絲網(wǎng)帶構(gòu)成主體。兩個網(wǎng)帶沿一組滾輪系統(tǒng)作勻速移動，并通過調(diào)節(jié)無級調(diào)速電動機(jī)改變速度。在裝置進(jìn)口前用特制混合閥，將混凝劑投入進(jìn)料口，使之充分混合和反應(yīng)，然后再經(jīng)性能不同的重力脫水區(qū)、楔形擠壓區(qū)、剪切壓力區(qū)等三個脫水區(qū)，予以脫水。經(jīng)重力脫水后的污泥經(jīng)過由大到小直徑的滾筒壓濾，壓力和剪切力由小到大，經(jīng)多次交替彎曲逐漸加壓達(dá)到污泥盡可能的脫水，以取得最佳脫水效率。
全套設(shè)備由折帶式壓濾機(jī)、混凝劑配料儲存缸、投配泵、污泥和混凝劑混合閥、無級調(diào)速計量泵、沖洗水泵、控制操作屏和皮帶輸送機(jī)等組成。
帶式壓濾機(jī)具有結(jié)構(gòu)布局合理，連續(xù)操作方便，耗能低，脫水費用低、投資省、脫水效率高，每米帶寬處理能力大等特點，已被國外廣泛采用。
2.2 離心式脫水機(jī)
目前這種離心機(jī)是采用順流設(shè)計，其特點是機(jī)內(nèi)固體和液體的輸送方向相同，可以減少渦流;物料輸入口設(shè)計較為合理，使淀沉過程不受妨礙;由于轉(zhuǎn)速較低，減少了機(jī)械受壓部分的磨損;因利用較低的差速，固體停留在機(jī)械內(nèi)的時間可以延長，噪音可降低。
該機(jī)主要結(jié)構(gòu)是由一段圓柱體和一段4～8°的圓錐體組成的轉(zhuǎn)子（筒體轉(zhuǎn)速為1600～2000轉(zhuǎn)/分，可調(diào)），在轉(zhuǎn)子內(nèi)部有螺旋推進(jìn)器（筒體與螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)速差為2～8轉(zhuǎn)/分，可調(diào)）。泥水分離在圓柱體內(nèi)發(fā)生，在圓錐體內(nèi)加以濃縮，將離心分出的污泥由螺旋推進(jìn)器經(jīng)轉(zhuǎn)子圓錐體的排泥區(qū)從出口排出，離心液經(jīng)出流管排放。
全套設(shè)備由離心機(jī)、混凝劑輸送器、無級調(diào)速進(jìn)料泵、混凝劑配料儲存缸、溶解裝置及投配泵、污泥螺旋輸送器、控制盤等組成。
離心機(jī)設(shè)備體積小，可連續(xù)使用，運(yùn)轉(zhuǎn)性能可靠。由于系統(tǒng)是密封的，又無沖洗水，因此車間內(nèi)無污水、少臭氣，很清潔衛(wèi)生。采用自動化操作，管理簡便，檢修周期較長。該機(jī)生產(chǎn)能力大，是帶式壓濾機(jī)的兩到三倍。
2.3 板框壓濾機(jī)
該機(jī)為整體式鋼結(jié)構(gòu)，有壓緊各塊板框和壓濾污泥的壓力系統(tǒng)及自動松開移動各塊板塊脫卸泥餅放卸系統(tǒng)等二個機(jī)構(gòu)組成，容積龐大。進(jìn)泥壓濾用泵需提供15巴壓力進(jìn)行持續(xù)脫水，在中心進(jìn)泥入板框空腔均勻受壓，壓濾后的濾液經(jīng)出液孔流出，然后由出口管排出。停止進(jìn)泥后，才能松開板框卸泥餅，并進(jìn)行濾布沖洗。每臺壓濾機(jī)需用板框塊數(shù)與使用臺數(shù)需根據(jù)污泥每天處理量來決定。板框式壓濾機(jī)可使用無機(jī)絮凝劑，因而脫水后泥餅較干，才能卸泥，含干固體量可達(dá)30～40%。污泥含堿質(zhì)，焚燒時燃料消耗較大，產(chǎn)生大量的廢氣增加環(huán)境污染。
