污水經(jīng)過沉淀處理后會產(chǎn)生大量污泥,即使經(jīng)過濃縮及消化處理,含水率仍高達96%,體積很大,難以消納處置,必須經(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。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。本文就國內(nèi)污水處理廠經(jīng)常選用的壓濾機(包括帶式壓濾機及板框式壓濾機)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以及維護運行成本等作介紹。
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,把污泥層中的毛細水擠壓出來,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。作機型選擇時,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荷波動的影響小,還具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定啟耗少、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,已有相當數(shù)量的廠家可以生產(chǎn)這種設(shè)備。在污水處理工程建設(shè)決策時,可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。
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)鍵的部件是轉(zhuǎn)鼓,轉(zhuǎn)鼓的直徑越大,脫水處理能力越大。轉(zhuǎn)鼓的長度越長,污泥的含固率就越高。在使用過程中,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。在作離心式脫水機選型時,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。
離心脫水機具有能耗高、處理能力低等缺點。離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大,對運行人員的素質(zhì)要求較高。近幾年來,隨著科技進步,離心式脫水機的脫水技術(shù)在國外有了長足進展,處理后的泥餅含固率可達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。
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一側(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,經(jīng)改進后的脫水機脫水污泥可達40%以上,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。
與其他型式脫水機相比,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。但近來大量開發(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)全自運方式,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遠端控制來完成,大大減輕了工人勞動強度。
4 結(jié)語
根據(jù)不同型式脫水機性能的比較分析可以看出,不同的污水處理廠在作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,并且要了解脫水后干污泥的去處。