污泥脫水機(jī)選型比較
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污泥中的水分賦存狀態(tài)大致有4種形式：裂隙水、毛細(xì)結(jié)合水、表面吸附水、內(nèi)部水。除了裂隙水，其他3種水的表面都被強(qiáng)大的負(fù)電子包裹著，因此不能用物理方法將污泥與水分離開來。目前，常見的脫水機(jī)都是利用壓濾的方法對(duì)污泥進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)污泥脫水。本文詳細(xì)介紹了各類脫水機(jī)的構(gòu)造及特點(diǎn)。
1 脫水機(jī)類型及其工作原理
1.1 帶式脫水機(jī)
一般帶式脫水機(jī)主要由濾帶、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(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。帶式脫水機(jī)是通過上下2條張緊的濾帶夾帶著污泥層，在一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形游走，依靠濾帶本身的張力不斷地對(duì)污泥進(jìn)行剪切和壓濾，將污泥層中的水分?jǐn)D壓出來，從而得到含固率較高的泥餅，實(shí)現(xiàn)污泥脫水的目的。為防止濾帶堵塞，在污泥脫水過程中，還需不斷用高壓水對(duì)濾帶進(jìn)行沖刷。
帶式脫水機(jī)進(jìn)入國內(nèi)時(shí)間較早，為大多數(shù)污水廠和自來水廠所接受。帶式脫水機(jī)噪聲小、電耗少，且出泥效果受進(jìn)泥負(fù)荷的影響不大，具有出泥含水率較低、管理控制相對(duì)簡單、對(duì)操作人員的素質(zhì)要求不高等優(yōu)點(diǎn)。但帶式脫水機(jī)也存在占地面積和沖洗水量較大，出現(xiàn)濾布堵塞、濾帶跑偏等缺點(diǎn)。另外，由于帶式脫水機(jī)采用開敞式運(yùn)行，因此脫水機(jī)車間環(huán)境較差。帶式脫水進(jìn)泥含水率要求一般在97.5%以下，出泥含水率一般在82%以下。
1.2 板框式脫水機(jī)
板框式脫水機(jī)主要由凹入式濾板、框架、自動(dòng)-氣動(dòng)閉合系統(tǒng)、側(cè)板懸掛系統(tǒng)、濾板震動(dòng)系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機(jī)身一側(cè)光電保護(hù)裝置等構(gòu)成，其基本構(gòu)造是一個(gè)焊接的框架、一系列濾板以及濾布，每頁濾板都有2片濾布包裹，這2片濾布由穿過濾布中央小孔的一個(gè)套筒連接。在壓濾過程中，污泥進(jìn)入濾板之間的箱室，通過液壓擠壓使污泥留在濾布上，濾液直接流出。
板框式脫水機(jī)可以過濾固相顆粒粒徑在5μm以上、固相濃度在0.1%～60%的懸浮液，粘度大或膠體狀的難過濾物料以及對(duì)濾渣質(zhì)量要求較高的物質(zhì)。板框式脫水機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)明顯，它對(duì)進(jìn)泥濃度適應(yīng)性強(qiáng)，且出泥含固率較高，絮凝劑投加量?。ㄉ踔量梢圆患樱?；但該設(shè)備占地面積大，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)泥處理，且工作時(shí)設(shè)備為開敞式，工作環(huán)境較差。另外，板框式脫水機(jī)的附屬設(shè)備較多，因此后期脫水處理的故障率也相對(duì)較高。板框壓濾脫水進(jìn)泥含水率要求一般在97%以下，出泥含水率一般在65%～75%之間。
1.3 離心式脫水機(jī)
離心式脫水機(jī)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)筒后，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)。由于污泥顆粒的比重比水大，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；而比重小的水產(chǎn)生的離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)形成液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)載的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)載周圍的出口連續(xù)排出，液體則從堰口溢流出并排至轉(zhuǎn)載外，匯集后排出脫水機(jī)。
離心式脫水機(jī)具有污泥濃縮、脫水一體化處理功能，可實(shí)現(xiàn)全封閉運(yùn)行，現(xiàn)場環(huán)境較好。離心脫水機(jī)對(duì)絮凝劑和清洗用水的消耗量少，因而與帶式和板框式脫水機(jī)相比其運(yùn)行成本低廉。另外，其設(shè)備布局緊湊，占地面積小，可顯著減少基建投資。離心脫水機(jī)可以進(jìn)行連續(xù)脫水處理，運(yùn)行方式靈活，工作穩(wěn)定可靠，不容易出現(xiàn)故障，受進(jìn)泥濃度變化影響小，而且污泥含固率高，出泥量大。離心脫水機(jī)缺點(diǎn)是電耗高，且噪聲很大。離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)輪或螺旋的外緣極易磨損，目前新型離心式脫水機(jī)螺旋外緣大多做成裝配塊，便于進(jìn)行更換，其材質(zhì)一般為碳化鎢，價(jià)格昂貴。離心脫水進(jìn)泥含水率要求一般為95%～99.5%，出泥含水率一般為75%～80%。
1.4 螺壓式脫水機(jī)
螺壓式脫水機(jī)運(yùn)行原理是將濃縮污泥與絮凝劑通過管道混合器混合，送入絮凝反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，形成絮體，隨后進(jìn)入脫水機(jī)，采用螺旋軸提升和擠壓，經(jīng)過濾網(wǎng)截留實(shí)現(xiàn)污泥脫水。螺壓式脫水機(jī)占地面積小、沖洗水量少、噪聲低、車間環(huán)境好，但單臺(tái)設(shè)備處理量較小，上清液固體含量高，因此國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例尚不多，主要用于小型污水站活性污泥直接脫水，并且在污水站建設(shè)中可取消污泥濃縮池的設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。
典型的螺壓式脫水機(jī)有疊螺式脫水機(jī)，發(fā)明于日本，它是利用多重疊片和多重游動(dòng)疊片構(gòu)成的一組或幾組過濾單元。每一組過濾單元都分為濃縮段和脫水段2部分，從濃縮段的污水進(jìn)口到脫水段的泥餅出口，螺旋軸的螺距逐漸變小，固定疊片與游動(dòng)疊片之間的間隙也逐漸變小。污泥出口處設(shè)有背壓板，以調(diào)節(jié)螺旋腔內(nèi)的壓力。疊螺式污泥脫水機(jī)將污泥的濃縮和壓濾脫水工作在一個(gè)筒內(nèi)完成，取代了傳統(tǒng)的濾布和離心的過濾方式。
在污泥處理量相同時(shí)，疊螺式脫水機(jī)相比于離心式脫水機(jī)可節(jié)能85%，占地面積僅為其一半；在表面清潔方面，相比帶式脫水機(jī)可節(jié)水95%。疊螺式脫水機(jī)尤其適合處理食品加工工廠經(jīng)過加壓處理的絮絲等含油污泥。螺壓脫水進(jìn)泥含水率要求一般為95%～99.5%，出泥含水率一般為75%～80%。
2 實(shí)例分析
2.1 帶式脫水機(jī)實(shí)例分析
針對(duì)帶式脫水機(jī)的幾個(gè)突出問題進(jìn)行調(diào)整解決：
（1）在淮南西部污水廠，針對(duì)帶式脫水機(jī)開敞式的運(yùn)行，增加不銹鋼外罩。
（2）在紫外消毒渠或者接觸池之后增加中水回用管道，利用中水沖洗濾帶，從而解決了帶式脫水機(jī)需要大量沖洗水的問題。
（3）針對(duì)濾帶容易跑偏問題，在淮南污水處理的脫水機(jī)中增加跑偏糾正程序，運(yùn)行中可以檢查濾帶運(yùn)轉(zhuǎn)位置。以上改進(jìn)措施雖然解決了帶式脫水機(jī)的一些弊端，但后期使用中仍存在2個(gè)突出問題：
①運(yùn)行成本比較高，主要是所用絮凝劑的分子量高，價(jià)格為2～3萬/t，1臺(tái)2m帶式脫水機(jī)1天工作8h的用藥量一般在15kg。
②帶式脫水機(jī)的易損件多，其轉(zhuǎn)軸、齒輪、軸承及濾帶等易受到污水腐蝕，容易損壞，配件維修費(fèi)較高。
2.2 板框式脫水機(jī)實(shí)例分析
板框式脫水機(jī)脫水后泥餅含水率很低，含固率高達(dá)45%以上，能夠回收多大99.9%的固體物。板框式脫水機(jī)是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的脫水設(shè)備，特別適用于對(duì)脫水污泥含固率要求較高和難脫水污泥的情況。在高脫水率的優(yōu)越條件下，當(dāng)污泥含水率由98%降至70%時(shí)，污泥體積只有原來的1/15，這大大降低了運(yùn)輸成本，避免了二次污染。板框式脫水機(jī)具有可預(yù)留濾板數(shù)量的特點(diǎn)，當(dāng)水廠污泥量增加時(shí)，只需在預(yù)留位置加裝濾板即可提高板框脫水機(jī)的污水處理能力，大大減少了二次投資的費(fèi)用。板框式脫水機(jī)相比于其他類型脫水機(jī)的缺陷是不能連續(xù)處理，且輔助設(shè)備較多，在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)壓濾機(jī)的行走機(jī)構(gòu)、機(jī)體框架的變形以及輔助設(shè)備故障等問題，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性較弱。
2.3 離心脫水機(jī)實(shí)例分析
在后期運(yùn)行中，業(yè)主運(yùn)行人員對(duì)離心式脫水機(jī)的評(píng)價(jià)就是結(jié)實(shí)耐用，由于離心式脫水機(jī)相比于帶式和板框式結(jié)構(gòu)簡單，因而設(shè)備故障率較低，在二期擴(kuò)建時(shí)受到業(yè)主的青睞。另外，離心式脫水機(jī)對(duì)絮凝劑量要求較少，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量在1.2kg/tds左右，并且在離心機(jī)內(nèi)本身離心力場很大，能將細(xì)小的污泥與水分離，因此污泥的回收率可以達(dá)到95%。離心式脫水機(jī)出廠前已完成整體拼裝，配套設(shè)備僅有加藥裝置和污泥進(jìn)料泵、出料輸送機(jī)，因此安裝調(diào)試較為簡單，并且采用整機(jī)全密封操作，車間環(huán)境好。離心機(jī)可連續(xù)工作，連續(xù)進(jìn)出料，勞動(dòng)強(qiáng)度低，一人可同時(shí)操作多臺(tái)離心機(jī)設(shè)備，運(yùn)行前設(shè)置好污泥的濃度、污泥量、加藥量等指標(biāo)，即可自動(dòng)連續(xù)地處理污泥。此外，當(dāng)脫水過程中進(jìn)料濃度變化時(shí)，離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓、螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會(huì)自動(dòng)跟蹤調(diào)整。
3 結(jié)語
南方污水處理廠由于占地面積大，地理位置較偏僻，有大量中水可以回用，可以考慮選用帶式脫水機(jī)或者離心式脫水機(jī)，而自來水廠可以考慮使用離心式脫水機(jī)或者螺壓式脫水機(jī)。目前 對(duì)污泥處置要求提高，在污泥脫水環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)低投資成本、低運(yùn)行成本、低能耗、高污泥脫水率將是未來脫水機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。
