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1、浅谈污泥脱水设备及技术何金朋 化机（研）13 13105421摘要：主要介绍了几种污泥脱水设备，对带式压滤机、板框式压滤机、离心式脱水机做了简要描述，分析了它们的优缺点和适用条件，并结合应用情况对它们的发展趋势作了展望。关键词：污泥脱水；基本原理；设备；引言我国城市化的进程处于不断加快的阶段，同时环境污染的情况也在加重着，污泥的问题已经成为关系人们生活的一个重大问题。我国每年的年污泥产量非常巨大，重量十分惊人，同时大部分城市的污水排放总量也曾不断快速增加的趋势，然而与此同时，相应的污水处理率却没有相应的提高速度，造成了污泥的排放和堆置已经成为新的重大的污染源。针对数量越发庞大的污泥，如何研究解
2、决这个问题的，采取有效措施来对这些数量庞大的污泥进行脱水处理，使其实现对环境无害，排放数量减少以及资源的回收利用等等目标，已经成为我国的污水处理工作人员的重点关注课题，也是目前世界都在关注的环境问题之一，研究这个课题具有十分重大的意义。 1 污泥的来源污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。由于各类污泥的性质变化较大，分类是非常必要的，其处理和处置也是不尽相同的。根据其来源，可以划分为：（1）市政污泥，也叫排水水泥，主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的一类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以归入这一类。（2）管网污泥，来自排水收集系统的污泥。（3）河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤
3、泥。 （4）工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。在工业废水和生活污水的处理过程中,会产生大量的固体悬浮物质,即使经过污泥浓缩及消化处理，含水率仍高达 96%，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水处理，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。这些物质统称为污泥.污泥即可以是废水中早已存在的,也可以是废水处理过程中形成的.前者如各种自然沉淀中截留的悬浮物质,后者如生物处理和化学处理过程中,由原来的溶解性物质和胶体物质转化而成的悬浮物质.在水处理工程中，主要的污泥来源有以下几种： 栅渣：格栅或滤网，呈垃圾状，量少，易处
4、理和处置； 浮渣：上浮渣和气浮池，可能多含油脂等，量少； 沉砂池沉渣：沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少； 初沉污泥：初沉池，以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌，是污泥处理的主要对象； 二沉污泥：二沉池，剩余的活性污泥，有机物质，含水率高，易腐化发臭，难脱水，是污泥处理的主要对象；另外，在给水处理过程中，在原水被净化时也会产生各种污泥，主要是各种化学污泥，即经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水与压实。2 污泥脱水设备分析2.1 带式压滤机脱水图 2 带式压滤机结构示意图工作原理：带式压滤脱水机是由上下2 条张紧的滤带夹带着污泥层，从
5、一连串有规律排列的辊压筒中呈S 形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力， 把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。一般带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。污泥流入在辊之间连续转动的上下两块带状滤布上后，滤布的张力和轧辊的压力及剪力及剪切力依次作用于夹在两块滤布之间的污泥上而进行重力浓缩和加压脱水。脱水泥饼由刮泥板剥离，剥离了泥饼的滤布用水清洗，以防止滤布孔堵塞，影响过滤速度。优点：利用滤布的张力和压力在滤布上对污泥施加压力使其脱水并不需要真空或加压设备，动力消耗少，操作管理较方便，可以连续操作，因而
6、应用最为广泛。作机型选择时，应从以下几个方面加以考虑。( 1) 滤带。要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时还应考虑污泥的具体性质，选择适合的编织纹理，使滤带具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截性能。( 2) 辊压筒的调偏系统。一般通过气动装置完成。( 3) 滤带的张紧系统。一般也由气动系统来控制。滤带张力一般控制在0. 3 0. 7MPa，常用值为0. 5MPa。( 4) 带速控制。不同性质的污泥对带速的要求各不相同，即对任何一种特定的污泥都存在一个最佳的带速控制范围，在该范围内，脱水系统既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼。带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影
7、响小， 还具有出泥含水率较低且工作稳定启耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。同时，由于带式压滤脱水机进入国内较早，已有相当数量的厂家可以生产这种设备。在污水处理工程建设决策时，可以选用带式压滤机以降低工程投资。2. 2 板框式压滤脱水机图2 板框式压滤机1. 压紧装置 2.可动头 3.滤框 4.滤板 5.固定头 6.滤液出口 7.滤浆出口 8.滤布工作原理:将带有滤液的滤板和滤框平行交替排列，每组滤板和滤框中间夹有滤布。用可动段把滤板和滤框压紧，使滤板和滤板之间构成一个压滤室。污泥从料液进口流出水通过滤板从滤液排出口流出，泥饼堆积在框内滤布上，滤板和滤框松开后泥饼就很容易剥
8、落下来。优点:结构简单、操作容易，运行稳定故障少，保养方便，设备使用寿命长，过滤推动力大，所得泥饼含水量低。过滤面积选择范围灵活，且单位过滤面积占地较少；对物料的适应性强。此设备选型时，应考虑以下几个方面。( 1) 对泥饼含固率的要求。一般板框式压滤机与其他类型脱水机相比，泥饼含固率最高可达35%，如果从减少污泥堆置占地因素考虑，板框式压滤机应该是首选方案。( 2) 框架的材质。( 3) 滤板及滤布的材质。要求耐腐蚀，滤布要具有一定的抗拉强度。( 4) 滤板的移动方式。要求可以通过液压一气动装置全自动或半自动完成，以减轻操作人员劳动强度。( 5) 滤布振荡装置，以使滤饼易于脱落。与其他型式脱水
9、机相比，板框式压滤机最大的缺点是占地面积较大，同时由于板框式压滤机为间断式运行，效率低， 操作间环境较差，有二次污染，但近来大量开发研制工作，使其适应了现代化污水处理厂的要求，如通过PLC 系统控制就可以实现系统全自运方式，其压滤、滤板的移动、滤布的振荡、压缩空气的提供、滤布冲洗、进料等操作全部可通过PLC 远端控制来完成， 大减轻了工人劳动强度。2.3 离心式脱水机多为卧式离心脱水机，近年来使用日益增多。图3 卧螺离心机结构简图工作原理：离心脱水机主要由转筒和空带心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩入转毂内。污泥颗粒比重较大，因而产生的离心
10、力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转毂的锥端，经转毂周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转毂外，汇集后排出脱水机。离心脱水机单机处理量较大，可达50m3/h以上，处理负荷达1500kg/h，数倍于带式脱水机，较适用于大型污水处理厂。离心机占地小、自动化程度高，一般为全封闭型式，利于改善作业环境。但离心机电耗较高，噪声较大，维修技术要求高，不适用于污泥固液相对密度较为接近的污泥脱水。离心脱水机主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，最关键的部件是转毂，转毂的直径越大，脱水处理能力越大，但制造
11、及运行成本都相当高，很不经济。转载的长度越长，污泥的含固率就越高，但转载过长会使性能价格比下降。使用过程中，转载的转速是一个重要的控制参数，控制转毂的转速，使其既能获得较高的含固率又能降低能耗，是离心脱水机运行好坏的关键。目前，多采用低速离心脱水机。在作离心式脱水机选型时，因转轮或螺旋的外缘极易磨损，对其材质要有特殊要求。新型离心脱水机螺旋外缘大多做成装配块，以便更换。装配块的材质一般为碳化钨，价格昂贵。) 离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。国内只有为数不多的几个厂家可以生产小型离心脱水机，如果选择大型离心脱水机，就只能依靠进口，会增加工程投资，同时，离心脱水机受污泥负荷的波动影
12、响较大，对运行人员的素质要求较高，因此一般污水处理厂均不采用离心脱水工艺。但近几年来，随着科技进步，离心式脱水机的脱水技术在国外有了长足进展，例如瑞典Alfa Lay al 公司生产的螺旋离心式脱水机，其泥饼含固率可达30% 以上，而且操作是在全封闭的环境中进行，脱水机周围没有任何污泥及污水存在，也没有恶臭气味，可以大大改善运行人员的工作环境，因而受到业界人士的青睐。3 脱水设备的比较及选型应用3.1 脱水设备的性能比较板框压滤机、带式压滤机及离心脱水机的比较见表1、表2。表1 常用污泥脱水设备的性能特点表2 三种脱水方法的比较3. 2 脱水设备的选型应用根据不同型式脱水机性能的比较分析，不同
13、的污水处理厂在选择时，应从污泥特性、运行状况、人员素质、对泥饼的要求以及资金、成本等几个方面综合考虑，才能作出合理的选择。天津市津南区建成的某污水处理厂污泥脱水设备为带式压滤机，新建的某污水处理厂拟选用离心脱水机。离心机相对带式机来说具有如下优点。( 1) 土建成本。由于离心机占用空间小，节省的空间场地可以更有效的利用于其它生产，节省一笔开支。( 2) 离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机， 整机全密封操作，车间环境好；而带式压滤机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗的水雾和臭味污染环境，如管理不好，很
14、容易造成泥浆四溢。( 3) 离心机每立方米污泥脱水耗电为1. 2kW/m3 ， 运行时噪音为76 80dB， 全天24h 连续运行除停机外，运行中不需清洗水；而带式压滤机每立方米污泥脱水耗电为0. 8kW/ m3 ，运行时噪音为7075dB， 滤布需松驰保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布，冲洗下的水增加了二次处理量。( 4) 离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3a 以上； 而带式压滤机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，或在高温下工作， 需要功能性极强的材料做过滤介质价格昂贵。( 5) 运行费用的计算。4 污泥脱水的其他方法最常用的是重力浓缩,方
15、法简单,效果好,成本低,污泥的第一步处理大多采用此方法,其不足是只能去除污泥中的自由水和部分间隙水,浓缩程度不很高。离心浓缩和压滤机压缩的应用也较为广泛。另一种比较简单、低成本的方法是太阳暴晒。将污泥按一定厚度均匀的摊在地上,经过几天的暴晒就能使污泥干化,适用于北方少雨地区的小型污泥处理厂,其不足是占地面积大。此外,还有一些其它方法用来处理特殊污泥,如冻结熔融法可用于大豆类食品污水污泥脱水陶瓷过滤机可用于硫化污泥脱水。5 结语随着工业和城市的迅速发展， 污水处理要求的高， 如何有效处理污水处理产物污泥将成为个重要的课题， 而其中最关键的一步就是如何提污泥的脱水效率。而污泥脱水技术作为一类较为熟
16、的技术各有优缺点， 因此无论采取哪种技术须据应用对象的实际情况， 有针对性地加以选择外， 污泥处理的目标是在减量化、无害化的基础最终实现资源化， 污泥脱水技术的选择要充分考到如何实现污泥被合理有效利用， 因此可以考虑些诸如混凝、絮凝等辅助工艺的结合以提高污泥理效率。参考文献1 殷涛.常用污泥脱水处理技术比较.河南建材.2009,6(59).2 康绍福，刘德惠 .污水处理厂污泥脱水设备选型浅析.绿色科技.2010,12(173).3 王涛.污泥浓缩脱水及相关技术研究进展.中国环保产业.2008,2(32).4 王新.谈常用污泥脱水方法与设备J.建设科技.2009(09).5 吴振宇，刘滨 .污泥脱水技术研究现状J.北方环境.2011(08).6 董辉，王国华.影响污水脱泥性能因素的探讨J.上海建设科技，2005， （06）.
