污泥脫水工藝比較分析

城市污水處理廠的污泥經(jīng)濃縮處理后，一般含水率在（95～97）%左右。脫離出污泥中的空隙水，這部分水約占污泥中總含量的（15～25）%。但體積仍很大，外運或處置仍很困難。濃縮污泥、消化污泥經(jīng)脫水后，含水率可達（75～80）%，將污泥中的吸附水和毛細水分離出來，體積降至濃縮前的1/10，脫水前的1/5左右?？梢姡?jīng)脫水后污泥體積大為縮小，不但減輕了對環(huán)境的二次污染，也為污泥的運輸、處置和綜合利用創(chuàng)造了較為有利的條件。

污泥機械脫水主要有帶式壓濾脫水機、板框式壓濾機、離心脫水機、疊螺式脫水機和螺壓脫水機等。常用在對初沉污泥、剩余污泥和消化污泥的脫水處理。

一 、帶式脫水機

帶式壓濾脫水機的工作原理及構造：該機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串按規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過，靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨力和剪切力，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。帶式壓濾脫水機是連續(xù)運轉的固液分離設備，它由機架、動力傳系統(tǒng)、進泥系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)和啟動糾偏系統(tǒng)組成。污泥經(jīng)絮凝、重力（低真空）脫水、低壓脫水和高壓脫水后，形成含水率小于80 ％的泥餅，泥餅隨濾布運行到卸料輥時落下。

圖1 帶式壓濾脫水機示意圖

1、特點及適用范圍

1）靠濾布的張力和壓力使污泥脫水，無需真空或加壓設備，動力消耗小，可連續(xù)生產(chǎn)；

2）化學調質預處理，使污泥和絮凝劑充分混合絮凝，決定脫水效果的好壞；經(jīng)過帶式濃縮脫水，含固率可以增至20%。

3）維修較方便且費用低，噪音較低。絮凝劑藥劑消耗小、品質要求相對低；

4）具備很強的可調性，其進泥量、濾布速度、濾布張力、加藥量均可進行有效調節(jié)。

2、基本技術參數(shù)

1）濾帶寬度：（500～3500）mm；

2）處理能力：（100～800）kg干泥/ m²·h ；

3）濾帶速度：（0.5～5）m/mim；

4）濾帶的使用壽命應大于3000h；

3、正常運行的標準

1）絮凝劑投加量（3～5）‰（純藥量/干泥量）；

2）控制脫水后污泥含水率（70～80）%；

3）污泥固體回收率應大于80%；

4）脫水機實際處理能力應達到設計處理能力的75%以上；

5）濾帶偏離中心線兩邊在（10～15）mm，最大偏移不能超過40mm；

6）泥餅厚度大于5mm，不粘濾布。

4、運行管理及操作要點

1）根據(jù)泥質和脫水效果的要求，反復調整帶速、張力、和加藥量等參數(shù)，以確定投泥量和進泥固體負荷；

2）開機前、后應對設備設施及輔助系統(tǒng)進行充分檢查，至少沖洗5min以上；

3）控制進泥含水率波動盡量小，一般為（95～97）%；

4）絮凝劑調制時間應大于30min，在干燥環(huán)境中存放，根據(jù)投加比例來配置絮凝劑濃度，濃度不宜超過3‰,盡量當天配置當天使用，如溶液呈現(xiàn)乳白色，說明溶液變質已失效，應停止使用；

5）通過調節(jié)進泥泵轉速、頻率，閘門開啟度等來控制進泥量，開機過程中每小時至少巡視一次，視脫水系統(tǒng)效果及時調節(jié)控制進泥量和絮凝劑投加量；

6）絮凝劑的選擇取決于與設備結構類型和運轉工況的匹配，只有三者得到最佳的運轉組合，才能實現(xiàn)最低絮凝劑消耗情況下，最佳的處理效果和最高的處理效率，定期進行污泥比阻試驗，進行經(jīng)濟技術分析后選擇絮凝劑；

7）做好脫水機的維護保養(yǎng)工作，保持設備設施整潔；對絮凝劑投加系統(tǒng)應經(jīng)常清理，防止藥液堵塞；注意防滑，同時應將撒落在池邊、地面的藥劑清理干凈；

8）脫水機沖洗水壓力宜超過0.4MPa；

9）脫水機氣動壓力宜超過0.5MPa；

10）脫水機液壓壓力宜超過0.6MPa；

11）泥藥混合器的頻率應設置合理，應保持泥藥混合均勻，絮體結實，顆粒大，泥水分離界面明顯；

12）開機過程中應注意濾帶是否跑偏，視情況手動或自動啟動糾偏系統(tǒng)；

13）注意觀察濾帶的損壞情況，并及時更換新濾帶；

14）脫水機房內的惡臭氣體必須進行處理，除腐蝕設備外，嚴重影響操作人員身體健康；

15）每班測量及記錄：進泥量及含水率、泥餅的產(chǎn)量及含固率、濾液的流量及水質、（SS、BOD5、TN、TP）、絮凝劑投加量、沖洗水水量等；

16）各氣閥、各氣缸、管道通暢,聯(lián)結處不得漏氣，工作可靠不漏氣；濾布張緊度適中，濾布張力閥、控制導向閥、復位導向閥啟動正常，運行時，上、下濾布能自動調偏；

17）脫水機運行中不得有異音和局部高溫情況；

18）各軸輥運轉正常，軸承潤滑充分；

19）攪拌器無級變速靈敏、可靠、葉片無變形；

20）沖洗水管路、噴嘴通暢,水要成為霧狀,水管連結處不得漏水，濾布沖洗干凈；

21）刮板緊貼濾布。

5、常見問題及對策

二、板框脫水機

 板框脫水機由帶有濾液通路的濾板和濾框組成，每組濾板和濾框中間夾有濾布，用可動端把濾板和濾框壓緊，使濾板和濾框之間構成一個壓濾室，污泥從料液進口流入，水通過濾板從濾液排出口流出，濾餅將擠壓堆積在框架濾布上，濾板和濾框松開后，泥餅就很容易從濾框內剝落下來或用鏟子從濾布上鏟掉。

圖2 板框脫水機示意圖

1、特點及適用范圍

1）板框脫水機適用于較小污泥處理量的各種性質污泥；

2）脫水泥餅含水率低，濾液清晰，固體回收率高；

3）機構造相對簡單，維修維護方便；

4）可以實現(xiàn)連續(xù)自動運行，運行操作趨于方便；

5）濾布要求較高，易堵塞，沖洗水需要使用高壓水泵。

2、 基本技術參數(shù)

1）處理能力：（1.5～4）kg干泥/ m².h

2）主機電機功率：（2.2～11）KW

3）過濾面積：（6～500）m²

4）過濾壓力：≤0.6MPa

5）濾室容積：（90～1200）L

6）最大濾餅厚度：（20～30）mm

3、正常運行的標準

1）絮凝劑投加量（3～5）‰（純藥量/干泥量）；

2）控制脫水后污泥含水率（35～60）%；

3）污泥固體回收率應大于90%。

4、運行管理及操作要點

1）開機前、后應對設備設施及輔助系統(tǒng)進行充分檢查，檢查濾布有無破損，至少沖洗5min以上，卸餅后清洗板框及濾布時，應保證孔道暢通。

2）控制進泥含水率波動盡量小，一般為（92～97）%。

3）進料時，一般進料壓力不得大于0.45 MPa，進料所形成濾餅的厚度或者容積不得超過規(guī)定規(guī)定值，進料采用先自流后加壓的方法。

4）壓干濾餅的承載壓力不宜超過0.5 MPa。安裝壓濾布必須平整，不許折疊，以防壓緊時損壞板框及泄漏。

5）絮凝劑調制時間應大于30分鐘，在干燥環(huán)境中存放，根據(jù)投加比例來配置絮凝劑濃度，濃度不宜超過3‰,盡量當天配置當天使用。如溶液呈現(xiàn)乳白色，說明溶液變質已失效，應停止使用。

6）通過調節(jié)進泥泵轉速、頻率，閘門開啟度等來控制進泥量，開機過程中每小時至少巡視一次，視脫水系統(tǒng)效果及時調節(jié)控制進泥量和絮凝劑投加。

7）絮凝劑的選擇取決于與設備結構類型和運轉工況的匹配，只有三者得到最佳的運轉組合，才能實現(xiàn)最低絮凝劑消耗情況下，最佳的處理效果和最高的處理效率，定期進行污泥比阻試驗，進行經(jīng)濟技術分析后選擇絮凝劑。

8）做好脫水機的潤滑保養(yǎng)工作，保持設備設施整潔，對溶藥系統(tǒng)應經(jīng)常清洗，防止藥液堵塞，注意防滑，同時應將撒落在池邊、地面的藥劑清理干凈。

9）脫水機沖洗水壓力宜超過0.4MPa。

10）泥藥混合器的頻率應設置合理，應保持泥藥混合均勻，絮體結實，顆粒大，泥水分離界面明顯。

11）加強板框壓濾脫水機房室內通風，增大換氣次數(shù)，降低惡臭氣體對設備的腐蝕，應對惡臭氣體進行密閉收集和處理。

5、常見問題及對策

三、離心脫水機

離心機是繼板框壓濾機和帶式壓濾機之后，又一代新型先進的污泥脫水設備。離心式污泥脫水機主要由轉鼓、螺旋、差速系統(tǒng)、液位擋板、驅動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。

離心式污泥脫水機是利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實現(xiàn)固液分離的。離心脫水中脫水的推動力是離心力，推動的對象是固相，離心力的大小可控制，比重力大幾百倍甚至幾萬倍，因此脫水的效果也比濃縮好。

圖3 離心脫水機示意圖

1、特點及適用范圍

1）離心機結構緊湊，附屬設備少，占地?。?/span>

2）進泥含水率適應范圍大，單機處理能力大，泥餅含水率低且相對穩(wěn)定；

3）可全自動連續(xù)運行，日常維護簡單，運行管理方便；

4）在密閉狀態(tài)下運行，不產(chǎn)生惡臭，衛(wèi)生環(huán)境好，但噪音較大；

5）沖洗水量小，但能耗大；

6）污泥中含有砂礫，則易磨損設備。

2、基本技術參數(shù)

1）轉鼓直徑：（200～520）mm；

2）處理能力：（6～50 ）m³/h

3）轉鼓轉速：（1600～4000）r/mim

4）差轉速：（5～50）r/mim

5）分離因數(shù)：一般在500～3500

6）主機電機功率：（5.5～110）KW

3、正常運行的標準

1）絮凝劑投加量（2～5）‰（純藥量/干泥量）；

2）脫水后污泥含水率（65～75）%；

3）污泥固體回收率應大于90%；

4）脫水機實際處理能力應達到設計處理能力的75%以上。

4、運行管理及操作要點

1）根據(jù)泥質和泥量發(fā)生的變化，為保證脫水效果，應及時調整離心機的工作狀態(tài)，包括：轉速、轉速差、液環(huán)層百度、絮凝劑投加量和進泥量；

2）運行中經(jīng)常檢查和觀測的項目有油箱的油位，軸承的油數(shù)量、冷卻水及油的溫度、設備的震動情況、電流讀數(shù)等，如有異常，立即停車檢查；

3）離心機正常停車時，先停止絮凝劑投加、進泥，繼而注入沖洗水或一些溶劑，繼續(xù)運行10min以后，再停車，并在轉軸停轉后再停止沖洗水的注入，并關閉潤滑油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。當離心機再次啟動時，應確保機內沖刷干凈。

4）離心機進泥中，污泥切割機應同時運行，一般不允許大于0.5cm的浮渣進入，也不允許65目以上的砂粒進入，因此應加強前級預處理系統(tǒng)對渣砂的去除；

5）開機過程中每小時至少巡視一次，污泥濃度發(fā)生變化要及時調整絮凝劑流量和差速度；污泥流量加大或污泥濃度增加，絮凝劑流量跟蹤增加，差速度相應加大；污泥流量下降或污泥濃度降低，絮凝劑流量跟蹤降低，差速度相應減少；

6）離心機的處理能力控制在適當?shù)姆秶鷥?，結合污泥流量、絮凝劑流量和差數(shù)度進行調節(jié)，避免由于負荷突然增加造成設備過載使系統(tǒng)頻繁波動和影響處理效果，同時又能夠實現(xiàn)較大的設備處理效率；

7）離心機脫水效果受溫度影響很大。北方地區(qū)冬季泥餅含固量一般比夏季低（2～3）%，因此冬季應注意 增加污泥投藥量。

8）泥餅含水率要結合扭矩數(shù)據(jù)來確定最佳差速度數(shù)值范圍，原則上在不造成離心機堵塞和滿足處理能力情況下盡量使用較低差數(shù)度來實現(xiàn)更好的處理效果和節(jié)省絮凝劑消耗。

5、常見問題及對策

四、 疊螺脫水機

疊螺式脫水機是由固定環(huán)，游動環(huán)相互層疊，螺旋軸貫穿其中形成的過濾主體。通過重力濃縮以及污泥在推進過程中受到背壓板形成的內壓作用實現(xiàn)充分脫水，濾液從固定環(huán)和活動環(huán)所形成的濾縫排出，泥餅從脫水部的末端排出。

圖4 疊螺脫水機示意圖

1、特點及適用范圍

1）疊螺污泥濃縮脫水機占地空間小，無需建污泥濃縮池以及貯泥池，重量小，便于搬運；

2）進泥濃度適用于高低，不容易堵塞，沖洗水量小；

3）能耗低，能連續(xù)運行，維護簡單，維修量小，噪音低；

4）不擅長顆粒大、硬度大的污泥的脫水；處理量較?。?/span>

但因其設備進入國內市場比較晚，所以現(xiàn)在市場的占有率非常低，目前在小規(guī)模的污水處理廠應用較多。

2、基本技術參數(shù)

1）處理能力：（2～100）m³/h

2）主機電機功率：（0.37～8.8）KW

3）螺旋直徑：（100～350）mm

3、正常運行的標準

1）絮凝劑投加量（3～6）‰（純藥量/干泥量）；

2）脫水后污泥含水率（75～80）%；

3）污泥固體回收率應大于80%。

4、運行管理及操作要點

1）控制進泥量均衡，調整好絮凝劑投加量，保證絮凝反應器攪拌器運行；

2）控制進泥含水率波動小；

3）沖洗系統(tǒng)正常，沖洗水壓力宜控制在（0.1～0.2）KPa；

4）定期清理攪拌槳葉和螺旋纏繞物。

5、常見問題及對策

五、 螺壓脫水機

螺壓式脫水機是由不同縫隙的圓錐形及圓柱形篩網(wǎng)組成。圓錐形的螺壓作用是使污泥對外壓力逐步增大而脫水，濾餅體積連續(xù)變小，以使過濾功能減弱并使污泥脫水效率提高。背壓的控制將由無極調速的旋轉螺桿及氣壓頂錐實現(xiàn)。

待處理的污泥通過泵送入泥藥混合器，絮凝污泥在過濾裝置中隨著螺桿的旋轉，在重力和螺旋桿的擠壓作用下，污泥在推進過程中受到擠壓作用實現(xiàn)充分脫水，濾液從濾網(wǎng)排出，泥餅從脫水機的頂端排出。

圖5 螺壓脫水機示意圖

1、特點及適用范圍

1）螺壓污泥濃縮脫水機占地空間小，脫水污泥含水率能達到60%以下；

2）安裝和維修方便，不容易堵塞，沖洗水量小；

3）能耗低，能自動連續(xù)運行，噪音低，無氣味溢出，操作環(huán)境好。

2、基本技術參數(shù)

1）處理能力：（2～15）m³/h

2）主機電機功率：（3～25）KW

3）螺旋桿直徑：（100～350）mm

3、正常運行的標準

1）絮凝劑投加量（3～6）‰（純藥量/干泥量）；

2）控制脫水后污泥含水率（55～75）%；

3）污泥固體回收率應大于90%。

4、運行管理及操作要點

1）脫水系統(tǒng)無需配備高壓水沖洗裝置，沖洗水壓力宜控制在（0.1～0.2）KPa，噴嘴無堵塞；

2）脫水系統(tǒng)污泥擠出口壓力宜控制在（0.1～0.2）MPa；

3）脫水系統(tǒng)污泥壓入口壓力宜控制在（5～20）KPa；

4）定期清理攪拌槳葉和螺旋纏繞物。  

5、常見問題及對策