北極星水處理網訊:摘要：本文介紹了目前汙泥處理的現狀以及汙水處理廠中使用的離心脫水機、帶式壓濾機和板框壓濾機等汙泥脫水設備的工作原理、結構特點，同時比較了其優缺點。
關鍵詞：汙水處理廠；汙泥脫水；設備；離心脫水機
引言：汙泥脫水處理是生活汙水和工業廢水處理中的重要環節，經濃縮脫水處理後的汙泥，其體積和含水率大幅降低，不但實現了汙染「減量化」，也降低了後續汙泥幹化焚燒或填埋等處置方法的難度和成本。汙水處理廠設計應用中應結合工程實際情況進行選擇。
1、目前汙泥處理情況
1.1汙泥無害化處置手段比較落後
中國環境統計年鑑數據顯示，2010-2017年我國汙泥產生量從5427萬噸增長至7436萬噸，年化增長率4.6%。目前我國汙泥處理方式主要有填埋、堆肥、自然幹化、焚燒等方式，這四種處理方法的佔比分別為65%、15%、6%、3%。可以看出我國汙泥處理方式仍以填埋為主，加之我國城鎮汙水處理企業處置能力不足、處置手段落後，大量汙泥沒有得到規範化的處理，直接造成了「二次汙染」，對生態環境產生嚴重威脅。
1.2我國汙泥處理率偏低
據統計，2016年全國汙泥處理能力約為1，300萬噸，全國汙泥處理率僅僅達到33%，有67%的汙泥沒有得到無害化處置。而西歐國家經脫水處理的汙泥佔其汙泥總量的69.3%，其中機械脫水佔51.4%、自然幹化16.9%、其它1%；主要的脫水機械有：轉鼓離心機、板框壓濾機、帶式壓濾機、真空過濾機，分別佔21.7%，15.8%，11.4%和2.5%。
2、脫水工藝選擇
通常汙水處理廠採用汙泥濃縮和汙泥脫水兩步工藝對汙泥進行減容減量。含水率大於98％的汙泥，一般要考慮濃縮，使含水率降至96％左右，以減少汙泥體積，有利於後續處理。汙泥濃縮主要通過重力濃縮池的方式提高出泥的含固率，但通過濃縮池，體積與濃縮時間成正比，且汙泥長時間靜置濃縮，其中的有機物容易在微生物的作用下腐敗發臭，影響汙水處理廠的衛生環境。因此，一般通過重力濃縮將含水率降至94—96%後，需要一種脫水效率更高的機械脫水工藝對汙泥進行進一步的處理，使汙泥脫水失去流態，含水率降至80％以下，便於汙泥處置時的運輸，
2.1帶式壓濾機
帶式壓濾機通過直接施加在濾布上產生的壓力或張力使汙泥脫水，其消耗動力少，以成熟可靠的技術和較為低廉的投資運維費用為優勢，取得了較高的市場佔有率。
帶式壓濾機可將出泥含水率降至68～80%，對進泥的絮凝效果要求比較高，需加藥調理改性，增加物料滲透性，以達到汙泥脫水效果，設備運行狀態受進泥含水率和加藥影響較大。其運行噪音為70-75dB，耗電量為0.8 W/m3，設備佔地面積較大，對層高有要求，由於設備結構為敞開式，無法避免水和氣洩漏，車間工況較差。帶式壓濾機工藝的開發成功的關鍵是濾帶的開發，是合成有機聚合物發展的結果。但其濾布結構需定期鬆弛保養，不僅限制了設備不能連續運行，而且在運行過程中需持續消耗高壓水衝洗。單面脫水，脫水面積小。聚酯網材料濾帶只能承受10公斤/釐米的張力，最高只相當於1公斤/釐米的壓強，難以承受瞬間高壓強造成的形變累計，導致濾帶鼓包，直至破裂。聚酯網網孔大，故絮凝劑用量較大，否則透濾。實際運行過程中存在進料不均勻引起的濾帶受力偏移，造成橫向和縱向的跑泥，從而影響脫水效果，因此對於操作人員的技術水平有要求，維護人工成本投入較高。
2.2離心脫水機
離心機種類很多，汙泥處理中主要使用臥式螺旋卸料轉筒式離心機。適用於比重有一定差別的固液相分離，尤其適用於含油汙泥、剩餘活性汙泥等難脫水汙泥的脫水。汙泥離心脫水的原理是利用轉動使汙泥中的固體和液體分離（進行汙泥調理，添加混凝劑）。離心機主要由轉載和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，汙泥由空心轉軸送入轉筒後，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩人轉鼓腔內。汙泥顆粒被甩貼在轉鼓內壁上，形成固體層；水在固體層內側產生液體層。固體層的汙泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉載的錐端，經轉載周圍的出口連續排出，液體則溢流排至轉載外，匯集後排出脫水機。
離心脫水機出泥含水率為60%~85%，絮凝劑投加量較少，不影響後續汙泥幹化或焚燒工藝，單位立方米汙泥脫水過程中耗電量為1kW/m3，運行噪音為85dB，且離心脫水機具有佔用空間較小的特點，脫水過程自動連續的控制在密閉空間內，可以充分保證車間的衛生，為施工人員提供良好的工作環境。在實際運轉過程中也不會出現堵塞現象而影響汙泥脫水效率，並不需要使用高壓水槍進行清理作業，因此具有較高的工作效率。在構成離心脫水機的相關組件中，卸料螺旋推料器維護周期大於3年，軸承及密封件具有較高性能可以保證離心脫水機高強度作業，經過定期、正確的維護保養後可有效延長離心脫水機的維修周期，設備故障率低。離心脫水機工作流程中汙泥不間斷輸入，並在高效脫水運轉後將脫水泥餅自動排出，人工維護需求較低。
2.3板框式壓濾機
板框壓濾機的主要工作部件是板、框和濾布，此外還有擠壓機和傳動裝置。除主機外，還有進泥系統、投藥系統等。板框壓濾機主要是根據汙泥量、過濾機的過濾能力來確定所需壓濾機型號及臺數。
板框壓濾機出泥含水率可達到60%以下，雖然板框壓濾機一般為間歇操作，但由於其濾餅的含固率高、濾液清澈、固體物質回收率高等優點，對需要運輸、進一步乾燥或焚燒，以及衛生填埋的汙泥，可以降低運輸費用、減少燃料消耗、降低填埋場用地。所以，在一些地方也被廣泛使用。其缺點是聚丙烯濾材料濾板耐壓很難超過3MPA，變形量大時隔膜存在安全隱患，低質隔膜高壓下爆破隱患，高壓下凸點濾板堵塞過濾通道，影響脫水效果。板框壓濾機無法連續作業，而濾布為易損件消耗較大，需要動用較多人力物力對濾布進行清理，再加上板框壓濾脫水機自身的重量較大，佔地面積較大，因此對車間層高具有較高要求，而車間的衛生環境也無法得到有效保證。
總結：綜上所述，市政汙水處理廠應結合自身的實際情況及使用要求來選擇汙泥脫水設備。帶式壓濾機可以滿足汙泥脫水的要求，工程投資低，是一種較為經濟的汙泥脫水設備；若後續處置對脫水汙泥含水率要求較高，可以選擇板框式壓濾機；離心脫水機設備價格較高，但具有佔地面積少，操作維護方便，自動化程度高，工作環境乾淨衛生，分離效果受人為因素影響小，日常運行費用低等諸多優點，綜合考慮運行維護成本和穩定性，推薦在汙泥脫水工程中選用，應結合實際情況進行選擇。
筆者參與的上海白龍港二期汙泥脫水工程，設計規模為 486tDS/d（折合含水率 80%的脫水汙泥為 2430t/d），選用了17臺處理量為150m3/h的國產臥式離心脫水機，採用離心脫水工藝將汙泥含水率降至 80%，然後輸送到幹化工藝段的汙泥料倉。該工程作為離心脫水機在世界上最大的汙水處理廠工程應用，將十分具有參考價值。
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