污泥機(jī)械深度脫水方法對(duì)比研究

程 俊,胡小虎,姚寶軍

(1.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院,河北秦皇島066004;2.浙江華章科技有限公司,浙江桐鄉(xiāng)314500)

污泥機(jī)械深度脫水方法對(duì)比研究

程 俊1,胡小虎2,姚寶軍1

(1.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院,河北秦皇島066004;2.浙江華章科技有限公司,浙江桐鄉(xiāng)314500)

污水經(jīng)過(guò)沉淀處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥,必須經(jīng)過(guò)脫水處理,以減少污泥堆置的占地面積。就板框式、帶式兩種污泥機(jī)械深度脫水的工作原理、設(shè)備選型以及應(yīng)用領(lǐng)域等問題進(jìn)行了對(duì)比研究。

污泥深度脫水;壓濾機(jī);板框機(jī);帶式機(jī)

污水經(jīng)過(guò)沉淀處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥,污水廠剩余污泥的處理處置是污水處理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)對(duì)污水廠剩余污泥的處理只停留在濃縮脫水階段,對(duì)后續(xù)的處置未予以足夠的重視,導(dǎo)致污泥的二次污染問題日益嚴(yán)重。因此,有必要對(duì)剩余污泥進(jìn)行深度脫水,下面主要對(duì)常用的兩種污泥機(jī)械深度脫水技術(shù)進(jìn)行介紹和比較。

1 污泥機(jī)械深度脫水技術(shù)

污泥深度脫水就是利用過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓力差,強(qiáng)制性地使污泥水分通過(guò)過(guò)濾介質(zhì),從而形成濾液,使固體顆粒物質(zhì)被截留在介質(zhì)上,形成濾餅,達(dá)到深度脫水的目的。深度脫水技術(shù)可有效降低企業(yè)投資和運(yùn)行成本。目前應(yīng)用較多的機(jī)械深度脫水方法有板框式和帶式兩種。

1.1 板框式污泥脫水技術(shù)

1.1.1 工作原理及主要特點(diǎn)

板框式污泥脫水是將根據(jù)污泥特殊設(shè)計(jì)的分散布漿系統(tǒng)在網(wǎng)面上形成均勻的濕板元,并多層濕合,形成濕板。在壓濾過(guò)程中,污泥的過(guò)濾是靠濾布和濾餅層來(lái)完成的。過(guò)濾開始時(shí),濾餅還沒有形成,主要靠濾布作為過(guò)濾介質(zhì),濾液僅需克服過(guò)濾介質(zhì)的阻力,當(dāng)濾餅逐漸形成后,泥餅成為主要的過(guò)濾介質(zhì),濾液還需克服濾餅本身的阻力。

1.1.2 選型

在脫水實(shí)驗(yàn)中,用板框機(jī)可以將最難脫水的城市污泥在半小時(shí)內(nèi)壓榨到含固率55%以上,所以板框機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的污泥壓濾設(shè)備。在設(shè)備選型過(guò)程中,主要考慮以下幾個(gè)因素：(1)濾餅的含固率。濾餅含固率的提高,不僅有利于減少污泥堆置面積,而且可以大大節(jié)約運(yùn)輸成本,因此濾餅含固率是選擇污泥脫水方法的重要指標(biāo)之一。板框式壓濾機(jī)與其他類型污泥脫水機(jī)相比,濾餅含固率最高,可以達(dá)到35%左右。(2)板框的材質(zhì)。板框的材質(zhì)有鑄鐵、增強(qiáng)聚丙烯、玻纖耐高溫聚丙烯、不銹鋼等供選擇。(3)濾板的移動(dòng)方式。為了減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,要求通過(guò)液壓一氣動(dòng)裝置全自動(dòng)或半自動(dòng)來(lái)完成。(4)濾布及濾板的材質(zhì)。濾板和濾布要求耐酸、耐腐蝕;濾布需要具有一定的抗拉強(qiáng)度,以免頻繁更換。(5)濾布的振蕩裝置。為了使濾餅易于脫落,要選擇合適的濾布振蕩裝置。

1.2 帶式壓濾脫水技術(shù)

1.2.1 工作原理及主要特點(diǎn)

帶式壓濾脫水機(jī)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(guò),把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái),主要依靠的是濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨和剪切力,獲得含固量較高的泥餅,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的脫水。

帶式壓濾脫水機(jī)具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定啟耗少、管理控制相對(duì)簡(jiǎn)單、對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點(diǎn)。污水處理工程建設(shè)中可以選用帶式壓濾機(jī)以降低工程投資,國(guó)內(nèi)新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機(jī)。

1.2.2 選型

一般帶式污泥脫水機(jī)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。在帶式污泥脫水機(jī)選型時(shí)主要考慮濾帶、帶速、輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶的張緊系統(tǒng)、壓榨時(shí)間五個(gè)因素?，F(xiàn)結(jié)合某廠生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行選型分析：

(1)濾帶

濾帶的選擇是否合適,關(guān)系到帶式污泥脫水機(jī)的處理能力。污泥的具體性質(zhì),要求濾帶能耐曲折,具有一定耐酸堿性、耐溫度變化性,還要有較高的抗拉強(qiáng)度;同時(shí)還要選擇適合的編織紋理,使濾帶具有良好的透氣性能以及對(duì)污泥顆粒的攔截性能。某廠通過(guò)在相同帶速下,選擇不同濾帶時(shí)的污泥脫水率如圖1所示：

圖1 污泥相同帶速不同濾帶實(shí)驗(yàn)對(duì)比

(2)帶速的控制

適當(dāng)提高濾帶的運(yùn)行速度,就能相應(yīng)地提高污泥泵的流量,從而提高帶式污泥壓濾脫水機(jī)的處理量。而不同性質(zhì)的污泥對(duì)帶速的要求不相同,即對(duì)特定污泥確定最佳的帶速控制范圍。在該范圍內(nèi),脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力,又能得到質(zhì)量高的泥餅。某廠在相同條件下,測(cè)定了兩種不同帶速下,帶式壓濾機(jī)的濾餅的含固率,如下圖所示：

圖2 相同工藝不同帶速下的污泥含固率

(3)輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)

一般通過(guò)氣動(dòng)裝置完成。

(4)濾帶的張緊系統(tǒng)

一般由氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制,也有通過(guò)電機(jī)調(diào)節(jié)輥?zhàn)拥妮S距來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(5)壓榨時(shí)間

壓榨時(shí)間與車速、棍子的個(gè)數(shù)及棍子的包角有關(guān),個(gè)數(shù)越多或者包角越大對(duì)污泥濾帶的擠壓時(shí)間越長(zhǎng)。

2 污泥機(jī)械深度脫水技術(shù)比較

主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn),分別選用水處理廠所產(chǎn)生的生活污泥、糖榨污泥、造紙污泥、市政污泥,以及污水處理廠的生活污水與造紙污水為1∶5處理產(chǎn)生的混合污泥,對(duì)帶式污泥壓濾機(jī)與板框式污泥壓濾機(jī)在產(chǎn)量上做比較,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種深度脫水技術(shù)在使用領(lǐng)域上進(jìn)行概述。

2.1 產(chǎn)量對(duì)比

板框機(jī)與帶式機(jī)的產(chǎn)量比較的因素較多,可以改變其中的參數(shù)使板框機(jī)和帶式機(jī)達(dá)到相同的產(chǎn)量。

2.1.1 帶式污泥壓濾機(jī)產(chǎn)量計(jì)算

帶式機(jī)的產(chǎn)量主要取決于帶式機(jī)的門幅、車速、進(jìn)出泥厚度、出料干度。具體計(jì)算見表1、表2。

表1 帶式機(jī)單機(jī)產(chǎn)量計(jì)算

表2 帶式機(jī)物料衡算

2.1.2 板框污泥壓縮機(jī)產(chǎn)量計(jì)算

板框機(jī)取決于進(jìn)料厚度、出料厚度、單個(gè)板框面積、板框數(shù)量、進(jìn)料時(shí)間、壓榨時(shí)間、卸料時(shí)間、出料干度等。具體計(jì)算見表3。

表3 板框機(jī)機(jī)污泥產(chǎn)量計(jì)算表

2.2 使用領(lǐng)域?qū)Ρ?/h3>

2.2.1 帶式污泥壓濾機(jī)

帶式污泥壓濾機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)是可以連續(xù)化運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在污泥脫水過(guò)程中污泥屬于開放式的,容易跑泥,必須添加固泥設(shè)備(如固泥網(wǎng)),增加污泥在壓榨過(guò)程中與濾布之間的阻力,提高壓榨效果,增加厚度,提高產(chǎn)量。因此,帶式機(jī)進(jìn)料污泥的含固率必須是50%以上,而且是不易流淌的污泥。如若壓榨含固率低的污泥,必須增加附屬設(shè)備,比如添加木屑等設(shè)備的料斗,更換濾布等等。所以帶式機(jī)適用于含固率較高的污泥,如云南延煒貿(mào)易有限公司糖榨污泥、廣東建暉造紙污泥以及富陽(yáng)污水處理廠混合污泥。

2.2.2 板框式污泥壓濾機(jī)

板框式污泥壓濾機(jī)在結(jié)構(gòu)上對(duì)污泥的壓濾是密封的,所以不用擔(dān)心出現(xiàn)帶式機(jī)的跑泥現(xiàn)象,使用范圍比帶式機(jī)更為廣泛。

板框機(jī)由于工藝不同,進(jìn)料有所不同,高含水率的污泥可以通過(guò)軸流泵直接打入板框中,濃度高的必須加水稀釋才能打入板框。這樣可以大大增加污泥的壓濾時(shí)間。為此采用了不同的進(jìn)料方式,使用螺桿泵可以將高濃度污泥直接打入板框,提高了其使用范圍。進(jìn)料也可分為中心進(jìn)料和角進(jìn)料,中心進(jìn)料就是在污泥進(jìn)入板框機(jī)時(shí)是從板框的中心軸部進(jìn)料,角進(jìn)料則是污泥通過(guò)板框機(jī)的邊角進(jìn)泥口進(jìn)料。所以,板框機(jī)適用于所有種類的污泥,唯一缺點(diǎn)是壓榨周期長(zhǎng),而且多數(shù)設(shè)備還需要添加混凝劑。

3 結(jié)論

隨著環(huán)境意識(shí)的提高,人們?cè)絹?lái)越重視水污染的治理,越來(lái)越多的污水處理廠被投入使用。污水處理廠污泥沒有真正達(dá)到穩(wěn)定化、無(wú)害化處理,對(duì)環(huán)境帶來(lái)了再次污染的隱患,污泥處理的發(fā)展必然要向無(wú)害化、減量化、資源化發(fā)展。為了減輕污泥運(yùn)輸以及處置壓力,污泥機(jī)械深度脫水成為了解決污泥處理處置的有效辦法。

對(duì)帶式污泥脫水機(jī)和板框式污泥脫水機(jī)這兩種常用的污泥機(jī)械深度脫水方法進(jìn)行原理特點(diǎn)介紹以及比較,為選擇污泥處置方法提供了參考。帶式污泥脫水機(jī)由于進(jìn)入國(guó)內(nèi)較早,已有相當(dāng)數(shù)量的廠家可以生產(chǎn)這種設(shè)備。目前,國(guó)內(nèi)新建的污水處理廠大多采用帶式污泥脫水,而用板框機(jī)可以輕松地將最難脫水的城市污泥在半小時(shí)內(nèi)壓榨到含固率55%以上,且不用任何添加絮凝劑,所以板框機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的污泥壓濾設(shè)備。

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The Contrastive Study of Sludge Mechanical Deep Dehydration Methods

Cheng Jun1,Hu Xiaohu2,Yao Baojun1
(1.Environmental Management College of China,Qinhuangdao Hebei066004;2.Zhejiang Huazhang Science and Technology L td.,Tongxiang Zhejiang314500)

The sewage will produce a large number of sludge after sedimentation,which need deep dewatering in order to save the area occupied by sludge piles.This article carried out contrastive study on the operation principles,equipment choose and application fields of the two types of sludge mechanical deep dehydration machines：frame and belt filters.

sludge deep dehydration;press filter;frame filter;belt filter

X505

A

1008-813(2010)05-0047-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.05.015

2010-09-11

程俊(1981—),女,河北省撫寧縣人,畢業(yè)于河北理工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè),碩士,主要從事水處理方面的研究。