1 目前國(guó)內(nèi)污泥處理現(xiàn)狀
近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展,供排水管網(wǎng)擴(kuò)建,污水處理廠的增加,污泥產(chǎn)量越來(lái)越多,但是目前國(guó)內(nèi)污泥處理處置水平很低,污泥經(jīng)過(guò)常規(guī)的濃縮脫水后,主要是棄置,難以達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的要求,并帶來(lái)環(huán)境的二次污染和供排水、污水處理正常運(yùn)行的困難。雖然有些水處理企業(yè),也投入一些污泥機(jī)械脫水設(shè)備,由于技術(shù)落后,出泥干度低,總是不盡人意?!秶?guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見(jiàn)》已把污泥減量化、資源化利用,作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。推行城市污泥的無(wú)害化,減量化,資源化利用已經(jīng)成為行業(yè)專家、公眾共同關(guān)注的焦點(diǎn),進(jìn)入“十二五”之后已經(jīng)成為地方政府的施政目標(biāo)。因此污泥處理處置,已經(jīng)成為污水處理,環(huán)境整治過(guò)程中的新課題,成為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),建設(shè)和諧社會(huì)的新任務(wù)。
2 污泥機(jī)械脫水設(shè)備的改革
2.1 國(guó)內(nèi)外污泥處理設(shè)備技術(shù)產(chǎn)品的狀況、問(wèn)題、趨勢(shì)
(1)國(guó)內(nèi)在水處理過(guò)程中所采用的機(jī)械脫水設(shè)備情況
機(jī)械脫水的種類,按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水和離心脫水三大類。真空過(guò)濾脫水系統(tǒng)將污泥置于多孔性過(guò)濾介質(zhì)上,在介質(zhì)另一側(cè)造成真空,將污泥中的水分強(qiáng)行“吸入”,使之與污泥分離,從而實(shí)現(xiàn)脫水。常用的設(shè)備有各種形式的真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾脫水機(jī)。壓濾脫水系統(tǒng)將污泥置于過(guò)濾介質(zhì)上,在污泥一側(cè)對(duì)污泥施加壓力,強(qiáng)行使水分通過(guò)介質(zhì),使之與污泥分離,從而實(shí)現(xiàn)脫水,常用的設(shè)備有各種形式的帶式壓濾脫水機(jī)和板框壓濾機(jī)。離心脫水系統(tǒng)通過(guò)水分與污泥顆粒的離心力之差使之相互分離從而實(shí)現(xiàn)脫水,常用的設(shè)備有各種形式的離心脫水機(jī)。
以上幾種脫水設(shè)備都已有一定的使用歷史,但具體使用情況存在很大差別。早期建設(shè)的污水處理廠,大多采用真空過(guò)濾脫水機(jī),但由于其泥餅含水率較高、噪聲大、占地也大,而其構(gòu)造及性能本身又無(wú)較大的改進(jìn),二十世紀(jì)80年代以來(lái),已很少采用。板框壓濾脫水機(jī)泥餅含水率較低,因而一直在采用。但這種脫水機(jī)為間斷運(yùn)行,效率低,且操作麻煩,維護(hù)量很大,所以使用并不普遍,僅在要求出泥含水率很低的情況下使用。帶式壓濾機(jī)是近幾年常用的脫水設(shè)備,它是把壓力施加在濾布上,用濾布的壓力和張力使污泥脫水,這種設(shè)備需要頻繁清洗濾布,反沖水消耗大、在反沖過(guò)程中二次生成的污水加大,且脫水效果并不理想。從了解的一些設(shè)備用戶來(lái)看,用戶對(duì)該設(shè)備的脫水性能很不滿意。離心脫水設(shè)備的脫水效果比較好,但它耗電量大,噪聲也大。從噪聲的角度講,它是一個(gè)較大的聲污染設(shè)備。另外,該設(shè)備較大的缺點(diǎn)是:一旦出現(xiàn)故障,維修時(shí)難以準(zhǔn)確掌握軸平衡,維修難度很大,中軸一旦產(chǎn)生平衡偏差,對(duì)設(shè)備的損壞極大??傮w分析,原來(lái)水處理市場(chǎng)中所用的脫水設(shè)備并不理想。
(2)國(guó)外在水處理過(guò)程中使用的污泥脫水技術(shù)設(shè)備情況
目前, 上較 的污泥脫水設(shè)備是加拿大法尼亞公司所生產(chǎn)的滾壓式污泥脫水機(jī)。對(duì)滾壓機(jī)污泥脫水的研究原由加拿大政府研究院開(kāi)始。法尼亞在1990年買下該研究技術(shù),再把其按商業(yè)及生產(chǎn)條件進(jìn)行改進(jìn),并于1991年開(kāi)始在加拿大LONGUEUIL 25萬(wàn)t/d一級(jí)化學(xué)增強(qiáng)污泥法的污水廠投產(chǎn)。該廠到現(xiàn)在已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)11年,24小時(shí)運(yùn)行,沒(méi)有發(fā)生重大故障。現(xiàn)在法尼亞在加拿大、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)及日本已有70多個(gè)項(xiàng)目。處理量由250t/d到3000萬(wàn)t/d。處理污泥有一級(jí)化學(xué)增強(qiáng)污泥、活性污泥、消化污泥、生物處理及人畜糞便、造紙等污泥。在2001年,日本離心機(jī)廠TOMOI向法尼亞購(gòu)買技術(shù)。
法尼亞滾壓式污泥脫水機(jī)不但具有濃縮、脫水一體化功能,而且具有耗能少、產(chǎn)出率高、性能穩(wěn)定、易損件少、維修量小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。但它同時(shí)也存在一些技術(shù)和性能缺陷:一是濾水板上的濾水孔的數(shù)量受技術(shù)結(jié)構(gòu)的影響,使有效濾水面積減少,進(jìn)而影響污泥脫水效率;二是設(shè)備的脫水效率直接受污泥進(jìn)口壓力的影響,而法尼亞公司的滾壓式污泥脫水機(jī)進(jìn)入設(shè)備的濕態(tài)污泥其壓力只能在60kPa內(nèi)調(diào)整,如果壓力過(guò)大,會(huì)造成濾板變形,損壞設(shè)備,壓力小,則泥餅產(chǎn)量低,效益差;三是法尼亞滾壓式污泥脫水機(jī)結(jié)構(gòu)中的濾板固定在一個(gè)轉(zhuǎn)鼓上,轉(zhuǎn)鼓在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中常常偏離水平,造成濾板傾斜,使濾板與相鄰部件產(chǎn)生碰撞和摩擦,這使濾板和相鄰部件產(chǎn)生損傷,增加了設(shè)備的維修量,減少了設(shè)備的使用壽命,同時(shí)增加了能耗。
(3)推廣使用高性能污泥脫水設(shè)備的意義
在污水處理過(guò)程中,污泥的處理是水處理工藝中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)之一。污泥的處理量將占處理水量的0.3%~0.5%,在污水處理廠的全部建設(shè)費(fèi)用中,用于處理污泥的將占20%~50%,甚至70%。而用來(lái)處理污泥的一個(gè)重要設(shè)備就是污泥脫水機(jī)。它能夠使污泥減量、穩(wěn)定、無(wú)害化和綜合利用。因此,使用高性能的污泥脫水設(shè)備,不僅是水處理的基本要求,而且可以減少污水處理單位費(fèi)用支出,有效解決治污單位的污泥處理問(wèn)題。
2.2 活塞式污泥脫水機(jī)
活塞式污泥脫水機(jī)正是應(yīng)我國(guó)環(huán)保形勢(shì)和環(huán)保市場(chǎng)的要求,近幾年開(kāi)發(fā)的新型、高效污泥脫水設(shè)備,它不但具有污泥濃縮、脫水一體化功能,使污泥減量、穩(wěn)定、無(wú)害化和綜合利用,而且性能具有耗能少、產(chǎn)出率高、性能穩(wěn)定、易損件少、維修量小、自動(dòng)化程度高,效果性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械類污泥脫水設(shè)備。
活塞式濃縮脫水機(jī)的情況介紹:
(1)產(chǎn)品用途:
該設(shè)備適用于高濃度、難以實(shí)現(xiàn)泵輸送介質(zhì)物料的濃縮與脫水,同時(shí)也適用于城市廢水初次處理污泥、城市廢水活性污泥、造紙、釀造業(yè),生物過(guò)濾污泥、化糞池、礦渣、屠宰廠等污泥或廢料的濃縮與脫水。
(2)設(shè)備性能特點(diǎn):
①脫水效率高:濃縮物料含水率為70%~79%。
②生產(chǎn)效率高:每小時(shí)可處理濃縮介質(zhì)40~45m3。
③固體介質(zhì)保留率高:大部分固體介質(zhì)保留在介質(zhì)濃縮餅中,不會(huì)隨水分流走,造成二次污染。
④可連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行:不需要停機(jī)清洗或更換濾網(wǎng)。
⑤操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高。
⑥性能穩(wěn)定可靠,活塞與濾網(wǎng)接觸為非金屬接觸,活塞低速運(yùn)動(dòng),故運(yùn)行可靠,部件極少損壞。
⑦本設(shè)備具有濃縮一體化功能。
⑧設(shè)備經(jīng)濟(jì)技術(shù)比高:設(shè)備功率小,生產(chǎn)能力大。
(3)技術(shù)分析:
①脫水效率高
該設(shè)備每個(gè)活塞缸為一個(gè)處理單元,對(duì)JS4-40型設(shè)備來(lái)說(shuō),缸的外徑為219mm,在缸內(nèi)壁上附有兩層精密制孔的不銹鋼孔板,孔板厚度分別為2mm和1mm,兩層孔板焊接與活塞缸缸壁形成一個(gè)剛性整體,內(nèi)層孔板的孔徑為0.2~0.25mm,致密的小孔和很小的孔徑,確保了絮凝后的污泥中的水分被及時(shí)排出,且污泥顆粒大部分保留缸體內(nèi),下排液只含有很少的顆粒物質(zhì)。這就保證了設(shè)備的脫水效率。
②處理量大
對(duì)JS4-40型設(shè)備來(lái)說(shuō),每個(gè)處理單元-活塞缸的內(nèi)徑為200mm,污泥在缸體內(nèi)縱向裝填長(zhǎng)度為1.4米,每個(gè)處理單元在一個(gè)壓力行程下,裝填污泥的體積為:0.044立方米,4個(gè)缸的總?cè)萘繛?.044×4=0.176立方米。全自動(dòng)電液推桿動(dòng)力傳動(dòng)使每個(gè)處理單元的活塞桿運(yùn)行壓縮4次/分鐘,故設(shè)備的處理能力為:0.176×4×60=42.24立方米/小時(shí)。在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下,輸入的污泥是連續(xù)的,也就是說(shuō)在活塞桿伸出和壓縮狀態(tài)下,缸體內(nèi)一直在輸入污泥,所以,實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,污泥的處理量要大于42.24,立方米/小時(shí)。
③全自動(dòng),實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守
本設(shè)備配置了自動(dòng)控制系統(tǒng),動(dòng)力傳動(dòng)和污泥輸入、泥餅輸出以及定時(shí)反沖都采用的自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守。
④設(shè)備全部密封,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)清潔,工礦衛(wèi)生好
本設(shè)備在污泥處理過(guò)程中,污泥處于密封狀態(tài),過(guò)濾的下排水直接通過(guò)管道排出,不像目前所使用的板框、帶式壓濾設(shè)備那樣工礦衛(wèi)生差。本設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)臭味,無(wú)污泥溢漏。
⑤使用壽命長(zhǎng)
本設(shè)備內(nèi)活塞缸的壓縮活塞結(jié)構(gòu)和缸體內(nèi)的不銹鋼過(guò)濾筒的接觸為非剛性接觸,過(guò)濾筒幾乎不被磨損。加之設(shè)備運(yùn)行速度慢,易損部件少,故設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。
⑥設(shè)備功率小,能耗低
本設(shè)備采用液壓動(dòng)力傳動(dòng),液壓站的電機(jī)功率為3kW,液壓傳動(dòng)力為30000NF,即3000公斤,每個(gè)處理單元的活塞推力(或壓力)為3000/4=750公斤,這一壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于污泥脫水所需要的擠壓力,并且和國(guó)內(nèi)脫水設(shè)備如板框、帶式、離心式脫水設(shè)備相比,其擠壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這些設(shè)備。
(4)經(jīng)濟(jì)分析
①占用人員少,減少人員開(kāi)支
本設(shè)備自動(dòng)化程度高,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,減少人員開(kāi)支。
②維護(hù)費(fèi)用低
本設(shè)備濾板有兩層厚度分別為2mm、1mm精密制孔的不銹鋼鋼筒組成,由于設(shè)備運(yùn)行速度低,過(guò)濾筒磨損極小,5年內(nèi)一般不需要檢查和更換濾板。主要檢修的部件在于處理單元中活塞的塑膠材料的膠板和密封圈,其檢修費(fèi)用每年在600元左右(含人工及部件費(fèi)用)。而板框壓濾機(jī)每4~6個(gè)月需要全部更換濾布,以同處理量設(shè)備相比,更換濾布費(fèi)用至少在5000~6000元,帶式壓濾機(jī)的濾布也是如此。相對(duì)離心式污泥脫水機(jī)來(lái)說(shuō),離心式脫水設(shè)備由于高速運(yùn)行,使得易損件增多,且容易發(fā)生故障,而一旦發(fā)生故障,中軸難以調(diào)整平衡,維修難度不但大,而且維修費(fèi)用高。
③藥劑用量少
本設(shè)備濾筒采用精密制孔,孔徑為0.05~0.25mm,由于孔板厚度大,形成的孔徑小于打孔理論直徑,由于孔徑小,就大大降低了對(duì)絮凝狀態(tài)的嚴(yán)格要求,絮凝用藥量明顯降低。對(duì)帶式壓濾機(jī)來(lái)說(shuō),絮凝一旦不好,泥水就會(huì)從履帶兩側(cè)溢出,且難以形成泥餅。而綜合比較目前脫水設(shè)備的濾板(布),離心式脫水機(jī)的網(wǎng)孔直徑較大,需要的加藥量也較大。使用本設(shè)備,對(duì)城市污水處理廠來(lái)說(shuō),配制0.2%的聚丙烯酰胺C496H溶液,100毫升剩余活性污泥僅加3毫升C496H溶液即可達(dá)到脫水要求。
④污泥處理干度自由調(diào)節(jié),增大處理能力,進(jìn)一步降低處理費(fèi)用
本設(shè)備的泥餅出口壓力可自由調(diào)節(jié),根據(jù)運(yùn)輸需要,可通過(guò)降低氣壓值,增加泥餅濕度,進(jìn)而提高處理量。
⑤能耗低
活塞式污泥脫水機(jī)動(dòng)力全自動(dòng)電液推桿作為動(dòng)力,電機(jī)功率為3kW,根據(jù)效能計(jì)算,本技術(shù)設(shè)備處理污泥能耗為6kWh/噸干固體,而脫水設(shè)備能耗為18.84~20kWh/噸干固體。而相對(duì)離心式污泥脫水機(jī)來(lái)說(shuō),能耗降低更明顯。
⑥設(shè)備全密封,生產(chǎn)工況好,節(jié)省了除臭通風(fēng)設(shè)備投資
與帶式壓濾機(jī)相比,帶式壓濾機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中,不但全部暴露,而且污泥常常從濾帶兩側(cè)溢出,工況條件極差。根據(jù)客戶需要,本設(shè)備可在泥餅出口下方,安裝泥餅輸送帶,將泥餅輸送到指定位置。
據(jù)測(cè)算,目前全國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)從業(yè)單位約3.5萬(wàn)家,從業(yè)人員近300萬(wàn)人,產(chǎn)業(yè)收入總額超過(guò)1.1萬(wàn)億元。其中污泥脫水機(jī)銷售收入占到環(huán)保產(chǎn)業(yè)總收入的15~20%左右。
3 國(guó)內(nèi)目前用于城市污水處理廠幾種代表性污泥脫水設(shè)備應(yīng)用情況和技術(shù)現(xiàn)狀
污水經(jīng)過(guò)沉淀處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥,即使經(jīng)過(guò)濃縮及消化處理,含水率仍高達(dá)96%,體積很大,難以消納處置,必須經(jīng)過(guò)脫水處理,提高泥餅的含固率,以減少污泥堆置的占地面積。
一般大中型污水處理廠均采用機(jī)械脫水。脫水機(jī)的種類很多,按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。下面就國(guó)內(nèi)污水處理廠經(jīng)常選用的壓濾機(jī)(包括帶式壓濾機(jī)及板框式壓濾機(jī))和離心式脫水機(jī)的工作原理、設(shè)備選型時(shí)需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題以及維護(hù)運(yùn)行成本等作一介紹。
3.1 帶式壓濾脫水機(jī)
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),依靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨和剪切力,把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái),獲得含固量較高的泥餅,從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。
一般帶式壓濾脫水機(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。作機(jī)型選擇時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮:
(1)濾帶。要求其具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn),同時(shí)還應(yīng)考慮污泥的具體性質(zhì),選擇適合的編織紋理,使濾帶具有良好的透氣性能及對(duì)污泥顆粒的攔截性能。
(2)輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。一般通過(guò)氣動(dòng)裝置完成。
(3)濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。濾帶張力一般控制在0.3~0.7MPa,常用值為0.5MPa。
(4)帶速控制。不同性質(zhì)的污泥對(duì)帶速的要求各不相同,即對(duì)任何一種特定的污泥都存在一個(gè)較佳的帶速控制范圍,在該范圍內(nèi),脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力,又能得到高質(zhì)量的泥餅。
帶式壓濾脫水機(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)的影響小,還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)。同時(shí),由于帶式壓濾脫水機(jī)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。在污水處理工程建設(shè)決策時(shí),可以選用帶式壓濾機(jī)以降低工程投資。目前,國(guó)內(nèi)新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機(jī),例如北京高碑店污水處理廠一期工程五臺(tái)脫水機(jī)全部是帶式壓濾脫水機(jī),投入運(yùn)行以來(lái)情況良好,所以在二期設(shè)備選型時(shí)仍然選用了這種機(jī)型。
3.2 離心式脫水機(jī)
離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)筒和帶空心轉(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)筒腔內(nèi)。污泥顆粒比重較大,因而產(chǎn)生的離心力也較大,被甩貼在轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁上,形成固體層。水密度小,離心力也小,只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)生液體層。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)筒的錐端,經(jīng)轉(zhuǎn)筒周圍的出口連續(xù)排出,液體則由堰口溢流排至轉(zhuǎn)筒外,匯集后排出脫水機(jī)。
離心脫水機(jī)關(guān)鍵的部件是轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒的直徑越大,脫水處理能力越大,但制造及運(yùn)行成本都相當(dāng)高,很不經(jīng)濟(jì)。轉(zhuǎn)筒的長(zhǎng)度越長(zhǎng),污泥的含固率就越高,但轉(zhuǎn)筒過(guò)長(zhǎng)會(huì)使性能價(jià)格比下降。使用過(guò)程中,轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速是一個(gè)重要的控制參數(shù),控制轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速,使其既能獲得較高的含固率又能降低能耗,是離心脫水機(jī)運(yùn)行好壞的關(guān)鍵。目前,多采用低速離心脫水機(jī)。在作離心式脫水機(jī)選型時(shí),因轉(zhuǎn)筒或螺旋的外緣極易磨損,對(duì)其材質(zhì)要有特殊要求。新型離心脫水機(jī)螺旋外緣大多做成裝配塊,以便更換。裝配塊的材質(zhì)一般為碳化鎢,價(jià)格昂貴。
離心脫水機(jī)具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)只有上海、浙江等地為數(shù)不多的幾個(gè)廠家可以生產(chǎn)小型離心脫水機(jī),如果選擇大型離心脫水機(jī),就只能依靠進(jìn)口,會(huì)增加工程投資,同時(shí),離心脫水機(jī)受污泥負(fù)荷的波動(dòng)影響較大,對(duì)運(yùn)行人員的素質(zhì)要求較高,因此一般污水處理廠均不采用離心脫水工藝。但近幾年來(lái),隨著科技進(jìn)步,離心式脫水機(jī)的脫水技術(shù)在國(guó)外有了長(zhǎng)足進(jìn)展,例如瑞典Alfa Laval公司生產(chǎn)的螺旋離心式脫水機(jī),其泥餅含固率可達(dá)30%以上,而且操作是在全封閉的環(huán)境中進(jìn)行,脫水機(jī)周圍沒(méi)有任何污泥及污水存在,也沒(méi)有惡臭氣味,可以大大改善運(yùn)行人員的工作環(huán)境,因而受到業(yè)界人士的青睞。
3.3 板框式壓濾脫水機(jī)
板框式壓濾機(jī)是通過(guò)板框的擠壓,使污泥內(nèi)的水通過(guò)濾布排出,達(dá)到脫水目的。它主要由凹入式濾板、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。設(shè)備選型時(shí),應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
(1)對(duì)泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機(jī)與其他類型脫水機(jī)相比,泥餅含固率較高,可達(dá)35%,如果從減少污泥堆置占地因素考慮,板框式壓濾機(jī)應(yīng)該是首選方案。
(2)框架的材質(zhì)。
(3)濾板及濾布的材質(zhì)。要求耐腐蝕,濾布要具有一定的抗拉強(qiáng)度。
(4)濾板的移動(dòng)方式。要求可以通過(guò)液壓-氣動(dòng)裝置全自動(dòng)或半自動(dòng)完成,以減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
(5)濾布振蕩裝置,以使濾餅易于脫落。與其他型式脫水機(jī)相比,板框式壓濾機(jī)較大的缺點(diǎn)是占地面積較大。以北京高碑店污水處理廠一期工程使用的帶式壓濾機(jī)和鞍山工業(yè)污水處理廠使用的板框式壓濾機(jī)為例作比較:高碑店污水廠處理污水量為50萬(wàn)t/d,污泥產(chǎn)量1852.5m3/d,干物質(zhì)92.63t/d,采用五臺(tái)德國(guó)KLEIN-KS30型帶式壓濾機(jī),每臺(tái)壓濾機(jī)的基礎(chǔ)占地面積僅為2750×3500mm,鞍山污水廠處理水量為22t/d,干物質(zhì)275t/d,采用六臺(tái)板框式壓濾機(jī),每臺(tái)壓濾機(jī)的基礎(chǔ)占地面積達(dá)2400×12000mm,同時(shí),由于板框式壓濾機(jī)為間斷式運(yùn)行,效率低,操作間環(huán)境較差,有二次污染,國(guó)內(nèi)大型污水處理廠已很少采用。但近來(lái)大量開(kāi)發(fā)研制工作,使其適應(yīng)了現(xiàn)代化污水處理廠的要求,如通過(guò)PLC系統(tǒng)控制就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行,其壓濾、濾板的移動(dòng)、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進(jìn)料等操作全部可通過(guò)PLC遠(yuǎn)端控制來(lái)完成,大大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
根據(jù)不同型式脫水機(jī)性能的比較分析可以看出,不同的污水處理廠在作污泥脫水方式選擇時(shí),應(yīng)從污泥特性、運(yùn)行狀況、人員素質(zhì)、對(duì)泥餅的要求以及資金、成本等幾個(gè)方面綜合考慮,才能作出相對(duì)合理的選擇。
4 河南省、上海市污泥處理現(xiàn)狀
4.1 河南省
目前河南污水廠采購(gòu)污泥脫水設(shè)備的主要目的是對(duì)污水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水,脫水后的污泥大多采用保守的填埋處理方法。污泥脫水機(jī)的作用是去除污泥中毛細(xì)水和表面附著水,從而縮小其體積,減輕其重量。污泥脫水設(shè)備以國(guó)產(chǎn)的帶式機(jī)和離心機(jī)為主,從目前設(shè)備效率來(lái)看,污泥脫水后含水率能從96%左右降到70~80%,其體積為原體積1/5以上,如能進(jìn)一步提高出泥干度,則能進(jìn)一步降低運(yùn)輸費(fèi)用和有利于污泥后續(xù)處理。
污泥處理處置是污水處理得以實(shí)施的保障,在發(fā)達(dá) ,其投資約占污水處理廠總投資的50~70%。據(jù)統(tǒng)計(jì),河南用于污泥處理處置的投資僅僅占污水處理廠總投資的20~50%,歷史欠賬較多,導(dǎo)致污泥處理處置技術(shù)裝備水平滯后,污泥處理量也處于嚴(yán)重滯后狀態(tài)。截止2008年底,河南省已建成城市污水處理廠136座,日處理污水586.8萬(wàn)噸,總投資118.6億元,并已全部實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。2008年,河南全省城鎮(zhèn)污水廠實(shí)際處理污水量14.9億立方米,實(shí)現(xiàn)了每縣都有一座污水處理廠的目標(biāo)。與此同時(shí),污水處理的副產(chǎn)品污泥的產(chǎn)生量也在大幅度增長(zhǎng)。
過(guò)去由于沒(méi)有嚴(yán)格的污泥排放監(jiān)管和政策要求,河南省內(nèi)污水處理廠普遍將污水和污泥處理單元?jiǎng)冸x開(kāi)來(lái),為了追求簡(jiǎn)單的污水處理率,盡可能的簡(jiǎn)化、甚至忽略了污泥處理單元。有的污水處理廠為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,將已建成的污泥處理設(shè)施長(zhǎng)期閑置,甚至將未處理的濕污泥隨意外運(yùn)、簡(jiǎn)單填埋或堆放,導(dǎo)致許多中心城市出現(xiàn)了污泥包圍城市的現(xiàn)象,并且逐步向中小城市蔓延,給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了不容忽視的安全隱患。
4.2 上海市
上海市污泥處理處置現(xiàn)狀在全國(guó)具有普遍性,具體表現(xiàn)為:因污泥處理不到位,達(dá)不到處理填埋的干度要求(干度≥40%),污泥外運(yùn)不出去,填埋場(chǎng)不歡迎,專用填埋場(chǎng)不能夠填埋,污泥資源化利用受阻。這一現(xiàn)狀,在上海乃至全國(guó)都普遍存在。
上海作為特大型城市,隨著污水廠不斷增加,污水量不斷增長(zhǎng),處理效率不斷提高,上海市污水處理廠污泥量也不斷增加,現(xiàn)實(shí)表明,上海市的污水處理廠污泥實(shí)現(xiàn)有效處理到了不得不解決的時(shí)刻。
上海市目前每處理1萬(wàn)m3的污水(視進(jìn)水污染物濃度高低)按照經(jīng)驗(yàn)值估算:
按照含水率80%計(jì)算,日產(chǎn)生5~8m3的污泥。
折算成干物質(zhì)估算,約1000~1600kg干物質(zhì)。
2007年,上海市48座城鎮(zhèn)污水處理廠,每日處理污水量457萬(wàn)立方米,每天約產(chǎn)生含水率80%的污泥3800立方米。
2010年,上海市污水處理率達(dá)到80%,每天處理污水量為540萬(wàn)立方米,每天產(chǎn)生含水率80%的污泥約3800立方米。
處理得當(dāng)?shù)奈勰?,在環(huán)境中處置時(shí)才會(huì)較大程度上避免有害影響的產(chǎn)生。污泥處置主要包括污泥濃縮、污泥機(jī)械脫水、污泥穩(wěn)定、污泥干化、污泥焚燒等等。
上海市目前污泥如何滿足填埋要求之辦法建議:
方法一、更換污泥脫水機(jī)械
上海市目前使用的污泥脫水設(shè)備絕大多數(shù)為離心及和帶式壓濾機(jī),脫水后的含水率在80%左右,且采用高分子藥劑聚丙烯酰胺調(diào)理,脫水后的污泥像“涼粉”,無(wú)法滿足填埋要求。
個(gè)別廠家為了提高污泥干度,采用板框式壓濾機(jī)替代原有的離心機(jī)和帶式機(jī),出泥干度是提高了,但是仍然無(wú)法滿足污泥有機(jī)物減量和穩(wěn)定的要求。
方法二:將污泥變成灰
也就是將污泥當(dāng)中的水分盡可能脫出來(lái)以后,采用焚燒的方法,將污泥變成灰分,這樣徹底滿足了填埋要求,灰分同時(shí)還可以作為建材制作、水泥的骨料。