污泥處理設(shè)備低產(chǎn)能原因分析
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隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，市政污水和污泥的產(chǎn)量急劇增加。污泥是污水處理廠處理污水過程中產(chǎn)生的沉淀物，包括污水中的泥砂、纖維等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀體、各種膠體、有機質(zhì)及吸附的金屬元素、微生物等，是污水處理后產(chǎn)生的二次污染物，需要進行后續(xù)處理，處置方式主要包括土地利用、衛(wèi)生填埋和焚燒等。某污水處理廠購置了一套污泥處理設(shè)備，對污水處理產(chǎn)生的污泥進行處理，將污泥作為土地利用。污泥處理設(shè)備的預(yù)期指標是：把含水量80%的污泥干燥處理到40%以下，生產(chǎn)規(guī)模日處理量10～20噸/天。在設(shè)備安裝使用后，設(shè)備處理污泥的能力無法達到預(yù)期指標，并出現(xiàn)污泥處理過程中堵料現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。本文通過分析污泥的處理工藝，并通過分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)，結(jié)合污泥處理設(shè)備的運行試驗，對污泥處理設(shè)備低產(chǎn)能原因進行分析。
1 工藝流程分析
污泥處理設(shè)備的工藝流程主要包括污泥處理流程和制備干粉流程。污泥處理流程是污泥處理的主要過程，直接影響污泥處理設(shè)備的生產(chǎn)效率，其工藝流程主要包括：
（1）物料儲存及配比：含水量80%的污泥存放在儲泥罐中并攪拌，干粉儲存在儲料斗中，分別在計量斗中稱重后進入攪拌機中混合攪拌。
（2）混合攪拌后破碎：當攪拌機中的污泥和干粉混合均勻后，將其輸送到接料斗，通過開啟手動閥門，將混合好的污泥和干粉送入破碎機中破碎，將污泥細化。
（3）振動篩分：將經(jīng)過破碎機破碎后的污泥通過螺旋輸送機輸送到振動篩中，分選不同大小的污泥，大顆粒污泥進行二次破碎后重新回到振動篩中，合格的顆粒用于土地利用，細粉進入制備干粉流程。
制備干粉流程是污泥處理流程中干粉的主要來源。在制備干粉的過程中，除了加入污泥處理流程中生產(chǎn)的細粉，還需要加入調(diào)理劑和脫臭殺菌劑。調(diào)理劑為生物質(zhì)顆粒燃料燃燒后的產(chǎn)物、粉煤灰或其混合物，增強污泥的干化脫水性能；脫臭殺菌劑用于除臭和殺死污泥中大量的細菌。這些原料組按質(zhì)量百分比混合、攪拌，通過振動篩分，篩選出合格粒徑的顆粒形成干粉，剩余顆粒經(jīng)過破碎機破碎后重新回到攪拌機中。
2 污泥處理設(shè)備結(jié)構(gòu)
污泥處理設(shè)備主要包括儲泥罐、儲料斗、計量斗、犁刀攪拌機、接料斗、破碎機、螺旋輸送機、振動篩、斗提機、烘干機、除塵系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)等組成。
儲泥罐容積為7.5m3，采用5mm鋼板制作并配有攪拌裝置和螺旋出料裝置，用于存放一部分污泥原料；計量斗容積為0.4m3，安裝有氣動振動裝置、底部孔板和氣動閥門，對從儲泥罐中釋放的污泥稱重并自動卸料；犁刀攪拌機安裝在污泥處理設(shè)備中間位置，對污泥和干粉進行攪拌、混合均勻；接料斗安裝有氣動振動裝置，其底部安裝有底部孔板和手動閥門，接收來自犁刀攪拌機的污泥，并釋放至破碎機中；破碎機主要對較大體積的污泥塊破碎，使其達到要求尺寸；螺旋輸送機主要起運輸作用，將破碎后的污泥輸送至振動篩；振動篩對污泥篩分，得到不同粒徑的污泥顆粒。在設(shè)備運行過程中，除塵系統(tǒng)可以將產(chǎn)生的灰塵吸入袋中，保障良好的工作環(huán)境。
污泥處理設(shè)備采用PLC編程，在控制柜的觸摸屏上自動控制污泥和干粉的配比和稱重、攪拌，以及接料，降低了工人的勞動強度，提升了工作效率。
3 設(shè)備運行試驗
為了找到污泥處理設(shè)備產(chǎn)量較低的原因，對污泥處理設(shè)備做運行試驗，包括手動配料試驗和破碎機試驗。入料量直接影響污泥處理設(shè)備的工作效率，分析入料情況十分必要；破碎機是污泥處理流程的關(guān)鍵部分，其實現(xiàn)大塊污泥的細化，減小污泥的尺寸，其工作情況是否正常也直接影響設(shè)備的工作效率。
3.1 手動配料試驗
通過人工將試驗污泥加料到儲泥罐，將干粉加料到儲料斗，分別對污泥計量斗和干粉計量斗的稱重系統(tǒng)調(diào)校后，手動控制秤污泥62.5kg、干粉393kg，放料至犁刀攪拌機內(nèi)攪拌，干粉實際入料300kg，混合比1：4.8。放料過程中，污泥無法流出，從污泥計量斗下方疏通孔板完成放料，并攪拌10min，放料至接料斗。配料試驗結(jié)束后，拆出污泥計量斗下方的孔板清洗，發(fā)現(xiàn)孔板原來殘留在污泥儲罐內(nèi)的板結(jié)污泥堵塞。
3.2 破碎機試驗
采用污泥與干粉1：3混合的物料單獨對破碎機的破碎能力進行測試。物料從接料斗的開口處倒入，兩種不同物料的破碎情況如下：
物料粒徑 | 重量（kg） | 破碎機運行情況 |
泥料顆粒經(jīng)過挑選，粒徑小于20mm | 30 | 運行正常，耗時2分13秒 |
泥料顆粒含較多大顆粒物料，粒徑為42mm | 30 | 出現(xiàn)堵料現(xiàn)象 |
從上表可以看出，當污泥顆粒含較多大顆粒物料時，從料斗加料時，出現(xiàn)堵料現(xiàn)象。拆除破碎機上方接料斗的放料閥門，泥料直接從料斗進入破碎機入口，重新加入含較多大顆粒物料30kg進行試驗，順利完成破碎，耗時1分28秒。
從破碎機入口處隨意投入大塊泥料，瞬間破碎。
4 污泥處理設(shè)備低產(chǎn)能原因分析
由設(shè)備運行試驗可知，在污泥處理設(shè)備運行過程中，會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。通過試驗發(fā)現(xiàn)，堵塞主要出現(xiàn)在污泥計量斗和接料斗中，使得污泥入料量減少，達不到設(shè)計的產(chǎn)能要求。
污泥計量斗落料口孔板上分布了兩圈孔，共24個，孔的直徑為Φ27mm。當污泥處理完成并停機時，未對污泥處理設(shè)備內(nèi)的污泥進行清理，使其在計量斗落料口孔板處板結(jié)，堵塞落料口；待下次開機使用時，進入污泥計量斗的污泥無法從落料口孔板流出，無法進入后續(xù)污泥處理流程，使得污泥處理設(shè)備的產(chǎn)能較低。
同時，當污泥和干粉在攪拌機中攪拌混合均勻后，進入接料斗中，并通過接料斗底部的放料閥門控制進入破碎機中的污泥量。從破碎機運行試驗可知，當加入儲泥罐的泥料經(jīng)過挑選使得粒徑為20mm以下時，泥料能夠順暢地進入破碎機，并完成破碎；當加入儲泥罐的泥料含有較多大顆粒物料（粒徑為42mm）時，接料斗中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，進入破碎機中的污泥量較少，且在破碎機中直接投入大塊物料能瞬間完成破碎。因此，接料斗的放料閥門對污泥處理設(shè)備的產(chǎn)能影響較大。放料閥門中的開孔為定值，當從攪拌機中出料的泥塊體積較大時，會堵塞放料閥門的開口，導(dǎo)致污泥無法進入破碎機中，降低污泥處理設(shè)備產(chǎn)量。
由上可知，污泥處理設(shè)備低產(chǎn)能主要原因為：
（1）污泥計量斗中孔板處被泥板堵塞，抑制了污泥原料的供應(yīng)，降低了生產(chǎn)效率。
（2）接料斗中放料閥門處的開孔會被體積較大的泥塊堵塞，阻止混合均勻后的污泥進入破碎機中，降低了污泥處理設(shè)備的產(chǎn)能。
5 結(jié)論
隨著市政污水和污泥的產(chǎn)量急劇增加，污泥的處理問題逐漸凸顯，污泥處理設(shè)備的數(shù)量也在增多。本文以某污水處理廠購置的污泥處理設(shè)備為研究對象，分析了污泥的處理工藝，并通過分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)，結(jié)合污泥處理設(shè)備的運行試驗，得出污泥處理設(shè)備的低產(chǎn)能原因，一是污泥計量斗中孔板處被泥板堵塞導(dǎo)致污泥原料的供應(yīng)被抑制，二是接料斗中放料閥門處的開孔會被體積較大的泥塊堵塞并阻止混合均勻后的污泥進入破碎機中，降低了進料量。研究結(jié)果對設(shè)備制造企業(yè)的改良設(shè)計和設(shè)備使用方的日常使用具有指導(dǎo)意義。
