污泥机械深度脱水方法对比研究

程 俊,胡小虎,姚宝军

(1.中国环境管理干部学院,河北秦皇岛066004;2.浙江华章科技有限公司,浙江桐乡314500)

污泥机械深度脱水方法对比研究

程 俊1,胡小虎2,姚宝军1

(1.中国环境管理干部学院,河北秦皇岛066004;2.浙江华章科技有限公司,浙江桐乡314500)

污水经过沉淀处理后会产生大量污泥,必须经过脱水处理,以减少污泥堆置的占地面积。就板框式、带式两种污泥机械深度脱水的工作原理、设备选型以及应用领域等问题进行了对比研究。

污泥深度脱水;压滤机;板框机;带式机

污水经过沉淀处理后会产生大量污泥,污水厂剩余污泥的处理处置是污水处理系统的一个重要组成部分。长期以来我国对污水厂剩余污泥的处理只停留在浓缩脱水阶段,对后续的处置未予以足够的重视,导致污泥的二次污染问题日益严重。因此,有必要对剩余污泥进行深度脱水,下面主要对常用的两种污泥机械深度脱水技术进行介绍和比较。

1 污泥机械深度脱水技术

污泥深度脱水就是利用过滤介质两面的压力差,强制性地使污泥水分通过过滤介质,从而形成滤液,使固体颗粒物质被截留在介质上,形成滤饼,达到深度脱水的目的。深度脱水技术可有效降低企业投资和运行成本。目前应用较多的机械深度脱水方法有板框式和带式两种。

1.1 板框式污泥脱水技术

1.1.1 工作原理及主要特点

板框式污泥脱水是将根据污泥特殊设计的分散布浆系统在网面上形成均匀的湿板元,并多层湿合,形成湿板。在压滤过程中,污泥的过滤是靠滤布和滤饼层来完成的。过滤开始时,滤饼还没有形成,主要靠滤布作为过滤介质,滤液仅需克服过滤介质的阻力,当滤饼逐渐形成后,泥饼成为主要的过滤介质,滤液还需克服滤饼本身的阻力。

1.1.2 选型

在脱水实验中,用板框机可以将最难脱水的城市污泥在半小时内压榨到含固率55%以上,所以板框机是应用最为广泛的污泥压滤设备。在设备选型过程中,主要考虑以下几个因素：(1)滤饼的含固率。滤饼含固率的提高,不仅有利于减少污泥堆置面积,而且可以大大节约运输成本,因此滤饼含固率是选择污泥脱水方法的重要指标之一。板框式压滤机与其他类型污泥脱水机相比,滤饼含固率最高,可以达到35%左右。(2)板框的材质。板框的材质有铸铁、增强聚丙烯、玻纤耐高温聚丙烯、不锈钢等供选择。(3)滤板的移动方式。为了减轻操作人员的劳动强度,要求通过液压一气动装置全自动或半自动来完成。(4)滤布及滤板的材质。滤板和滤布要求耐酸、耐腐蚀;滤布需要具有一定的抗拉强度,以免频繁更换。(5)滤布的振荡装置。为了使滤饼易于脱落,要选择合适的滤布振荡装置。

1.2 带式压滤脱水技术

1.2.1 工作原理及主要特点

带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层,从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过,把污泥层中的毛细水挤压出来,主要依靠的是滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力,获得含固量较高的泥饼,从而实现对污泥的脱水。

带式压滤脱水机具有出泥含水率较低且工作稳定启耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。污水处理工程建设中可以选用带式压滤机以降低工程投资,国内新建的污水处理厂大多采用带式压滤脱水机。

1.2.2 选型

一般带式污泥脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。在带式污泥脱水机选型时主要考虑滤带、带速、辊压筒的调偏系统、滤带的张紧系统、压榨时间五个因素。现结合某厂生产实践进行选型分析：

(1)滤带

滤带的选择是否合适,关系到带式污泥脱水机的处理能力。污泥的具体性质,要求滤带能耐曲折,具有一定耐酸碱性、耐温度变化性,还要有较高的抗拉强度;同时还要选择适合的编织纹理,使滤带具有良好的透气性能以及对污泥颗粒的拦截性能。某厂通过在相同带速下,选择不同滤带时的污泥脱水率如图1所示：

图1 污泥相同带速不同滤带实验对比

(2)带速的控制

适当提高滤带的运行速度,就能相应地提高污泥泵的流量,从而提高带式污泥压滤脱水机的处理量。而不同性质的污泥对带速的要求不相同,即对特定污泥确定最佳的带速控制范围。在该范围内,脱水系统既能保证一定的处理能力,又能得到质量高的泥饼。某厂在相同条件下,测定了两种不同带速下,带式压滤机的滤饼的含固率,如下图所示：

图2 相同工艺不同带速下的污泥含固率

(3)辊压筒的调偏系统

一般通过气动装置完成。

(4)滤带的张紧系统

一般由气动系统来控制,也有通过电机调节辊子的轴距来实现的。

(5)压榨时间

压榨时间与车速、棍子的个数及棍子的包角有关,个数越多或者包角越大对污泥滤带的挤压时间越长。

2 污泥机械深度脱水技术比较

主要是通过实验,分别选用水处理厂所产生的生活污泥、糖榨污泥、造纸污泥、市政污泥,以及污水处理厂的生活污水与造纸污水为1∶5处理产生的混合污泥,对带式污泥压滤机与板框式污泥压滤机在产量上做比较,并结合实验对两种深度脱水技术在使用领域上进行概述。

2.1 产量对比

板框机与带式机的产量比较的因素较多,可以改变其中的参数使板框机和带式机达到相同的产量。

2.1.1 带式污泥压滤机产量计算

带式机的产量主要取决于带式机的门幅、车速、进出泥厚度、出料干度。具体计算见表1、表2。

表1 带式机单机产量计算

表2 带式机物料衡算

2.1.2 板框污泥压缩机产量计算

板框机取决于进料厚度、出料厚度、单个板框面积、板框数量、进料时间、压榨时间、卸料时间、出料干度等。具体计算见表3。

表3 板框机机污泥产量计算表

2.2 使用领域对比

2.2.1 带式污泥压滤机

带式污泥压滤机的一大优势是可以连续化运转。但是在污泥脱水过程中污泥属于开放式的,容易跑泥,必须添加固泥设备(如固泥网),增加污泥在压榨过程中与滤布之间的阻力,提高压榨效果,增加厚度,提高产量。因此,带式机进料污泥的含固率必须是50%以上,而且是不易流淌的污泥。如若压榨含固率低的污泥,必须增加附属设备,比如添加木屑等设备的料斗,更换滤布等等。所以带式机适用于含固率较高的污泥,如云南延炜贸易有限公司糖榨污泥、广东建晖造纸污泥以及富阳污水处理厂混合污泥。

2.2.2 板框式污泥压滤机

板框式污泥压滤机在结构上对污泥的压滤是密封的,所以不用担心出现带式机的跑泥现象,使用范围比带式机更为广泛。

板框机由于工艺不同,进料有所不同,高含水率的污泥可以通过轴流泵直接打入板框中,浓度高的必须加水稀释才能打入板框。这样可以大大增加污泥的压滤时间。为此采用了不同的进料方式,使用螺杆泵可以将高浓度污泥直接打入板框,提高了其使用范围。进料也可分为中心进料和角进料,中心进料就是在污泥进入板框机时是从板框的中心轴部进料,角进料则是污泥通过板框机的边角进泥口进料。所以,板框机适用于所有种类的污泥,唯一缺点是压榨周期长,而且多数设备还需要添加混凝剂。

3 结论

随着环境意识的提高,人们越来越重视水污染的治理,越来越多的污水处理厂被投入使用。污水处理厂污泥没有真正达到稳定化、无害化处理,对环境带来了再次污染的隐患,污泥处理的发展必然要向无害化、减量化、资源化发展。为了减轻污泥运输以及处置压力,污泥机械深度脱水成为了解决污泥处理处置的有效办法。

对带式污泥脱水机和板框式污泥脱水机这两种常用的污泥机械深度脱水方法进行原理特点介绍以及比较,为选择污泥处置方法提供了参考。带式污泥脱水机由于进入国内较早,已有相当数量的厂家可以生产这种设备。目前,国内新建的污水处理厂大多采用带式污泥脱水,而用板框机可以轻松地将最难脱水的城市污泥在半小时内压榨到含固率55%以上,且不用任何添加絮凝剂,所以板框机是应用最为广泛的污泥压滤设备。

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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,河北省抚宁县人,毕业于河北理工大学化学工艺专业,硕士,主要从事水处理方面的研究。