污泥脱水及干化工艺调研

污泥脱水及干化工艺调研内容摘要：

泥量、滤布走速，泥耙夹角和高度均可进行有效地调节以达到预期的浓缩效果。 污泥浓缩脱水一体化设备浓缩过程是关键控制环节，因此水力负荷显得更为重要。 一般，设备厂家通常会根据具体的泥质情况提供水力负荷或固体负荷的建议值。 应当注意的是，不同厂商设备之间的水力负荷可以相差很大，质量一般的设备只有 20～ 30m3／ (m 带宽 •h)，但好的设备可以做到 50～ 60m3/(m 带宽 •h)甚至更高，设备带宽最大为。 在没有详细的泥质分析资料时，设计选型的水力负荷可按 40～ 45m3/(m 带宽 •h)考虑。 深圳罗芳污水处理厂，肇庆污水处理厂等采用了带式机械浓缩机。 5） 转鼓机械浓缩 转鼓转筛机械浓缩机 (Rotary Drum Thickener,RDT 或 Rotary Sieve Thickener,RST)或类似的装置主要用于浓缩脱水一体化设备的浓缩段，转鼓机械浓缩是将经化学混凝的污泥进行螺旋推进脱水和挤压脱水 [14]，是污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。 宜兴华都琥珀环保机械制造有限公司采用德国琥珀公司的技术和 标准进行生产制造的ROS2 系列污泥浓缩机采用浓缩挤压，对含固率大过 ％的污泥可浓缩到含固率 6～ 10%以上。 ， ， ， 污泥浓缩机污泥处理量分别为 8～ 15， 18～ 30， 35～50， 60～ 100m3/h。 转鼓机械浓缩 /带式脱水或转鼓机械浓缩 /转鼓机械脱水一体机的工艺参数主要是单台设备单位时间的水力接受能力及固体处理能力。 ， ， ， 污泥浓缩机污泥处理量分别为 8～ 15， 18～ 30， 35～ 50， 60～ 100m3/h。 德国 ROEDIGER 公司生产的转鼓预浓缩与带式一体化污泥脱水机已被应用于天津经济技术开发区污水处理厂 (TEDA 污水处理厂 )， ROS2 系列污泥浓缩机已应用于重庆北涪污水处理厂，江西南昌朝阳洲污水处理厂等。 2. 污泥浓缩工艺的发展趋势 1） 重力浓缩工艺 逐渐被取代 随着污水排放标准不断提高，欧洲以单一去除 COD 为目的的污水处理工艺已不多见，代之以除磷脱氮为主要对象的生物营养物去除工艺，在我国以后的污水处理工艺亦将如此。 释磷条件需要改变。 重力浓缩法，维修管理及动力费用低，但占地面积大，卫生条件差，浓缩效果较差，不能 有效地去除污泥中的水分，由于污泥在重力浓缩池停留时间长，浓缩池中形成厌氧环境，富磷污泥在浓缩中释磷现象严重，使整个系统的除磷效果变差，使用受到了限制，在污水处理厂中会逐步被取代。 2） 浓缩 脱水一体化设备 的发展 浓缩脱水一体化设备具有工艺流程简单、工艺适应性强、自动化程度高、运行连续、控制操作简单和过程可调节性强等一系列优点，正得到越来越多的设计单位和用户特别是中小污水处理厂用户的关注。 国家经济贸易委员会、国家税务总局二 OOO 年二月二十三日关于公布《当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录》（第一批）的通 知将带式脱水机与污污泥脱水及干化工艺调研 7 泥浓缩机一体化装置和卧螺式离心脱水机与污泥浓缩机一体化装置列为国家鼓励发展的环保产业设备（产品），主要用于城市污水及工业废水处理。 在采用污泥浓缩脱水一体化机的工程中，各污水处理厂的污泥进入污泥浓缩脱水一体化设备前，均有污泥贮泥池或污泥均质池（实际上相当于浓缩池），其停留时间甚至比重力浓缩池停留时间还长，如天津经济开发区污水处理厂采用德国 ROEDIGER 公司生产的转鼓预浓缩与带式一体化污泥脱水机， SBR 反应池剩余污泥排入贮泥池，经 48 小时沉淀后排入污泥脱水机房进行污泥脱水，进入转鼓预浓缩前 的污泥含水率大多数情况在 94～ 96％。 昆明市第三污水处理厂将含固率为 ％～ ％的剩余污泥从 ICEAS 池泵入贮泥池（ HRT=7 日），在池中间歇曝气间歇浓缩交替进行以防止磷的析出，并使污泥浓缩到含固率为 ％，然后进入带式浓缩机和带式脱水机。 污泥浓缩脱水一体化设备的目标与实际应用存在一定的差距，如果把长 HRT 的贮泥池看成是重力浓缩池的话，甚至可以认为污泥浓缩脱水一体化设备比传统污泥处理工艺在工艺流程上更加复杂，多了浓缩段，污泥浓缩脱水一体化设备的应用需进一步要完善。 根据各环保设备厂样本介绍，污泥 浓缩脱水一体化机适用于进泥含水率在 ％以下，含水率高于 ％不宜直接进入一体化污泥浓缩脱水机，需要先经过其它浓缩方法浓缩。 实际应用上一体化设备的对进泥含固率的要求更高，故需进一步研究开发对低浓度污泥浓缩新技术。 常用浓缩方法的特性比较 浓缩方法 优点 缺点 适用范围 重力浓缩法 贮泥能力强，动力消耗小；运行费用低，操作简便 占地面积较大；浓缩效果较差，浓缩后污泥含水率高；易发酵产生臭气 主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥 气浮浓缩法 占地面积小；浓缩效果较好，浓缩后污泥含水率较低；能同时去除油脂，臭气较少 占地面积、运行费用小于重力浓缩法；污泥贮存能力小于重力浓缩法；动力消耗、操作要求高于重力浓缩法 主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。 特别适用于浓缩过程中易发生污泥膨胀、易发酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥 离心浓缩法 占地面积很小；处理能力大；浓缩后污泥含水率低，全封闭，无臭气发生 专用离心机价格高；电耗是气浮法的 10 倍；操作管理要求高 目前主要用于难以浓缩的剩余活性污泥和场地小，卫生要求高，浓缩后污泥含水率很低的场合 四、 污泥脱水 污水经过沉淀处理 后会产生大量污泥，既使经过浓缩及消化处理，含水率仍高达 95%以上 ，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水 （ Dewater, Dehydrate） 处理，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。 滤脱水、压滤脱水及离心脱水三大类。 国内污水处理厂常用的 有 压滤机（包括带式压滤机及板框式压滤机）和离心式脱水机。 污泥脱水及干化工艺调研 8 1. 带式压滤脱水机 （ Belt Filter Press） 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，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。 滤带驱动系统构成。 作机型选择时，应从以下几个方面加以考虑： （ l）滤带。 要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时还应考虑污泥的具体性质，选择适合的编织纹理，使滤带具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截性能。 （ 2）辊压筒的调偏系统。 一般通过气动装置完成。 （ 3） 滤带的张紧系统。 一般也由气动系统来控制。 滤带张力一般控制在 － ，常用值为。 （ 4）带速控制。 不同性质的污泥对带速的要求各不相同，即对任何一种特定的污泥都存在一个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，又能得到高质量的泥饼。 带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还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。 同时，由于带式压滤脱水机进入国内较早，已有相当数量的厂家可以生产这种设备。 在污水处理工程建设决策时，可以选用 带式压滤机以降低工程投资。 目前，国内新建的污水处理厂大多采用带式压滤脱水机，例如北京高碑店污水处理厂一期工程五台脱水机全部是带式压滤脱水机，自带、辊压筒、滤投入运行以来情况良好，所以在二期设备选型时仍然选用了这种机型。 以无锡 金源环境保护设备有限公司 生产的 DYN 型带式污泥脱水机为例作一说明： 经絮凝处理的污泥进入布泥机构后，首先进重力脱水区，这一段为较长的水平运动段和很小角度的和升段，在这区段滤浆在滤带上随滤带一起运动：在重力作用下，自由水与絮团分离，脱除滤浆中大部分的自由水。 滤浆基本失去流动性。 然后进入 楔形区脱水，楔形区主要作用是使滤浆进一步平整、厚度均匀，同时受到轻度挤压，由上下滤带形成的楔形空间由大到小，最后两滤带合拢，使夹在滤带中间的滤浆受到的挤压逐步增加，水份不断地从滤浆中排出，此时滤浆已失去流动性，为下一步进入压榨脱水区作好准备。 压榨脱水区的辊按直径由大到小的顺序布置，滤浆受到的压榨力由小逐渐增大，经数个压榨辊对滤饼进行呈 S 形的压榨、错动、剪切后，滤浆脱去大部分结合水，完成了污泥脱水。 滤带经过卸料机构时，泥饼被刮刀从滤带上刮落。 上下滤带经清洗再生后重新返回脱水区，完成了一次污泥脱水的循环。 主 要性能 和 规格 如下 ： 形式 处理能力 m3/hr 滤带宽度 mm 滤带速度 m/min 冲洗水量 m3/hr 冲洗水压 MPa 气压 MPa 泥饼含水率 % DY500 ~3 650 ~5 4 ~ 65~85 DY1000 3~5 1150 ~5 ~ 65~85 DY1500 5~ 1650 ~5 10 ~ 65~85 DY2020 9~12 2150 ~5 12 ~ 65~85 DY3000 12~15 3150 ~5 18 ~ 65~85 污泥脱水及干化工艺调研 9 DYN型带式污泥脱水机 DYN型带式污泥脱水机 DY 系列带式压榨过滤机 目前带式压滤机有了新的发展，特别是对滤带的研究。 CleanTech 公司的 IK 带式污泥浓缩脱水一体机采用的滤带为立毛纤维滤带，污泥介于“方向性立毛纤维”滤带之间，借由污泥脱水及干化工艺调研 10 两侧凸凹排列的滚轮，逐渐增加压力脱水，分离水则轻易从槽沟排出，有效地解决了滤液排出困难、污泥侧滑逃离及滤带阻塞的问题。 立毛纤维型 IK污 泥脱水机 2. 离心式脱水机 （ Centrifuge） 主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。 污泥颗粒比重较大，因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。 固体层的污泥在螺旋输送 器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。 成本都相当高，很不经济。 转载的长度越长，污泥的含固率就越高，但转载过长会使性能价格比下降。 使用过程中，转载的转速是一个重要的控制参数，控制转毂的转速，使其既能获得较高的含固率又能降低能耗，是离心脱水机运行好坏的关键。 目前，多采用低速离心脱水机。 在作离心式脱水机选型时，因转轮或螺旋的外缘极易磨损，对其材质要有特殊要求。 新型 离心脱水机螺旋外缘大多做成装配块，以便更换。 装配块的材质一般为碳化钨，价格昂贵。 前些年， 国内只有为数不多的几个厂家可以生产小型离心脱水机，如果选择大型离心脱水机，就只能依靠进口，会增加工程投资，同时，离心脱水机受污泥负荷的波动影响较大，对运行人员的素质要求较高，因此一般污水处理厂均不采用离心脱水工艺。 但近几年来，随着科技进步，离心式脱水机的脱水技术在国外有了长足进展，例如瑞典 Alfa Layal 公司生产的螺旋离心式脱水机，其泥饼含固率可达 30％以上，而 且操作是在全封闭的环境中进行，脱水机周围没有任何污泥及污水存在，也没有恶臭气味，可以大大改善运行人员的工作环境，因而受到业界人士的青睐。 近些年，国内对离心脱水机的研究和开发也取得了一定的成果。 上海市离心机械研究所有限公司 研制开发的污泥离心（浓缩）脱水成套设备已经有了较多的工程应用，如 深圳市南山污水处理厂于 2020 年通过公开招标中标了上海市离心机械研究所生产的离心式污泥脱水成套设备 LW530NY， 当进料浓度 %时，最大处理量可达 50m3/h，脱水后泥饼含固率＞30%； 东莞市东江水务有限公司公司市区污 水处理厂使用 该公司 生产 的 LW4501940NY 离心式污泥脱水成套设备，运行参数如下：污泥含固率： %，脱水污泥含固率： 2831%，固相回收率 ≥95% ，处理量 ≥45m3/h ，成套功耗： 28KW。 该离心脱水机产品现在已经在国内几十个城市污水处理厂、石化废水处理厂等单位得到应用，就上海离心机械研究所提供的数据及资料而言，取得的效果还是不错的，受到了客户的认可。 目前国内污泥脱水中带式压滤机的应用较为广泛，而离心脱水机是近几年才日益受到人们的重视，人们对带式压滤机和离心脱水机的性能比较和讨论也很多。 以下为离心脱水机生产厂商提出的 离心脱水机相对带式压滤机 的优势 ： 污泥脱水及干化工艺调研 11 1） 卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于没有滤网，不会引起堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷； 2） 离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对剩余活性污泥需投药量大且脱水困难； 3）离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求较高； 4）在离心机内， 细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一般混合污泥脱水时的加药量为： kg/t[干泥 ]，污泥回收率为 95％以上，脱水后泥饼的含水率为65%75%左右，而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污。