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污泥脫水技術及設備選型
關鍵字：
污泥脫水技術及設備選型
【基本概述】
將流態的混合液經濃縮或消化污泥，減少、脫除水分，轉化為半固態或固態泥餅的過程稱作污泥脫水。經過脫水后，污泥含水率一般可降低到百分之七十至百分之八十五，視污泥和沉渣的性質和脫水設備的效能而定。污泥的進一步脫水則稱污泥干化，干化污泥的含水率一般低于百分之二十。脫水的方法，主要有自然干化法、機械脫水法。
【污泥分類】
常見污泥的分類：
1.生活污水廠二沉池排出的剩余活性污泥；
污泥分類：屬親水性、微細粒度有機污泥，可壓縮性能差，脫水性能一般。
2.自來水廠沉淀池或濃縮池排出的物化污泥；
污泥分類：屬中細粒度有機與無機混合污泥，可壓縮性能和脫水性能較好。
3.工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物化和生化混合污泥，如造紙廠、印染廠、水洗布廠、肉聯廠及釀造廠等；
污泥分類：屬中細粒度混合污泥，含纖維體的脫水性能較好，其余可壓縮性能和脫水性能較好。
4. 化工工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物化和生化混合污泥，如石油化工廠、有機化工廠等；
污泥分類：屬細粒度混合污泥，含油性且粘性較大，其可壓縮性能和脫水性能較差。
5.工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物理法和化學法產生的物化細粒度污泥，如電鍍廠、線路板廠等；
污泥分類：屬細粒度無機污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。
6.工業廢水處理產生的物化沉淀中粒度污泥，如鋼鐵廠脫硫除塵污泥、制堿廠鹽泥、鋁廠赤泥、陶瓷廠污泥、彩管廠污泥、石灰中和沉淀污泥等；
污泥分類：屬中粒度疏水性無機污泥，可壓縮性能和脫水性能較好。
7.工業廢水處理產生的物化沉淀粗粒度污泥：如洗煤廠尾泥、玻璃廠石英渣等； 污泥分類：屬粗粒度疏水性無機污泥，可壓縮性能和脫水性能好。
【脫水方法】
1.自然干化法
主要構筑物是污泥干化場，一塊用土堤圍繞和分隔的平地,如果土壤的透水性差，可鋪薄層的碎石和砂子，并設排水暗管。依靠下滲和蒸發，降低流放到場上的污泥的含水量。下滲過程約經2～3天完成，可使含水率降低到百分之八十五左右。此后主要依靠蒸發，數周后可降到百分之六十五左右。污泥干化場的脫水效果，受當地降雨量、蒸發量、氣溫、濕度等的影響。一般適宜于在干燥、少雨、沙質土壤地區采用。
2.機械脫水法
通常污泥先進行預處理，改善脫水性能后再脫水。最通用的預處理方法是投加無機鹽或高分子混凝劑、絮凝劑。此外，還有淘洗法和熱處理法。機械脫水法有過濾和離心法。過濾是將污泥用濾層（多孔性材料如濾布、金屬絲網）過濾，使水分（濾液）滲過濾層，脫水污泥（濾餅）則被截留在濾層上。離心法是借污泥中固、液比重差所產生的不同離心傾向，以大于重力幾千倍的離心力作用，達到泥水分離。過濾法用的設備有真空過濾機、板框壓濾機和帶式過濾機。真空過濾機連續進泥，連續出泥,運行平穩，但附屬設施較多、復雜。板框壓濾機為傳統化工工業常用設備，過濾推動力大，泥餅含水率較低，進泥、出泥是間歇的，生產率較低。人工操作的板框壓濾機，勞動強度甚大，現在大多改用機械自動操作；板框壓濾機濾布、濾板損壞較快，需經常更換。帶式過濾機是利用濾帶過濾污泥的，它們都有回轉帶，一邊運泥，一邊脫水，或只有運泥作用；運轉中的濾帶轉入下部后，需大量的水反沖粘附在濾帶上的污泥，使其不堵塞濾帶孔隙；它們的復雜性和能耗都相近。離心法常用臥螺沉降離心脫水機，由內螺旋和外轉筒組成，轉筒一端呈圓柱形，另一端呈圓錐形。轉速一般在3000轉/分左右或更高，內螺旋和外轉筒有一定的速差。離心脫水機連續生產和自動控制，衛生條件較好，占地也小。
機械脫水法主要用于沉淀池污泥和消化污泥。脫水污泥的含水率和污泥性質及脫水方法有關。一般情況下，真空過濾的泥餅含水率為百分之六十至百分之八十，板框壓濾為百分之六十五至百分之八十，離心脫水為百分之七十至百分之八十五，帶式過濾為百分之七十五至百分之八十五。
【處理工藝】
典型的污泥處理工藝流程，包括四個處理或處置階段。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，縮小后續處理構筑物的容積或設備容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解；第三階段為污泥脫水，使污泥進一步減容；第四階段為污泥處置，采用某種途徑將最終的污泥予以消納。以上各階段產生的清液或濾液中仍含有大量的污染物質，因而應送回到污水處理系統中加以處理。以上典型污泥處理工藝流程，可使污泥經處理后，實現“四化”：
(1)減量化：由于污泥含水量很高，體積很大，且呈流動性。經以上流程處理之后，污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態轉化成固態，便于運輸和消納。
(2)穩定化：污泥中有機物含量很高，極易腐敗并產生惡臭。經以上流程中消化階段的處理以后，易腐敗的部分有機物被分解轉化，不易腐敗，惡臭大大降低，方便運輸及處置。
(3)無害化：污泥中，尤其是初沉污泥中，含有大量病原菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病大面積傳播。經過以上流程中的消化階段，可以殺滅大部分的姻蟲卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的衛生指標。
(4)資源化：污泥是一種資源，其中含有很多熱量，其熱值在10000～15000kJ/kg(干泥)之間，高于煤和焦炭。另外，污泥中還含有豐富的氮磷鉀，是具有較高肥效的有機肥料。通過以上流程中的消化階段，可以將有機物轉化成沼氣，使其中的熱量得以利用，同時還可進一步提高其肥效。污泥濃縮常采用的工藝有重力濃縮、離心濃縮和氣浮濃縮等。污泥消化可分成厭氧消化和好氧消化兩大類。污泥脫水可分為自然干化和機械脫水兩大類。常用的機械脫水工藝有板框壓濾脫水、帶式壓濾脫水、離心脫水等。污泥處置的途徑很多，主要有農林使用、衛生填埋、焚燒和生產建筑材料等。
以上為典型的污泥處理工藝流程，在各地得到了普遍采用。但由于各地的條件不同，具體情況也不同，尚有一些簡化流程，視具體情況而定。
【設備選型】
1.離心式脫水機
臥螺離心脫水機主要由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋推料器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的大于重力幾千倍的離心力作用下，立即被甩人轉鼓腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉轂內壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋推料器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓的錐端，經轉鼓出泥口連續排出，液體則由出水口溢流排至轉鼓外，匯集后排出脫水機。
臥螺離心脫水機的特點：占地面積小，操作簡單，連續運行，自動化程度高，對工作環境污染少，操作人員的勞動強度較小；臥螺離心脫水機受污泥負荷的波動影響較小，由于離心力很大，故對污泥預處理（絮凝）要求不高，因此，可選用較小分子量的絮凝劑且用量小，運行費用較低。
離心式脫水機的脫水技術在近幾年有了長足進展，特別是國外的一些先進技術，例如瑞典AlfaLayal公司，德國FlOwttwey公司，美國sharples公司，日本石川播磨公司等生產的螺旋離心式脫水機，其泥餅含固率可達百分之三十以上，連續運行，穩定可靠，漿液可不經濃縮，自動化程度高；而且操作是在全封閉的環境中進行，脫水機周圍沒有任何污泥及污水存在，也沒有惡臭氣味，可以大大改善運行人員的工作環境，因而受到業界人士的青睞，具有極大的市場潛力。
2.帶式壓濾脫水機
帶式壓濾脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規律排列的輥壓筒中呈S形經過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，連續運行，把污泥層中的水擠壓出來，從而實現污泥脫水。
帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響較大，污泥負荷大時，污泥會從濾帶兩邊溢出，污染場地；運轉中的濾帶轉入下部后，需大量的水反沖粘附在濾帶上的污泥，使其不堵塞濾帶孔隙，因帶式壓濾脫水機為開放式工作，對工作環境的污染較大，消耗水量也較大；帶式壓濾脫水機操作較繁瑣，運行過程濾帶經常跑偏、濾帶磨損也較大，需及時調正和更換新濾帶，因此，管理控制相對復雜、對運轉操作人員的素質要求較高；壓濾脫水機對污泥預處理（絮凝）要求較高，需高分子量的絮凝劑且用量大，因此，價格貴、成本高。
3.板框式壓濾脫水機
板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內的水通過濾布排出，達到脫水的目的。它主要由凹人式濾板、框架、自動-氣動閉合系統側板懸掛系統、濾板震動系統、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身一側光電保護裝置等構成。設備選型時，應考慮以下幾個方面：
（1）對泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機與其他類型脫水機相比，泥餅含固率最高，可達百分之六十五，如果從減少污泥堆置占地因素考慮，板框式壓濾機應該是首選方案。
（2）濾板及濾布的材質。要求耐腐蝕，具有一定的抗拉、抗壓強度。
（3）濾板的移動方式。要求可以通過液壓一氣動裝置全自動或半自動完成，以減輕操作人員勞動強度。
（4）操作工人勞動強度大，占地面積較大，場地污染大，濾布、濾板損耗大，生產效率低。
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