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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96 %,体积很大,难以消纳处置,必须经过脱水处理,提高泥饼的含固率,以减少污泥堆置的占地面积。  

一般大中型污水处理厂均采用机械脱水。脱水机的种类很多,按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水及离心脱水三大类。本文就国内污水处理厂经常选用的压滤机(包括带式压滤机及板框式压滤机)和离心式脱水机的工作原理、设备选型时需重点考虑的问题以及维护运行成本等作一介绍。  
 

1. 带式压滤脱水机

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,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。  

一般带式压滤脱水机由滤带、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。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 0.3-0.7MPa,常用值为0.5MPa。
    (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。  
 

2. 离心式脱水机  

离心脱水机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。

离心脱水机最关键的部件是转毂,转毂的直径越大,脱水处理能力越大,但制造及运行成本都相当高,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。  

离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。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。  
 

3. 板框式压滤脱水机  

板框式压滤机是通过板框的挤压,使污泥内的水通过滤布排出,达到脱水目的。它主要由凹人式滤板、框架、自动- 气动闭合系统测板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。设备选型时,应考虑以下几个方面:  

    (1)对泥饼含固率的要求。一般板框式压滤机与其他类型脱水机相比,泥饼含固率最高,可达 35%,如果从减少污泥堆置占地因素考虑,板框式压滤机应该是首选方案。
    (2)框架的材质。
    (3)滤板及滤布的材质。要求耐腐蚀,滤布要具有一定的抗拉强度。
    (4)滤板的移动方式。要求可以通过液压一气动装置全自动或半自动完成,以减轻操作人员劳动强度。
    (5)滤布振荡装置,以使滤饼易于脱落。与其他型式脱水机相比,板框式压滤机最大的缺点是占地面积较大。以北京高碑店污水处理厂一期工程使用的带式压滤机和鞍山工业污水处理厂使用的板框式压滤机为例作比较:高碑店污水厂处理污水量为50万t/d,污泥产量1852.5m3/d,干物质92.63t/d,采用五台德国KLEIN-KS30型带式压滤机,每台压滤机的基础占地面积仅为2750*3500mm,鞍山污水厂处理水量为22t/d,干物质275t/d,采用六台板框式压滤机,每台压滤机地基础占地面积达2400*12000mm,同时,由于板框式压滤机为间断式运行,效率低,操作间环境较差,有二次污染,国内大型污水处量厂己很少采用。但近了大量开发研制工作,使其适应了现代化污水处理厂的要求,如通过PLC系统控制就可以实现系统全自运方式,其压滤、滤板的移动、滤布的振荡、压缩空气的提供、滤布冲洗、进料等操作全部可通过PLC远端控制来完成,大减轻了工人劳动强度。  
 

4. 小结  

根据不同型式脱水机性能的比较分析可以看出,不同的污水处理厂在作污泥脱水方究选择时,应从污泥特性、运行状况、人员素质、对泥饼的要求以及资金、成本等几个方面综合考虑,才能作出相对合理的选择 。