
国内蔬菜生产有着区域性和集中性的特点,因而在收获、贮存、加工、装卸及运输过程中产生大量的蔬菜副产物;同时蔬菜生产基地、加工厂、中转运输站和农贸市场等,均有大量蔬菜叶、茎、果实等副产物产生。大量的蔬菜副产物含水量高、易腐烂,造成病虫害传播和水体、土壤污染等。蔬菜垃圾按照固废处置要求,实现减量化、无害化和资源化刻不容缓。目前,全国在运行上的规模的蔬菜垃圾处置项目仅有5个(云南嵩明、云南陆良和甘肃金昌等),存在压榨液悬浮物浓度超标、污水站污泥浓度过高、厌氧罐产气量低等问题,极大影响处置系统产能,从而导致果蔬垃圾处置项目处于亏损状态。本文以云南某蔬菜处理项目为例,重点介绍串螺、叠螺、离心机在果蔬垃圾预处理车间挤压液和污水站的厌氧污泥脱水中的应用,可为开展脱水研究提供技术支持,为同类项目实施提供借鉴。
1 工程概况
嵩明果蔬垃圾处理项目日处理1200t废弃果蔬,年处理量39.6万t。果蔬垃圾经过预处理车间的破碎挤压固液分离后,固渣进入后端发酵罐,挤压液进入废水站,由于挤压液SS浓度过高,进水COD偏高,会严重影响污水站的处理能力,需要一套机械脱水设备,对进入废水站的挤压液和厌氧污泥进行SS的去除,降低对后续处理单元的影响,同时减轻污泥间污泥脱水的负荷。
2 设备选择
在机械脱水中,常用设备主要有带式压滤机、离心脱水机、叠螺脱水机、板框压滤机。考虑到挤压液粘性大的特点,带式压滤机和板框压滤机由于采用布过滤的原理,可能造成滤孔堵塞,而未采用带式压滤机和板框压滤机。离心脱水机虽然能耗高,但由于脱水效果好,利用高速旋转离心脱水的原理在餐厨垃圾处理中广泛使用。叠螺脱水机由于具有能耗低,自动化程度高、占地小的特点,在市场上是常见的污泥脱水设备。串螺是在叠螺设备基础上出现的设备,外形与叠螺类似,采用双轴螺旋原理,拥有叠螺的优点外,更适合处理粘性高的污泥,相比叠螺堵塞风险性小。
3 脱水效果
3.1 主要实验设备与试剂
主要设备组成:卧螺离心机(50kW)、叠螺(kW)、串螺(2.8kW)、坩埚若干、烧杯若干、电子秤、取样勺、注射器、快速水分测定仪、烘箱、泵等。
主要试剂:现场现有的阳离子型PAM粉剂、PAC粉剂。
3.2 实验过程
前期进行试验前的检查工作,现场接线、接管及泵的安装。然后进行3天的上机试验,物料为废弃菜叶挤压液,排渣干度及清液澄清度目测较好,取样并化验。物料更改为厌氧污泥,进行2天的上机试验,排渣及清液目测均能达到较好分离效果,取样并化验。
3.3 进料性质
对离心机、叠螺、串螺进行试验时,物料进料数据大致如下表所示:
介质 | COD(mg/L) | SS(mg/L) | pH |
菜叶挤压液 | 20980 | 15000 | 7 |
厌氧污泥 | 18000 | 12000 | 7 |
3.4 出料性质
离心机、叠螺、串螺分别脱水处理预处理车间菜叶挤压液和废水站厌氧污泥,产生的固相和液相部分试验数据如下表所示:
脱水设备 | 介质 | 固相含水率(%) | 液相SS(mg/L) |
离心机 | 菜叶挤压液 | 65 | 1000-5000 |
叠螺 | 菜叶挤压液 | 69 | 2000-8000 |
串螺 | 菜叶挤压液 | 68 | 2000-7000 |
脱水设备 | 介质 | 固相含水率(%) | 液相SS(mg/L) |
离心机 | 厌氧污泥 | 72 | 1000-5000 |
叠螺 | 厌氧污泥 | 75 | 2000-8000 |
串螺 | 厌氧污泥 | 73 | 2000-7000 |
根据得到的实验数据发现,利用离心机进行脱水处理,菜叶挤压液固相含水率达到70%左右,处理厌氧污泥得到的泥饼含水率75%左右,废弃菜叶挤压液加PAM脱水处理,清液SS约为8000mg/L;添加助凝剂PAC与混凝剂PAM脱水后清液SS可稳定在2000mg/L左右。
串螺脱水处理挤压液,产生的泥饼含水率位于68%左右,而处理厌氧污泥,产出泥饼含水率73%左右(常规含水率范围:80%~85%),含水率低于常规范围,液相SS位于2000~7000mg/L之间。
4 结语
(1)离心机、叠螺、串螺处理果蔬垃圾预处理车间菜叶挤压液和污水站厌氧污泥中试试验时期运行稳定,自动化程度高,无二次环境污染,处理效果较好。
(2)脱水处理菜叶挤压液产生的固相含水率达到70%以下,相比处理污泥时较低,同时低于机械脱水设备一般的含水率,其中离心机对菜叶挤压液和厌氧污泥的脱水效果优于叠螺、串螺。
(3)通过添加助凝剂PAC与混凝剂PAM,清液SS低至1000mg/L左右,极大减轻了果蔬垃圾处理系统中后续污水站的负荷,对维护污水站的稳定运行具有重要意义。
(4)对设备原理、能耗、脱水处理效果进行综合考虑,串螺作为脱水设备应用在果蔬垃圾处理中是一个良好的选择。