随着经济的快速发展和城市化进程的加快，市政污水和污泥的产量急剧增加。污泥是污水处理厂处理污水过程中产生的沉淀物，包括污水中的泥砂、纤维等固体颗粒及其凝结的絮状体、各种胶体、有机质及吸附的金属元素、微生物等，是污水处理后产生的二次污染物，需要进行后续处理，处置方式主要包括土地利用、卫生填埋和焚烧等。某污水处理厂购置了一套污泥处理设备，对污水处理产生的污泥进行处理，将污泥作为土地利用。污泥处理设备的预期指标是：把含水量80%的污泥干燥处理到40%以下，生产规模日处理量10～20吨/天。在设备安装使用后，设备处理污泥的能力无法达到预期指标，并出现污泥处理过程中堵料现象，影响正常生产。本文通过分析污泥的处理工艺，并通过分析设备的结构，结合污泥处理设备的运行试验，对污泥处理设备低产能原因进行分析。

1 工艺流程分析

污泥处理设备的工艺流程主要包括污泥处理流程和制备干粉流程。污泥处理流程是污泥处理的主要过程，直接影响污泥处理设备的生产效率，其工艺流程主要包括：

（1）物料储存及配比：含水量80%的污泥存放在储泥罐中并搅拌，干粉储存在储料斗中，分别在计量斗中称重后进入搅拌机中混合搅拌。

（2）混合搅拌后破碎：当搅拌机中的污泥和干粉混合均匀后，将其输送到接料斗，通过开启手动阀门，将混合好的污泥和干粉送入破碎机中破碎，将污泥细化。

（3）振动筛分：将经过破碎机破碎后的污泥通过螺旋输送机输送到振动筛中，分选不同大小的污泥，大颗粒污泥进行二次破碎后重新回到振动筛中，合格的颗粒用于土地利用，细粉进入制备干粉流程。

制备干粉流程是污泥处理流程中干粉的主要来源。在制备干粉的过程中，除了加入污泥处理流程中生产的细粉，还需要加入调理剂和脱臭杀菌剂。调理剂为生物质颗粒燃料燃烧后的产物、粉煤灰或其混合物，增强污泥的干化脱水性能；脱臭杀菌剂用于除臭和杀死污泥中大量的细菌。这些原料组按质量百分比混合、搅拌，通过振动筛分，筛选出合格粒径的颗粒形成干粉，剩余颗粒经过破碎机破碎后重新回到搅拌机中。

2 污泥处理设备结构

污泥处理设备主要包括储泥罐、储料斗、计量斗、犁刀搅拌机、接料斗、破碎机、螺旋输送机、振动筛、斗提机、烘干机、除尘系统、机架和控制系统等组成。

储泥罐容积为7.5m³，采用5mm钢板制作并配有搅拌装置和螺旋出料装置，用于存放一部分污泥原料；计量斗容积为0.4m³，安装有气动振动装置、底部孔板和气动阀门，对从储泥罐中释放的污泥称重并自动卸料；犁刀搅拌机安装在污泥处理设备中间位置，对污泥和干粉进行搅拌、混合均匀；接料斗安装有气动振动装置，其底部安装有底部孔板和手动阀门，接收来自犁刀搅拌机的污泥，并释放至破碎机中；破碎机主要对较大体积的污泥块破碎，使其达到要求尺寸；螺旋输送机主要起运输作用，将破碎后的污泥输送至振动筛；振动筛对污泥筛分，得到不同粒径的污泥颗粒。在设备运行过程中，除尘系统可以将产生的灰尘吸入袋中，保障良好的工作环境。

污泥处理设备采用PLC编程，在控制柜的触摸屏上自动控制污泥和干粉的配比和称重、搅拌，以及接料，降低了工人的劳动强度，提升了工作效率。

3 设备运行试验

为了找到污泥处理设备产量较低的原因，对污泥处理设备做运行试验，包括手动配料试验和破碎机试验。入料量直接影响污泥处理设备的工作效率，分析入料情况十分必要；破碎机是污泥处理流程的关键部分，其实现大块污泥的细化，减小污泥的尺寸，其工作情况是否正常也直接影响设备的工作效率。

3.1 手动配料试验

通过人工将试验污泥加料到储泥罐，将干粉加料到储料斗，分别对污泥计量斗和干粉计量斗的称重系统调校后，手动控制秤污泥62.5kg、干粉393kg，放料至犁刀搅拌机内搅拌，干粉实际入料300kg，混合比1：4.8。放料过程中，污泥无法流出，从污泥计量斗下方疏通孔板完成放料，并搅拌10min，放料至接料斗。配料试验结束后，拆出污泥计量斗下方的孔板清洗，发现孔板原来残留在污泥储罐内的板结污泥堵塞。

3.2 破碎机试验

采用污泥与干粉1：3混合的物料单独对破碎机的破碎能力进行测试。物料从接料斗的开口处倒入，两种不同物料的破碎情况如下：

从上表可以看出，当污泥颗粒含较多大颗粒物料时，从料斗加料时，出现堵料现象。拆除破碎机上方接料斗的放料阀门，泥料直接从料斗进入破碎机入口，重新加入含较多大颗粒物料30kg进行试验，顺利完成破碎，耗时1分28秒。

从破碎机入口处随意投入大块泥料，瞬间破碎。

4 污泥处理设备低产能原因分析

由设备运行试验可知，在污泥处理设备运行过程中，会出现堵塞现象。通过试验发现，堵塞主要出现在污泥计量斗和接料斗中，使得污泥入料量减少，达不到设计的产能要求。

污泥计量斗落料口孔板上分布了两圈孔，共24个，孔的直径为Φ27mm。当污泥处理完成并停机时，未对污泥处理设备内的污泥进行清理，使其在计量斗落料口孔板处板结，堵塞落料口；待下次开机使用时，进入污泥计量斗的污泥无法从落料口孔板流出，无法进入后续污泥处理流程，使得污泥处理设备的产能较低。

同时，当污泥和干粉在搅拌机中搅拌混合均匀后，进入接料斗中，并通过接料斗底部的放料阀门控制进入破碎机中的污泥量。从破碎机运行试验可知，当加入储泥罐的泥料经过挑选使得粒径为20mm以下时，泥料能够顺畅地进入破碎机，并完成破碎；当加入储泥罐的泥料含有较多大颗粒物料（粒径为42mm）时，接料斗中出现堵塞现象，进入破碎机中的污泥量较少，且在破碎机中直接投入大块物料能瞬间完成破碎。因此，接料斗的放料阀门对污泥处理设备的产能影响较大。放料阀门中的开孔为定值，当从搅拌机中出料的泥块体积较大时，会堵塞放料阀门的开口，导致污泥无法进入破碎机中，降低污泥处理设备产量。

由上可知，污泥处理设备低产能主要原因为：

（1）污泥计量斗中孔板处被泥板堵塞，抑制了污泥原料的供应，降低了生产效率。

（2）接料斗中放料阀门处的开孔会被体积较大的泥块堵塞，阻止混合均匀后的污泥进入破碎机中，降低了污泥处理设备的产能。

5 结论

随着市政污水和污泥的产量急剧增加，污泥的处理问题逐渐凸显，污泥处理设备的数量也在增多。本文以某污水处理厂购置的污泥处理设备为研究对象，分析了污泥的处理工艺，并通过分析设备的结构，结合污泥处理设备的运行试验，得出污泥处理设备的低产能原因，一是污泥计量斗中孔板处被泥板堵塞导致污泥原料的供应被抑制，二是接料斗中放料阀门处的开孔会被体积较大的泥块堵塞并阻止混合均匀后的污泥进入破碎机中，降低了进料量。研究结果对设备制造企业的改良设计和设备使用方的日常使用具有指导意义。