
污水经过沉淀处理后会产生大量污泥,即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:
(1)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较佳的带速控制范围,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。
2 离心式脱水机
离心脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋输送器组成,污泥由空心转轴送入转鼓后,在高速旋转产生的离心力作用下,立即被甩入转鼓腔内。污泥颗粒比重较大,因而产生的离心力也较大,被甩贴在转鼓内壁上,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,被输送到转鼓的锥端,经转鼓周围的出口连续排出,液体则由堰口溢流排至转鼓外,汇集后排出脱水机。
离心脱水机关键的部件是转鼓,转鼓的直径越大,脱水处理能力越大。转鼓的长度越长,污泥的含固率就越高。在使用过程中,转鼓的转速是一个重要的控制参数,控制转鼓的转速,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。
离心脱水机具有能耗高、处理能力低等缺点。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。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,处理后的泥饼含固率可达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。它主要由凹入式滤板、框架、自动-气动闭合系统侧板悬挂系统、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,泥饼含固率高,经改进后的脱水机脱水污泥可达40%以上,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-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,板框式压滤机的缺点是占地面积较大。同时,由于板框式压滤机为间断式运行,效率低,操作环境较差,有二次污染,国内大型污水处理厂已很少采用。但近来大量开发研制工作,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,大大减轻了工人劳动强度。
4 结语
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案选择时,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,并且要了解脱水后干污泥的去处。