城市糞便預(yù)處理工藝及設(shè)備選型
一 概述
目前大部分城市的糞便處理采用厭氧池的方式處理,把城市的糞便集中收集到幾個大的厭氧池中,經(jīng)過厭氧、發(fā)酵,達(dá)到無害化后排放。這種處理辦法經(jīng)濟實用,但是占地面積大,處理周期長,厭氧池底糞渣易板結(jié)。
在已經(jīng)建設(shè)了市政污水處理廠的城市,糞便處理可采用物理法預(yù)處理,即采用機械設(shè)備將糞便中的渣、水分離,分離出的渣可以直接填埋,或者經(jīng)無害化處理后當(dāng)作園林綠化的肥料,分離出的水可以排人市政污水處理廠作為其營養(yǎng)水。這種處理辦法有以下優(yōu)點:1.符合污水集中處理的城市污水處理規(guī)劃戰(zhàn)略;2.工藝簡單,運行成本低,可靠性高,耐沖擊;3.對市政污水廠處理工藝有利。
佛山市于1998年興建糞便處理廠,廣州市于2002年改造舊的糞便處理廠。筆者將以此兩個糞便處理廠的建設(shè)為例,從工藝流程、設(shè)備選型、安裝調(diào)試和進(jìn)口設(shè)備的改造等諸多方面進(jìn)行論述,把參與這兩項工作的切身體會介紹給讀者,以期達(dá)到拋磚引玉的目的。
二 工藝流程
糞便污水處理的工藝流程用下列框圖表示:
圖一 |
現(xiàn)對工藝流程圖(圖一)分析如下:
1.已興建市政污水處理廠的城市,只需將預(yù)處理后的糞便污水(圖中Q*)直接輸送到市政污水處理廠(5)。工藝(5)處理后的排放水,一部分經(jīng)泵房(6),回送到糞便處理廠作為糞便稀釋水(Ql)及格柵機的沖洗水(Q2),其余的直接排放。
2.對尚未興建市政污水處理廠的城市,其糞便處理廠需興建配套的污水處理廠(10)其余工序相同。
3.工序(7)、(8)、(9)為糞渣的壓干、輸送工序。
4.糞渣的收集,在有條件的地方,可采用全封閉垃圾壓縮裝置(11),這樣可減少室內(nèi)垃圾的搬運,并減少室內(nèi)廢氣量。
5.糞渣的收集也可以按圖中采用1#,2#,3#垃圾箱。
6.在水資源豐富、取水容易的地方,可采用江河水用作糞便稀釋水和格柵機高壓沖洗水,一般情況下,用市政污水處理廠的排放水Ql作稀釋水,用江河水Q*2作高壓沖洗水更為適宜。
三 主機裝置的選用
從工藝流程圖分析,糞便污水的預(yù)處理過程主要包括三個內(nèi)容:
1.粗渣的撈取、壓榨、輸送江序2、7);
2.細(xì)渣的撈取、壓榨、輸送(工序3、8);
3.細(xì)砂的撈取、壓榨、輸送(工序4、9);
德國HUBER公司是生產(chǎn)糞便預(yù)處理設(shè)備系列產(chǎn)品的專業(yè)廠家,現(xiàn)就該廠設(shè)備型號介紹生產(chǎn)裝備的選用。
3.1SSF格柵機
格柵機是完成撈渣功能的裝置,它是糞便處理過程中用于固體、液體分離的主要裝置。格柵機主要部件有動片、靜片、支架及傳動裝置。動片、靜片的間隙有3mm,6mm至18mm不等。
國內(nèi)使用最早、應(yīng)用最廣泛的弧形格柵機,其動片作弧形運動,類如齒耙作弧形運動撈取渣物。當(dāng)渣物的幾何尺寸大于動靜片的間隙時,被動片定時的撈取,經(jīng)提升至鉆有漏水孔的鐵板上,再經(jīng)工人鏟除運走。這種裝置工人勞動條件差,強度大;同時對環(huán)境污染大。
廣州及佛山糞便處理廠選用的格柵機型號是SSF型,格柵機寬度分別是1200mm(廣州),600mm(佛山)。格柵機平面幾何尺寸為:1200x3700(廣州),600x2000(佛山)。
格柵機的選用取決于進(jìn)糞量,廣州按800T/日,佛山100T/日按考慮。
SSF機的特點有:液位全自動控制;因使濾渣具有地毯效應(yīng)而固液分離效率高;裝置密封性好,廢氣泄漏少。
3.2R04壓榨機
糞渣經(jīng)SSF格柵機提升,運送至R04壓榨機。壓榨機的功能是將糞渣中的糞水?dāng)D干(脫水),壓縮。壓榨機采用螺旋結(jié)構(gòu),調(diào)整壓榨螺桿正反轉(zhuǎn)時間,使糞渣達(dá)到干燥、壓縮的效果。
廣州、佛山選用的壓榨機型號是R04。
R04壓榨機包括有上下壓榨機兩部分。上壓榨的功能是將糞渣糞水?dāng)D干脫水并輸送至下壓榨機人料口。下壓榨機實質(zhì)是一臺水平輸送的有軸螺桿擠出機,其功能是輸送糞渣。
R04壓榨機的選性與SSF格柵機相一致。
3.3R05一體化裝置
一體化裝置的全稱是一體化成套分離裝置。該裝置按工序(3)、(4)、(8)、(9)的要求,完成細(xì)渣、泥沙的提取及排放。
R05一體化裝置包括有:
1.RO1細(xì)格柵機,該機撈取細(xì)的糞渣并壓榨有螺旋輸送器提升排渣。
2.水平螺旋輸送機,該機的功能是將機箱內(nèi)沉淀的泥沙水平輸送至一個集中的地方便于螺旋提升。
3.提砂機,該機功能是機箱內(nèi)已集中的泥砂用螺旋輸送器提取,排放。由于被提取的泥砂含有污水,采用間歇運轉(zhuǎn)將污水濾干再逐步提升并排放。
四 配套裝置的選用
4.1主機的電氣控制
主機SSF隔柵機、R04壓榨機、R05一體化裝置由制造商配套供給有程序控制(PLC)功能的三個獨立的控制箱。三個控制箱既能獨立工作又能實現(xiàn)PLC聯(lián)動。各機PLC參數(shù)可根據(jù)工況調(diào)整選擇。
該機PLC聯(lián)動控制原理是:當(dāng)SSF柵機前液位到既定的液位時,SSF動作;SSF動作延時At(l0秒)后,R04壓榨機動作;當(dāng)一體化裝置R05糞水液位到達(dá)液位時,R05成套裝置分別動作。
4.2稀釋水泵和增壓沖洗泵
在糞便預(yù)處理的過程中,稀釋水和高壓沖洗水對保證生產(chǎn)線的安全運轉(zhuǎn)具有至關(guān)重要的作用。
1.稀釋水泵
圖(一)中,Q1(稀釋水量)=(1~3)Q糞量
設(shè)計選用稀釋水泵及輸送管道時,宜選用大管徑、高揚程、大流量的離心泵。
2.增壓水泵
糞便污水預(yù)處理生產(chǎn)線最重要的是保證足量足壓的沖洗水。因為國內(nèi)糞便含砂量普遍高,當(dāng)糞便經(jīng)過隔柵機之后,大量的砂子細(xì)渣及纖維狀物沉淀于隔柵機SSF 的底部,如果沖洗水壓不高,水量不夠大則難以將SSF底部的砂子、雜物沖洗至下一道處理工序。嚴(yán)重時將損壞動片及傳動機構(gòu)。
增壓水泵的選用保證沖洗水頭的壓力不低于0.5Mpa。沖洗水量Q2=(40~50)m3/h。
設(shè)計時需要留有一定的余量。
五 幾點體會
筆者在參與糞便污水預(yù)處理生產(chǎn)線建設(shè)的全過程中,有如下幾點體會供讀者借鑒。
1.進(jìn)口裝置是以單純糞便為對象來考慮設(shè)計的,而我國糞便中渣多、雜物多、砂量大,進(jìn)口裝置不適應(yīng)上述國內(nèi)特殊情況。解決辦法如下:①加大卸糞池的容積,將卸糞池用作糞水緩沖及沉砂。或者增加緩沖沉砂池,既可解決糞車進(jìn)廠高峰時生產(chǎn)線來不及處理的困難,又可解決砂子過多進(jìn)人生產(chǎn)線帶來的一系列問題。緩沖沉砂池的容積根據(jù)現(xiàn)場情況考慮。一般考慮貯存(10~15)車糞水為宜。緩沖沉砂池中的沉砂用提砂機輸送至垃圾壓縮車。②改造裝置的部分結(jié)構(gòu)。廣州糞便廠的生產(chǎn)線,對SSF格柵機沖洗水管的結(jié)構(gòu)作了改進(jìn);對R04上壓榨機細(xì)旋片延長。在佛山的生產(chǎn)線,對R05一體化裝置細(xì)格柵機(R01)的輸送螺旋片延長等。
2.選用SFF格柵機時,在保證處理量的情況下,平面幾何尺寸偏小一點,傾斜角度偏小一點為宜?煞乐辜S渣和雜物滾下來。
3.電氣控制柜(箱)要遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場,有條件的地方,控制室與生產(chǎn)線不要建筑在同一室。這樣可以減小有害氣體對電子元件、電氣裝置的腐蝕。
4.糞渣輸送系統(tǒng),不宜選用封閉的螺旋輸送器,以免堵塞。
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