常用污泥脫水設(shè)備性能比較
污水經(jīng)過(guò)沉淀處理后會(huì)產(chǎn)生大量污泥,既使經(jīng)過(guò)濃縮及消化處理,含水率仍高達(dá)96 %,體積很大,難以消納處置,必須經(jīng)過(guò)脫水處理,提高泥餅的含固率,以減少污泥堆置的占地面積。
一般大中型污水處理廠(chǎng)均采用機(jī)械脫水。脫水機(jī)的種類(lèi)很多,按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類(lèi)。本文就國(guó)內(nèi)污水處理廠(chǎng)經(jīng)常選用的壓濾機(jī)(包括帶式壓濾機(jī)及板框式壓濾機(jī))和離心式脫水機(jī)的工作原理、設(shè)備選型時(shí)需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題以及維護(hù)運(yùn)行成本等作一介紹。
1. 帶式壓濾脫水機(jī)
帶式壓濾脫水機(jī)是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層,從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過(guò),依靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨和剪切力,把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái),獲得含固量較高的泥餅,從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。
一般帶式壓濾脫水機(jī)由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統(tǒng)、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。作機(jī)型選擇時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮:
(l)濾帶。要求其具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn),同時(shí)還應(yīng)考慮污泥的具體性質(zhì),選擇適合的編織紋理,使濾帶具有良好的透氣性能及對(duì)污泥顆粒的攔截性能。
(2)輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。一般通過(guò)氣動(dòng)裝置完成。
(3)濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。濾帶張力一般控制在 0.3-0.7MPa,常用值為0.5MPa。
(4)帶速控制。不同性質(zhì)的污泥對(duì)帶速的要求各不相同,即對(duì)任何一種特定的污泥都存在一個(gè)最佳的帶速控制范圍,在該范圍內(nèi),脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力,又能得到高質(zhì)量的泥餅。
帶式壓濾脫水機(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)的影響小,還具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定啟耗少、管理控制相對(duì)簡(jiǎn)單、對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點(diǎn)。同時(shí),由于帶式壓濾脫水機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)較早,已有相當(dāng)數(shù)量的廠(chǎng)家可以生產(chǎn)這種設(shè)備。在污水處理工程建設(shè)決策時(shí),可以選用帶式壓濾機(jī)以降低工程投資。目前,國(guó)內(nèi)新建的污水處理廠(chǎng)大多采用帶式壓濾脫水機(jī),例如北京高碑店污水處理廠(chǎng)一期工程五臺(tái)脫水機(jī)全部是帶式壓濾脫水機(jī),自帶、輥壓筒、濾投入運(yùn)行以來(lái)情況良好,所以在二期設(shè)備選型時(shí)仍然選用了這種機(jī)型。
2. 離心式脫水機(jī)
離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)載和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成,污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后,在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下,立即被甩人轉(zhuǎn)轂腔內(nèi)。污泥顆粒比重較大,因而產(chǎn)生的離心力也較大,被甩貼在轉(zhuǎn)轂內(nèi)壁上,形成固體層;水密度小,離心力也小,只在固體層內(nèi)側(cè)產(chǎn)生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下,被輸送到轉(zhuǎn)載的錐端,經(jīng)轉(zhuǎn)載周?chē)某隹谶B續(xù)排出,液體則由堰四溢流排至轉(zhuǎn)載外,匯集后排出脫水機(jī)。
離心脫水機(jī)最關(guān)鍵的部件是轉(zhuǎn)轂,轉(zhuǎn)轂的直徑越大,脫水處理能力越大,但制造及運(yùn)行成本都相當(dāng)高,很不經(jīng)濟(jì)。轉(zhuǎn)載的長(zhǎng)度越長(zhǎng),污泥的含固率就越高,但轉(zhuǎn)載過(guò)長(zhǎng)會(huì)使性能價(jià)格比下降。使用過(guò)程中,轉(zhuǎn)載的轉(zhuǎn)速是一個(gè)重要的控制參數(shù),控制轉(zhuǎn)轂的轉(zhuǎn)速,使其既能獲得較高的含固率又能降低能耗,是離心脫水機(jī)運(yùn)行好壞的關(guān)鍵。目前,多采用低速離心脫水機(jī)。在作離心式脫水機(jī)選型時(shí),因轉(zhuǎn)輪或螺旋的外緣極易磨損,對(duì)其材質(zhì)要有特殊要求。新型離心脫水機(jī)螺旋外緣大多做成裝配塊,以便更換。裝配塊的材質(zhì)一般為碳化鎢,價(jià)格昂貴。
離心脫水機(jī)具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)只有為數(shù)不多的幾個(gè)廠(chǎng)家可以生產(chǎn)小型離心脫水機(jī),如果選擇大型離心脫水機(jī),就只能依靠進(jìn)口,價(jià)格非常高,會(huì)增加工程投資,同時(shí),離心脫水機(jī)受污泥負(fù)荷的波動(dòng)影響較大,對(duì)運(yùn)行人員的素質(zhì)要求較高,因此一般污水處理廠(chǎng)均不采用離心脫水工藝。
3. 板框式壓濾脫水機(jī)
板框式壓濾機(jī)是通過(guò)板框的擠壓,使污泥內(nèi)的水通過(guò)濾布排出,達(dá)到脫水目的。它主要由凹人式濾板、框架、自動(dòng)- 氣動(dòng)閉合系統(tǒng)測(cè)板懸掛系統(tǒng)、濾板震動(dòng)系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機(jī)身一側(cè)光電保護(hù)裝置等構(gòu)成。設(shè)備選型時(shí),應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
(1)對(duì)泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機(jī)與其他類(lèi)型脫水機(jī)相比,泥餅含固率最高,如果從減少污泥堆置占地因素考慮,可以選擇板框式壓濾機(jī)。
(2)框架的材質(zhì)。
(3)濾板及濾布的材質(zhì)。要求耐腐蝕,濾布要具有一定的抗拉強(qiáng)度。
(4)濾板的移動(dòng)方式。要求可以通過(guò)液壓一氣動(dòng)裝置全自動(dòng)或半自動(dòng)完成,以減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
(5)濾布振蕩裝置,以使濾餅易于脫落。與其他型式脫水機(jī)相比,板框式壓濾機(jī)最大的缺點(diǎn)是占地面積較大。以北京高碑店污水處理廠(chǎng)一期工程使用的帶式壓濾機(jī)和鞍山工業(yè)污水處理廠(chǎng)使用的板框式壓濾機(jī)為例作比較:高碑店污水廠(chǎng)處理污水量為50萬(wàn)t/d,污泥產(chǎn)量1852.5m3/d,干物質(zhì)92.63t/d,采用五臺(tái)德國(guó)KLEIN-KS30型帶式壓濾機(jī),每臺(tái)壓濾機(jī)的基礎(chǔ)占地面積僅為2750*3500mm,鞍山污水廠(chǎng)處理水量為22t/d,干物質(zhì)275t/d,采用六臺(tái)板框式壓濾機(jī),每臺(tái)壓濾機(jī)地基礎(chǔ)占地面積達(dá)2400*12000mm,同時(shí),由于板框式壓濾機(jī)為間斷式運(yùn)行,效率低,操作間環(huán)境較差,有二次污染,國(guó)內(nèi)大型污水處量廠(chǎng)己很少采用。但近了大量開(kāi)發(fā)研制工作,使其適應(yīng)了現(xiàn)代化污水處理廠(chǎng)的要求,如通過(guò)PLC系統(tǒng)控制就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自運(yùn)方式,其壓濾、濾板的移動(dòng)、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進(jìn)料等操作全部可通過(guò)PLC遠(yuǎn)端控制來(lái)完成,大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
4. 小結(jié)
根據(jù)不同型式脫水機(jī)性能的比較分析可以看出,不同的污水處理廠(chǎng)在作污泥脫水方究選擇時(shí),應(yīng)從污泥特性、運(yùn)行狀況、人員素質(zhì)、對(duì)泥餅的要求以及資金、成本等幾個(gè)方面綜合考慮,才能作出相對(duì)合理的選擇。
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