天津市东郊污泥处置厂污泥脱水方案的比选
摘要：本文通过对污泥脱水方法的介绍，以及对几种污泥脱水机的比较，最终得出适合天津市东郊污泥处置厂的污泥脱水方案。
关键词：污泥 脱水机 脱水方案
污泥脱水的主要目的在于实现有效减容。主要方法有自然干化和机械脱水。污泥自身影响其脱水性能的因素主要有含水率与水的存在形式、比阻（r）或毛细吸水时间（CST）。高含水率污泥中含有亲水性带负电荷的胶体颗粒，比阻值一般在0.031×109~28.8×109s2/g之间，通挖污泥的性质类似于污水处理厂初沉污泥，比阻大约为4.5×109~4.09×109s2/g之间。
一、人工干化场及其与机械脱水的比较
1、污泥人工干化场
污泥人工干化场是污泥进行自然干化的场所。高含水率的污泥在干化场中被摊铺成约25cm～30cm厚的泥层，并依靠污泥本身厚度的静压力，通过沉淀、渗透等过程，实现泥水分离，滤液与上清液主要通过蒸发、撇除与渗液收集排放管渠系统进行排出。
以本项目为例计算，在干化场内污泥层厚度按30cm考虑，含水率93％的污泥进入干化区后最初2～3天固体浓度可达到15％，此后主要依靠蒸发脱水使固体浓度达30％以上，完成干化脱水过程。干化场由围堤、隔墙、防渗层、排水系统、滤水管等部分组成。为防止污泥水渗入地下污染地下水，不透水底板由150mm厚的三七灰土上附厚度1.5mm土工膜（HDPE）铺成，底板应有2%的坡度排向排水系统。排水管道系统采用150mmHDPE多孔管材，管外周圈用土工布缠绕，排水管起点覆土深（至砂层顶面）为0.4m左右。滤水层底层采用粗矿渣或砾石，厚200mm，上层采用细矿渣或砾石，厚200mm。干化场四周设围堤，场内用隔墙将整块干化场分隔成若干块，每次排入干化场的污泥占用一块，使污泥均匀地平铺于干化场，顺序轮流使用各分块，便于泥饼的铰除，使干化场有效、合理的作用。
污水污泥在传统的人工自然干化场进行泥水分离的作业方式，由于占地面积大、操作自动化程度低、工况恶劣、工艺效果的耐候性差、处理效率低下等缺陷已逐渐被淘汰并被机械脱水方式所取代。目前在欧洲还在应用的所谓“日光污泥干化法”，虽然也是利用自然日照进行污泥干化，但其配置的特殊材料的玻璃房、电动搅拌设备、推力铲以及其他专用的结构设施，已使其具有较强的人为干预和较强的机械化程度和工作效率，同时受自然条件的制约也比较小，故与传统的自然干化法有了本质的区别。
2、污泥的机械脱水
污水污泥中含有亲水性带负电荷的胶体颗粒，比阻值一般在0.031×109~28.8×109s2/g之间，为创造经济适宜的机械脱水条件，一般污泥在进行机械脱水前，需要化学调节预处理，主要目的是通过投加助凝剂完成污泥胶体颗粒的絮凝，提高机械脱水效果与机械设备的生产能力。由于通挖污泥有机质含量较低，泥水分离较易实现，脱水性能优于污水处理厂的生物污泥，因此在助凝剂的使用上须根据具体情况加以确定，在保证脱水技术指标的前提下，降低处理费用。
3、人工干化场与机械脱水的比较
传统污泥人工干化场和污泥机械脱水在应用方面的技术经济比较情况看出，人工干化污泥处理方式，根本无法适应本项目在市区内建设污泥转运站的基本要求，而污泥机械脱水较传统污泥人工干化场，具有占地小、效果可靠、处理效率高、管理先进、不受环境因素制约、符合环保要求的优势，同时可有效采取脱臭处理等环保工艺措施，因此可以满足本项目的应用要求。故本项目污泥脱水选择机械脱水的工艺方案。
二、污泥的机械脱水设备的选择
我们已经大致了解了市政排水系统通挖污泥的基本特点，为了选择适用的脱水设备，有必要对各种重要脱水机的工作原理和特点进行分析。
1、带式压滤脱水机介绍
带式压滤脱水机由滚压轴和滤布组成，工作原理为：污泥通过重力过滤浓缩段失去流动性，再进入压榨段，将压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，脱水污泥的含固率一般可达20％～22％。带式脱水机动力消耗少，可连续运行。
2、离心脱水机介绍
离心脱水机的脱水是利用离心分离原理，脱水的动力是离心力，推动的含水污泥污泥中固相，离心力的大小可调，甚至可达重力的几万倍并完成污泥的沉降、过滤和脱水，具有较好脱水效果。工程上经常采用的是卧式圆锥形倾析低速离心机，由转鼓和螺旋组成，转子与螺旋转速不同已适应不同浓度的进泥情况和出泥要求。离心机具有占地小、效率高、脱水效果好的特点，高干度离心机的脱水污泥含固率可达25％以上。
3、滚压式脱水机介绍
滚压式脱水机的工作原理是湿态污泥(含固量0.5～5%)进入污泥通道，通道两旁各有一片圆形的钻有小孔的不锈钢栅格，把污泥带入脱水机内，滚压机圆形脱水道的前一半0～180°是浓缩区，污泥水分开始由两旁栅格的出水孔挤出，并由脱水机下的污水槽排出。污泥水分脱水后，流动缓慢，承受的压力越来越大，使更多水分被挤出，达到优良的脱水效果(含25～40%固体)。格筛利用摩擦力把污泥中的固体推到出口闸门，出口闸门是挤压区，闸门开关压力受电脑控制。污泥固体在闸门前挤压，形成含水率低的泥饼。
4、螺压式脱水机介绍
螺压式脱水机装置是一种机械性、低转速、全封闭、可连续运行的浓缩脱水一体化的新型脱水机。当来自沉淀池、浓缩池或直接从消化塔待处理含固率大于0.5%DS的稀泥浆经与絮凝反应剂混合，再被送入絮凝反应器中，经絮凝反应后的稀浆形成絮体与水流入旋转滤筐。稀浆在这段工序得到有效的絮体和澄清液的分离，即形成了稀浆浓缩的效应。被浓缩的稀浆在转筐的作用下进入主装置压榨区，在变距变径螺旋的作用下，絮体浆液在这一区域被进一步挤压脱水。在此过程中絮体浆液被缓慢向上提升、受压力逐渐增大，被提升的浆越来越干从而达到污泥被压榨脱水的目的。
三、结论
市政通挖污泥的性状与一般污水处理厂的污泥不同，无机成分含量高、含水率偏低且污泥中杂质较多，选用污泥机械脱水设备时，必须考虑污泥对设备造成的损害，如带式脱水机的滤布较易被坚硬颗粒格破。一般离心脱水机的螺旋与进出料口均须有防磨损涂层进行保护，且昂贵的易损件的使用寿命也难以得到保证。
从适用性方面考虑，螺压脱水机与滚压脱水机能较好地满足于本项目的要求。其他方面的对比情况为：
①螺压脱水机在国内污水处理厂和粪便处理场已有应用，效果较好，并有一定的国产化基础；但针对通挖污泥的脱水处理缺少应用案例，电耗、药耗及设备费用不菲。
②滚压脱水机在污水处理厂污泥和通挖污泥脱水处理方面均有成功的应用，使用方便灵活（可通过增减通道调整处理能力），因电耗低可减少运行费用；但在国内的应用处于起步阶段。
根据以上分析比较，推荐采用滚压脱水机。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
