两种污泥脱水机械的比较——卧螺离心机VS带式压滤机
国内城市污水处理厂的污泥（浓缩）脱水，绝大部分都采用带式压滤机（以下简称带机），离心机因其噪音大、能耗高、处理能力低而很少采用，然而，最近几年来，卧螺式离心机（以下简称离心机）的应用大有超过带式压滤机之势。
在国外，卧螺离心（浓缩）脱水机的应用很普遍，而在国内，卧螺式离心机的推广主要得益于离心机厂家成功的市场营销。国外采用离心机的主要原因是其脱水后含固率高，可达30％以上，而国内由于污泥处置费用不高，对含固率要求也不高，一般只要求超过20％，这样国外供给国内的离心机的材质和加工精度降低一个档次仍能满足要求。由于国内部分设计人员对采用离心机的认识模糊，选用离心机而对其处理后含固率仍与带机要求相同，这样离心机就失去了其竞争优势。国内许多设计院或用户常常忽视了这一点。下面笔者根据带机和离心机的使用调查情况，结合设计经验，就污泥浓缩脱水设备的选型问题作以下探讨。
1 带机与离心机的理论比较
由于带机为污水处理厂污泥脱水的主流，因此离心机的优点主要建立在与带机的比较上，离心机厂商认为，离心机对带机来说，具有如下优点：
①卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于没有滤网，不会引起堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷；
②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对剩余活性污泥需投药量大且脱水困难；
③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求较高；
④在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一般混合污泥脱水时的加药量为：1.2kg／t[干泥]，污泥回收率为95％以上，脱水后泥饼的含水率为65％－75％左右，而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于3kg/L［干泥］，污泥回收率为90％左右，脱水后泥饼含水率80％左右；
⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2kw／m3，运行时噪音为76－80db，全天24h连续运行除停机外，运行中不需清洗水；而带机每立方米污泥脱水耗电为0.8kw／m3，运行时噪音为70－75db，滤布需松驰保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布；
⑥离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好，会造成泥浆四溢；
⑦离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3a以上；而带机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，价格昂贵；
⑧运行费用的计算。离心机厂商在进行离心脱水与带式压滤脱水运行费用比较时，采用如下算法：
假设：
带机投药量4kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以0.8kW／m3泥浆计，冲洗水：污泥浆为1：1；离心机投药量以3kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以1.2kw／m3泥浆计，冲洗水以0计，电费0.5元／kw，水费0. 5元／m3，药费80元／kg。
以8×104t/d的污水处理厂为例，干污泥量为10t/d，进泥含固量为3％（浓缩后污泥），泥浆量为333m3／d，脱水后污泥含固率＞20%。计算得：
带式压滤机：药费为3200元/d；电费为133. 2元/d；水费为166.6元/d。则带机的日运行费用为∑=3200+1332+166.6＝3499.8元／d。
卧螺离心机：药费为2400元/d；电费为199.8元/d；水费为0元/d；则离心机的日运行费用为∑=2599.8元／d。
运行费差额：900元／d，1a以360d计，△=900元／d×360d=324000元人民币。即1a运行费带机比离心机多32.4万元人民币。
因此，离心机厂商根据上述分析，得出如下结论：污泥脱水从原理上分析，采用离心机比带机更合适；离心机由于分离效率高，对污泥的絮凝要求比带机低，所以药耗低，运行费用低月收率和脱水效果好，建议采用卧螺离心机。
2 对带机与离心机实际使用情况分析
本人根据自己多年的设计经验和对卧螺离心机用户的调查，对上述离心机的优点——进行考证，下面分别进行分析：
前述第①条、第⑥条，情况确实如此。但对其余各条，笔者有不同看法。
2.1 适用介质问题
离心机并不适用于各类污泥。经调查，离心机不适用含粉煤灰等无机成份较多的污泥，因为粉煤灰经过离心分离，附着在离心机内壁较难去除，离心机刮泥刀遇到很大阻力，从而导致泥进去后就出不来。我国北方某城市污水处理厂就出现这种情况，离心机没法正常运行，不得不改成带机，造成很大损失。
前述第③条：离心机可根据进料浓度变化自动调整转差和扭矩，带机要手动调整，事实上是因为进料浓度的变化对离心机影响较大[1]，而对带机的影响较小。
2.2 固体回收率及加药量的问题
前述第④条：离心机的固体回收率确实比带机高[1]，但这并不是说带机固体回收率低就不能用，事实上滤波还得回流到前面，与污水厂进水一道重新进行处理。
药剂投加量，是有争议的，带机厂商也会说，他们的带机药剂投加量也少，笔者设计的某15×104t/d城市污水处理厂，采用的是卧螺离心机脱水，投产后每吨干污泥的实测耗药（PAM）量为 1.7－2.0kg，是比较低的。资料显示，上海某污水厂也作过带机脱水耗药量试验，城市污水每吨干污泥的药剂也在20kg左右。由于各厂污泥性质有所不同，很难说带机药耗就比离心机高多少。
2.3 电耗问题
电耗的差异并不是离心机厂商宣称的那样，实际上离心机电耗要远远大于带机。
离心机的噪音，很刺耳，而带机的噪音不在机器本身，主要是冲洗水的声音，声音感觉比离心机要好得多；运行时间理论上带机也能24h运行，当然带机连续运行没有离心机可靠。
2.4 机器的寿命问题
前述第⑦条：质量好的带机其轴承寿命都超过20a，与主机寿命差不多，滤带确实需要常更换，滤带一般能连续进行2000h操作，如果间断运行，保养良好也是2－3a更换一次，不管是国产还是进口带机，滤带一般都可用国产滤带代替，因此更换滤带成本并不高，而卧螺离心机目前国产设备较进口设备差距较大，如果更换螺旋，必须是国外原产的，因此这将会带来很多麻烦，更换成本很高。
2.5 运行费用的计算
在离心机厂商计算离心脱水与带式压滤脱水运行费用比较时，所采用计算方法存在很多问题，运行成本主要包括：药剂费、电费和水费。可以首先将其水费排除掉，因为现在带机滤布冲洗全采用二沉地出水，是不用花钱的，其次，药剂耗量到底带机比离心机多多少很难说清，是有争议的。笔者以某8×104t/d污水处理厂为例，对污泥处理的实际运行费用进行了计算，结果如下：
干污泥量：10t/d，含固量：0.8％（未浓缩污泥）。假设电费0.5元／kw，药费60元／kg。
卧螺离心机与带机电耗比较见表一：
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表1 卧螺离心机与带机电耗比较
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比较项目
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卧螺离心机
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带式压滤机
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运行时间/h
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24
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16
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处理能力（湿泥）/（m3.h-1)
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10/（0.8%)/24=52
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10/(0.8%)/16=78
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实际处理能力/（m3.h-1)
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55-65
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80-100
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浓缩机功率/kW
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45
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1.5
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浓缩机液压装置功率/kW
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7.5
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与脱水机合用
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脱水机功率/kW
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22
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2.2
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脱水机液压装置功率/kW
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7.5
|
与脱水机合用
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污泥切割机功率/kW
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7.5
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无
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浓缩提升至脱水/kW
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5.5
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无
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冲洗水泵/kW
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无
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7.5
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总装机功率/kW
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95
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10.5
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需要切率/kW
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95×85%=80.75
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10.5×85%=8.9
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每天耗电/kW
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80.75×24=1938
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8.9×16=143
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从上表可知，离心机与带机每天电费差额为（1938 －143）kwh×0.5元／kwh＝897.5元人民币。
药费如果真按离心机厂家所说，带机比离心机多1kg／(t［干泥］），就目前市场PAM价格应当是15元／kg，则带机比离心机每大多涓耗药剂量为：10t／d×1kg／t＝10kg/d，每天多用药剂费为10×15=150元，即每天带机比离心机多用药剂费为150元人民币；假如带机比离心机耗药量大的话，总体来说带机还是比离心机每天节省897.5－150＝747.5元，每年节省约27万元人民币。事实上，离心机的电耗是确定无疑的，而带机的药耗是有争议的，如果带机与离心机耗药量相同的话，那么离心机每天比带机运行费用要高 897.5元，即每年离心机比带机多花费约33万元人民币。
因此，从运行费用看，采用离心机并不比带机省。
2.6 投资问题
从投资上看，上述带式一体机若为进口高档次产品，全套约20万美元，国产则仅约70万元人民币，约合9万美元；而上述一套离心浓缩脱水机约30万美元，由于产品档次差异或其他具体原因，价格会有所出入，但是一般来讲，相同档次及处理能力的产品，离心机价格要比带滤机成倍高出，然而，由于离心机占地少，污泥浓缩脱水间土建费用可节省一些，两者相抵后，离心机仍比带机系统的总投资要高出一截。
3 结语
从以上分析我们可以得出如下结论：
离心机的优点是出泥干、全密闭运行、卫生环境好、不需冲洗水、系统简单体积小，但这是以极高的能耗和电费支出及昂贵的投资为代价所换取的。
带机的优点是节省电耗、噪音小、造价低、维护费用小，但是其出泥含固率略低、占地面积大、需要冲洗、开放式运行卫生环境差。
因此污泥（浓缩）脱水是采用离心机还是带机，一定要综合考虑工程中的各项因素，如污泥的性质及其对于含固量的要求等具体问题具体分析；尤其是全社会倡导降耗节能的前提，以及贯彻宏观环保理念，盲目跟风切不可取。
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