Burgess脫水反應(yīng)

污水經(jīng)過沉淀處理后會產(chǎn)生大量污泥，即使經(jīng)過濃縮及消化處理，含水率仍高達96 %，體積很大，難以消納處置，必須經(jīng)過脫水處理，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均采用機械脫水。脫水機的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。本文就國內(nèi)污水處理廠經(jīng)常選用的壓濾機(包括帶式壓濾機及板框式壓濾機)和離心式脫水機的工作原理、設(shè)備選型時需重點考慮的問題以及維護運行成本等作一介紹。

1. 帶式壓濾脫水機

帶式壓濾脫水機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，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水?dāng)D壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現(xiàn)污泥脫水。

一般帶式壓濾脫水機由濾帶、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)動系統(tǒng)構(gòu)成。作機型選擇時，應(yīng)從以下幾個方面加以考慮:

(l)濾帶。要求其具有較高的抗拉強度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點，同時還應(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污泥顆粒的攔截性能。

(2)輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。一般通過氣動裝置完成。

(3)濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動系統(tǒng)來控制。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)的污泥對帶速的要求各不相同，即對任何一種特定的污泥都存在一個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。帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響小，還具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定啟耗少、管理控制相對簡單、對運轉(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點。同時，由于帶式壓濾脫水機進入國內(nèi)較早，已有相當(dāng)數(shù)量的廠家可以生產(chǎn)這種設(shè)備。在污水處理工程建設(shè)決策時，可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。國內(nèi)新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機，例如北京高碑店污水處理廠一期工程五臺脫水機全部是帶式壓濾脫水機，自帶、輥壓筒、濾投入運行以來情況良好，所以在二期設(shè)備選型時仍然選用了這種機型。

2. 離心式脫水機

離心脫水機主要由轉(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下，被輸送到轉(zhuǎn)載的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)載周圍的出口連續(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。

離心脫水機最關(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，但制造及運行成本都相當(dāng)高，很不經(jīng)濟。轉(zhuǎn)載的長度越長，污泥的含固率就越高，但轉(zhuǎn)載過長會使性能價格比下降。使用過程中，轉(zhuǎn)載的轉(zhuǎn)速是一個重要的控制參數(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，是離心脫水機運行好壞的關(guān)鍵。多采用低速離心脫水機。在作離心式脫水機選型時，因轉(zhuǎn)輪或螺旋的外緣極易磨損，對其材質(zhì)要有特殊要求。新型離心脫水機螺旋外緣大多做成裝配塊，以便更換。

離心脫水機具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點。國內(nèi)只有為數(shù)不多的幾個廠家可以生產(chǎn)小型離心脫水機，如果選擇大型離心脫水機，就只能依靠進口，會增加工程投資，同時，離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大，對運行人員的素質(zhì)要求較高，因此一般污水處理廠均不采用離心脫水工藝。但近幾年來，隨著科技進步，離心式脫水機的脫水技術(shù)在國外有了長足進展，例如瑞典Alfa

Layal公司生產(chǎn)的螺旋離心式脫水機，其泥餅含固率可達 30%以上，而且操作是在全封閉的環(huán)境中進行，脫水機周圍沒有任何污泥及污水存在，也沒有惡臭氣味，可以大大改善運行人員的工作環(huán)境，因而受到業(yè)界人士的青睞。

3. 板框式壓濾脫水機

板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內(nèi)的水通過濾布排出，達到脫水目的。它主要由凹人式濾板、框架、自動- 氣動閉合系統(tǒng)測板懸掛系統(tǒng)、濾板震動系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身一側(cè)光電保護裝置等構(gòu)成。設(shè)備選型時，應(yīng)考慮以下幾個方面:

(1)對泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機與其他類型脫水機相比，泥餅含固率最高，可達35%，如果從減少污泥堆置占地因素考慮，板框式壓濾機應(yīng)該是首選方案。

(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度。

(4)濾板的移動方式。要求可以通過液壓一氣動裝置全自動或半自動完成，以減輕操作人員勞動強度。

(5)濾布振蕩裝置，以使濾餅易于脫落。與其他型式脫水機相比，板框式壓濾機最大的缺點是占地面積較大。以北京高碑店污水處理廠一期工程使用的帶式壓濾機和鞍山工業(yè)污水處理廠使用的板框式壓濾機為例作比較:高碑店污水廠處理污水量為50萬t/d，污泥產(chǎn)量1852.5m3/d，干物質(zhì)92.63t/d，采用五臺德國KLEIN-KS30型帶式壓濾機，每臺壓濾機的基礎(chǔ)占地面積僅為2750*3500mm,鞍山污水廠處理水量為22t/d，干物質(zhì)275t/d，采用六臺板框式壓濾機，每臺壓濾機地基礎(chǔ)占地面積達2400*12000mm，同時，由于板框式壓濾機為間斷式運行，效率低，操作間環(huán)境較差，有二次污染，國內(nèi)大型污水處量廠己很少采用。但近了大量開發(fā)研制工作，使其適應(yīng)了現(xiàn)代化污水處理廠的要求，

如通過PLC系統(tǒng)控制就可以實現(xiàn)系統(tǒng)全自運方式，其壓濾、濾板的移動、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進料等操作全部可通過PLC遠端控制來完成，大減輕了工人勞動強度。

1.自然干化法

主要構(gòu)筑物是污泥干化場，一塊用土堤圍繞和分隔的平地,如果土壤的透水性差，可鋪薄層的碎石和砂子，并設(shè)排水暗管。依靠下滲和蒸發(fā)降低流放到場上的污泥的含水量。下滲過程約經(jīng)2~3天完成，可使含水率降低到百分之八十五左右。此后主要依靠蒸發(fā)，數(shù)周后可降到百分之七十五左右。污泥干化場的脫水效果，受當(dāng)?shù)亟涤炅?、蒸發(fā)量、氣溫、濕度等的影響。一般適宜于在干燥、少雨、沙質(zhì)土壤地區(qū)采用。

2.造粒脫水法

水中造粒脫水機是發(fā)展的一種新設(shè)備。其主體是鋼板制成的臥式筒狀物，分為造粒部、脫水部和壓密部，繞水平軸緩慢轉(zhuǎn)動。加高分子混凝劑后的污泥，先進入造粒部，在污泥自身重力的作用下，絮凝壓縮，分層滾成泥丸，接著泥丸和水進入脫水部，水從環(huán)向泄水斜縫中排出。最后進入壓密部，泥丸在自重下進一步壓縮脫水，形成粒大密實的泥丸，推出筒體。造粒機構(gòu)造簡單，不易磨損，電耗少，維修容易。泥丸的含水率一般在百分之七十左右。

在污水廠的污泥脫水過程中所產(chǎn)生的濾液，除干化床的濾液污染物含量較少外，其他都含有高濃度的污染物質(zhì)。因此這些濾液必須處理，一般是與入流廢水一起處理。

3.機械脫水法

通常污泥先進行預(yù)處理，改善脫水性能后再脫水。最通用的預(yù)處理方法是投加無機鹽或高分子混凝劑。此外，還有淘洗法和熱處理法。機械脫水法有過濾和離心法。過濾是將濕污泥用濾層(多孔性材料如濾布、金屬絲網(wǎng))過濾，使水分(濾液)滲過濾層，脫水污泥(濾餅)則被截留在濾層上。離心法是借污泥中固、液比重差所產(chǎn)生的不同離心傾向達到泥水分離。過濾法用的設(shè)備有真空過濾機、板框壓濾機和帶式過濾機。真空過濾機連續(xù)進泥，連續(xù)出泥,運行平穩(wěn)，但附屬設(shè)施較多。板框壓濾機為化工常用設(shè)備，過濾推動力大，泥餅含水率較低，進泥、出泥是間歇的，生產(chǎn)率較低。人工操作的板框壓濾機，勞動強度甚大，大多改用機械自動操作。帶式過濾機是新型的過濾機，有多種設(shè)計，依據(jù)的脫水原理也有不同(重力過濾、壓力過濾、毛細管吸水、造粒)，但它們都有回轉(zhuǎn)帶，一邊運泥，一邊脫水，或只有運泥作用。它們的復(fù)雜性和能耗都相近。離心法常用臥式高速沉降離心脫水機，由內(nèi)外轉(zhuǎn)筒組成，轉(zhuǎn)筒一端呈圓柱形，另一端呈圓錐形。轉(zhuǎn)速一般在3000轉(zhuǎn)/分左右或更高，內(nèi)外轉(zhuǎn)筒有一定的速差。離心脫水機連續(xù)生產(chǎn)和自動控制，衛(wèi)生條件較好，占地也小，但污泥預(yù)處理的要求較高。 機械脫水法主要用于初次沉淀池污泥和消化污泥。脫水污泥的含水率和污泥性質(zhì)及脫水方法有關(guān)。一般情況下，真空過濾的泥餅含水率為百分之六十至百分之八十，板框壓濾為百分之四十五至百分之八十，離心脫水為百分之八十至百分之八十五。