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污泥脱水技术综述

北极星水处理网  来源:盛大环境  作者:陈文远  2020/8/11 15:29:38  我要投稿  

北极星水处理网讯:污泥脱水处理是生活污水和工业废水处理中的重要环节,经浓缩脱水处理后的污泥,体积和含水率大幅降低,不但实现了污染“减量化”,也降低了后续污泥干化焚烧或填埋等处置方法的难度和成本。污水处理厂设计应用中应结合工程实际情况进行选择。

1 什么是污泥

生活污水和工业废水在处理过程中分离或截流的固体物质统称为污泥。污泥的性质和组成主要取决于污水的来源,同时还和污水处理工艺有密切关系。根据污水处理工艺的不同,污泥可分为以下几种:

(1)初沉污泥:来自污水处理的初沉池,是原污水中可沉淀的固体。

(2)二沉池污泥:又称生物污泥,由生物处理工艺(活性污泥或生物膜系统)产生的污泥。

(3)消化污泥:经过厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。

(4)化学污泥:用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时所产生的污泥。

2 脱水是污泥处理的重要环节

污泥处理的主要目的是减少污泥量并使其稳定,便于污泥的运输和最终处置。污泥处理一方面可以降低含水率,使其变流态为固态,达到减量目的;另一方面可以稳定有机物,使其不易腐化,避免对环境造成二次污染。污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。

从污泥含水率与污泥状态的关系图可以看出,为了便于污泥处置时的运输,污泥要脱水,使含水率降至80% 以下,失去流态。通常,若污泥进行填埋,其含水率要在60% 以下。

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3 污泥脱水方法概述

一般情况,污水处理厂主要采用污泥浓缩和污泥脱水两步工艺对污泥减容减量。

对于含水率大于98%的污泥,一般要考虑浓缩,使含水率降至96%左右,以减少污泥体积,有利于后续处理。污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法,不管污泥采用何种方式处理处置,污泥浓缩都必不可少。目前污泥浓缩最常用的方法包括重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩和水力旋流浓缩等。

污泥浓缩最常见的方法主要是通过重力浓缩池的方式提高出泥的含固率。但通过浓缩池,体积与浓缩时间成正比,且污泥长时间静置浓缩,其中的有机物容易在微生物的作用下腐败发臭,影响污水处理厂的卫生环境。因此,一般通过重力浓缩将含水率降至94%—96%后,需要另一种脱水效率更高的机械脱水工艺对污泥进行进一步的处理,使污泥脱水失去流态,含水率降至80%以下,便于污泥处置时的运输。

除此之外,污泥脱水还有利用自然力(蒸发、渗透等)对污泥进行脱水的方法,主要包括上部蒸发、底部渗透、中部放泄等多种自然过程。自然干化可分为晒砂场与干化场两种。前者用于沉砂池沉渣的脱水;后者用于初次沉淀污泥、腐殖污泥、消化污泥、化学污泥及混合污泥的脱水。自然干化的特点是简单易行、污泥含水率低,缺点是占地面积大、卫生条件差、铲运干污泥的劳动强度大。

4 污泥机械脱水设备

机械脱水是目前世界各国普遍采用的方法。机械力的种类有压力、真空吸力、离心力等,对应的脱水方式称之为过滤脱水和离心脱水,相应的设备为压力过滤机、真空过滤机和离心机。

西欧国家经脱水处理的污泥占其污泥总量的69.3%,其中机械脱水占51.4%、自然干化占16.9%、其它占1%;主要的脱水机械包括转鼓离心机、板框压滤机、带式压滤机、真空过滤机,分别占21.7%,15.8%,11.4%和2.5%。

4.1 带式压滤机

工作原理:在滚轮之间夹着两块滤布,经过重力脱水后,夹在两块滤布之间的污泥通过滚轮和传送带的加压进行固液分离。

出泥含水率:68%~80%

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优点:1、可设定为连续工作模式;2、污泥处理效率高,处理能力较大。

缺点:1、污泥脱水不彻底,泥饼无法成型,含水率偏高且缺少均匀和稳定性;2、设备封锁性差,导致污泥处理现场污泥洒落,工作环境较差;3、浪费资源,工作后滤带需要用大量水清洗;4、极易造成滤带损坏,如污泥中含有较大颗粒会对滤布有所损坏;

5、自动化程度低,故障率高,滤带经常跑偏、喷淋头经常堵塞,很难实现24小时无人值守运行,人工成本高。

4.2 板框压滤机

工作原理:板框压滤机是装上滤布的板框连接而成的结构,在密闭的状态下,经过高压泵打入的泥浆经过板框的挤压从滤布的缝隙中脱水。

出泥含水率:60%以下

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优点:1、耗能低,用电量小,节能环保;2、污泥脱水处理效率高,处理能力较大,泥饼含水率较低。

缺点:1、自动化程度低,间歇作业,需要人工装卸污泥,很难实现24小时无人值守运行,人工成本高;2、易堵塞,冲洗用水量大,地面容易溅水或者污泥不适用于油性污泥的脱水自动运行困难,需要人工运作、清洗;3、前端需要浓缩,板框机只适合处理污泥浓度高的浓缩污泥,所以在进入板框机器之前,必须建造污泥浓缩池或配备浓缩设备。

4.3 叠螺式脱水机

工作原理:由固定环和游动环相互层叠,螺旋轴贯穿其中形成的过滤装置,前段为浓缩部,后段为脱水部。

出泥含水率:80%左右

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优点:1、不易堵塞;2、连续自动运行、操作简单;3、节省运行费用

缺点:出泥含水率80%左右,相对其他几种污泥脱水机脱水能力较低。

4.4 离心机

工作原理:在密闭的筒内安装有螺旋轴,通过比重差进行固液分离。在高速旋转的筒内,注入泥浆和高分子絮凝剂后,形成絮团后通过离心力的作用压出泥饼。

出泥含水率:60%~85%

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优点:1、占地面积小,安装简单便利,维修保养频率低;2、使用便捷,操作条件好(密封、无气味),可以实现24小时自动运行;3、设备小、效率高、分离能力强,相对来讲比其他类型的脱水机处理量大。

缺点:1、 噪音过大,使工作车间及附近都受噪音影响;2、制造工艺要求高,设备易磨损,易损件费用高,运行费用高。3、对污泥的预处理要求高,而且必须使用高分子聚合电解质作为调理剂,前端需要浓缩,当污泥浓度偏低,或者固液相的比重差别不是很大时,很难通过离心力进行固液分离,所以要进行浓缩。

污泥处理是污水处理的重要组成部分。对于以活性污泥法为主的城镇污水处理厂,污泥处理系统的建设投资约占污水处理厂总投资的20% -40% ,污泥处理运营费用约占污水处理厂总运营费用的20% - 30% ,而污泥处理的投资和运营费用与选择的处理工艺密切相关。

我们建议,应当充分结合现场的实际情况及使用要求来选择污泥脱水设备。带式压滤机可以满足污泥脱水的要求,工程投资低,是一种较为经济的污泥脱水设备;若后续处置对脱水污泥含水率要求较高,可以选择板框式压滤机;离心脱水机设备价格较高,但具有占地面积少,操作维护方便,自动化程度高,工作环境干净卫生,分离效果受人为因素影响小,日常运行费用低等诸多优点,综合考虑运行维护成本和稳定性,推荐在污泥脱水工程中选用,应结合实际情况进行选择。


原标题:污泥脱水技术综述

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