污泥的机械脱水

本节主要讲解污泥机械脱水、污泥干化和最终处置。

01、污泥机械脱水总论

污泥的机械脱水主要有带式压滤脱水、离心脱水及板框压滤脱水等方式。机械脱水工艺主要类型及特点如下：

1.带式压滤脱水噪声小、电耗少，但占地面积和冲洗水量较大，车间环境较差。带式脱水进泥含水率要求一般为97.5%以下，出泥含水率一般可达82%以下；

2.离心脱水占地面积小、不需要充水、车间环境好，但电耗高，噪声大。离心脱水进泥含水率一般为95%~99.5%，出泥含水率一般可达75%~80%；

3.板框压滤脱水泥饼含水率低，但占地和冲洗水量大，车间环境差，板框压滤脱水进泥含水率一般要求97%以下，出泥含水率一般可达65%~75%；

4.螺旋压榨脱水机和滚压式脱水占地面积小，冲洗水量小、噪音低、车间环境好，但单机容量小，上清液固含量较高。螺旋压榨脱水进泥含水率要求一般为95%~99.5%，出泥含水率一般可达75%~80%。

▲各种污泥脱水机械技术经济比较

▲脱水设备性能比较表

02、污泥机械脱水前的预处理

污泥机械脱水前的预处理的目的是改善污泥脱水性能，提高机械脱水设备生产能力与脱水效果。预处理方法有化学调节法、淘洗法、热处理及冷冻法4种方式，但是要区别假如问题问的是常用方法的话，那就是化学调节法+淘洗法两种。

《室外排水设计规范》中第7.4.1条规定：污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：

1.污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；

2.污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%；

3.经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗；

4.机械脱水间的布置，应按本规范第5章泵房中的有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道；

5.脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。

6.污泥机械脱水间应设置通风设施，每小时换气次数不应小于6次。

03、污泥过滤脱水

污泥过滤脱水的基本原理是过滤介质两面的压力差作为推动力，造成压力差推动力的方法有4种：

1.依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场脱水）；

2.在过滤介质的一面造成负压（如真空吸滤脱水）；

3.加压污泥把水分压过介质（如压滤脱水）；

4.造成离心力（如离心脱水）。

▲板框压滤机

污泥过滤脱水包括板框压滤机、带式压滤机两种，其中《室外排水设计规范》关于板框压滤机的条文规定有如下几条：

7.4.5条规定：板框压滤机和箱式压滤机的设计，应符合下列要求：

1.过滤压力为400~600kPa；

2.过滤周期不大于4h；

3.每台压滤机可设置污泥压入泵1台，宜选用柱塞泵；

4.压缩空气量为每立方米滤室不小于2m3/min（按标准工况设计）。

▲带式压滤机

《室外排水设计规范》关于带式压滤机的条文规定有如下几条：

7.1.4条规定：污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计，污泥脱水机械可考虑1台备用；

7.4.3条规定：压滤机宜采用带式压滤机、板框压滤机、箱式压滤机或微孔挤压脱水机，其泥饼产率和泥饼含水率，应根据试验资料或类似运行经验确定。泥饼含水率为75%~80%。

7.4.4条规定：带式压滤机的设计，应符合下列要求：

1.应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用；

2.应配置冲洗泵，其压力宜采用0.4~0.6Mpa，其流量可按5.5~11m3/[m(带宽)▪h]计算，至少应用一台备用。

3.污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按表7.4.4的规定取值。

04、污泥离心脱水

污泥离心脱水的基本原理就是利用离心机的转动使污泥中的固体和液体分离。《室外排水设计规范》7.4.7条规定污水污泥采用卧螺式离心脱水时，其分离因素宜小于3000g（g为重力加速度）。7.4.8条规定离心脱水机前应设置污泥切割机，切割后的污泥粒径不宜大于8mm。

▲污泥离心脱水机

对于各类污泥来说，需要强调的是，活性污泥脱水性能最不好，但是腐殖污泥、活性污泥与初沉污泥混搭后脱水性能有所改善。

05、污泥干化与焚烧

污泥干化指的是通过渗滤或蒸发作用，从浓缩污泥中去除大部分水份的过程，包括自然干化、加热干化、污泥焚烧。

1.自然干化包括自然滤层干化场合人工滤层干化场技术，其中人工滤层干化场又分为敞开式干化场和有盖式干化场，其主要作用就是通过撇水、渗透和蒸发作用降低污泥含水率的过程。对于干化场脱水影响因素主要有气候条件、污泥性质和污泥调理。需要强调的是自然干化污泥不能达到稳定化目的。

2.加热干化包括全干化和半干化，其中全干化含水率≤15%，半干化含水率在15%~55%之间。技术原理就是污泥脱水后在外部加热条件下，通过传热和传质过程，使污泥中水份随着相变化分离的过程，成为干化产品。

3.污泥焚烧就是利用焚烧炉将污泥完全矿化为少量灰烬的过程，影响污泥焚烧的因素主要包括污泥的含水率、温度、焚烧事件、污泥燃料与空气之间的混合程度。

06、污泥的最终处置

污泥处置指的是处理后的污泥的最终消纳过程，一般包括土地利用、填埋和建筑材料的利用等等，焚烧也是污泥的一种处置方式。而污泥资源化是指污泥经过适当处理，作为制作肥料、燃料和建材的原料，是污泥处理可持续发展的过程。