污泥脫水干化工藝的技術(shù)探討

1、污泥脫水、干化工藝的技術(shù)探討污泥的產(chǎn)生在人類活動(dòng)過程中是不可避免的。污水處理產(chǎn)生的大量污泥的任意堆放和投棄對環(huán)境造成了新的污染，如何妥善處置這些污泥已成為全球共同關(guān)注的課題。一、污泥概述    污泥(sludge) 是由水和污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)。    1. 污泥的分類    根據(jù)其來源，污泥可以劃分為：    1）市政污泥(sewage sludge)，主要指來自污水廠的污泥，這是數(shù)量最大的一類污泥。此外，自來水廠的污泥也來自市政設(shè)施，可以歸入這一類。 

2、;   2）管網(wǎng)污泥，來自排水收集系統(tǒng)的污泥。    3）河湖淤泥，來自江河、湖泊的淤泥。    4）工業(yè)污泥，來自各種工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的固體與水、油、化學(xué)污染、有機(jī)質(zhì)的混合物。    在非特指環(huán)境下，污泥一般指市政排水污泥。    污水處理廠的污泥根據(jù)處理的工藝級別不同，又可以分為以下幾種：    1）初沉污泥(Primary)：只經(jīng)過物理-化學(xué)處理    2）二沉污泥(Secondary)：生物

3、處理后的污泥    3）三沉污泥(Tertiary)：脫磷/脫氮后的污泥    根據(jù)污泥的性質(zhì)，又可以區(qū)分為：    1）未消化生污泥（undigested）    2）消化污泥(digested)    污泥的消化又有好氧消化與厭氧消化之分。各個(gè)級別的污泥的物理化學(xué)性質(zhì)不同，消化和未消化污泥的性質(zhì)差別更大。很多后端處理工藝必須了解前端污泥的性質(zhì)才能確定其處理方式。    2. 污泥的主要成分  

4、  因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有機(jī)物含量可能占到干物質(zhì)的60%75%，高效消化處理后減半。    有機(jī)硝酸鹽是污泥中的主要有效成分。施用到土壤里，硝酸鹽經(jīng)生物降解可改善土壤。    污水廠污泥具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，這是因?yàn)槠浜屎芨?，一般?5%以上，這是污泥本身的性質(zhì)決定的。根據(jù)分析，污泥與水分子的結(jié)合非常緊密，并具有不同的相態(tài)：    1）自由態(tài)水：可經(jīng)重力沉淀和機(jī)械作用去除；    2）物理性結(jié)合水：須更多能量去除（如加熱），包括毛細(xì)管/間隙水、膠態(tài)

5、/表面吸附水。    3）化學(xué)性結(jié)合水：只有打破化學(xué)鍵才能去除，被稱為“平衡水”，包括細(xì)胞內(nèi)的水、分子水。    3. 污泥處理、處置存在的問題    1）污泥處置：污泥的處置指的是給污泥一個(gè)最終的歸宿：要么作為肥料施用到農(nóng)田、綠化等土壤中，成為土壤的一部分；要么加以資源化利用，形成有用的材料，如鋪路的渣土、水泥、制磚等；要么填埋，未加任何利用，且耗費(fèi)土地資源而棄置。    2）污泥處理：任何不能達(dá)到最終安置的過程，都可以算作處理。比如污泥堆肥，殺滅細(xì)菌和熟化后才能產(chǎn)生安全的

6、肥效；焚燒最終還會產(chǎn)生灰燼，這部分的數(shù)量要占到原干物質(zhì)質(zhì)量的40以上，因此還要考慮填埋或利用；干化是為了去掉泥餅中的大部分水份，節(jié)約運(yùn)輸成本，減少占地，少付填埋費(fèi)，并為其它的最終處置方案提供減量、衛(wèi)生化和經(jīng)濟(jì)性條件。    污泥處理的主要目的是減少水分，為后續(xù)處理、利用和運(yùn)輸創(chuàng)造條件；消除污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì)；回收能源和資源。污泥的處理工藝包括污泥的濃縮、消化、脫水、干化及焚燒等方法以及最終處理。    由于污泥是一種有潛在危險(xiǎn)的物質(zhì)，所以污泥處理面臨以下的問題：    1）干污泥中一般含有65%的有機(jī)

7、物和35%的無機(jī)物。在中國，污泥中的有機(jī)物含量較低。    2）濕污泥中含有各種各樣的細(xì)菌、病毒和寄生生物，病菌在其中大量繁殖。    3）污泥中還含有鋅、銅、鉛和鎘等重金屬化合物，有毒的有機(jī)化合物，殺蟲劑等等，所有這些一旦進(jìn)入食物鏈將會導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題。對于工業(yè)發(fā)達(dá)的大中城市，這個(gè)問題尤其突出。    在歐洲，根據(jù)歐盟規(guī)定：截止到2005年，有機(jī)物含量超過5%的廢棄物將被禁止填埋；在美國，根據(jù)國家環(huán)保局的503污泥衛(wèi)生法規(guī)定，只有經(jīng)過滅菌處理，達(dá)到細(xì)菌或病毒無法檢出的A級污泥才可以在市場出售；而B級污

8、泥的使用則必須滿足特殊的使用條件，即污泥的細(xì)菌或病毒含量不會對公眾和環(huán)境造成影響。而特級污泥，即污泥的細(xì)菌或病毒和重金屬的含量都滿足要求，其使用所受到的限制與普通的肥料一樣。由于A級污泥沒有對重金屬的含量有任何限制，因此國家環(huán)保局的503污泥衛(wèi)生法不是很嚴(yán)格。目前，在新澤西州，在加利弗尼亞，內(nèi)華達(dá)和亞利桑那州的部分縣已經(jīng)立法禁止污泥的填埋；佛羅里達(dá)洲等一些州的立法正在進(jìn)行。    4. 污泥的脫水與干化    污水處理所產(chǎn)生的污泥具有較高的含水量，由于水分與污泥顆粒結(jié)合的特性，采用機(jī)械方法脫除具有一定的限制，污泥中的有機(jī)質(zhì)含量、灰分比

9、例特別是絮凝劑的添加量對于最終含固率有著重要影響。一般來說，采用機(jī)械脫水可以獲得20%-30%的含固率，所形成的污泥也被稱為泥餅。泥餅的含水率仍然較高，具有流體性質(zhì)，其處置難度和成本仍然較高，因此有必要進(jìn)一步減量。此時(shí)，在自然風(fēng)干之外，只有通過輸入熱量形成蒸發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模減量。采用熱量進(jìn)行干燥的處理就是熱干化。    污泥干化是水分蒸發(fā)的過程。為了進(jìn)行干化項(xiàng)目的調(diào)研，以確定減量處理的規(guī)模，必須了解有關(guān)污泥項(xiàng)目的一些經(jīng)濟(jì)參數(shù)，這些參數(shù)包括：    機(jī)械脫水后的濕泥含固率    最終處置的目的、類型&#

10、160;   當(dāng)?shù)啬軌蛘业降牧畠r(jià)熱能及其價(jià)格指數(shù)    污泥成分是根據(jù)污水廠的來水水質(zhì)變化的，當(dāng)然在很大程度上也會受到污水處理工藝的影響。最終會對干化工藝產(chǎn)生重大影響的內(nèi)容則是絮凝劑添加量。對干化工藝來說，以下內(nèi)容值得注意，這些內(nèi)容通常是通過試驗(yàn)來確認(rèn)其干化效果的：    污泥中絮凝劑含量；    污泥的粘度、彈性；    有機(jī)物在干物質(zhì)中的比例；    磨蝕性成分的比例（如沙、石等）；    腐

11、蝕性成分的濃度（如氯、硫等）；    油脂類物質(zhì)的百分比。    污水中的污染物和營養(yǎng)成分在大量繁殖的細(xì)菌作用下，在化學(xué)藥劑的作用下形成聚集，逐漸增大的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)最終在水中沉淀下來，形成污泥。進(jìn)一步添加高分子絮凝劑，采用物理方法濃縮，可以脫去大部分或一部分所謂的自由態(tài)水，形成我們所見到的脫水污泥。    因此經(jīng)生物處理所得到的污泥，其有機(jī)物構(gòu)成主要就是這些微生物細(xì)菌。    二、污泥的主要處理、處置途徑    1. 污泥處理、處置的工藝路線

12、0;   污水廠污泥的處理和處置主要遵循以下的途徑：     1)污泥的濃縮。污泥濃縮的目的是使污泥初步脫水、縮小污泥體積為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。濃縮脫水方法有重力沉降濃縮、上浮濃縮以及其他濃縮方法。    2)污泥消化。為了減少污泥量，防止污染環(huán)境和提高利用價(jià)值，一般需經(jīng)過消化處理。污泥消化即是借助微生物的代謝作用，使污泥中有機(jī)物質(zhì)分解成穩(wěn)定的物質(zhì)，去除臭味，殺死寄生蟲卵，減少污泥體積回收利用消化過程中所產(chǎn)生的沼氣。    3)污泥脫水與干化。污泥經(jīng)濃縮和消化之后，其含水率仍在

13、96左右，體積很大，不便于運(yùn)輸和使用，需要進(jìn)一步脫水干化處理，其主要方法有自然蒸發(fā)法和機(jī)械脫水法兩種。    4)污泥焚燒。污泥干化后含水仍達(dá)10%-20%，體積仍較大，通過焚燒可將污泥中水分和有機(jī)雜質(zhì)完全去除并殺滅病原微生物。有些污泥含有有毒物質(zhì)而不宜作農(nóng)肥，或因其他原因使污泥難以利用時(shí)，為防止污染也采用焚燒方法。焚燒污泥的裝置為焚燒爐。    5)污泥的最終處理。污泥含有重金屬離子等有毒物質(zhì)時(shí)，還須做最終處理，深埋或投棄海洋。    2. 污泥處置方式    污泥的主要處

14、置方式有    1） 投海。    由于對環(huán)境的負(fù)面影響（環(huán)境和生物受到污染的危險(xiǎn)），在美國已經(jīng)被法律所禁止。在中國，相信在將來也不能采用污泥海洋投棄法作為處置方式。    2）填埋。    脫水泥餅直接填埋本身是對資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，此外，還可能對填埋場形成諸多困難：    填埋場一般是一層固廢一層覆土，然后進(jìn)行碾壓，以確保更好的空間利用。污泥的高含水率、高粘度經(jīng)常使得碾壓機(jī)械打滑甚至深陷其中，給填埋操作帶來困難。  

15、  污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，成為人為的“沼澤地”，給填埋場帶來極大安全隱患。    污泥的高含水率大大增加了填埋場滲濾液處理量，由于污泥細(xì)小，經(jīng)常堵塞滲濾液收集系統(tǒng)和排水管，加重了固廢壩的承載負(fù)荷，給填埋場安全和管理帶來困難。清理收集系統(tǒng)的費(fèi)用極為昂貴。    填埋資源有限，必然導(dǎo)致填埋成本的上升。    填埋法將受到越來越嚴(yán)格的的限制，在今后數(shù)年內(nèi)美國將關(guān)閉大部分的污泥填埋場。直接填埋污泥漿，所占用的土地非常多，而且由于存在病原體繼續(xù)繁殖、臭味等問題，尤其在人口非常稠密的地區(qū)這種方

16、法并不實(shí)際。因此這種處理方式在中國的沿海發(fā)達(dá)地區(qū)也將行不通。    3）堆肥化    堆肥是穩(wěn)定和衛(wèi)生的產(chǎn)品，但是大規(guī)模污泥堆肥存在著許多限制：    （1）污泥本身不是一個(gè)非常好的堆肥物料，降解性差，孔隙率低，含水率高，須添加大量調(diào)理劑來松散污泥，堆肥化處理污泥的量相對很低（經(jīng)堆肥化處理的大部分是大量的調(diào)理劑），不適合多雨的南方地區(qū)。    （2）堆肥化過程沒有實(shí)現(xiàn)體積減量化，而且處理、儲存、緩沖區(qū)占地面積很大。    （3）臭味處理過程復(fù)雜，

17、系統(tǒng)龐大。對于南方多雨的氣候，儲存和堆肥化的場地和設(shè)施要求高，同樣也增加了投資。    （4）運(yùn)行費(fèi)用較高：供氧、通風(fēng)和氣味處理所需的耗電量大，除蟲所需的化學(xué)劑量大，購買大量蓬松調(diào)理劑，運(yùn)輸和儲存費(fèi)用大。污泥堆肥不適應(yīng)于大型處理項(xiàng)目，而且沒有大型處理項(xiàng)目在成功運(yùn)行實(shí)例。目前世界上成功運(yùn)行的最大的污泥堆肥場，其處理能力為10，000噸/年。    4）焚燒    焚燒是一個(gè)很好的解決方案，尤其：    （1）污染嚴(yán)重的污泥（例如重金屬含量或化學(xué)污染物超標(biāo)的工業(yè)污泥）：污泥最終要

18、實(shí)現(xiàn)完全礦化。    （2）處理規(guī)模大（大于50 000噸（泥餅）/年）：規(guī)模大，投資省。    （3）污泥焚燒的投資和運(yùn)行費(fèi)用要高于干燥/造粒，這是因?yàn)椋悍贌\(yùn)行溫度高（焚燒850，干燥100）；工藝復(fù)雜（還未實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化運(yùn)行，需要更多人工，嚴(yán)格的排放限制，高額的最終二次固廢填埋費(fèi)用）。    （4）在一些國家公眾對焚燒技術(shù)的接受程度較低（負(fù)面印象：可能對人們身體健康造成危害的高風(fēng)險(xiǎn)的心理負(fù)擔(dān)）。    多級焚燒爐由于其本身固有的缺陷，尾氣排放超標(biāo)，需要補(bǔ)充輔助燃料。因此

19、許多多級焚燒爐已經(jīng)被流化床焚燒爐所取代。即使對于流化床焚燒爐，只有當(dāng)水分含量小于為25%，干污泥的有機(jī)物含量為75%，即絕干污泥的低位發(fā)熱值為4155 KcalKg, 并且需要將燃燒空氣預(yù)熱到650度以上時(shí)，才無需輔助燃料。但對于中國的市政污泥，其有機(jī)物含量大約為50到65%，熱值為2400到3600Kcal/KG。很顯然，如果直接采用現(xiàn)有的流化床焚燒爐來焚燒中國的市政污泥，補(bǔ)充輔助燃料是不可避免的，只是補(bǔ)充輔助燃料的多少不同，取決于濕污泥的具體的水分含量和發(fā)熱值。    目前，僅在美國，就有近家污水處理廠采用焚燒的方式來處理污泥，處理的污泥量占全美的總產(chǎn)量的20

20、。    5）干燥    干燥的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的    （1）大幅度減小體積，從而減小了儲存，處置和運(yùn)輸費(fèi)用    （2）用途靈活：最終產(chǎn)品用途廣泛（既可用來做肥料也可用于其它工業(yè)工藝過程中的燃料）    （3）最終產(chǎn)品資源化利用：如果干燥污泥本身的重金屬和有機(jī)污染物等指標(biāo)達(dá)標(biāo)，污泥顆?？捎糜诜柿虾屯寥栏牧紕?，是干燥廠的主要收入來源之一。    （4）安全、高效、投資和運(yùn)行成本低。   

21、 （5）安全高效的工藝意味著最終產(chǎn)品完全干燥（含固率90%），無塵、無菌、硬度高、密度大的球形顆粒。這樣可以確保安全、衛(wèi)生和低成本的運(yùn)輸、處置、長時(shí)間的儲存和最終使用。    但干燥也有其問題：    （1）對于重金屬含量高的污泥，如果用做肥料，會帶來土壤污染的問題；    （2）污泥作肥料的市場問題。由于污泥的N、P、K的含量比化肥低許多，并且公眾擔(dān)心其危害，市場需要開發(fā)。即使在美國，經(jīng)過多年的宣傳，推廣，污泥作肥料的市場仍然困難很大。加拿大的多倫多的干燥污泥要船運(yùn)到佛羅里達(dá)銷售；  

22、;  （3）價(jià)格問題。由于以上問題，在美國，噸干污泥的出廠價(jià)僅為10到20美圓。而干燥成本（僅包括能源，未考慮設(shè)備折舊，人員工資等）就達(dá)50到70美圓（盡管如此，仍有許多城市對市政污泥進(jìn)行干燥，主要原因是每噸濕污泥的拖運(yùn)費(fèi)用現(xiàn)在為30到50美圓，而干燥后，重量減少到原來的1/3到1/4。）。在中國，這個(gè)問題尤其突出，因?yàn)橹袊奶烊粴夂碗娏r(jià)格比美國高35%到40%。在中國，只有用煤做燃料時(shí)，才可以考慮用干燥污泥作肥料。而目前，在大中城市，煤被禁止用做燃料。如果污泥干燥設(shè)備采用進(jìn)口，那么代價(jià)將非常高。對于每小時(shí)脫水4噸的污泥干燥設(shè)備，整個(gè)項(xiàng)目的投資大約在690萬美圓（1999年價(jià)格，2

23、002年佛羅里達(dá)的坦帕采用Andritz的污泥干燥設(shè)備, 整個(gè)項(xiàng)目的投資已達(dá)到1000萬美圓）。    6）固廢焚燒發(fā)電廠與市政固廢混燒處理    污泥與市政固廢混燒是可能的但是處理量不大。從目前運(yùn)行的固廢焚燒廠的經(jīng)驗(yàn)來看，為保證正常穩(wěn)定的運(yùn)行，濕污泥的添加量不能超過8%10%。因此不能處理城市市政污水處理廠產(chǎn)生的全部污泥。    從長遠(yuǎn)考慮，污泥的最終處理方案只有三種：堆制肥料；熱力干燥后用作肥料；能量回收（即焚燒）。    我國的污泥目前絕大部分是棄置或填埋的，只有極小量

24、的進(jìn)行干化后用于制作混合肥。    由于我國的填埋場標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施較晚，舊的填埋場接納污泥，可能造成大量的污泥污染物隨滲濾液從地表進(jìn)入深層，甚至威脅地下水和江河湖海。    無規(guī)則的棄置仍是主要消納途徑，其中一小部分進(jìn)入了農(nóng)田，這些棄置無論在近期還是遠(yuǎn)期都將成為地表水和地下水的潛在污染源。    三、污泥濃縮    污泥濃縮（Thicken）的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理與利用。    污泥濃縮的方法通常有五種：重力濃縮，氣浮濃縮

25、、離心濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮和轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)濃縮等。    1. 污泥濃縮工藝    1）重力濃縮    重力濃縮本質(zhì)上是一種沉淀工藝，屬于壓縮沉淀。在污水處理廠中一般將初沉污泥和二沉污泥混合后采用重力濃縮，這樣可以提高重力濃縮池的濃縮效果，重力濃縮池固體表面負(fù)荷根據(jù)取決于二種污泥的比例。重力濃縮可以分為間歇式和連續(xù)式兩種，間歇式重力濃縮主要用于小型污水處理廠，連續(xù)式重力濃縮主要用于大、中型污水處理廠。    2）氣浮濃縮    根據(jù)氣泡形成的方式，氣

26、浮可以分為：壓力溶氣氣浮、生物溶氣氣浮、渦凹?xì)飧?、真空氣浮、化學(xué)氣浮、電解氣浮等，在污泥處理中壓力溶氣氣浮工藝已廣泛應(yīng)用于剩余活性污泥濃縮中，生物溶氣氣浮工藝濃縮活性污泥也已有應(yīng)用，渦凹?xì)飧」に囋谖勰酀饪s中的應(yīng)用正在摸索中，其它幾種氣浮在污泥濃縮中的應(yīng)用尚未見報(bào)道。    3）離心濃縮    離心濃縮工藝的動(dòng)力是離心力，離心力是重力的5003000倍。    離心濃縮工藝最早始于上世紀(jì)20年代初，當(dāng)時(shí)采用的是取原始的筐式離心機(jī)，后經(jīng)過盤嘴式等幾代更換，現(xiàn)在普遍采用的是臥螺式離心機(jī)。與離心脫水的區(qū)別在于離心

27、濃縮用于濃縮活性污泥時(shí)，一般不需加入絮凝劑調(diào)質(zhì)，只有當(dāng)需要濃縮污泥含固率大于6時(shí)，才加入少量絮凝劑。而離心脫水機(jī)要求必須加入絮凝劑進(jìn)行調(diào)質(zhì)。    離心濃縮占地小，不會產(chǎn)生惡臭，對于富磷污泥可以避免磷的二次釋放，提高污泥處理系統(tǒng)總的除磷率，造價(jià)低，但運(yùn)行費(fèi)用的機(jī)械維修費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)性差，一般很少用于污泥濃縮，但對于難以濃縮的剩余活性污泥可以考慮使用。    4）帶式濃縮機(jī)濃縮    帶式濃縮機(jī)主要用于污泥濃縮脫水一體化設(shè)備的濃縮段。重力帶式機(jī)械濃縮機(jī)(Gravity Belt Thickener， GBT)

28、主要由框架、進(jìn)泥配料裝置、脫水濾布、可調(diào)泥耙和泥壩組成。其濃縮過程是這樣的：污泥進(jìn)入濃縮段時(shí)被均勻攤鋪在濾布上，好似一層薄薄的泥層，在重力作用下泥層中污泥的表面水大量分離并通過濾布空隙迅速排走，而污泥固體顆粒則被截留在濾布上。帶式機(jī)械濃縮機(jī)通常具備很強(qiáng)的可調(diào)節(jié)性，其進(jìn)泥量、濾布走速，泥耙夾角和高度均可進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)以達(dá)到預(yù)期的濃縮效果。    污泥濃縮脫水一體化設(shè)備濃縮過程是關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，因此水力負(fù)荷顯得更為重要。一般，設(shè)備廠家通常會根據(jù)具體的泥質(zhì)情況提供水力負(fù)荷或固體負(fù)荷的建議值。應(yīng)當(dāng)注意的是，不同廠商設(shè)備之間的水力負(fù)荷可以相差很大，質(zhì)量一般的設(shè)備只有2030m

29、3(m帶寬h)，但好的設(shè)備可以做到5060m3/(m帶寬h)甚至更高，設(shè)備帶寬最大為3.0m。在沒有詳細(xì)的泥質(zhì)分析資料時(shí)，設(shè)計(jì)選型的水力負(fù)荷可按4045m3/(m帶寬h)考慮。    深圳羅芳污水處理廠，肇慶污水處理廠等采用了帶式機(jī)械濃縮機(jī)。    5）轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮    轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)篩機(jī)械濃縮機(jī)(Rotary Drum Thickener,RDT或Rotary Sieve Thickener,RST)或類似的裝置主要用于濃縮脫水一體化設(shè)備的濃縮段，轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮是將經(jīng)化學(xué)混凝的污泥進(jìn)行螺旋推進(jìn)脫水和擠壓脫水14

30、，是污泥含水率降低的一種簡便高效的機(jī)械設(shè)備。    2. 污泥濃縮工藝的發(fā)展趨勢    1）重力濃縮工藝逐漸被取代    隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，歐洲以單一去除COD為目的的污水處理工藝已不多見，代之以除磷脫氮為主要對象的生物營養(yǎng)物去除工藝，在我國以后的污水處理工藝亦將如此。釋磷條件需要改變。    重力濃縮法，維修管理及動(dòng)力費(fèi)用低，但占地面積大，衛(wèi)生條件差，濃縮效果較差，不能有效地去除污泥中的水分，由于污泥在重力濃縮池停留時(shí)間長，濃縮池中形成厭氧環(huán)境，富磷污泥在濃縮中釋磷

31、現(xiàn)象嚴(yán)重，使整個(gè)系統(tǒng)的除磷效果變差，使用受到了限制，在污水處理廠中會逐步被取代。    2）濃縮-脫水一體化設(shè)備的發(fā)展    濃縮脫水一體化設(shè)備具有工藝流程簡單、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行連續(xù)、控制操作簡單和過程可調(diào)節(jié)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，正得到越來越多的設(shè)計(jì)單位和用戶特別是中小污水處理廠用戶的關(guān)注。國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會、國家稅務(wù)總局二OOO年二月二十三日關(guān)于公布當(dāng)前國家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備（產(chǎn)品）目錄（第一批）的通知將帶式脫水機(jī)與污泥濃縮機(jī)一體化裝置和臥螺式離心脫水機(jī)與污泥濃縮機(jī)一體化裝置列為國家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備（產(chǎn)品），主

32、要用于城市污水及工業(yè)廢水處理。    在采用污泥濃縮脫水一體化機(jī)的工程中，各污水處理廠的污泥進(jìn)入污泥濃縮脫水一體化設(shè)備前，均有污泥貯泥池或污泥均質(zhì)池（實(shí)際上相當(dāng)于濃縮池），其停留時(shí)間甚至比重力濃縮池停留時(shí)間還長，如天津經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠采用德國ROEDIGER公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)鼓預(yù)濃縮與帶式一體化污泥脫水機(jī)，SBR反應(yīng)池剩余污泥排入貯泥池，經(jīng)48小時(shí)沉淀后排入污泥脫水機(jī)房進(jìn)行污泥脫水，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓預(yù)濃縮前的污泥含水率大多數(shù)情況在9496。昆明市第三污水處理廠將含固率為0.70.85的剩余污泥從ICEAS池泵入貯泥池（HRT=7日），在池中間歇曝氣間歇濃縮交替進(jìn)行以防止磷的

33、析出，并使污泥濃縮到含固率為1.5，然后進(jìn)入帶式濃縮機(jī)和帶式脫水機(jī)。    污泥濃縮脫水一體化設(shè)備的目標(biāo)與實(shí)際應(yīng)用存在一定的差距，如果把長HRT的貯泥池看成是重力濃縮池的話，甚至可以認(rèn)為污泥濃縮脫水一體化設(shè)備比傳統(tǒng)污泥處理工藝在工藝流程上更加復(fù)雜，多了濃縮段，污泥濃縮脫水一體化設(shè)備的應(yīng)用需進(jìn)一步要完善。    根據(jù)各環(huán)保設(shè)備廠樣本介紹，污泥濃縮脫水一體化機(jī)適用于進(jìn)泥含水率在99.5以下，含水率高于99.5不宜直接進(jìn)入一體化污泥濃縮脫水機(jī)，需要先經(jīng)過其它濃縮方法濃縮。實(shí)際應(yīng)用上一體化設(shè)備的對進(jìn)泥含固率的要求更高，故需進(jìn)一步研究開發(fā)對低濃

34、度污泥濃縮新技術(shù)。    四、污泥脫水    污水經(jīng)過沉淀處理后會產(chǎn)生大量污泥，既使經(jīng)過濃縮及消化處理，含水率仍高達(dá)95%以上，體積很大，難以消納處置，必須經(jīng)過脫水（Dewater, Dehydrate）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(jī)械脫水。脫水機(jī)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。國內(nèi)污水處理廠常用的有壓濾機(jī)（包括帶式壓濾機(jī)及板框式壓濾機(jī)）和離心式脫水機(jī)。     1. 帶式壓濾脫水機(jī)帶式壓濾脫水機(jī)（Be

35、lt Filter Press）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(xì)水?dāng)D壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。一般帶式壓濾脫水機(jī)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(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。作機(jī)型選擇時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮：    （l）濾帶。要求其具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn)，同時(shí)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。   

36、（2）輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。一般通過氣動(dòng)裝置完成。    （3）濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動(dòng)系統(tǒng)來控制。濾帶張力一般控制在 0.30.7MPa，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(gè)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(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)人員的素質(zhì)要求不高等特點(diǎn)。同時(shí)，由于帶式壓濾脫水機(jī)進(jìn)入國內(nèi)較早

37、，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(shí)，可以選用帶式壓濾機(jī)以降低工程投資。目前，國內(nèi)新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機(jī)，例如北京高碑店污水處理廠一期工程五臺脫水機(jī)全部是帶式壓濾脫水機(jī)，自帶、輥壓筒、濾投入運(yùn)行以來情況良好，所以在二期設(shè)備選型時(shí)仍然選用了這種機(jī)型。    以無錫金源環(huán)境保護(hù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DYN型帶式污泥脫水機(jī)為例作一說明：    經(jīng)絮凝處理的污泥進(jìn)入布泥機(jī)構(gòu)后，首先進(jìn)重力脫水區(qū)，這一段為較長的水平運(yùn)動(dòng)段和很小角度的和升段，在這區(qū)段濾漿在濾帶上隨濾帶一起運(yùn)動(dòng)：在重力作用下，自由水與絮團(tuán)分離，

38、脫除濾漿中大部分的自由水。濾漿基本失去流動(dòng)性。    然后進(jìn)入楔形區(qū)脫水，楔形區(qū)主要作用是使濾漿進(jìn)一步平整、厚度均勻，同時(shí)受到輕度擠壓，由上下濾帶形成的楔形空間由大到小，最后兩濾帶合攏，使夾在濾帶中間的濾漿受到的擠壓逐步增加，水份不斷地從濾漿中排出，此時(shí)濾漿已失去流動(dòng)性，為下一步進(jìn)入壓榨脫水區(qū)作好準(zhǔn)備。壓榨脫水區(qū)的輥按直徑由大到小的順序布置，濾漿受到的壓榨力由小逐漸增大，經(jīng)數(shù)個(gè)壓榨輥對濾餅進(jìn)行呈S形的壓榨、錯(cuò)動(dòng)、剪切后，濾漿脫去大部分結(jié)合水，完成了污泥脫水。濾帶經(jīng)過卸料機(jī)構(gòu)時(shí)，泥餅被刮刀從濾帶上刮落。上下濾帶經(jīng)清洗再生后重新返回脫水區(qū)，完成了一次污泥脫水的循環(huán)。&

39、#160;  DYN型帶式污泥脫水機(jī)DYN型帶式污泥脫水機(jī)DY系列帶式壓榨過濾機(jī)    目前帶式壓濾機(jī)有了新的發(fā)展，特別是對濾帶的研究。CleanTech公司的IK帶式污泥濃縮脫水一體機(jī)采用的濾帶為立毛纖維濾帶，污泥介于“方向性立毛纖維”濾帶之間，借由兩側(cè)凸凹排列的滾輪，逐漸增加壓力脫水，分離水則輕易從槽溝排出，有效地解決了濾液排出困難、污泥側(cè)滑逃離及濾帶阻塞的問題。立毛纖維型IK-污泥脫水機(jī)2. 離心式脫水機(jī)離心脫水機(jī)（Centrifuge）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

40、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(dòng)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(jī)。離心脫水機(jī)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(yùn)行成本都相當(dāng)高，很不經(jīng)濟(jì)。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(jià)格比下降。使用過程中，轉(zhuǎn)載的轉(zhuǎn)速是一個(gè)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(jī)運(yùn)行好壞的關(guān)鍵。目前，多采用低速離心脫水機(jī)。在作離心式脫水

41、機(jī)選型時(shí)，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(jī)螺旋外緣大多做成裝配塊，以便更換。裝配塊的材質(zhì)一般為碳化鎢，價(jià)格昂貴。離心脫水機(jī)具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點(diǎn)。前些年，國內(nèi)只有為數(shù)不多的幾個(gè)廠家可以生產(chǎn)小型離心脫水機(jī)，如果選擇大型離心脫水機(jī)，就只能依靠進(jìn)口，會增加工程投資，同時(shí)，離心脫水機(jī)受污泥負(fù)荷的波動(dòng)影響較大，對運(yùn)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(jìn)步，離心式脫水機(jī)的脫水技術(shù)在國外有了長足進(jìn)展，例如瑞典Alfa Layal公司生產(chǎn)的螺旋離心式脫水機(jī)，其泥餅含固率可達(dá) 30以上，而且操作是在全封閉的環(huán)境中進(jìn)行，脫

42、水機(jī)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(yùn)行人員的工作環(huán)境，因而受到業(yè)界人士的青睞。    近些年，國內(nèi)對離心脫水機(jī)的研究和開發(fā)也取得了一定的成果。上海市離心機(jī)械研究所有限公司研制開發(fā)的污泥離心（濃縮）脫水成套設(shè)備已經(jīng)有了較多的工程應(yīng)用，如深圳市南山污水處理廠于2002年通過公開招標(biāo)中標(biāo)了上海市離心機(jī)械研究所生產(chǎn)的離心式污泥脫水成套設(shè)備LW530NY，當(dāng)進(jìn)料濃度4-6.5%時(shí)，最大處理量可達(dá)50m3/h，脫水后泥餅含固率30%；東莞市東江水務(wù)有限公司公司市區(qū)污水處理廠使用該公司生產(chǎn)的LW450×1940NY離心式污泥脫水成套設(shè)備，運(yùn)行

43、參數(shù)如下：污泥含固率：0.4-0.75%，脫水污泥含固率：28-31%，固相回收率95%，處理量45m3/h，成套功耗：28KW。該離心脫水機(jī)產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)在國內(nèi)幾十個(gè)城市污水處理廠、石化廢水處理廠等單位得到應(yīng)用，就上海離心機(jī)械研究所提供的數(shù)據(jù)及資料而言，取得的效果還是不錯(cuò)的，受到了客戶的認(rèn)可。    目前國內(nèi)污泥脫水中帶式壓濾機(jī)的應(yīng)用較為廣泛，而離心脫水機(jī)是近幾年才日益受到人們的重視，人們對帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)的性能比較和討論也很多。以下為離心脫水機(jī)生產(chǎn)廠商提出的離心脫水機(jī)相對帶式壓濾機(jī)的優(yōu)勢：    1）臥螺離心機(jī)利用離心沉降原理

44、，使固液分離，由于沒有濾網(wǎng)，不會引起堵塞，而帶機(jī)利用濾帶使固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷；    2）離心機(jī)適用各類污泥的濃縮和脫水，帶機(jī)也適用各類污泥，但對剩余活性污泥需投藥量大且脫水困難；    3）離心機(jī)在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會自動(dòng)跟蹤調(diào)整，所以可不設(shè)專人操作，而帶濾機(jī)在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，帶速、帶的張緊度、加藥量、沖洗水壓力均需調(diào)整，操作要求較高；    4）在離心機(jī)內(nèi)，細(xì)小的污泥也能與水分離，所以絮凝劑的投加量較少，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量為：

45、1.2 kg/t干泥，污泥回收率為95以上，脫水后泥餅的含水率為65%-75%左右，而帶濾機(jī)由于濾帶不能織得太密，為防止細(xì)小的污泥漏網(wǎng)，需投加較多的絮凝劑以使污泥形成較大絮團(tuán)，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量大于3kg/t干泥，污泥回收率為90%左右，脫水后泥餅含水率80%左右；    5）離心機(jī)每立方米污泥脫水耗電為1.2 kW/m3，運(yùn)行時(shí)噪音為76-80db，全天24h連續(xù)運(yùn)行，除停機(jī)外，運(yùn)行中不需清洗水；而帶機(jī)每立方米污泥脫水耗電為0.8 kW/m3，運(yùn)行時(shí)噪音為7075 db，濾布需松馳保養(yǎng)，一般每天只安排二班操作，運(yùn)行過程中需不斷用高壓水沖洗濾布； 

46、;   6）離心機(jī)占用空間小，安裝調(diào)試簡單，配套設(shè)備僅有加藥和進(jìn)出料輸送機(jī)，整機(jī)全密封操作，車間環(huán)境好；而帶機(jī)占地面積大，配套設(shè)備除加藥和進(jìn)出料輸送機(jī)外，還需沖洗泵，空壓機(jī)，污泥調(diào)理器等等，整機(jī)密封性差，高壓清洗水霧和臭味污染環(huán)境，如管理不好會造成泥漿四溢。    不過對以上論點(diǎn)中除了脫水污泥餅含水率低、占用空間小、安裝基建費(fèi)用低等是公認(rèn)的離心脫水機(jī)相對帶式壓濾機(jī)的優(yōu)勢外，對其他方面人們的爭論還比較多。而且，設(shè)備成本高、電耗大、噪音等還是離心脫水機(jī)尚需進(jìn)一步解決的問題。臥螺離心機(jī)結(jié)構(gòu)圖大型離心脫水機(jī)小型離心脫水機(jī)3. 板框式壓濾脫水機(jī)板框式壓濾

47、機(jī)（Plate and Frame Filter Press）的結(jié)構(gòu)由三部分組成：    1）機(jī)架：機(jī)架是壓濾機(jī)的基礎(chǔ)部件,兩端是止推板和壓緊頭,兩側(cè)的大梁將二者連接起來,大梁用以支撐濾板、濾框和壓緊板。    a、止推板：它與支座連接將壓濾機(jī)的一端坐落在地基上，廂式壓濾機(jī)的止推板中間是進(jìn)料孔，四個(gè)角還有四個(gè)孔，上兩角的孔是洗滌液或壓榨氣體進(jìn)口，下兩角為出口(暗流結(jié)構(gòu)還是濾液出口)    b、壓緊板： 用以壓緊濾板濾框，兩側(cè)的滾輪用以支撐壓緊板在大梁的軌道上滾動(dòng)。    c、

48、大 梁：是承重構(gòu)件，根據(jù)使用環(huán)境防腐的要求，可選擇硬質(zhì)聚氫乙烯、聚丙烯、不銹鋼包覆或新型防腐涂料等涂覆。    2）壓緊機(jī)構(gòu)：手動(dòng)壓緊、機(jī)械壓緊、液壓壓緊。    a、手動(dòng)壓緊：是以螺旋式機(jī)械千斤頂推動(dòng)壓緊板將濾板壓緊。    b、機(jī)械壓緊：壓緊機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)(配置先進(jìn)的過載保護(hù)器)減速器、齒輪付、絲桿和固定螺母組成。壓緊時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)減速器、齒輪付，使絲桿在固定絲母中轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)壓緊板將濾板、濾框壓緊。當(dāng)壓緊力越來越大時(shí)，電機(jī)負(fù)載電流增大，當(dāng)大到保護(hù)器設(shè)定的電流值時(shí)，達(dá)到最大壓緊力，電機(jī)切斷電源，停止

49、轉(zhuǎn)動(dòng)，由于絲桿和固定絲母有可靠的自鎖螺旋角，能可靠地保證工作過程中的壓緊狀態(tài)，退回時(shí)。電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)壓緊板上的壓塊，觸壓到行程開關(guān)時(shí)退回停止。    c、液壓壓緊：液壓壓緊機(jī)構(gòu)的組成由液壓站、油缸、活塞、活塞桿以及活塞桿與壓緊板連接的哈夫法蘭卡片液壓站的結(jié)構(gòu)組成有：電機(jī)、油泵、溢流閥(調(diào)節(jié)壓力)換向閥、壓力表、油路、油箱。液壓壓緊機(jī)構(gòu)壓緊時(shí)，由液壓站供高壓油，油缸與活塞構(gòu)成的元件腔充滿油液，當(dāng)壓力大于壓緊板運(yùn)行的摩擦阻力時(shí)，壓緊板緩慢地壓緊濾板，當(dāng)壓緊力達(dá)到溢流閥設(shè)定的壓力值(由壓力表指針顯示)時(shí)，濾板、濾框(板框式)或?yàn)V板(廂式)被壓緊，溢流閥開始卸荷，這時(shí)，切斷

50、電機(jī)電源，壓緊動(dòng)作完成，退回時(shí)，換向閥換向，壓力油進(jìn)入油缸的有桿腔，當(dāng)油壓能克服壓緊板的摩擦阻力時(shí)，壓緊板開始退回。液壓壓緊為自動(dòng)保壓時(shí)，壓緊力是由電接點(diǎn)壓力表控制的，將壓力表的上限指針和下限指針設(shè)定在工藝要求的數(shù)值，當(dāng)壓緊力達(dá)到壓力表的上限時(shí)，電源切斷，油泵停止供油，由于油路系統(tǒng)可能產(chǎn)生的內(nèi)漏和外漏造成壓緊力下降，當(dāng)降到壓力表下限指針時(shí)，電源接通，油泵開始供油，壓力達(dá)到上限時(shí)，電源切斷，油泵停止供油，這樣循環(huán)以達(dá)到過濾物料的過程中保證壓緊力的效果。    ）過濾機(jī)構(gòu)    過濾機(jī)構(gòu)由過濾板、濾框、濾布、壓榨隔膜組成，濾板兩側(cè)由濾布包

51、覆，需配置壓榨隔膜時(shí)，一組濾板由隔膜板和側(cè)板組成。隔膜板的基板兩側(cè)包覆著橡膠隔膜，隔膜外邊包覆著濾布，側(cè)板即普通的濾板。物料從止推板上的進(jìn)料孔進(jìn)入各濾室，固體顆粒因其粒徑大于過濾介質(zhì)（濾布）的孔徑被截流在濾室里，濾液則從濾板下方的出液孔流出。濾餅需要榨干時(shí)，除用隔膜壓榨外，還可以壓縮空氣或蒸汽，從洗滌口通入，氣流沖去濾餅中的水份，以降低濾餅的含水率。    (1)過濾方式：濾液流出的方式分明流過濾和暗流過濾。    a、明流過濾，每個(gè)濾板的下方出液孔上裝有水咀，濾液直觀地從水咀里流出。    b、暗流過濾

52、，每個(gè)濾板的下方設(shè)有出液通道孔，若干塊濾板的出液孔連成一個(gè)出液通道，由止推板下方的出液孔相連的管道排出。    (2)洗滌方式：濾餅需要洗滌時(shí)，有明流雙向洗滌和單向洗滌，暗流雙向洗滌和單向洗滌。    a、明流單向洗滌是，洗液從止推板的洗液進(jìn)孔依次進(jìn)入，穿過濾布再穿過濾餅，從無孔濾板流出，這時(shí)有孔板的出液水咀處于關(guān)閉狀態(tài)，無孔板的出液水咀處于開啟狀態(tài)。    b、明流雙向洗滌是，洗液從止推板上方的兩側(cè)洗液進(jìn)孔先后兩次洗滌，即洗液先從一側(cè)洗滌再從另一側(cè)洗滌，洗液的出口同進(jìn)口是對角線方向，所以又叫雙向交叉洗滌

53、。    c、暗流單向洗滌是，洗液從止推板的洗液進(jìn)孔依次進(jìn)入有孔板，穿過濾布再穿過濾餅，從無孔濾板流出。    d、暗流雙向洗滌是洗液從止推板上方的兩側(cè)的兩個(gè)洗液進(jìn)孔先后兩次洗滌，即洗滌先從一側(cè)洗滌，再從另一側(cè)洗滌，洗液的出口同進(jìn)口是對角線方向，所以又叫暗流雙向交叉洗滌。    (3)濾布：濾布是一種主要過濾介質(zhì)，濾布的選用和使用，對過濾效果有決定性的作用，選用時(shí)要根據(jù)過濾物料的PH值，固體粒徑等因素選用合適的濾布材質(zhì)和孔徑以保證低的過濾成本和高的過濾效率，使用時(shí)，要保證濾布平整不打折，孔徑暢通。板框式壓

54、濾機(jī)是通過板框的擠壓，使污泥內(nèi)的水通過濾布排出，達(dá)到脫水目的。它主要由凹人式濾板、框架、自動(dòng)- 氣動(dòng)閉合系統(tǒng)測板懸掛系統(tǒng)、濾板震動(dòng)系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機(jī)身一側(cè)光電保護(hù)裝置等構(gòu)成。設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：    （1）對泥餅含固率的要求。一般板框式壓濾機(jī)與其他類型脫水機(jī)相比，泥餅含固率最高，可達(dá) 35，如果從減少污泥堆置占地因素考慮，板框式壓濾機(jī)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(qiáng)度。  &

55、#160; （4）濾板的移動(dòng)方式。要求可以通過液壓一氣動(dòng)裝置全自動(dòng)或半自動(dòng)完成，以減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。    （5）濾布振蕩裝置，以使濾餅易于脫落。與其他型式脫水機(jī)相比，板框式壓濾機(jī)最大的缺點(diǎn)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(jī)和鞍山工業(yè)污水處理廠使用的板框式壓濾機(jī)為例作比較：高碑店污水廠處理污水量為50萬td，污泥產(chǎn)量18525m3/d，干物質(zhì)9263td，采用五臺德國KLEINKS30型帶式壓濾機(jī)，每臺壓濾機(jī)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

56、/d，采用六臺板框式壓濾機(jī)，每臺壓濾機(jī)地基礎(chǔ)占地面積達(dá)2400*12000mm，同時(shí)，由于板框式壓濾機(jī)為間斷式運(yùn)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。但近年大量開發(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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自運(yùn)方式，其壓濾、濾板的移動(dòng)、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進(jìn)料等操作全部可通過PLC遠(yuǎn)端控制來完成，大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。    國內(nèi)板框式壓濾機(jī)生產(chǎn)廠商很多，如上海莘工機(jī)械有限公司生產(chǎn)的系列壓濾機(jī)，過濾面積0.5M2-500M2，板框材質(zhì)有：增強(qiáng)聚丙稀、玻璃纖維聚丙稀、不銹鋼、鑄鐵

57、等，程控全自動(dòng)壓濾機(jī)采用國際先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)。鑄鐵板框式、廂式壓濾機(jī)液壓壓緊增強(qiáng)聚丙烯板框式壓濾機(jī)    國內(nèi)在近十年左右時(shí)間里帶式污泥脫水機(jī)的開發(fā)工作取得很大進(jìn)展，其主要技術(shù)性能和使用性能已接近國外同類產(chǎn)品的水平，在濾帶糾偏裝置的開發(fā)中有的使用了光電子技術(shù)和液壓技術(shù)，具備了自己的特色。但國產(chǎn)濾帶質(zhì)量與國外尚有一定差距，在使用防腐材質(zhì)方面還不太理想，導(dǎo)致使用故障率較高，同時(shí)要改進(jìn)外觀設(shè)計(jì)和設(shè)備表面處理工藝。    板框式壓濾機(jī)因動(dòng)力消耗大、產(chǎn)量低、操作不連續(xù)等在水廠中已逐漸不采用，在工業(yè)污水處理中使用量仍較大，目前已有塑料板框，預(yù)加

58、壓脫水等新技術(shù)推廣使用。當(dāng)前國際上開發(fā)并推廣應(yīng)用離心式污泥脫水機(jī)，因其占地面積小、污泥脫水率高、產(chǎn)率高、自動(dòng)化程序高，在污水處理廠使用比例逐漸擴(kuò)大。近年來還發(fā)展了傳統(tǒng)的帶式濾機(jī)與機(jī)械濃縮設(shè)備相結(jié)合的污泥濃縮脫水一體化裝置，可以取消重力濃縮池。以上海離心機(jī)械研究所為代表的國內(nèi)企業(yè)正積極開發(fā)離心脫水機(jī)械設(shè)備，所生產(chǎn)的大型離心脫水設(shè)備已有了長足進(jìn)步，接近國際主要先進(jìn)設(shè)備廠商的生產(chǎn)水平。五、污泥干化（干燥）    污泥無論來自工業(yè)還是市政，其處理的一個(gè)可行目標(biāo)就是使所有來自工業(yè)中的污染物作為原料返回到工藝中去。所有的污染物事實(shí)上都是中間過程流失的原料，造成流失的媒介大多數(shù)

59、情況下是水，去除水，將使得大量的潛在污染物可以重新得到利用。    污泥所含的污染物一般均有很高的熱值，但是由于大量水分的存在，使得這部分熱值無法得到利用。如果焚燒高含水率的污泥，不但得不到熱值，還需要大量補(bǔ)充燃料才能完成燃燒。    如果將污泥的含水率降到一定程度，燃燒就是可能的，而且，燃燒所得到的熱量可以滿足部分甚至全部進(jìn)行干化的需要。同樣的道理，無論制造建材還是其他利用，減少含水率是關(guān)鍵。因此，可以說污泥干化或半干化事實(shí)上是污泥資源化利用的第一步。    1. 污泥干化概述  &

60、#160; 干燥是為了去除水分，水分的去除要經(jīng)歷兩個(gè)主要過程：    1）蒸發(fā)過程：物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸氣壓低于介質(zhì)（氣體）中的水蒸氣分壓，水分從物料表面移入介質(zhì)。    2）擴(kuò)散過程：是與汽化密切相關(guān)的傳質(zhì)過程。當(dāng)物料表面水分被蒸發(fā)掉，形成物料表面的濕度低于物料內(nèi)部濕度，此時(shí)，需要熱量的推動(dòng)力將水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面。    上述兩個(gè)過程的持續(xù)、交替進(jìn)行，基本上反映了干燥的機(jī)理。干燥是由表面水汽化和內(nèi)部水?dāng)U散這兩個(gè)相輔相成、并行不悖的過程來完成的，一般來說，水分的擴(kuò)散速度隨著污泥顆粒的干

61、燥度增加而不斷降低，而表面水分的汽化速度則隨著干燥度增加而增加。由于擴(kuò)散速度主要是熱能推動(dòng)的，對于熱對流系統(tǒng)來說，干燥器一般均采用并流工藝，多數(shù)工藝的熱能供給是逐步下降的，這樣就造成在后半段高干度產(chǎn)品干燥時(shí)速度的減低。對熱傳導(dǎo)系統(tǒng)來說，當(dāng)污泥的表面含濕量降低后，其換熱效率急速下降，因此必須有更大的換熱表面積才能完成最后一段水分的蒸發(fā)。    污泥干燥中所謂的干化和半干化的區(qū)別在于干燥產(chǎn)品最終的含水率不同，這一提法是相對的?！叭苫敝篙^高含固率的類型，如含固率85%以上；而半干化則主要指含固率在50-65%之間的類型。    如果說干

62、化的目的是衛(wèi)生化，則必須將污泥干燥到較高的含固率，最高可能要求達(dá)到90以上，此時(shí)，污泥所含的水分大大低于環(huán)境溫度下的平均空氣濕度，回到環(huán)境中時(shí)會逐漸吸濕。    如果說干化的目的僅僅是減量化，則會產(chǎn)生不同的含固率要求。將含固率20%的濕泥干化到90%或干化到60%，其減量比例分別為78%和67%，相差僅11個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)最終處置目的的不同，事實(shí)上要求不同的含固率。比如填埋，填埋場的固廢含固率平均低于60%，要求污泥達(dá)到90%含固率從經(jīng)濟(jì)上來講沒有實(shí)際意義。    所以，將污泥干燥到該處置環(huán)境下的平衡穩(wěn)定濕度，即周圍空氣中的水蒸氣分壓與

63、物料表面上的水蒸氣壓達(dá)到平衡，應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)合理的要求。    有些污泥干化工藝可以將濕污泥處理至含固率50-65%，而這時(shí)的處理量明顯高于全干化時(shí)的處理量。其原因有兩個(gè)：    首先，對于干燥系統(tǒng)來說，干燥時(shí)間決定了干燥器的處理量。當(dāng)物料的最終含水率較高（所謂半干化）時(shí)，蒸發(fā)相同水量的時(shí)間要少于最終含水率高的情況（所謂全干化），單位處理時(shí)間內(nèi)可以有更高的處理量。    其次，污泥在不同的干燥條件下失去水分的速率是不一樣的，當(dāng)含濕量高時(shí)失水速率高，相反則降低。大多數(shù)干化工藝需要2030分鐘才能將污泥從含固率

64、20干化至90。    2. 污泥干化工藝    干化（Dry）意味著在單位時(shí)間里將一定數(shù)量的熱能傳給物料所含的濕分，這些濕分受熱后汽化，與物料分離，失去濕分的物料與汽化的濕分被分別收集起來，這就是干化的工藝過程。從設(shè)備角度來描述這一過程，包括上料、干化、氣固分離、粉塵捕集、濕分冷凝、固體輸送和儲存等。如果因物料的性質(zhì)（粘度、含水率等）可能造成干化工藝的不穩(wěn)定性的（如黏著、結(jié)塊等），則有必要采用部分干化后產(chǎn)品與濕物料混合的工藝（返料、干泥返混）。此時(shí)，在上料之前和固體輸送之后應(yīng)相應(yīng)增加輸送、儲存、分離、粉碎、篩分、提升、混合、上料等設(shè)

65、備。    1）污泥干化的加熱方式：直接干化和間接干化    干化是依靠熱量來完成的，熱量一般都是能源燃燒產(chǎn)生的。燃燒產(chǎn)生的熱量存在于煙道氣中，這部分熱量的利用形式有兩類：    (1) 直接利用：將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲?，通過氣體與濕物料的接觸、對流進(jìn)行換熱。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來排放問題，因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放。    (2) 間接利用：將高溫

66、煙道氣的熱量通過熱交換器，傳給某種介質(zhì)，這些介質(zhì)可能是導(dǎo)熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路中循環(huán)，與被干化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。間接利用存在一定的熱損失。    對干化工藝來說，直接或間接加熱具有不同的熱效率損失，也具有不同的環(huán)境影響，是進(jìn)行項(xiàng)目環(huán)評和經(jīng)濟(jì)性考察的重要內(nèi)容。    直接加熱形式中熱源煙氣直接成為介質(zhì)，其熱效率接近燃燒效率本身。其余加熱形式均是通過換熱設(shè)備將熱傳給某種介質(zhì)的間接加熱。煙氣可以通過熱交換器將熱量傳給空氣，空氣作為換熱介質(zhì)與濕物料進(jìn)行接觸。煙氣可以提高熱交換器將熱傳遞給導(dǎo)熱油

67、或蒸汽，然后利用導(dǎo)熱油或蒸汽來加熱金屬或工藝氣體，由金屬熱表面或工藝氣體與濕物料進(jìn)行接觸。這兩類換通過熱交換器的換熱均形成一定的熱損失，一般來說在8-15之間。     以導(dǎo)熱介質(zhì)為熱油對間接干化工藝加以說明：熱源與污泥無接觸，換熱是通過導(dǎo)熱油進(jìn)行的，相應(yīng)設(shè)備為導(dǎo)熱油鍋爐。    導(dǎo)熱油鍋爐在我國是一種成熟的化工設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)工作溫度為280度，這是一種有機(jī)質(zhì)為主要成份的流體，在一個(gè)密閉的回路中循環(huán)，將熱量從燃燒所產(chǎn)生的煙氣轉(zhuǎn)移到導(dǎo)熱油中，再從導(dǎo)熱油傳給介質(zhì)（氣體）或污泥本身。導(dǎo)熱油獲得熱量和將熱量給出的過程形成一定的熱量損失。一般來說

68、，導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率介于80-90之間，含廢熱利用。    根據(jù)干燥器的最大蒸發(fā)量，以及該干燥工藝的實(shí)際熱能消耗，可以得到一個(gè)每小時(shí)最大熱能凈消耗的需求量，將導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率考慮進(jìn)來，即可得到導(dǎo)熱油鍋爐的選型參照標(biāo)準(zhǔn)。    2）污泥干化的熱源    干化的主要成本在于熱能，降低成本的關(guān)鍵在于是否能夠選擇和利用恰當(dāng)?shù)臒嵩础?#160;   干化工藝根據(jù)加熱方式的不同，其可利用的能源來源有一定區(qū)別，一般來說間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。直接加熱方式則因能源種類不同，受到一定限制，其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣因量大和腐蝕性污染物存在而難以使用，蒸汽因其特性無法利用。    按照能源的成本，從低到高，分列如下：    煙氣：來自大型工業(yè)、環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施（固廢焚燒爐、電站、窯爐、化工設(shè)施）的廢熱煙氣是零成本能源，如果能夠加以利用，是熱干化的最佳能源