随着我国国民经济的发展,工业废水、
生活污水的排放量日益增加,为了保护生态环境,保护人民的身体健康,提高水环境质量,污水必须经过净化处理达标后才能排放。污水在处理过程中,会产生一定数量的有机污泥,这些废弃物含水率高,有机物含量高,容易腐烂发臭,如果得不到有效处置,会严重影响当地环境质量,造成二次污染。污泥处理工艺比较成熟,包括浓缩、消化和机械脱水等;污泥处置工艺在不断扩展,已经使用的方法有堆肥、干化、焚烧、熔融等。完善的处理处置系统可以使污泥充分发挥效益后,完全地返回到大自然中,但是由于最终处置技术难度大、资源价值低、设备费用和运行成本高,尽管具有可贵的社会效益,但是推广使用受到了制约。经济发达国家也在由低级处置向完善处置逐步过度。据有关资料介绍,包括美、英、法、德、日、澳和北欧国家在内,目前污泥处置手段的综合比例约为:?填埋处置占39%;堆肥处置占12%;干化处置占21%;焚烧处置占23%;其他方法占5%。
污泥处理处置不当,将造成严重的二次污染。尽快探索、开发污泥处理、处置的途径和方法,加快污泥处理、处置的投入,兼顾环境效益与经济效益,使污泥的产生、处置与环境保护之间达到平衡,逐步实现污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化。综合污水治理系统的布局,确定污泥处理、处置的基本原则:以集约化处理为主,分散处理为辅,近远期结合,分期、分步实施,污泥处置方式为“填埋一点,焚烧一点,利用一点”,处置方式决定处理方法和处理程度。当用地紧张、污泥中有毒有害物质含量较高,难以填埋,也无法综合利用时,可以考虑污泥的焚烧。城市二级污水处理厂污泥具有较高的热值,在一定的含水率以下,可以自持燃烧。焚烧能最大限度的对污泥进行减量,燃烧产生的热量可以用于干燥湿污泥,也可以作为其它能源被再利用。采用不同的脱水工艺其脱水污泥的含水率是不同的,?大致范围是?65%~85%。对于后续干化焚烧处理工艺,脱水污泥的含水率直接影响到后续处理构筑物的规模以及干化焚烧的热量平衡,理论上脱水污泥含水率越低越好,当污泥在燃烧时,污泥中的水分在高温下蒸发,会损失大量热能。为了减少热能的损失,在污泥机械脱水时尽量得到高干度的脱水泥饼成为关键所在。
污泥脱水(浓缩脱水一体)处理是城市污水、水厂排泥水、工农业废水处理工程中的重要环节。经浓缩脱水后的污泥其体积大为缩小,不但减轻了对环境的二次污染,也为污泥资源的综合利用创造了极有利的条件。当今国际上已普遍使用全封闭连续运行的卧式螺旋卸料沉降离心机(简称离心机)作为污泥脱水的主机,从而避免了传统工艺采用带式压滤机,板框压滤机的种种弊端(如:污泥脱水敞开进行,现场环境差,水、药剂用量大,易损件多,运行成本大,设备体积庞大、基建费用高,自动化程度差,劳动强度大,不适应连续运行等)?。?而采用离心机进行污泥脱水处理可以保证污泥处理过程中臭气不外溢,污水不外流,污泥不落地,自动化程度高,易损件少,能耗低,药耗小,便于连续运行,运行成本低。但一般的卧螺离心机具有转速高,功耗大,易堵料,维修技术与带机相比不易掌握等缺点,所以在中国市场目前仍然是带机市场占有率略高于离心机,但在新投产的尤其是大型污水厂的建设中,离心机的使用逐渐趋于上升势头。结合目前的污泥处理处置工艺,为了得到低含水率的泥饼,低能耗高干度离心脱水机将是未来使用的趋势。?如何得到高干度的脱水泥饼,解决能耗较带机高、转速高带来的噪音问题、磨损问题、堵料及一系列问题是本文讲述的重点。离心机结构及工作原理卧螺离心机是依靠固液两相的密度差,在离心力场的作用下,加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离。转鼓前方设计有一个锥段,根据物料性质的不同,按照设定的速度高速旋转。物料在转鼓内壁以设定的转速旋转,沿着转鼓壳体形成同心液层,称为液环层,物料内所含的固体在离心力的作用下沉积到转鼓壁上,再通过螺旋的运转将固体干料推出转鼓。转鼓的运转速度直接决定分离因素,一般讲转速高,分离因素大,固体中的含水率低,而螺旋的速差则直接影响到转送到转鼓外的固体含水率,它对处理量、停留时间和固体排出都有直接影响。无论是进口机还是国产机在进行污泥处理的过程中,要想得到理想的高干度脱水污泥有两个途径:第一,可以通过提高转鼓转速来加大分离因素,但提高转速势必增大功耗,增加了噪音,轴承皮带等易损件寿命缩短,对转鼓材料也提出了更高的要求,同时高转速下会使絮凝剂效率降低,增加了加药量。第二:减少转筒与螺旋输送器之间的差转速,但要降低差速必须增大输送器的推料扭矩。螺旋输送器在转筒的进料区、?澄清区以及锥段的特殊构造为获得高干度固相提供保障。锥部的设计应使污泥受到双向挤压作用,当进料浓度发生变化时推料扭矩自动补偿,差速自动调整,从而得到恒干度的效果。?那么配置哪一种差速器能以小差速大扭矩进行工作,从而使
污泥脱水全过程达到离心力+双向挤压力,唯一的选择是采用液压差速器。液压差速器这种驱动形式拥有所有差速器中公认的特点:(1)它具有高扭矩,是一般机械差速器扭矩输出的?2~4?倍(即同等体积的差速器相比)(2)具有差速自动调整,推料功率(扭矩)自动补偿。在离心力及锥端双向挤压力下,提高了脱水固体的输出量。(3)能在小差速下输送,一般液压小差速可达?0.3r/min,而机械差速器最小差速3-5?r/min,相差10余倍,即污泥在分离过程停留时间多增加10余倍,使物料停留时间更长,出泥更干。(4)转筒与螺旋输送器在小差速下工作使物料在螺旋推料面上磨损更小,延长了螺旋使用寿命。(5)采用第二种方式可使转筒在较低转速下工作,在相同处理效果的前提下,有效地减少了机械磨损,延长了
离心机寿命,同时运行成本也大为降低。