隨著我國國民經濟的發展,工業廢水、
生活污水的排放量日益增加,為了保護生態環境,保護人民的身體健康,提高水環境質量,污水必須經過凈化處理達標后才能排放。污水在處理過程中,會產生一定數量的有機污泥,這些廢棄物含水率高,有機物含量高,容易腐爛發臭,如果得不到有效處置,會嚴重影響當地環境質量,造成二次污染。污泥處理工藝比較成熟,包括濃縮、消化和機械脫水等;污泥處置工藝在不斷擴展,已經使用的方法有堆肥、干化、焚燒、熔融等。完善的處理處置系統可以使污泥充分發揮效益后,完全地返回到大自然中,但是由于最終處置技術難度大、資源價值低、設備費用和運行成本高,盡管具有可貴的社會效益,但是推廣使用受到了制約。經濟發達國家也在由低級處置向完善處置逐步過度。據有關資料介紹,包括美、英、法、德、日、澳和北歐國家在內,目前污泥處置手段的綜合比例約為:?填埋處置占39%;堆肥處置占12%;干化處置占21%;焚燒處置占23%;其他方法占5%。
污泥處理處置不當,將造成嚴重的二次污染。盡快探索、開發污泥處理、處置的途徑和方法,加快污泥處理、處置的投入,兼顧環境效益與經濟效益,使污泥的產生、處置與環境保護之間達到平衡,逐步實現污泥的減量化、無害化、穩定化和資源化。綜合污水治理系統的布局,確定污泥處理、處置的基本原則:以集約化處理為主,分散處理為輔,近遠期結合,分期、分步實施,污泥處置方式為“填埋一點,焚燒一點,利用一點”,處置方式決定處理方法和處理程度。當用地緊張、污泥中有毒有害物質含量較高,難以填埋,也無法綜合利用時,可以考慮污泥的焚燒。城市二級污水處理廠污泥具有較高的熱值,在一定的含水率以下,可以自持燃燒。焚燒能最大限度的對污泥進行減量,燃燒產生的熱量可以用于干燥濕污泥,也可以作為其它能源被再利用。采用不同的脫水工藝其脫水污泥的含水率是不同的,?大致范圍是?65%~85%。對于后續干化焚燒處理工藝,脫水污泥的含水率直接影響到后續處理構筑物的規模以及干化焚燒的熱量平衡,理論上脫水污泥含水率越低越好,當污泥在燃燒時,污泥中的水分在高溫下蒸發,會損失大量熱能。為了減少熱能的損失,在污泥機械脫水時盡量得到高干度的脫水泥餅成為關鍵所在。
污泥脫水(濃縮脫水一體)處理是城市污水、水廠排泥水、工農業廢水處理工程中的重要環節。經濃縮脫水后的污泥其體積大為縮小,不但減輕了對環境的二次污染,也為污泥資源的綜合利用創造了極有利的條件。當今國際上已普遍使用全封閉連續運行的臥式螺旋卸料沉降離心機(簡稱離心機)作為污泥脫水的主機,從而避免了傳統工藝采用帶式壓濾機,板框壓濾機的種種弊端(如:污泥脫水敞開進行,現場環境差,水、藥劑用量大,易損件多,運行成本大,設備體積龐大、基建費用高,自動化程度差,勞動強度大,不適應連續運行等)?。?而采用離心機進行污泥脫水處理可以保證污泥處理過程中臭氣不外溢,污水不外流,污泥不落地,自動化程度高,易損件少,能耗低,藥耗小,便于連續運行,運行成本低。但一般的臥螺離心機具有轉速高,功耗大,易堵料,維修技術與帶機相比不易掌握等缺點,所以在中國市場目前仍然是帶機市場占有率略高于離心機,但在新投產的尤其是大型污水廠的建設中,離心機的使用逐漸趨于上升勢頭。結合目前的污泥處理處置工藝,為了得到低含水率的泥餅,低能耗高干度離心脫水機將是未來使用的趨勢。?如何得到高干度的脫水泥餅,解決能耗較帶機高、轉速高帶來的噪音問題、磨損問題、堵料及一系列問題是本文講述的重點。離心機結構及工作原理臥螺離心機是依靠固液兩相的密度差,在離心力場的作用下,加快固相顆粒的沉降速度來實現固液分離。轉鼓前方設計有一個錐段,根據物料性質的不同,按照設定的速度高速旋轉。物料在轉鼓內壁以設定的轉速旋轉,沿著轉鼓殼體形成同心液層,稱為液環層,物料內所含的固體在離心力的作用下沉積到轉鼓壁上,再通過螺旋的運轉將固體干料推出轉鼓。轉鼓的運轉速度直接決定分離因素,一般講轉速高,分離因素大,固體中的含水率低,而螺旋的速差則直接影響到轉送到轉鼓外的固體含水率,它對處理量、停留時間和固體排出都有直接影響。無論是進口機還是國產機在進行污泥處理的過程中,要想得到理想的高干度脫水污泥有兩個途徑:第一,可以通過提高轉鼓轉速來加大分離因素,但提高轉速勢必增大功耗,增加了噪音,軸承皮帶等易損件壽命縮短,對轉鼓材料也提出了更高的要求,同時高轉速下會使絮凝劑效率降低,增加了加藥量。第二:減少轉筒與螺旋輸送器之間的差轉速,但要降低差速必須增大輸送器的推料扭矩。螺旋輸送器在轉筒的進料區、?澄清區以及錐段的特殊構造為獲得高干度固相提供保障。錐部的設計應使污泥受到雙向擠壓作用,當進料濃度發生變化時推料扭矩自動補償,差速自動調整,從而得到恒干度的效果。?那么配置哪一種差速器能以小差速大扭矩進行工作,從而使
污泥脫水全過程達到離心力+雙向擠壓力,唯一的選擇是采用液壓差速器。液壓差速器這種驅動形式擁有所有差速器中公認的特點:(1)它具有高扭矩,是一般機械差速器扭矩輸出的?2~4?倍(即同等體積的差速器相比)(2)具有差速自動調整,推料功率(扭矩)自動補償。在離心力及錐端雙向擠壓力下,提高了脫水固體的輸出量。(3)能在小差速下輸送,一般液壓小差速可達?0.3r/min,而機械差速器最小差速3-5?r/min,相差10余倍,即污泥在分離過程停留時間多增加10余倍,使物料停留時間更長,出泥更干。(4)轉筒與螺旋輸送器在小差速下工作使物料在螺旋推料面上磨損更小,延長了螺旋使用壽命。(5)采用第二種方式可使轉筒在較低轉速下工作,在相同處理效果的前提下,有效地減少了機械磨損,延長了
離心機壽命,同時運行成本也大為降低。