城鎮化進程中污泥處理方法分析

江蘇省南通市經濟技術開發區通盛排水有限公司 劉海燕

德國著名的 Klaus R.Imhoff教授在1993年說：“最多的困難是污泥帶給我們的，雖然原生污泥量僅為處理污水量的1%，但是處理成本要占污水處理廠成本的30%，并帶給我們90%的頭疼事”。據統計，西方國家污水處理廠的年脫水污泥產量目前已達絕干污泥1千萬噸，平均每日平均約13.7萬立方米（含水率80%）。我國污水處理設備的平均運行負荷率還未達到滿負荷。按照處理萬立方米污水平均產生8立方米污泥計算（含水率80%）。折合干物質量800萬噸/年。污泥處置不能被忽視。

一、污泥處理的重要性

被污染的水必須通過適合的處理方法進行處理，達到排放標準，根據當地或者國家的相關要求（地方標準必須嚴于國家標準），才能夠直接或間接排放，或者再生利用。不處理就會污染水體，更不能夠被再利用。當然污泥也必須做到滿足相應處理要求，根據規范處理，才能夠實現相應的安全處置。污泥處理是由不同的污泥處理單元，根據處置要求組合而成的。處理目的就是使之成為滿足所選擇處置方式要求的產物。筆者所處的污水廠，脫水后的污泥是通過焚燒進行處置的，處置單位是熱電廠，脫水的污泥是摻煤混合焚燒的，焚燒過程中產生的廢氣經過處理達到煙氣排放標準排放，是在所在城市一種合理的處置途徑。

在一期工程時選用的污泥脫水機為離心機，后為提高處理效率，降低出泥含水率，改用板框脫水機，本文就兩種脫水機的原理及生產數據進行分析。

二、離心機工作原理

離心機脫水機（以下簡稱“離心機”）具有快速進行泥水分離、連續自動運行、人為干預小、占地面積小、維修少等優點，因此，在近來獲得較快的發展。

筆者公司使用的高速運行離心機差速器用行星齒輪傳動，低速運行離心機用擺線針輪傳動，使差速器運轉可靠性顯著提高，螺旋傳動主軸承采用滾柱軸承加推力球軸承的結構，顯著地提高了軸向承受能力加之精密的動平衡技術和全面有效的質量管理。

分離的目的是使混合液中的固體從液體中分離出來。在裝有輕、重兩種液體以及固相顆粒的混合液的容器中，由于重力作用，靜置一段時間后，會出現分層現象，比重最大的污泥會下沉。

當泥水進入離心機轉鼓并隨轉鼓高速旋轉起來后，這個分層過程由于離心力場的作用會比重力作用下分層過程的速度大幾千倍加快進行（分離因數是向心加速度與重力加速度的比值）。混合液中的污泥的比重較大，受到的離心力也大，污泥能迅速沉降到轉鼓內壁，而清水則被流向轉鼓中心，在離心機中設置了清水的溢流口和污泥泥餅出口。（如圖1）

圖1 離心機系統圖

離心脫水機的運行人工干預較少，在掌握進泥濃度的前提下，配置相應濃度的PAM溶液，調整好主副機頻率，適合的差轉速即可，出泥比較穩定。設備維護方面主要是機器的動平衡、潤滑等到位，維修頻次較低。

三、板框機工作原理

板框脫水壓濾機是在進泥后濾板壓緊并保壓，在壓強的作用下，使得濾液流走，泥餅則截留在濾板上，從而達到污泥脫水的目的。筆者所在的污水廠采用的是側杠式臥式壓濾機，這種壓濾機目前在板框壓濾機中為主要產品。板框壓濾機主要由機架、液壓系統、電控系統、濾板以及輔助系統組成。首先濃縮后的污泥打入調理池，經過藥劑的調質，形成了明顯的泥水分層，在高低壓的進泥泵先后不同壓力的推動下，從進料口進入各濾板的濾室內，高含水率的污泥借助進料泵產生的壓力進行泥水分離，靠著各個濾布的過濾作用，使污泥留在濾室內形成泥餅，上清液由排水閥排走。在擠壓結束后，打入壓縮空氣，透過濾餅層，吹走泥餅中的殘余水分（見圖2）。

圖2 板框機主機結構圖

板框脫水機運行時人工干預較多，進泥前需加藥調配，在卸泥過程中需要人在機器邊等待，若有污泥粘在濾板上，需要人為鏟下來。因為靠擠壓，濾板濾布的損耗較大，需要定期更換，設備本身的液壓系統、氣動部分及加藥部分均需定期維護保養。

四、生產數據分析與總結

通過以上介紹可以知道，兩種污泥脫水機的各自運行原理，下面將生產運行的相關參數進行分析（見表1）。

表1 離心機和板框機生產運行參數對比

這是筆者所在城市的藥劑單價、水價及電價做的測算，污泥處理費也是相對較低的，僅作為參考。上述只是考慮每噸絕干泥的處理費用，兩種機型的設備保養與維修上也有較大的差異，在兩個機器原理介紹中已提及，離心機相對較簡單，板框機的操作及維護相對復雜，即運行若干批次后需更換濾布等，耗材較大。在藥劑方面，離心機僅需一種常規化學藥劑PAM，相對簡單，污泥板框機需要三氯化鐵及生石灰，三氯化鐵屬于危險化學品，在采購使用方面需要注意的事項較多，生石灰為粉末狀，投加裝置及調配都會有粉塵污染現場運行的環境。綜上所述，可根據所在地的污泥處理費用、投資造價與生產用地等綜合考慮，選擇合適的機型進行污泥脫水。

注釋

①唐建國.城鎮污水處理廠污泥處理[R].2016。