引言:面对非常严重的环境污染问题,亟待采取有效措施处理环境污染问题,环境治理标准逐渐提高,水处理量越来越多,污泥处理量越来越多,污泥处理成本逐渐增加。为有效控制污泥处理成本,需从缩减污泥体积角度出发,有效控制含水率,能够有效控制污泥处理成本。污泥脱水设备在水处理中占据重要地位,选择污泥脱水设备是非常重要的关键一环,需对不同类型的污泥脱水设备规格型号、结构特点、功能应用等方面内容进行综合分析,明确其在实际使用过程中的优势和不足,作出合理选择与使用。
一、离心脱水机
以煤矿水处理为例,常见用于煤矿水处理的离心脱水机包括立式振动离心脱水机、沉降离心过滤脱水机、卧螺离心脱水机等。比如立式振动离心脱水机,主要用于进行末精煤脱水处理,但是需注意离心脱水机筛缝大小,并结合煤矿矿井水粒径大小,选择合适尺寸的立式振动离心脱水机进行污泥脱水处理。比如沉降离心过滤脱水机,能够有效防止细粒煤出现跑料问题,需进行二次浓缩后将底流进入板框压滤脱水机完成后续处理。在粗煤泥脱水设备中,多见使用沉降离心过滤脱水机。再比如卧螺离心脱水机,其设备系统主要由泥进料系统、絮凝剂投加系统、浓缩脱水系统、泥饼输送系统、成套控制系统等共同构成【2】。主要工作原理是离心沉降原理,对悬浮液进行液体和固体的分离,卧螺离心脱水机设备应用功能较好,能够实现污泥浓缩、脱水,实现一体化卧螺离心脱水。卧螺离心脱水机适用范围也比较广泛,比如市政污水处理、电厂炉灰污泥处理、电镀液污泥处理、炼油污泥处理、钻井污泥处理等。但是使用卧螺离心脱水机设备存在的主要问题是设备使用成本较高,后期养护管理成本较高,需充分考虑到企业生产成本预算后作出合理选择。
二、带式压滤脱水机
带式压滤脱水机主要包括双带、单带两种类型,单带式压滤脱水机泥饼含固率并不高,出泥含水率高,适用范围有限,使用成本较高,可推荐性不高,现在市面上比较多见的是双带式压滤脱水机。选用带式压滤脱水机进行污泥处理,其出泥含水率普遍不高,出泥含水率比较稳定,设备能源消耗较少,整体运行效率高。带式压滤脱水机被广泛应用于市政污水处理厂。带式压滤脱水机中的压滤机组装置构成分为浓缩段、压滤段,在絮凝剂、重力等做作用下,悬浮物料在浓缩段中进行脱水,游离水分脱去,经过浓缩段的物料进入到压缩段,分别在不同等级重力作用下实现脱水,再经过多次翻转进入到封闭式滤带中,进行预压脱水处理。再经过直径逐渐缩短的压辊,滤饼受到不同等级压力作用挤压,剪切力度逐渐减小,又能够脱去一部分游离水,同时包括一部分毛细水分【1】。经过带式压滤脱水机运转,其含固量逐渐增加。现阶段常用一体化带式压滤脱水机,其主要在滤布、脱水结构等部位进行升级优化,比如选用“方向性立毛纤维”滤带,具有低沾性,几乎不会沾到污泥,便于及时清洗,只需使用少量水即可进行冲洗。比如在脱水结构中,有两条滤带,污泥处于两条滤带中,两侧滚轮呈凹凸状排列,在运转过程中压力逐渐增大,脱水快。带式压滤脱水机使用管理系统较为完善,适用范围较广,经济性价比高。
三、板框压滤脱水机
板框压滤脱水机是由板和框相间排列而成。在滤板两面覆盖有滤布,用压紧装置把板和框压紧,即在板与板之间构成压滤室。进行过滤时,进料泵启动,进料进入到滤室,借助进料泵压力,促使料浆进行固液分离。部分固体物质在滤室中形成滤饼,排出滤液。在滤室内打入空气,空气逐渐透过滤饼层,滤饼层中的部分水分脱去,泥饼含固率能够有效增长。板框压滤机主要由机器、过滤、液压、电气控制等部分组成,机器主要起到压实作用,滤板、滤布在压紧板和止推板中间,需由机器部分进行压实,便于进行加压过滤处理。通过板框的挤压,使污泥内的水通过滤布排出,达到脱水目的。其广泛应用于电厂脱硫废水、电厂零排放、电厂原水预处理,煤矿洗煤废水,煤化工等项目中。使用板框压滤脱水机,需特别注意滤布的合理选择与使用,综合考虑颗粒粒径、粘度等基本特性,选用不同滤布,同时需严格把控进料固体物质浓度。使用板框压滤脱水机的不足之处是,板框压滤脱水机设备无法保持长时间运转,必须间隔一段时间后再次进行运转,整体运行效率不高,具体操作流程较多,后期养护管理成本较高。面对细度较高的污泥,需同时更换使用密度较高的滤布。如果污泥浓度较低,形成泥饼可能性较低,则需调整前端工艺,增加污泥浓度。
四、分析
针对上述三种不同类型污泥脱水设备进行综合分析。
首先,工作性能方面。从能源消耗量来分析,带式脱水机能源消耗量最少,离心脱水机能源消耗量最高。从设备运行产生的噪音分析,离心脱水机震动较大产生的噪音大,带式压机产生噪音较小。从含水率进行分析,三种设备相差不大。从处理量分析,离心脱水机的处理能力普遍较大,不适用于处理规模较小的现场;带式压滤脱水机的处理量由带宽决定,同样不适用于处理规模较小的现场;板框压滤机通过板框面积来增加处理量,但由于处理不连续,处理量较小。从回收率分析,离心机对于絮凝后比重悬殊不大的污泥,其固体回收率偏低;板框压滤机由于所用的滤布较密,只要适用于板框挤压的污泥,其固体回收率都比较高,可超过95%;带式脱水机容易从滤带两边跑泥,并且堵在滤缝里的污泥都要及时冲洗掉,所以总体固体回收率低于95%。
其次,投资成本方面。从前期投资成本分析,离心脱水机性能不稳定的机器售价略低,性能稳定的机器售价较高,投资成本两级分化,为了防止污泥内的杂质对高速运行中的螺旋轴的干扰,需要配置污泥切割机。带式压滤脱水机投资成本适中。板框压滤机投资成本较低,但如果要实现自动化运行,国内技术不成熟,国外产品投资成本高。
最后,运行成本方面。从水电及人工费用分析,离心脱水机用电量及用水量极高,且由于高速运行,机器容易出现故障,需要专人值守现场;带式脱水机和板框压滤机设备本身耗电量不大,但用水量较高,且滤布、滤带需要经常冲洗,同样需要专人值守现场。从维护费用分析,离心脱水机日常维护较少,螺旋轴体磨损较快,定期更换螺旋轴;带式脱水机日常维护较多,需定期更换滤带,滚轴;板框压滤机因需定期更换滤布,日常维护较多。
结语
水体环境质量各有不同,水质存在差异之处的,选择合适的污泥脱水设备,熟练操作使用不同类型污泥脱水设备,是提高污泥处理效率的关键。基于污泥处理标准不断提高,需加快推进新型先进设备的创新研发进程,坚持低碳环保理念,创新研发能源消耗少、运行效率高、污泥脱水率高的污泥脱水设备,简化设备操作流程,充分发挥污泥脱水功能优势。水处理污泥脱水机是净化水体质量的重要设备,确保污泥处理排放质量符合环境保护规定标准,保护生产环境,减少后期修复成本,充分保障生产效益,推动行业稳定生产。
参考文献:
[1]虞炜安,方伟强.水处理污泥脱水机选择使用简析[J].中国设备工程,2020(6):2.
[2]张林先.带式污泥脱水机在砂石料筛分系统中的应用[J].交通科技与管理,2021(21):2.