高壓深度脫水工作站在市政污泥處理中的應(yīng)用*

廖旺才

（廣東省機械研究所，廣東廣州 510635）

0 引言

在污水處理工藝運行過程中，產(chǎn)生的污泥一部分回流作為生物反應(yīng)的反應(yīng)物，剩余的污泥則排出到系統(tǒng)之外。這些剩余污泥的量驚人，其含水率較高、體積龐大、易腐爛、氣味惡臭且含有大量的重金屬、病菌等有毒有害物質(zhì)。如果不經(jīng)過科學(xué)的處理處置就直接排放到外界環(huán)境中，則會對地面水體、土壤、地下水和空氣造成極大的污染，對人體健康造成不利影響。因此，必須對污泥進行無害化、減量化、穩(wěn)定化的處理，并妥善處置，以免給環(huán)境造成二次污染。

1 污泥的傳統(tǒng)處理方式

目前我國污泥處理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，這4種處理方法的占比分別為65%、15%、6%、3%?？梢钥闯鑫覈勰嗵幚矸绞饺砸蕴盥駷橹鳎又覈擎?zhèn)污水處理企業(yè)能力不足、技術(shù)落后，大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理，直接造成了二次污染，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

2 高壓深度脫水工作站的介紹

2.1 高壓深度脫水工作站工作原理

圖1 高壓深度脫水工作站工作原理圖

高壓深度脫水原理如圖1所示。水料模中間形成一個密閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔一邊是濾布，一邊是膠皮。含水率95%污泥通過泵輸送到腔內(nèi)形成一定壓力，腔內(nèi)污泥的水從濾布排出形成濾液。隨著時間的推移腔內(nèi)的污泥形成的濾餅會逐漸變厚，而過濾阻力也越來越大。這時進料閥關(guān)閉，同時往水模膠皮一側(cè)注入高壓水對濾餅進行高壓壓榨，保壓一段時間，最終形成含水率約在50%以下的污泥泥餅。

2.2 高壓深度脫水工作站系統(tǒng)

2.2.1 高壓深度脫水工作站系統(tǒng)組成

高壓深度脫水工作站主要包括主機、液壓系統(tǒng)、進料及清洗系統(tǒng)、濾液回收系統(tǒng)、高壓壓榨系統(tǒng)5大系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 高壓深度脫水工作站系統(tǒng)圖

2.2.2 工藝操作過程

操作按下列過程進行：合?！M料過濾——壓榨——開?！詣永逍读稀乱粋€過程。

（1）合上電源開關(guān)，電源指示燈亮，旋轉(zhuǎn)急停開關(guān)至開啟位置，進入操作界面。

（2）點擊參數(shù)界面，依據(jù)不同泥種類，設(shè)置各應(yīng)用參數(shù)。市政污泥：進料壓力1 MPa，進料保壓時間5 min，起高壓水達到10 MPa，保壓時間15 min。

（3）設(shè)置好參數(shù)后，點擊自動運行，快速缸合模，墊塊下降至預(yù)設(shè)的位置，主油液壓系統(tǒng)自動啟動，開始壓緊濾板，直至油缸壓力達到預(yù)緊力，停止。

（4）進料氣動閥自動開啟，進料泵起啟動，達到進料預(yù)設(shè)壓力時，進料泵變頻運行，達到進料預(yù)設(shè)停止時間時，停止。

（5）氣動閥自動開啟，進水泵起動，當(dāng)壓榨壓力達到預(yù)設(shè)壓力時，進水泵變頻運行，達到壓榨預(yù)設(shè)停止時間時，停止。回水泵起啟動運行，回水完，停止

（6）開模。主油壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，液壓缸縮回至停止位。

（7）拉板自動運行到第一塊板拉開卸料，接料輸送機同時運作把濾餅輸送到濾餅倉，直至卸料完成。

3 高壓深度脫水工作站與傳統(tǒng)污泥減量化處理措施的比較

（1）傳統(tǒng)污泥處理方式及干化效果

污泥產(chǎn)生工藝：市政污泥是市政污水處理后產(chǎn)生，一般污水經(jīng)加藥處理后，經(jīng)濃縮，再經(jīng)板框機或離心機處理后得到含水80%的污泥，這種污泥由于含水率高，無法利用，目前主要是填埋處理。處理效果如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)污染處理方式污泥處理效果圖

（2）通過高壓深度脫水工作站處理方式及效果

污泥的深度脫水是指通過對含水率較高的污泥進行化學(xué)調(diào)質(zhì)處理后，改變污泥中水分子（主要是間隙水和毛細水）的存在方式和結(jié)構(gòu)。普通機械脫水設(shè)備壓力不夠大，難以進一步脫除自由水，一般含水率在75%左右。高壓深度脫水工作站能壓榨脫水至含水率50%以下，更重要的是使污泥后續(xù)處置途徑更為廣泛。通過深度脫水后的污泥含稅率低跟其他煤炭混合可以作為煤炭發(fā)電用，也可以打成粉直接做肥料，即使進行填埋占地也大幅度減少。

利用高壓深度脫水工作站處理市政泥的工藝是：經(jīng)處理后的污泥，濃縮至固含量達到2%～10%的泥漿。由于這種污泥加了大量的絮凝劑，因此污泥本身的濾水性很差，在高壓下易成夾心餅，中間壓不干，為此需要作調(diào)理處理。經(jīng)調(diào)理后，再經(jīng)泥漿泵打入本機，然后經(jīng)（6～10）MPa的工作壓力，將污泥壓干至含水率35%～48%，呈硬質(zhì)塊狀。處理效果如圖4所示。

圖4 高壓深度脫水工作站脫水污泥效果圖

市政污泥減量化的主要措施比較如表1所示。

污泥深度脫水減量效果顯著，如圖5所示。從圖中可以看出，在1000 L污水中約有66%游離水，20%毛細水，9%結(jié)合水，5%污泥。普通板框壓濾機一般只能壓到毛細水，而采用該高壓深度脫水工作站可以把結(jié)合水壓干。1t的污水通過該高壓深度脫水工作站處理可變成約70 kg污泥，減量化效果十分顯著。

4 高壓深度脫水工作站應(yīng)用試驗

高壓深度脫水工作站在某污泥廠應(yīng)用的試驗數(shù)據(jù)如圖6所示。試驗過程中首先分析污水化學(xué)成分，然后配比調(diào)理劑，再試壓出濾餅，最后檢測濾餅含水率。通過試驗發(fā)現(xiàn)不同地方污泥成分有所不同，而且同一地方不同季節(jié)污泥的成分也不盡相同。從試驗的數(shù)據(jù)可以看出高壓深度脫水工作站壓市政污泥的循環(huán)周期大概是40～60 min，含水率約40%。

表1 市政污泥減量化處理的主要措施的比較

圖5 污泥深度脫水減量

圖6 高壓深度脫水工作站在某污泥廠應(yīng)用的試驗數(shù)據(jù)

5 經(jīng)高壓深度脫水工作站處理的污泥二次利用

目前高壓深度脫水工作站處理的污泥還可以循環(huán)利用，主要有3個方面的應(yīng)用：

（1）無需烘干，直接供給燃煤企業(yè)參入煤粉中燃燒，可獲得少量的熱值。此種應(yīng)用可用木糠或煤粉調(diào)質(zhì)。

（2）無需烘干，直接供給生態(tài)肥廠，用于生產(chǎn)有機肥。此種應(yīng)用可加過磷酸鈣調(diào)質(zhì)處理。

（3）生產(chǎn)水泥。此種應(yīng)用可用石灰、電石渣、水泥生料粉調(diào)質(zhì)處理。

6 結(jié)語

與傳統(tǒng)污泥處理設(shè)備不同，高壓深度脫水工作站具有超高壓榨系統(tǒng)，能對污泥產(chǎn)生高達10 MPa的壓榨力，使污泥能夠?qū)崿F(xiàn)快速深度脫水，將污泥顆粒內(nèi)部的結(jié)合水也徹底脫水，從而形成含水率50%以下的超干泥餅。這種深度脫水使污泥體積減量為來的1/8，節(jié)省了大量的污泥存放空間，避免了污泥污染擴散.而且本工作站自動化程度高，電控系統(tǒng)采用PLC可編程控制器模式和觸摸屏操作面板，自動進料、自動壓榨、自動卸料、在工作程序中自動完成，節(jié)省了普通壓濾機工作需要人工卸料，省工省力，一人可以同時操作2臺設(shè)備。如果客戶需要，可以加裝信息化、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。