2023年污泥机械脱水设备的发展概况.doc

污泥机械脱水设备的开展情况以及国内 污泥处理处置现状〔附国家相关政策和报导〕 一、目前国内污泥处理现状 近年来,随着我国社会经济和城市化的开展,供排水管网扩建,污水处理厂的增加,污泥产量越来越多，但是目前国内污泥处理处置水平很低，污泥经过常规的浓缩脱水后，主要是弃置，难以到达污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化的要求，并带来环境的二次污染和供排水、污水处理正常运行的困难。虽然有些水处理企业，也投入一些污泥机械脱水设备，由于技术落后，出泥干度低，总是不尽人意。国务院关于开展循环经济的假设干意见已把污泥减量化、资源化利用，作为开展循环经济的重点环节之一。推行城市污泥的无害化，减量化，资源化利用已经成为行业专家、公众共同关注的焦点，进入“十二五〞之后已经成为地方政府的施政目标。因此污泥处理处置，已经成为污水处理，环境整治过程中的新课题，成为开展循环经济，建设和谐社会的新任务。 二、污泥机械脱水设备的变革 一、国内外污泥处理设备技术产品的状况、问题、趋势 〔1〕国内在水处理过程中所采用的机械脱水设备情况： 　 机械脱水的种类，按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水三大类。真空过滤脱水系将污泥置于多孔性过滤介质上，在介质另一侧造成真空，将污泥中的水分强行“吸入〞，使之与污泥别离，从而实现脱水。常用的设备有各种形式的真空转鼓过滤脱水机。压滤脱水系将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，强行使水分通过介质，使之与污泥别离，从而实现脱水，常用的设备有各种形式的带式压滤脱水机和板框压滤机。离心脱水系通过水分与污泥颗粒的离心力之差使之相互别离从而实现脱水，常用的设备有各种形式的离心脱水机。 　　以上几种脱水设备都已有一定的使用历史，但具体使用情况存在很大差异。早期建设的污水处理厂，大多采用真空过滤脱水机，但由于其泥饼含水率较高、噪声大、占地也大，而其构造及性能本身又无较大的改进，二十世纪80年代以来，已很少采用。板框压滤脱水机泥饼含水率最低，因而一直在采用。但这种脱水机为间断运行，效率低，且操作麻烦，维护量很大，所以使用并不普遍，仅在要求出泥含水率很低的情况下使用。带式压滤机是近几年常用的脱水设备，它是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，这种设备需要频繁清洗滤布，反冲水消耗大、在反冲过程中二次生成的污水加大，且脱水效果并不理想。从了解的一些设备用户来看，用户对该设备的脱水性能很不满意。离心脱水设备的脱水效果比拟好，但它耗电量大，噪声也大。从噪声的角度讲，它是一个较大的声污染设备。另外，该设备最大的缺点是：一旦出现故障，维修时难以准确掌握轴平衡，维修难度很大，中轴一旦产生平衡偏差，对设备的损坏极大。总体分析，原来水处理市场中所用的脱水设备并不理想。 〔2〕国外在水处理过程中使用的污泥脱水技术设备情况： 目前，世界上较先进的污泥脱水设备是加拿大法尼压公司所生产的滚压式污泥脱水机。对滚压机污泥脱水的研究原由加拿大政府研究院开始。法尼亚在1990年买下该研究技术，再把其按商业及生产条件进行改进，并于1991年开始在加拿大LONGUEUIL25万t/d一级化学增强污泥法的污水厂投产。该厂到现在已连续运转11年，24小时运行，没有发生重大故障。现在法尼亚在加拿大、美国、英国、法国及日本已有70多个项目。处理量由3000t/d到250万t/d。处理污泥有一级化学增强污泥、活性污泥、消化污泥、生物处理及人畜粪便、造纸等污泥。在2023年，日本最大离心机厂TOMOI向法尼亚购置技术。 法尼亚滚压式污泥脱水机不但具有浓缩、脱水一体化功能，而且具有耗能少、产出率高、性能稳定、易损件少、维修量小、自动化程度高等优点；但它同时也存在一些技术和性能缺陷：一是滤水板上的滤水孔的数量受技术结构的影响，使有效滤水面积减少，进而影响污泥脱水效率；二是设备的脱水效率直接受污泥进口压力的影响，而法尼压公司的滚压式污泥脱水机进入设备的湿态污泥其压力只能在60kpg内调整，如果压力过大，会造成滤板变形，损坏设备，压力小，那么泥饼产量底，效益差；三是法尼压滚压式污泥脱水机结构中的滤板固定在一个转鼓上，转鼓在转动过程中常常偏离水平，造成滤板倾斜，使滤板与相邻部件产生碰撞和摩擦，这使滤板和相邻部件产生损伤，增加了设备的维修量，减少了设备的使用寿命，同时增加了能耗。 〔3〕推广使用高性能污泥脱水设备的意义： 在污水处理过程中，污泥的处理是水处理工艺中一个重要的环节之一。污泥的处理量将占处理水量的0.3%—0.5%，在污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的将占20%—50%，甚至70%。而用来处理污泥的一个重要设备就是污泥脱水机。它能够使污泥减量、稳定、无害化和综合利用。因此，使用高性能的污泥脱水设备，不仅是水处理的根本要求，而且可以减少污水处理单位费用支出，有效解决治污单位的污泥处理问题。 二．活塞式污泥脱水机正是应我国环保形势和环保市场的要求，近几年开发的新型、高效污泥脱水设备，它不但具有污泥浓缩、脱水一体化功能，使污泥减量、稳定、无害化和综合利用，而且性能具有耗能少、产出率高、性能稳定、易损件少、维修量小、自动化程度高 ，效果性能指标均优于传统机械类污泥脱水设备。〔厂家宣传推广材料，仅供参考，参数和实际效果待考证，并不代表装备开展方向和水平〕 活塞式浓缩脱水机的情况介绍 产品用途：本设备适用于高浓度、难以实现泵输送介质物料的浓缩与脱水，同时也适用于城市废水初次处理污泥、城市废水活性污泥、造纸、酿造业，生物过滤污泥、化粪池、矿渣、屠宰厂等污泥或废料的浓缩与脱水。 设备性能特点： 1、脱水效率高：浓缩物料含水率为70%-79% 2、生产效率高：每小时可处理浓缩介质40-45m3 3、固体介质保存率高：大局部固体介质保存在介质浓缩饼中，不会随水分流走，造成二次污染。 4、可连续长期运行：不需要停机清洗或更换滤网。 5、操作简单、自动化程度高 6、性能稳定可靠，活塞与滤网接触为非金属接触，活塞低速运动,故运行可靠，部件极少损坏。 7、本设备具有浓缩一体化功能。 8、设备经济技术比高：设备功率小，生产能力大。 技术分析： 1、脱水效率高 该设备每个活塞缸为一个处理单元，对JS4-40型设备来说，缸的外径为219mm，在缸内壁上附有两层精密制孔的不锈钢孔板，孔板厚度分别为2mm和1mm，两层孔板焊接与活塞缸缸壁形成一个刚性整体，最内层孔板的孔径为0.2-0.25mm，致密的小孔和很小的孔径，确保了絮凝后的污泥中的水份被及时排出，且污泥颗粒大局部保存刚体内，下排液中只含有很少的颗粒物质。这就保证了设备的脱水效率。 2、处理量大 对JS4-40型设备来说，每个处理单元-活塞缸的内径为200mm，污泥在缸体内纵向装填长度为1.4米，每个处理单元在一个压力行程下，装填污泥的体积为：0.044立方米，4个缸的总容量为0.044x4=0.176立方米。全自动电液推杆动力传动使每个处理单元的活塞杆运行压缩4次/分钟，故设备的最低处理能力为：0.176x4x60=42.24立方米/小时。在实际运行状态下，输入的污泥是连续的，也就是说在活塞杆伸出和压缩状态下，缸体内一直在输入污泥，所以，实际生产过程中，污泥的处理量要大于42.24立方米/小时。 3、全自动，实现无人值守 本设备配置了自动控制系统，动力传动和污泥输入、泥饼输出以及定时反冲都采用的自动控制，实现了无人值守。 4、设备全部密封，生产现场清洁，工矿卫生好。 本设备在污泥处理过程中，处于污泥处于密封状态，过滤的下排水直接通过管道排出，不象目前所使用的板框、带式压滤设备那样工矿卫生差。本设备生产过程中无臭味，无污泥溢漏。 5、使用寿命长 本设备内活塞缸的压缩活塞结构和缸体内的不锈钢过滤筒的接触为非刚性接触，过滤筒几乎不被磨损。加之设备运行速度慢，易损部件少，故设备使用寿命长。 6、设备功率小，能耗低 本设备采用液压动力传动，液压站的电机功率为3kw，液压传动力为30000NF，即3000公斤，每个处理单元的活塞推力〔或压力〕为3000/4=750公斤，这一压力远远大于污泥脱水所需要的挤压力，并且和国内脱水设备如板框、带式、离心式脱水设备相比，其挤压力远远高于这些设备。 经济分析 1、占用人员少，减少人工开资 本设备自动化程度高，可实现无人值守，减少人员开资。 2、维护费用低     本设备滤板有两层厚度分别为2mm、1mm精密制孔的不锈钢钢筒组成，由于设备运行速度低，过滤筒磨损极小， 5年内一般不需要检查和更换滤板。主要检修的部件在于处理单元中活塞的塑胶材料的胶板和密封圈，其检修费用每年在600元左右〔含人工及部件费用〕。而板框压滤机每4-6个月需要全部更换滤布，以同处理量设备相比，更换滤布费用至少在5000——6000元，带式压滤机的滤布也是如此；相对离心式污泥脱水机来说，离心式脱水设备由于高速运行，使得易损件增多，且容易发生故障，而一旦发生故障，中轴难以调整平衡，维修难度不但大，而且维修费用高。 3、药剂用量少 本设备滤筒采用精密制孔，孔径为0.05-0.25mm，由于孔板厚度大，形成的孔径小于打孔理论直径，由于孔径小，就大大降低了对絮凝状态的严格要求，絮凝用药量明显降低。对带式压滤机来说，絮凝一旦不好，泥水就会从履带两侧溢出，且难以形成泥饼。而综合比拟目前脱水设备的滤板〔布〕，离心式脱水机的网孔直径最大，需要的加药量也最大。使用本设备，对城市污水处理厂来说，配制0.2%的聚丙烯酰胺C496H溶液，100毫升剩余活性污泥仅加3毫升C496H溶液即可到达脱水要求。 4、污泥处理干度自由调节，增大处理能力，进一步降低处理费用     本设备的泥饼出口压力可自由调节，根据运输需要，可通过降低气压值，增加泥饼湿度，进而提高处理量。 5、能耗低： 活塞式污泥脱水机动力全自动电液推杆作为动力，电机功率为3kw，根据效能计算，本技术设备处理污泥能耗为6kw.h/吨干固体，而脱水设备能耗为18.84-20kwh/吨干固体。而相对离心式污泥脱水机来说，能耗降低更加明显。 6、设备全密封，生产工矿好，节省了除臭通风设备投资。与带式压滤机相比，带式压滤机在生产过程中，不但全部暴露，而且污泥常常从履带两侧溢出，工矿条件极差。根据客户需要，本设备可在泥饼出口下方，安装泥饼输送带，将泥饼输送到指定位置。 据测算，目前全国环保产业从业单位约3.5万家，从业人员近300万人，产业收入总额超过1.1万亿元。其中污泥脱水机销售收入占到环保产业总收入的15-20%左右。 三、国内目前用于城市污水处理厂几种代表性污泥脱水设备应用情况和技术现状 污水经过沉淀处理后会产生大量污泥，既使经过浓缩及消化处理，含水率仍高达96 ％，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水处理，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。 　　一般大中型污水处理厂均采用机械脱水。脱水机的种类很多，按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水及离心脱水三大类。下面就国内污水处理厂经常选用的压滤机〔包括带式压滤机及板框式压滤机〕和离心式脱水机的工作原理、设备选型时需重点考虑的问题以及维护运行本钱等作一介绍。 1. 带式压滤脱水机 　　带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。 　　一般带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。作机型选择时，应从以下几个方面加以考虑：