污泥脱水袋技术

污泥脱水袋技术（共6篇）

污泥脱水袋技术 篇1

当前, 活性污泥法是使用最广泛的污水处理技术。但是, 活性污泥法的弊端是会产生大量的剩余污泥, 。截至2014年3月, 全国累计建成城镇污水处理厂3 622座, 污水处理能力达到1.53亿m3/d, 其中, 含水率为80%的污泥年产生量近4 000万t[1]。剩余污泥中大都含有重金属、病原菌、病毒微生物等, 这些物质对生态环境和人类健康具有一定的危害性, 因此剩余污泥必须得到合理地处理处置。

污泥处置是指对其无害化处理或资源化利用例如消化、综合利用 (堆肥, 农业利用等) 、焚烧、土地填埋等。各种处置方法对活性污泥的含水率有严格的要求, 如土地填埋要求活性污泥含水率低于65%, 焚烧要求污泥含水率低于50%。污泥由于其特殊的絮体结构及高度的亲水性, 脱水往往比较困难。

1 常用的污泥脱水技术

常用的污泥脱水技术主要有以下几种。

1.1 酸处理技术

酸处理污泥的作用机理就是形成一个酸性环境, 让活性污泥的胞外聚合物水解、微生物细胞瓦解, 污泥水分分布发生变化, 一部分间隙水从絮体中或细胞内部被释放出来。宏观性质表现为可脱水程度提高, 从而能在较短时间内达到很好的脱水效果。

何文远等[2]使用硫酸对活性污泥进行脱水前预处理, 与仅使用阳离子PAM相比, 硫酸预处理之后, 板框压滤30 min泥饼含水率降低了5.9% (从76.14%降低到70.24%) , 提高了活性污泥的可脱水程度。

1.2 氧化法技术

氧化法就是利用试剂的强氧化性, 使污泥中有机物被氧化分解, 破坏污泥特殊的絮体结构, 污泥中的结合水和细胞水得以释放, 脱水性能得到改善。

洪晨等[3]采用芬顿试剂对污泥进行脱水研究, 污泥中的微生物细胞被破解释放出有机物, 促进TB-EPS (紧密结合的胞外聚合物) 转变为结合度更低的LB-EPS (松散结合的胞外聚合物) 和S-EPS (上清液层胞外聚合物) , 氧化分解EPS等有机物这些反应同时进行, 通过促进污泥中结合水和微生物细胞内部水的释放, 从而提高污泥的脱水性能。

1.3 冷冻冻融技术

冷冻冻融法[4]是使污泥冻结融化, 进而达到污泥性状的变化, 改善其脱水性能、过滤性能、沉淀性能。冻融调理可以使泥、水两相分离, 冷冻过程也是病原微生物灭活过程, 冻融调理使细胞机械脱水丧失活性, 有利于污泥的无害化过程, 在去除气味的同时减少了生态风险。此外, 完全冻融后的污泥颗粒变大, 污泥由胶羽高孔隙结构转变为致密结构, 污泥颗粒间结合水和间隙水被排出, 污泥颗粒迅速凝集沉降。冷冻过程中由于毛细管引力致细胞机械脱水, 大幅度降低结合水的含量。我国北方地区冬季冷冻时间较长, 因此冷冻冻融技术在该地区是一种适宜的污泥预处理方法, 利用自然冷冻能够大大减少污泥处置的运行成本, 但是容易受到地域和季节的限制。

1.4 超声处理技术

菌胶团中心为固体颗粒, 周围吸附了大量的微生物极其代谢的产物 (糖类、脂类、有机酸和蛋白质等) , 这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜, 包裹在有机质疏水膜中的水分称为菌胶团包含水, 这部分水分很难去除, 且量较大。

超声波 (频率在16 k Hz以上的声波) 具有较高的能量, 能在水中急剧放电, 产生高温和高压等极端条件, 能改变构成疏水膜物质的物理和化学性质, 破坏菌胶团结构, 提高污泥的脱水性能, 同时释放到水体中的有机质还可作为厌氧发酵的营养源[5]。

2 近年来研究发展的污泥脱水技术

2.1 生物淋滤技术

近年来兴起的污泥生物淋滤技术[6]是一种污泥无害化、低成本技术。生物淋滤的机理是氧化硫硫杆菌直接氧化单质硫和氧化亚铁硫杆菌间接氧化亚铁离子产生生物酸化作用, 能够去除污泥中的重金属、杀灭病原菌以及消除恶臭, 还可提高污泥的脱水性能。

2.2 电渗透技术

固体颗粒和液体在电场的作用下作定向运动在通过多孔固体滤膜时, 固体颗粒粒径较大不能通过, 而水分子能够通过, 从而使固液相分离。固液分离的基本原理依据的是胶粒的双电层理论, 在电场中由于胶粒和扩散层所带电荷不同, 滑动面产生滑动, 胶粒和扩散层相分离, 扩散层将液体带走。污泥经电渗析脱水处理后, 含水率能降到35%~45%。

3 展望

由于单一技术手段往往不能达到理想的处理效果, 污泥脱水技术今后发展的方向是发挥单一技术的优点, 多种处理技术的联合使用。目前已有的研究有表面活性剂和酸处理的联合调理, 高铁酸钾和微波的协调作用, 生石灰和超声波的联合使用, 冷冻技术联合化学调理等。

摘要：针对当前污泥脱水困难的现状, 结合酸处理、氧化法、冷冻冻融、超声处理以及生物淋滤、电渗透等几种主要的污泥脱水技术, 介绍了污泥脱水技术的研究进展, 并提出了发挥单一处理技术的优点, 多种处理技术的联合使用, 是污泥脱水技术的发展方向。

关键词：污泥,脱水技术,发展方向

参考文献

[1] 霍敏波, 郑冠宇, 梁剑茹, 等.生物沥浸处理中微生物菌群和胞外聚合物对城市污泥脱水性能的影响[J].环境科学学报, 2014, 34 (9) :2 199-2 204.

[2] 何文远, 杨海真, 顾国维.酸处理对活性污泥脱水性能的影响及其作用机理[J].环境污染与防治, 2006, 28 (9) :680-683.

[3] 洪晨, 邢奕, 司艳晓, 等.芬顿试剂氧化对污泥脱水性能的影响[J].环境科学研究, 2014, 27 (6) :615-622.

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[5] 谢经良, 李常芳, 刘亮, 等.超声波与氯化铁联用改善污泥脱水性能的研究[J].科技通报, 2014, 30 (4) :203-206.

[6] 肖凌鹏, 张盼月, 张玉璇, 等.生物淋滤改善城市污泥的脱水性能[J].环境工程学报, 2012, 6 (8) :2 793-2 797.

污泥脱水干化技术研究 篇2

1 污泥脱水

污泥脱水技术在中国的发展经历了国外进口——大部分进口, 一小部分国产——进口国产共存——大部分国产, 小部分进口。在这个过程中, 国产技术和设备从小到大, 从弱到强, 发展到今天, 已基本满足工艺需要。但为了后续的污泥处置和设备的低能耗高效率运行, 污泥脱水技术和设备还需要进一步优化。

1.1 污泥脱水技术的种类和比较

较早的污泥脱水是板框脱水, 随后是带式压榨脱水, 再后来是离心机脱水。目前, 板框脱水除了在炼钢和洗矿等行业以及极小量的污泥处理中会使用外, 其他领域已基本不用, 其原因主要是处理不连续和操作繁杂等因素。目前污泥脱水技术中85%是带式压榨脱水, 10%是离心机脱水, 5%是其他型式的污泥脱水, 如叠螺等。

带式污泥脱水机由于处理量大, 电耗低, 加工制造技术要求不高等原因, 被大范围使用, 在中国的污泥脱水中起到了中流砥柱的作用, 但是由于带式污泥脱水机的结构原理等因素, 带式污泥脱水机只能将污泥的含水率降到80%左右, 对于洗矿冶金等废水的污泥, 其含水率能够降得更低。

离心污泥脱水机由于其转速高, 对加工制造技术要求高, 加上电耗大, 所以应用不太广泛。但是离心污泥脱水机运行操作人力劳动少, 设备维护简单, 受到部分用户的青睐。

1.2 污泥脱水技术优化和发展

无论带式脱水机还是离心脱水机, 都只能将污泥的含水率降到80%左右, 要想进一步降低含水率, 对于带式脱水机而言, 可以优化压榨辊系分布, 增大滤布在各个辊子上的包角, 改变辊子的形状, 把主压榨辊的圆柱面改为由若干个小圆柱组成;对于离心脱水机, 增大长径比, 降低差速度。同时, 除了加入高效优质的絮凝剂外, 再加入合适的助凝剂 (如FeCl3) , 能将含水率降到70%或更低。

叠螺污泥脱水机的原理是螺旋的螺距逐渐减小, 中心轴的轴径逐渐增大, 污泥被螺旋推送, 从大螺距一端流向小螺距一端, 空间越来越小, 污泥不断被挤压, 从而达到脱水的目的。由于挤压力来自两个相邻的螺旋、中心轴和金属滤网, 这个压力要比带式污泥脱水机压榨力和离心机的离心力大很多, 所以含水率可以最低降到65%左右。在相同的处理量下, 叠螺污泥脱水的耗电量是离心机的三十分之一, 所需的清洗水量是带式污泥脱水机的百分之一。螺旋轴旋转缓慢, 设备结构简单, 无噪音, 无振动, 安全, 无论是设备的操作还是维护都非常简便。

为了能够对脱水效果进行调节, 叠螺脱水机可以设计成中心轴和螺旋在滤网筒里轴向移动, 即延长和缩短挤压时间, 这种结构需要增加一套油压系统, 对设备制造加工精度有要求。国内的叠螺一般是将螺旋轴倾斜30°左右, 依靠污泥的重力来增大对污泥的脱水力。

叠螺污泥脱水机缺点是处理量小, 且不擅长无机污泥的脱水。

2 污泥干化

要使污泥能够得到处置, 含水率必须降到40%～50%, 有些处置工艺甚至要求含水率降到20%～30%或更低, 这就需要对污泥进行干化。

2.1 污泥干化原理

当湿物料与干燥介质相接触时, 物料表面的水分开始气化, 并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点, 干燥过程可分为两个阶段。

第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时, 由于整个物料的湿含量较大, 其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此, 干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制, 故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段, 干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化, 物料表面的温度维持恒定 (等于热空气湿球温度) , 物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定, 故干燥速率恒定不变。

第二个阶段为降速干燥阶段, 当物料被干燥达到临界湿含量后, 便进入降速干燥阶段。此时, 物料中所含水分较少, 水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率, 干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少, 物料内部水分的迁移速率也逐渐减少, 故干燥速率不断下降。

2.2 污泥干化的分类

采用热量对污泥进行进一步脱水称为干化。干化的类型有很多种, 按热介质与污泥接触方式分为直接干化式、间接干化式、直接—间接联合干化;按设备形式分为转鼓式、转盘式、带式、螺旋式、离心式干化机、流化床等;按干化设备进料方式分:干料返混式、湿污泥直接进料式。

2.3 污泥生物干化技术

污泥在好氧发酵过程中, 将产生80～100℃的高温, 借助这个高温, 加上通风系统, 可以对污泥进行干燥, 这种方法实际是污泥高温好氧发酵堆肥的前一部分, 不需要对污泥腐熟化。和污泥高温好氧发酵堆肥一样, 可采用条垛式、沟槽式和筒仓式, 这三种型式的工程上的关键都是通风充氧和物料翻堆, 由于不需要堆肥, 只需干化, 所以系统的功能只要满足通风和翻堆这两个功能即可, 因此其所需时间少, 占地面积小。

该工艺的关键是微生物好氧发酵, 它受温度、湿度、通风、返混比例和调理剂等影响。温度的高低主要取决于环境温度、污泥好氧发酵腐熟程度和通风等, 因此选择合适的返混比例和调理剂, 以及良好的充氧和排气是污泥生物干化的关键。干泥返混是为了降低污泥的湿度, 提高含固率, 使污泥跨过粘滞区, 避免由于污泥板结而无法对污泥充氧, 返混的比例以污泥是否板结为准。

污泥好氧发酵前要加入秸秆作为调理剂, 主要是提高C/N至10左右, 以便更好进行高温好氧发酵, 加入调理剂还能降低污泥含水率, 使污泥结构蓬松, 改善污泥的透气性。

2.4 传导干化技术

传导干燥法通过金属等表面间接传递干燥所需要的热量。为了提高干燥速率和防止干燥不均, 通常用机械搅拌或使容器本身旋转, 以增加或不断更新物料的传热面, 因此有必要深入研究传热机构的附着问题。干燥装置本身价格昂贵, 但其特点是集尘系统的负荷小、热效率高、溶剂容易回收, 总的费用比直接干燥法便宜得多。

2.4.1 带式干燥机

带式干燥机由若干个独立的单元段组成。每个单元段包括循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。对干燥介质数量、温度、湿度和尾气循环量操作参数, 可进行独立控制, 从而保证带干机工作的可靠性和操作条件的优化。带干机操作灵活, 湿物进料, 干燥过程在完全密封的箱体内进行, 劳动条件较好, 避免了粉尘的外泄。

2.4.2 滚筒干燥机

滚筒刮板干燥机是通过转动的圆筒, 以热传导的方式, 将附在筒体外壁的污泥进行干燥的一种连续操作设备。需干燥处理的料液由高位槽流入滚筒干燥器的受料槽内。干燥滚筒在传动装置驱动下, 按规定的转速转动。污泥由布膜装置, 在滚筒壁面上形成料膜。筒内连续通入供热介质, 加热筒体, 由筒壁传热使料膜的湿分汽化, 再通过刮刀将达到干燥要求的物料刮下, 经螺旋输送至贮槽内。蒸发除去的湿分, 视其性质可通过密闭罩, 引入相应的处理装置内;一般为水蒸气, 可直接由罩顶的排气管放至大气中。该机可通入蒸汽、热水或热油加热干燥, 可根据不同工艺要求采用浸入式、喷淋式、碾辅式等加料方式。

4结语

新型板框污泥脱水技术的应用研究 篇3

1 板框压滤机组成及污泥脱水流程

本文主要对凹板式压滤机的结构及其污泥脱水流程进行分析。为了使有机物偏高问题得到更好的解决, 板框压滤机选用厢式隔膜挤压板框压滤机结构, 同时添加了隔膜挤压工序。在污泥脱水过程中, 板框压滤机主要是通过两种方式实现脱水的, 即利用滤布加压实现脱水和利用隔膜挤压实现脱水。加压脱水是指借助进料系统中污泥泵产生的压力将污泥送入压滤系统, 以此保证单位时间内所处理的污泥量。通常, 施加的压力为5~10 kg/cm2。隔膜挤压脱水是指在加压脱水结束后, 施加6~11 kg/cm2的压力再次挤压泥饼, 使其脱水更彻底。城市污水处理厂的污泥无法通过过滤脱水。对于该类污泥, 主要采用隔膜挤压脱水方式降低泥饼的含水率。通常, 泥饼的含水率可再降低5%~10%.

2 污泥脱水技术创新及实际应用

2.1 污泥脱水技术创新

2.1.1 合理选择污泥化学调理剂

任何一种污水处理方式均少不了污泥脱水处理环节。也就是说, 必须对污泥进行固液分离处理。污泥种类较多, 且各个种类的成分存在一定的差异。因此, 污泥中的固体颗粒也具有不同的性质。通常情况下, 生活污水污泥中的胶体颗粒极为细小, 并带有 (负) 电荷, 其往往以水合物的形式存在, 呈胶体混浊液态 (稳定性较好) 。对该类型污泥进行浓缩、脱水处理均存在较大的难度。本文结合污泥的相关特点, 列举几种常见的化学调理剂, 并分析其在新型污泥脱水工艺中的应用。同时, 还对印染污水、生活污水和造纸污泥采样进行大量的生产性试验。常见的污泥化学调理剂有以下3种:①表面活性剂。表面活性剂是指极易富集于溶液表面, 并且会对界面性质产生影响的一种物质。其具有固定性的亲水、亲油基团, 可定向排列于溶液表面, 进而降低溶液的表面张力。在表面活性剂吸附之后, 体系的界面状态会发生改变, 进而对界面性质产生影响, 起着类似于乳化、润湿等作用。表面活性剂可促进存在于胶体破壁、毛细管中的水分得到更加有效的释放, 对胶体固液的分离、聚沉均可起到良好的辅助作用。本文污泥脱水选取季铵盐类表面活性剂。②混凝剂。目前, 我国应用较为普遍的污泥脱水絮凝剂为有机絮凝剂和无机絮凝剂。本次研究以无机絮凝剂为主, 同时加入适量高分子絮凝剂。③助凝剂。助凝剂的使用可有效改善混凝条件。在对废水进行混凝处理的过程中, 只使用混凝剂往往无法取得良好的效果, 还需添加助凝剂。

2.1.2 改进污泥脱水板框压滤设备

对板框压滤机进行技术改造的主要目的是提高原有脱水压力和设备的滤出疏水性。在改进时, 具体可从以下两方面入手:①在进料系统的改进上, 主要通过增加泥浆螺旋分配器的方式有效改进板框压滤机进料系统, 进而解决污泥处于滤板中时分布不均、泥饼厚薄不匀、含水率不一的问题。②改良滤布和滤板。通过全面、细致的理论计算, 不断优化筛选, 使滤布能够满足使用需求。滤板改良具体为选用凸起粒子滤板, 有效提升污泥处于滤室中时的流动性, 并提高其在滤板中的均匀性, 进而解决爆裂问题。滤布的改良体现为对滤布进行锥形滤孔编织设计, 有效降低滤布介质阻力, 进而增强滤布的疏水性能。

2.2 污泥脱水设备及实际应用

按照资源化处置技术在实际应用过程中对污泥脱水处理效果提出的相关要求, 将污泥预处理技术、系统集成、污泥脱水设备进行组合, 使其形成一种具有高效性的组合型工艺以及成套的设备和技术。本文以LY1250型号压滤机为例, 其技术参数详见表1.

2.3 工程实例概述

以某市的一个新型现代污水处理厂为例, 该厂设计日供水能力为5.0×105t。厂内主要应用的是常规性加强处理工艺, 同时配备有较为完备且先进的污泥处理设备, 日常生产、环保需求基本得到满足。该厂在污水处理中应用新型板框污泥脱水技术后, 污泥产生量的减少比例超过50%.污泥的堆放空间明显减少, 运输难度大大降低, 运输成本减少, 同时污泥恶臭的问题也得到有效解决, 为污泥后续处理奠定了良好的基础。

3 结束语

新型板框污泥脱水技术的应用促进隔膜挤压板框压滤机相关操作实现了自动化, 且密封性更好, 从进料到泥饼剥离, 整个过程均无需人工操作;实现了隔膜挤压泥饼脱水自动化、滤板卸泥自动化、滤布清洗自动化。同时, 该种技术适用于自来水、生活污水、造纸污水、印染污水等污泥脱水处理中。因此, 加强对新型板框污泥脱水技术实际应用的研究对技术优势的充分发挥具有重要意义。

参考文献

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[2]姚尚安, 孙同华, 应迪文, 等.污泥深度机械脱水的优化研究[J].环境科学与技术, 2014, 06 (03) :634-635.

剩余污泥机械脱水技术研究进展 篇4

在水处理技术不断发展的过程中, 伴生出许多二次污染问题, 剩余污泥就是其中主要问题之一。

传统污泥处理工艺如填埋法、污泥消化、土壤改良[1]等, 因污泥中含水率过高, 不能高效利用污泥, 造成了能源的浪费。目前, 污泥处理的一个主要问题是污泥含水率过高, 其热值大部分都消耗在蒸发水分上, 甚至需要额外能源用于焚烧, 因此污泥脱水成为了污泥处理的主要技术问题之一。

污泥脱水方法可分为自然干化和机械脱水两大类。自然干化设施常见的有干化床和干化塘, 机械脱水常见的有真空脱水、压滤脱水、离心脱水、造粒脱水等多种方式。机械脱水因其脱水效果好、效率高、处理量大等优点而得到越来越广泛的应用。

1 真空脱水

真空脱水主要是利用低真空下水沸点降低的机理设计的, 在文献[2]中详细介绍了真空脱水的原理。

真空过滤机是一种利用真空脱水原理的固液分离设备。以ZPG型盘式真空过滤机为例 (见图1) , 过滤盘由调速电机通过减速器及开式齿轮传动来驱动过滤盘, 在装满料浆的槽体中以一定的转速转动。真空泵作用于过滤圆盘的某一滤扇处。在过滤吸附区, 过滤介质两侧形成压力差, 使固体物料吸附在滤布上形成滤饼, 而滤液则经滤液管及分配头排出。当这一滤扇从料浆液位中脱离而进入脱水区后, 真空的抽吸力使得滤饼中的水不断与滤饼分离, 进一步从滤液管及分配头排出, 滤饼得以干燥。在卸料区滤饼自滤盘上卸下, 落入排料槽, 由集料皮带运走。整个作业过程连续不断地重复进行[3]。

通常真空脱水都需要对所处理的污泥进行不同的前期处理。胡晓峰[4]通过室内试验、半工业性试验及生产实践, 对锰铁高炉洗煤气含氰污泥进行了混凝沉淀、泥浆浓缩、滤饼真空脱水等研究和探讨。南素芳[5]研究了无机混凝剂对消化污泥、活性污泥、腐殖污泥的调理效果。

随着真空脱水的发展, 对于污泥的干燥特性及干燥设备的研究更加深入。陈茗、李爱民[6利用自制的小型实验台对真空状态下污泥的干燥特性进行了实验研究, 表明污泥真空干燥与水果干燥过程不同, 污泥真空干燥过程中没有恒速干燥期。张进锋、张新[7提出了真空带式压榨脱水机的过滤机理及过滤分离原理, 然后对真空带式压榨脱水机的总体结构进行了分析, 介绍了真空带式脱水机的工作原理和结构形式的选择, 最后简要阐述了真空带式压榨脱水机的跑偏问题, 提出跑偏的解决措施和直接原因分析。

但是真空过滤脱水目前应用较少, 使用的机械称为真空过滤机, 可用于经预处理后的初次沉淀污泥、化学污泥及消化污泥等的脱水。真空过滤机脱水的特点是能够连续生产, 运行稳定, 工序较复杂, 运行费用较高。但是真空过滤成本较高, 很少单独使用, 多与其他脱水技术混合应用。

2 压滤脱水

压滤机主要是靠压力将污泥中的水分挤压出去, 包括板框式压滤机、厢式压滤机、旋转压滤机、压榨脱水机、罐式压滤机等。

近年来, 旋转挤压式污泥脱水机越来越受到关注, 加拿大法尼亚滚压式污泥脱水机在上海龙华污水厂进行了各种污泥处理的混合试验, 并通过建设部给水排水设备产品质量监督检验中心和上海市城市排水检测站的检测[8]。同济大学李平元[9]等指出其工作原理为:湿态污泥及混凝剂分别由污泥泵和加药泵打入装有搅拌器的混凝混合槽内, 絮凝后污泥进入滚压脱水机的污泥通道。通道两旁各有一片圆形的钻有小孔的不锈钢栅格, 栅格转动时把污泥带进脱水机内。滚压机圆形脱水道的前半部分0~180℃是过滤区, 污泥中的水分从两旁栅格的出水孔中挤出, 并由污水槽排出。污泥经过过滤区后, 承受的压力越来越大, 使更多水分被挤出。栅格再利用摩擦力把污泥输送到出口闸门 (挤压区) , 污泥最终被挤压成为泥饼 (见图2) 。李元平等采用加拿大法尼亚公司生产的1-900/0750A型滚压式污泥脱水机进行了生产性脱水试验, 证明该脱水机适用于城市污水厂混合污泥的脱水, 并具有浓缩脱水一体化的功能。

随着污泥浓缩脱水技术的发展, 针对不同类污泥的脱水问题又有了更深入的研究。针对含有特种物质的污泥压缩方式也开发出了新的压缩方法。黄自力[10]等针对含锌废水采用此种絮凝磁分离 (BFMS) 方法对模拟某锌盐制造企业的排放废水进行处理, 研究了废水p H值对Zn去除效果的影响、絮凝剂聚丙烯酰胺 (PAM) 和磁种 (Fe3O4) 对氢氧化锌沉淀物沉降性能的影响以及外加磁场对氢氧化锌絮凝体沉降性能的影响。韩虹[11]等通过将磁粉引入絮体使之磁化并在自行研制的高梯度磁分离装置中实现磁混凝与磁分离的协同作用进行压缩脱水。

板框压滤机的构造较简单, 过滤推动力大, 适用于各种污泥, 但不能连续运行。滚压脱水采用带式压滤机是把压力施加在滤布上, 用滤布的压力和张力使污泥脱水, 不需要真空或加压设备, 动力消耗少, 可连续生产。这种脱水方法已广泛应用。但这种脱水方法运行费用较高, 还需要酰胺絮凝才能使用, 这就增加了污泥的处理费用。范德顺[12]指出旋转挤压式污泥脱水机具有结构简单、高脱水性能、结构紧凑、密闭构造、维修管理容易等优点, 可用于污水处理, 也可用于食品工业和医药工业的固液分离, 有广泛的用途和发展前景。

3 离心脱水

离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力, 加快液体中颗粒的沉降速度, 把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心脱水机就是是利用机械旋转产生的离心力将液态转化固态, 液态转化液态, 液态转化液态再转化固态等非均质混合物分离成固体和液体组分或轻相和重相组分的一种机械设备。离心过滤机分为卧式和立式。

以VMI400型卧式振动离心机为例 (见图3) , 电机启动后皮带轮带动主轴旋转, 筛篮也随主轴旋转, 物料从入料管进入筛篮底部, 物料中的水在离心力作用下, 透过料层和筛缝, 甩向机壳四周, 最后从离心液口排出, 筛篮内的物料受离心力作用紧贴筛面, 在振动电机振动力作用下, 料层均匀地向筛篮大端移动, 脱水后的物料从筛篮大端甩出, 经排料口排出[13]。

离心脱水首先使用是在选矿上。王立龙[14]介绍了LWZ1400×2000型离心脱水机的工作原理、结构特点和技术参数。同时指出望峰岗选煤厂应用该离心脱水机回收粗煤泥, 缓解了煤泥水系统压力, 提高了混煤产率, 取得了良好的经济效益。

针对不同场合产生污泥所使用的离心污泥脱水机也进行了研究。徐伟中[15]针对钢铁行业污泥的特点对离心式污泥脱水机进行了改进, 使其更适合钢铁行业中污泥的脱水工艺。

离心脱水中脱水的推动力是离心力, 推动的对象是固相, 离心力的大小可控制, 比重力大几百倍甚至几万倍, 因此脱水的效果也比浓缩好。离心机可连续操作, 工作场所卫生条件好, 占地面积小。同时, 离心脱水机结构紧凑, 体积小, 分离效率高, 处理量大, 滤饼水分低, 附属设备少。大型离心脱水机内部磨损较快, 而且耗电量大, 噪声大。离心脱水进泥含水率要求一般为95%~99.5%, 出泥含水率一般为75%~80%[16]。目前, 离心脱水机在处理厂使用比例逐渐增大。

4 造粒脱水

水中造粒脱水机是近年来发展的一种新设备, 就是利用悬浮颗粒的混凝倾向, 向污泥中投入少量的电解质后, 使憎水性胶体颗粒电荷中和, 或使亲水性胶体颗粒稳定的水合度减小以及同时出现的其它因素 (如高分子化合物的交联吸附作用) 来使之混凝。

絮凝造粒脱水装置工艺流程图如图4所示。该装置由絮凝造粒脱水机及投泥浆、投药液系统组成。经斜板沉降器增稠的污水—泥浆, 依靠液位之静压直接打入脱水机, 由调节阀控制入机之流量。药液由药液罐稀释溶解后打入高位槽, 经转子流量计计量后与泥浆棍合流入机内。主机转速由电磁调速异步电机驱动行星摆线针轮减速机, 再配一级链轮和齿轮传动实现减速、调速。经脱水机分离出之清液入分离液贮罐后, 循环回用或排放。泥饼则排入小车运走做肥料[17]。

蒋素英[18]等指出包括以下步骤:首先用碱性试剂将待处理污泥的p H调节至8~10。如污泥为含水率85%以上的污泥, 则加入阴离子高分子絮凝剂;如污泥为含水率85%以下的污泥, 则加入分散剂, 搅拌均匀, 快速形成大的絮凝体。将大絮凝体机械破碎成小絮凝体, 排出颗粒中包裹的水分;在小絮凝体中再加入阴离子高分子絮凝剂, 快速形成大的絮凝体;絮凝体中加入无机絮凝剂使其疏水化;将上述经化学药剂改性处理的污泥移送脱水机中机械脱水。

芮延年、闻邦椿[19]得到了活性污泥等料浆絮凝造粒过程最佳絮凝剂用量及操作条件, 并设计了低速螺旋絮凝造粒脱水强化装置, 同对还推得了该装置分离效率的关联式。芮延年、陈长琦[20]针对造粒脱水技术进行了深入的研究, 尤其是絮凝剂的量对造粒脱水的影响。通过对活性污泥等料浆的强化絮凝造粒过程的试验研究, 得到了该过程最佳絮凝剂用量及操作条件。

与此同时, 造粒的装置也在不断地发展。马德刚, 赵娴[21]设计了一种环状电场与压力协同作用的污泥脱水造粒装置。柳建国、柳思佳[22]设计了一种生物污泥加工设备。特别是蒋斌、侯澄友[23]设计了一种生物有机肥造粒机的真空脱水装置 (见图5) , 该装置由真空室、真空罐、脱水罐、真空泵通过气管顺序连接组成, 真空室一端与造粒机的双轴搅拌挤压机连接, 另一端与螺旋挤压机连接。其能在生物有机肥造粒前, 利用真空负压将肥料中的水分抽走, 使肥料适合造粒。工作时, 当双轴搅拌挤压机将肥料送至真空室后, 真空泵将真空室、真空罐、脱水罐造成负压, 肥料中的水分在负压下蒸发, 经真空罐送至脱水罐, 肥料脱去大部分水分, 达到造粒的水分含量要求。

造粒机构造简单, 不易磨损, 电耗少, 维修容易。泥丸的含水率一般在70%左右。其脱水工艺, 固液分离速度快;絮凝体密实、强度大、颗粒剥离性好;疏水性优、易形成自然拱架结构、透水速度快。但是造粒一般都只是脱水中的一部, 因此一般造粒脱水都要结合其他脱水方式进行。

5 结语

几种污泥机械脱水技术的比较如表1所示。

污泥脱水设备各具特点, 各种设备适用于不同的场合。污水处理厂由于占地面积大, 地理位置较偏僻, 有大量水可以回用, 可以考虑选用带式脱水机或者离心式脱水机, 但是二者运行费用都较高。近年来发展起来的旋转挤压式污泥脱水机, 占地面积小, 同样可以连续运行, 未来的应用会更适宜污水处理厂。

污泥脱水袋技术 篇5

化工生产会产生大量污泥, 是由污水处理工作中不可降解的物质及生产中的落尘造成的。随着中国对环境问题的日益重视, 对化工产业污水处理环节的要求也越来越高, 化工企业需要妥善处置污泥。过去化工企业采用传统自然风干方法进行污泥脱水, 随着生产效率提高, 这一方法显然太局限、落后。目前, 大多数化工企业采纳的污泥脱水技术是机械脱水技术, 但是, 机械脱水技术脱水效率、效果、处理成本都有待改善, 这也正是本文的立意所在。

1 传统污泥脱水技术概述

污泥脱水流程工艺分为四部分:a) 污泥浓缩, 这一步骤是初步对污泥脱水, 减少后续工作污泥的占地面积;b) 化学处理, 化工企业污水、污泥中含有大量有毒有害物质, 通过投放化学试剂使其发生化学反应, 有机物分解为小分子;c) 进一步浓缩, 减少污泥体积;d) 污泥最终处理。经过以上四部分工艺流程处理后, 污泥基本分为固体与污水液体, 采用污水处理技术处理污水, 即完成化工企业污泥脱水、污水处理工作。

传统污泥脱水技术是自然干化法, 该方法具有成本低、操作流程简单的优点, 同时具有耗时长、污泥脱水不彻底、危害有毒物质残留多的缺点。自然干化法受化工企业所在地气候影响较大, 气候干燥地区适合采用该方法, 如中国西北地区化工企业往往采用这种方法。自然干化法流程为:污泥→污泥浓缩 (视情况决定存在必要) →无毒处理→干化场自然干化→处置 (农用、焚烧或填埋) 。干化场为一块宽敞平坦空地, 根据化工厂所在地土壤渗透能力决定是否铺设石子。如果当地土壤渗透性差, 需要铺设30 cm~40 cm厚的石子, 下面铺设输水管道。自然干化法一般需要4周~5周时间, 耗时较久。第一周自然干化可使污泥脱水至60%左右, 4周~5周后污泥含水量一般低于10%。不过要保证自然干化法的脱水效果, 化工企业必须位于气候较干燥地区。

2 机械脱水技术概述

采用机械脱水技术污泥脱水时需要对化工企业产生的污泥进行前期处理。前期处理工作需要先浓缩污泥, 减小污泥体积, 改善污泥脱水性。改善污泥脱水性所使用的方法为热处理法或投放化学试剂 (混凝剂、无机盐) 。经过前期处理后的污泥便可以进行机械脱水了, 污泥机械脱水法有过滤法和离心机离心法。a) 过滤法是通过滤布、滤纸作为过滤层过滤污泥, 将污泥分为固液两种状态, 固体部分还需进一步干化, 液体部分需进行污水净化处理;b) 离心机离心法是利用污泥中不同组分密度不同, 在高速旋转的离心机中, 向心力大小不同, 因此会分别位于离心机的不同位置, 离心机上有不同排出口, 可以将污水分离。过滤法和离心法都需要大量机器设备, 前者过滤效果较好, 污泥脱水率高, 一般可以脱去60%~70%, 但是不足之处是生产效率极低、设备占地面积大、操作复杂、需要较多工作人员;后者自动化较强, 设备相对过滤法要少, 脱水效果达80%左右, 不足之处是污泥脱水成本较高, 而且对污泥前期处理工作要求较高, 需要高效浓缩, 使污泥体积量尽可能减小, 离心法污泥脱水技术对离心机设备的损耗较严重。

3 机械脱水技术发展浅谈

机械污泥脱水技术有两大发展空间:

a) 污泥脱水流程工序精简化;

b) 机械设备更新换代。

3.1 机械脱水技术精简流程

污泥脱水需要做到四方面:减量化、稳定化、无害化、资源化。所以, 要以这四个要求为出发点研究精简流程工序。污泥机械脱水技术传统流程是:污泥→污泥浓缩 (机械脱水技术的前期处理工作) →无毒处理 (投放化学试剂) →过滤设备进行过滤/离心机进行离心→处置 (农用、焚烧或填埋) 。从中可以看出污泥浓缩及无毒处理两个环节有较大精简空间。随着科技发展, 化学试剂研发日益进步, 所以未来有望研发出高效化学试剂对污泥进行高效浓缩和无毒处理。

3.2 污泥脱水机械设备更新换代

随着科技发展, 污泥脱水设备更新换代速度也越来越快。原先设备占地面积大、脱水效率低、脱水效果差, 现在设备占地面积小、易操作、脱水效率高、脱水效果好。由此可见, 未来污泥脱水机械设备必将会有新发展。工欲善其事, 必先利其器, 机械设备更新, 必将大大改善污泥脱水现状。

4 污泥脱水技术发展趋势

21世纪是生物技术飞速发展、广泛运用的时代。生物领域的研究成果很多, 其中微生物领域的研究成果可以运用于化工企业污水处理、污泥脱水中。将生物技术融于污泥脱水技术中, 可以提高污泥脱水效率及脱水效果。不同微生物具有不同特性, 化工企业污泥中含有大量有机物, 这种环境很适合微生物作业。微生物可以将污泥中的有机物大分子分解为小分子, 将有毒高分子转化为无毒或低毒性的小分子物质。此外, 微生物可以改善污泥脱水性, 使机械脱水法中过滤法的过滤环节及离心法的离心环节更容易进行。总之, 污泥脱水技术的未来发展趋势必将是有机整合生物技术, 采用生物技术能够更高效、更低成本。

污泥脱水后的副产品将有更广泛应用, 实现资源再利用。化工企业产生的污泥中有机物含量大、营养成分多, 在经过无毒、降低毒性工序处理后, 干化污泥具有很高的利用价值。现在, 已有化工企业将其运用于农田施肥, 实践证明施肥效果优良;有的化工企业将干化后的污泥作进一步加工, 使其能够作为能源燃烧, 为化工企业提供动力能源;干化后的污泥是很好的充填材料, 可以用来充填地基, 加固建筑等。总而言之, 随着工业水平不断提高, 化工企业的实力水平也将不断提高, 对脱水后的污泥再利用的途径也将越来越广泛, 化工企业能够更好地发挥废物再利用价值, 创造更高的经济收益。

5 结语

污泥脱水袋技术 篇6

项目负责人钱秋兰介绍了项目的研究成果, 国家工程研究中心主任胡芝娟介绍了项目的科技查新以及推广应用情况。与会专家仔细审阅了鉴定材料, 经质询和讨论, 一致认为本项目的研究成果在药剂、脱水工艺及控制系统具有显著创新性, 总体技术处于国际领先水平。

本项目研发历时近五年, 针对不同区域污泥特点, 开发出了经济高效的污泥脱水复合调质药剂, 经第三方权威部门测试, 脱水泥饼含水率低于55%。开发出“预膜”脱水工艺, 在相同药剂加入量的前提下, 进一步降低脱水泥饼的含水率5%~8%, 缩短脱水周期三分之一。开发出系列化的污泥深度脱水工艺系统及工艺自动化控制程序, 确保脱水工艺对不同泥质有很好的适应性。研究成果成功应用于桐乡申和水务100t/d污泥深度脱水减量化工程项目, 脱水泥饼含水率50%, 污泥减容明显, 药剂成本低, 经济效益显著。脱水泥饼在上海万安集团有限公司水泥厂进行焚烧, 该脱水药剂的添加对水泥熟料生产工艺无影响, 并有效降低了氮氧化物排放量。