深度脱水污泥输送系统问题研究

屈小龙

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，市场经济在快速发展，社会在不断进步，污泥处理处置是我国建设无废城市最关注的问题之一。其中燃煤耦合污泥发电是目前国内主流的污泥处理工艺，主要是利用电厂内低品位蒸汽对含水率为60%～80%的污泥干化至含水率为30%～40%后与燃煤掺烧处理。无论采用何种技术对污泥进行处理处置，都不可避免地需要对污泥进行输送，选择合适的污泥输送技术及输送工艺系统的合理设计对于整个污泥处理系统的稳定运行至关重要。本文通过某燃煤电厂污泥输送系统的设计选型及运行情况进行分析，以期为同类项目的设计提供参考。

关键词：深度脱水；污泥干化；污泥输送

引言

城市污泥指城市污水处理厂在处置污水过程中产生的一种黏稠固体废物，其成分非常复杂，包括有机物、细菌、病原体、胶体、重金属、无机颗粒等，是一种非均质体。城市污泥如果不能得到妥善处理，不仅会给污水处理厂带来影响，还会污染城市周边水环境，造成水体污染。污水处理厂产生的原始污泥含水率高达95%以上，污泥中的水主要有四种形态：间隙水(或游离水)、毛细水、表面吸附水和内部结合水，常规机械污泥脱水技术一般只能去除部分间隙水和自由水，很难去除其他形态的水。大多污水处理厂会对原始城市污泥进行常规机械脱水，含水率可降至80%左右。然而无论何种终端处置方式，对城市污泥含水率的要求都是在60%以下。因此，将城市污泥深度脱水至60%以下是城市污泥处置的前提条件和重要技术环节。

1城市污水污泥的来源

污水污泥是城市污水处理厂处理污水过程中产生的有机和无机沉淀物、悬浮物和胶体的统称。按照污泥的定义和产生来源可将污泥分为初沉污泥、二沉污泥和化学污泥。初沉污泥主要来自污水处理的初沉池，以无机物为主，包括进水中所含有的所有可沉降性物质；二沉污泥来自污水生物处理系统的二沉池或生物反应池，以有机物为主，产生于BOD（生化需氧量）的生物去除过程，曝气池活性污泥的沉降产物，常用浓缩法将其浓缩；化学污泥是指用化学除磷药剂等化学方法处理污水时所产生的污泥，主要以无机物为主，为化学除磷或混凝沉淀去除SS（悬浮物）过程中形成的污泥。大多数研究定义城市污水污泥为三者的混合物。

2深度脱水污泥输送系统

2.1核心设备介绍

污泥深度压滤脱水机是在吸收德国专利技术后改进设计的，压滤分低压、中压、高压三个压滤区，低压处为孔板压滤，中压采用L形压板（德国专利）压滤，高压采用多级滚压压滤。动作均由气动元件自动控制，带速采用变频调速，根据产量和含水量要求进行调节，滤带采用高强度聚氨酯滤带。此压滤设备改变了传统意义上的污水凝聚后压滤，而是采用膏糊类污泥直接压滤。深度压滤机是由上下两条张紧的滤带夹带着物料层，从一连串有规律排列的压辊中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对物料的压榨和剪切力，把物料层中的毛细水挤压出来，获得含固率较高的滤饼，从而实现物料的脱水。深度压滤机主体机械不同于普通的带式压滤机，滤带具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，具备了高精度的辊压筒的调偏系统、滤带的张紧系统和带速控制系统，机械关键部位所采用的材质非常讲究，污泥经过药剂调理、脱水后，可直接将含水率80％左右的污泥脱去500kg以上的水，脱水后污泥水分含量在60%以下，pH值控制在8～9，适合做肥或焚烧。

2.2污泥的预处理

对某市污泥脱水现状的调研发现，以化学调理机械压滤为代表的污泥深度脱水技术是其污泥处理的主要形式。传统的化学调理机械脱水技术主要采用FeCl3、生石灰、聚丙烯酰胺等化学药剂作为调理剂，脱水污泥满足后续自持焚烧及填埋的处置需求。为了提高脱水性能，污泥预处理是需要的，化学调理剂是絮凝固体颗粒物，可提高污泥的沉降和过滤性能，添加飞灰、木屑废弃物等物理方法能够起到骨架和助凝剂的作用，提高泥饼的多孔性和可压缩性。但化学药剂有对人类和生态环境造成危害的风险，传统深度脱水机理研究的相关试验表明，化学药剂的投加在破坏污泥结构、增强其脱水性能的同时，也使吸附在絮体表面的难生物降解的有机物释放到液相中，导致压滤液水质恶化，回流至污水处理厂，增加其运行负荷和处理难度。

2.3污泥脱水

污泥脱水，即脱出污泥中的水分使其含水率降低到一定程度。可根据污泥中液相与固相的结合形式及不同污泥处理处置的含水率要求，采用适宜的脱水技术。污泥脱水的方式为通过外加能量或药剂以改变污泥絮体结构，使污泥中水更易分离，达到最终脱水的目的。自由水与污泥颗粒依附关系较小，束缚水与污泥颗粒结合紧密，不同形态水分所需的能量不同。自由水在脱水过程中较容易去除，束缚水是限制污泥脱水效率的重要因素之一，去除该部分水分需要较大的能量，去除各种水时污泥含水率的变化趋势与之相关。国内外学者对深度脱水药剂的性质、絮凝机理、投药量、温度、pH值及各种化学药剂的复配对污泥脱水效果的影响有广泛且深入的研究，但大多数集中于调理药剂对污泥絮体结构及性质的改变，而对脱水液的组分及其产生机理研究甚少，且实际污泥深度脱水过程中存在投药量大、有机物含量降低、压滤液水质恶化从而增加污水处理负荷等问题。同时化学药剂的投加存在危害人类和生态环境的风险，采用物理或者生物调理或许将是污泥脱水的方向。现阶段，中国污泥深度脱水普遍采用化学调理方式，板框压滤使污泥达到减量、减容的脱水效果，满足后续焚烧、填埋等处置方式的要求，成为中国污泥减量化的主流技术。

2.4湿污泥输送系统运行过程中出现的问题

湿污泥经螺旋输送机输送至刮板机时，块状污泥易架在刮板机上部链条及刮板上，并随上端链条及刮板回转运动，最终引起刮板机尾部堆积大量污泥，进而造成卡机。通过对污泥样品进行成分检测发现，该污泥为板框压滤后的泥，含有大量石灰，实测含水率为50%左右，石灰（以CaO计）含量一般达12%，最高达20%。分析其原因为污泥含石灰量较大，板框压滤后呈块状；污泥硬度较大，单轴螺旋输送机对污泥的破碎作用较小；块状污泥不易落入刮板机送料层，容易造成设备堵塞。湿污泥经刮板机下料至圆盘干燥机时，由于污泥成块状，污泥与干燥机盘片接触面积降低，干燥机加热盘片有效利用率降低，造成干燥机的出力下降。另外，干燥机在转动过程中，需要对污泥进行破碎，增加了干燥机的出力，电耗增加，同时也加剧了圆盘干燥机内部的磨损。

2.5改性药剂投加系统

污泥连续深度脱水系统需投加两种污泥改性药剂，其中一种是固体改性药剂（污泥改性剂），现场固态投加；另一种是液体改性药剂（污泥固化剂），可将溶液运输至现场储罐直接投加，也可将固体药剂在现场溶解后投加，现场需设溶药池和投加罐。污泥改性剂投加系统由料仓、定量投加装置和输送装置组成，可储存、精确定量投加污泥改性剂。料仓带除尘装置，保证在卸车时粉尘不外溢。

结语

城市污泥高压带式深脱系统在污泥深脱项目中运行稳定，污泥含水率在60%以下，污泥减量50%以上，深脱后的污泥符合堆肥、焚烧等处置对污泥的要求，可对接多元化处置途径。通过该项目的应用与分析，城市污泥高压带式深脱系统是一种成熟可行的污泥深脱技术。

参考文献

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