污泥脱水干化工艺的技术探讨

1、（能源化工行业）污泥脱水 干化工艺的技术探讨20xx年xx月多年的企业咨询豉问经验.经过实战验证可以落地机行的卓越管理方案，值得您下载拥有污泥脱水、干化工艺的技术探讨污泥的产生在人类活动过程中是不可避免的。污水处理产生的大量污泥的任意堆放和投弃对环境造成了新的污染，如何妥善处置这些污泥已成为全球共同关注的课题。壹、污泥概述污泥（sludge）是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。1. 污泥的分类根据其来源，污泥能够划分为：1）市政污泥（sewagesludge）,主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的壹类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，能够归入这壹类。2）管网污泥，来自排水收集系

2、统的污泥。3）河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。4）工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体和水、油、化学污染、有机质的混合物。在非特指环境下，污泥壹般指市政排水污泥。污水处理厂的污泥根据处理的工艺级别不同，又能够分为以下几种：1 ）初沉污泥（primary） ：只经过物理-化学处理2）二沉污泥（secondary） ：生物处理后的污泥3 ）三沉污泥（tertiary） ：脱磷/ 脱氮后的污泥根据污泥的性质，又能够区分为：1 ）未消化生污泥（ undigested）2 ）消化污泥（digested）污泥的消化又有好氧消化和厌氧消化之分。各个级别的污泥的物理化学性质不同，消化和未消化污泥的性质差别更

3、大。很多后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才能确定其处理方式。3 .污泥的主要成分因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有机物含量可能占到干物质的 60% 75% ，高效消化处理后减半。有机硝酸盐是污泥中的主要有效成分。施用到土壤里，硝酸盐经生物降解可改善土壤。污水厂污泥具有很强的流动性，这是因为其含水率很高，壹般在95%之上，这是污泥本身的性质决定的。根据分析，污泥和水分子的结合非常紧密，且具有不同的相态：1 ）自由态水：可经重力沉淀和机械作用去除；2 ）物理性结合水：须更多能量去除（如加热），包括毛细管/间隙水、胶态/表面吸附水。3）化学性结合水：只有打破化学键才能去除，被称为“平衡水 ”

4、 ，包括细胞内的水、分子水。3 .污泥处理、处置存在的问题1 ）污泥处置：污泥的处置指的是给污泥壹个最终的归宿：要么作为肥料施用到农田、绿化等土壤中，成为土壤的壹部分；要么加以资源化利用，形成有用的材料，如铺路的渣土、水泥、制砖等；要么填埋，未加任何利用，且耗费土地资源而弃置。2）污泥处理：任何不能达到最终安置的过程，都能够算作处理。比如污泥堆肥，杀灭细菌和熟化后才能产生安全的肥效；焚烧最终仍会产生灰烬，这部分的数量要占到原干物质质量的 40 之上，因此仍要考虑填埋或利用；干化是为了去掉泥饼中的大部分水份，节约运输成本，减少占地，少付填埋费，且为其它的最终处置方案提供减量、卫生化和经济性条件。

5、污泥处理的主要目的是减少水分，为后续处理、利用和运输创造条件；消除污染环境的有毒有害物质；回收能源和资源。污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等方法以及最终处理。由于污泥是壹种有潜在危险的物质，所以污泥处理面临以下的问题：1 ）干污泥中壹般含有65% 的有机物和35%的无机物。在中国，污泥中的有机物含量较低。2）湿污泥中含有各种各样的细菌、病毒和寄生生物，病菌在其中大量繁殖。3）污泥中仍含有锌、铜、铅和镉等重金属化合物，有毒的有机化合物，杀虫剂等等，所有这些壹旦进入食物链将会导致严重的健康问题。对于工业发达的大中城市，这个问题尤其突出。在欧洲，根据欧盟规定：截止到 2005 年

6、，有机物含量超过 5% 的废弃物将被禁止填埋；在美国，根据国家环保局的 503 污泥卫生法规定，只有经过灭菌处理，达到细菌或病毒无法检出的 a 级污泥才能够在市场出售； 而 b 级污泥的使用则必须满足特殊的使用条件， 即污泥的细菌或病毒含量不会对公众和环境造成影响。而特级污泥，即污泥的细菌或病毒和重金属的含量都满足要求， 其使用所受到的限制和普通的肥料壹样。 由于 a 级污泥没有对重金属的含量有任何限制，因此国家环保局的 503 污泥卫生法不是很严格。目前，在新泽西州，在加利弗尼亚，内华达和亚利桑那州的部分县已经立法禁止污泥的填埋；佛罗里达洲等壹些州的立法正在进行。4.污泥的脱水和干化污水处理

7、所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分和污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有壹定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。壹般来说，采用机械脱水能够获得20%-30% 的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进壹步减量。此时，在自然风干之外，只有通过输入热量形成蒸发，才能够实现大规模减量。采用热量进行干燥的处理就是热干化。污泥干化是水分蒸发的过程。为了进行干化项目的调研，以确定减量处理的规模，必须了解有关污泥项目的壹些经济参数，这些参数包括：?机械脱水后的湿泥含固率?最终处置的目的

8、、类型?当地能够找到的廉价热能及其价格指数污泥成分是根据污水厂的来水水质变化的，当然在很大程度上也会受到污水处理工艺的影响。最终会对干化工艺产生重大影响的内容则是絮凝剂添加量。对干化工艺来说，以下内容值得注意，这些内容通常是通过试验来确认其干化效果的：?污泥中絮凝剂含量；?污泥的粘度、弹性；?有机物在干物质中的比例；?磨蚀性成分的比例（如沙、石等）；?腐蚀性成分的浓度（如氯、硫等）；?油脂类物质的百分比。污水中的污染物和营养成分在大量繁殖的细菌作用下，在化学药剂的作用下形成聚集，逐渐增大的团粒结构最终在水中沉淀下来，形成污泥。进壹步添加高分子絮凝剂，采用物理方法浓缩，能够脱去大部分或壹部分所谓

9、的自由态水，形成我们所见到的脱水污泥。因此经生物处理所得到的污泥，其有机物构成主要就是这些微生物细菌。二、污泥的主要处理、处置途径1. 污泥处理、处置的工艺路线污水厂污泥的处理和处置主要遵循以下的途径：1 ） 污泥的浓缩。污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积为后续处理创造条件。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。2）污泥消化。为了减少污泥量，防止污染环境和提高利用价值，壹般需经过消化处理。污泥消化即是借助微生物的代谢作用，使污泥中有机物质分解成稳定的物质，去除臭味，杀死寄生虫卵，减少污泥体积回收利用消化过程中所产生的沼气。3）污泥脱水和干化。污泥经浓缩和消化之后，其含

10、水率仍在96 左右，体积很大，不便于运输和使用，需要进壹步脱水干化处理，其主要方法有自然蒸发法和机械脱水法俩种。4）污泥焚烧。污泥干化后含水仍达10%-20% ，体积仍较大，通过焚烧可将污泥中水分和有机杂质完全去除且杀灭病原微生物。有些污泥含有有毒物质而不宜作农肥，或因其他原因使污泥难以利用时，为防止污染也采用焚烧方法。焚烧污泥的装置为焚烧炉。5）污泥的最终处理。 污泥含有重金属离子等有毒物质时， 仍须做最终处理， 深埋或投弃海洋。2 .污泥处置方式污泥的主要处置方式有1 ）投海。由于对环境的负面影响（环境和生物受到污染的危险） ，在美国已经被法律所禁止。在中国，相信在将来也不能采用污泥海洋投

11、弃法作为处置方式。2）填埋。脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费，此外，仍可能对填埋场形成诸多困难：填埋场壹般是壹层固废壹层覆土， 然后进行碾压， 以确保更好的空间利用。 污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中，给填埋操作带来困难。污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡， 成为人为的 “沼泽地 ” ， 给填埋场带来极大安全隐患。污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量，由于污泥细小，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，加重了固废坝的承载负荷，给填埋场安全和管理带来困难。清理收集系统的费用极为昂贵。填埋资源有限，必然导致填埋成本的上升。填埋法将受到越来越严格的的限制，在今后数年内美国

12、将关闭大部分的污泥填埋场。直接填埋污泥浆，所占用的土地非常多，而且由于存在病原体继续繁殖、臭味等问题，尤其在人口非常稠密的地区这种方法且不实际。因此这种处理方式在中国的沿海发达地区也将行不通。3）堆肥化堆肥是稳定和卫生的产品，可是大规模污泥堆肥存在着许多限制：（ 1 ）污泥本身不是壹个非常好的堆肥物料，降解性差，孔隙率低，含水率高，须添加大量调理剂来松散污泥，堆肥化处理污泥的量相对很低（经堆肥化处理的大部分是大量的调理剂） ，不适合多雨的南方地区。（ 2 ）堆肥化过程没有实现体积减量化，而且处理、储存、缓冲区占地面积很大。（ 3 ）臭味处理过程复杂，系统庞大。对于南方多雨的气候，储存和堆肥化的

13、场地和设施要求高，同样也增加了投资。（ 4 ）运行费用较高：供氧、通风和气味处理所需的耗电量大，除虫所需的化学剂量大，购买大量蓬松调理剂，运输和储存费用大。污泥堆肥不适应于大型处理项目，而且没有大型处理项目在成功运行实例。目前世界上成功运行的最大的污泥堆肥场，其处理能力为 10 ， 000 吨 /年。4）焚烧焚烧是壹个很好的解决方案，尤其：（ 1 ）污染严重的污泥（例如重金属含量或化学污染物超标的工业污泥） ：污泥最终要实现完全矿化。（ 2 ）处理规模大（大于50000 吨（泥饼）/年）：规模大，投资省。（ 3 ） 污泥焚烧的投资和运行费用要高于干燥/造粒， 这是因为： 焚烧运行温度高 （焚烧

14、 850，干燥100）；工艺复杂（仍未实现完全自动化运行，需要更多人工，严格的排放限制，高额的最终二次固废填埋费用） 。（ 4 ）在壹些国家公众对焚烧技术的接受程度较低（负面印象：可能对人们身体健康造成危害的高风险的心理负担） 。多级焚烧炉由于其本身固有的缺陷，尾气排放超标，需要补充辅助燃料。因此许多多级焚烧炉已经被流化床焚烧炉所取代。即使对于流化床焚烧炉，只有当水分含量小于为25%，干污泥的有机物含量为 75%,即绝干污泥的低位发热值为4155kcal / kg,且且需要将燃烧空气预热到 650 度之上时，才无需辅助燃料。但对于中国的市政污泥，其有机物含量大约为 50 到 65% ，热值为

15、2400 到 3600kcal/kg 。很显然，如果直接采用现有的流化床焚烧炉来焚烧中国 的市政污泥，补充辅助燃料是不可避免的，只是补充辅助燃料的多少不同，取决于湿污泥的 具体的水分含量和发热值。目前，仅在美国，就有近2 0。家污水处理厂采用焚烧的方式来处理污泥，处理的污泥量占全美的总产量的 20 。5）干燥干燥的优点是非常明显的（ 1 ）大幅度减小体积，从而减小了储存，处置和运输费用（ 2 ）用途灵活：最终产品用途广泛（既可用来做肥料也可用于其它工业工艺过程中的燃料）（ 3 ）最终产品资源化利用：如果干燥污泥本身的重金属和有机污染物等指标达标，污泥颗粒可用于肥料和土壤改良剂，是干燥厂的主要收

16、入来源之壹。（ 4 ）安全、高效、投资和运行成本低。（5）安全高效的工艺意味着最终产品完全干燥（含固率90%）,无尘、无菌、硬度高、密度大的球形颗粒。这样能够确保安全、卫生和低成本的运输、处置、长时间的储存和最终使 用。 但干燥也有其问题： （ 1 ）对于重金属含量高的污泥，如果用做肥料，会带来土壤污染的问题； （ 2 ）污泥作肥料的市场问题。由于污泥的n、 p、 k 的含量比化肥低许多，且且公众担心其危害，市场需要开发。即使在美国，经过多年的宣传，推广，污泥作肥料的市场仍然困难很大。加拿大的多伦多的干燥污泥要船运到佛罗里达销售；（ 3）价格问题。由于之上问题，在美国，吨干污泥的出厂价仅为10

17、 到 20 美圆。而干燥成本（仅包括能源，未考虑设备折旧，人员工资等）就达50 到 70 美圆（尽管如此，仍有许多城市对市政污泥进行干燥，主要原因是每吨湿污泥的拖运费用当下为 30 到 50 美圆，而干燥后，重量减少到原来的 1/3 到 1/4。 ） 。在中国，这个问题尤其突出，因为中国的天然气和电力价格比美国高35%到 40% 。在中国，只有用煤做燃料时，才能够考虑用干燥污泥作肥料。而目前，在大中城市，煤被禁止用做燃料。如果污泥干燥设备采用进口，那么代价将非常高。对于每小时脱水4 吨的污泥干燥设备， 整个项目的投资大约在690 万美圆 （ 1999 年价格， 2002年佛罗里达的坦帕采用 a

18、ndritz 的污泥干燥设备,整个项目的投资已达到1000万美圆） 。6）固废焚烧发电厂和市政固废混烧处理污泥和市政固废混烧是可能的可是处理量不大。从目前运行的固废焚烧厂的经验来见，为保证正常稳定的运行，湿污泥的添加量不能超过8%10%。因此不能处理城市市政污水处理厂产生的全部污泥。从长远考虑， 污泥的最终处理方案只有三种： 堆制肥料； 热力干燥后用作肥料； 能量回收 （即 焚烧） 。 我国的污泥目前绝大部分是弃置或填埋的，只有极小量的进行干化后用于制作混合肥。由于我国的填埋场标准实施较晚，旧的填埋场接纳污泥，可能造成大量的污泥污染物随渗滤液从地表进入深层，甚至威胁地下水和江河湖海。无规则的弃

19、置仍是主要消纳途径，其中壹小部分进入了农田，这些弃置无论在近期仍是远期都将成为地表水和地下水的潜在污染源。三、污泥浓缩污泥浓缩（ thicken ）的目的是降低污泥含水率，减少污泥体积，以利于后续处理和利用。污泥浓缩的方法通常有五种：重力浓缩，气浮浓缩、离心浓缩、带式浓缩机浓缩和转鼓浓缩机浓缩等。1. 污泥浓缩工艺1 ）重力浓缩重力浓缩本质上是壹种沉淀工艺，属于压缩沉淀。在污水处理厂中壹般将初沉污泥和二沉污泥混合后采用重力浓缩，这样能够提高重力浓缩池的浓缩效果，重力浓缩池固体表面负荷根据取决于二种污泥的比例。重力浓缩能够分为间歇式和连续式俩种，间歇式重力浓缩主要用于小型污水处理厂，连续式重力浓

20、缩主要用于大、中型污水处理厂。2）气浮浓缩根据气泡形成的方式，气浮能够分为：压力溶气气浮、生物溶气气浮、涡凹气浮、真空气浮、化学气浮、 电解气浮等， 在污泥处理中压力溶气气浮工艺已广泛应用于剩余活性污泥浓缩中，生物溶气气浮工艺浓缩活性污泥也已有应用，涡凹气浮工艺在污泥浓缩中的应用正在摸索中，其它几种气浮在污泥浓缩中的应用尚未见报道。3）离心浓缩离心浓缩工艺的动力是离心力，离心力是重力的5003000倍。离心浓缩工艺最早始于上世纪20 年代初，当时采用的是取原始的筐式离心机，后经过盘嘴式等几代更换，当下普遍采用的是卧螺式离心机。和离心脱水的区别在于离心浓缩用于浓缩活性污泥时，壹般不需加入絮凝剂调

21、质，只有当需要浓缩污泥含固率大于6 时，才加入少量絮凝剂。而离心脱水机要求必须加入絮凝剂进行调质。离心浓缩占地小，不会产生恶臭，对于富磷污泥能够避免磷的二次释放，提高污泥处理系统总的除磷率，造价低，但运行费用的机械维修费用高，经济性差，壹般很少用于污泥浓缩，但对于难以浓缩的剩余活性污泥能够考虑使用。4）带式浓缩机浓缩带式浓缩机主要用于污泥浓缩脱水壹体化设备的浓缩段。重力带式机械浓缩机 （gravitybeltthickener , gbt）主要由框架、进泥配料装置、脱水滤布、可调泥耙和泥坝组成。其浓缩过程是这样的：污泥进入浓缩段时被均匀摊铺在滤布上，好似壹层薄薄的泥层，在重力作用下泥层中污泥的

22、表面水大量分离且通过滤布空隙迅速排走，而污泥固体颗粒则被截留在滤布上。带式机械浓缩机通常具备很强的可调节性，其进泥量、滤布走速，泥耙夹角和高度均可进行有效地调节以达到预期的浓缩效果。污泥浓缩脱水壹体化设备浓缩过程是关键控制环节，因此水力负荷显得更为重要。壹般，设备厂家通常会根据具体的泥质情况提供水力负荷或固体负荷的建议值。应当注意的是，不同厂商设备之间的水力负荷能够相差很大，质量壹般的设备只有2030m3/（m带宽？h）,但好的设备能够做到 5060m3/（m带宽？h湛至更高，设备带宽最大为3.0m。在没有详细的泥质分析资料时，设计选型的水力负荷可按4045m3/（m带宽？h片虑。深圳罗芳污水

23、处理厂，肇庆污水处理厂等采用了带式机械浓缩机。5）转鼓机械浓缩转鼓转筛机械浓缩机（rotarydrumthickener,rdt 或 rotarysievethickener,rst） 或类似的装置主要用于浓缩脱水壹体化设备的浓缩段，转鼓机械浓缩是将经化学混凝的污泥进行螺旋推进脱水和挤压脱水14 ，是污泥含水率降低的壹种简便高效的机械设备。2 .污泥浓缩工艺的发展趋势1）重力浓缩工艺逐渐被取代随着污水排放标准不断提高，欧洲以单壹去除cod为目的的污水处理工艺已不多见，代之以除磷脱氮为主要对象的生物营养物去除工艺，在我国以后的污水处理工艺亦将如此。释磷 条件需要改变。重力浓缩法，维修管理及动力费

24、用低，但占地面积大，卫生条件差，浓缩效果较差，不能有 效地去除污泥中的水分，由于污泥在重力浓缩池停留时间长，浓缩池中形成厌氧环境，富磷 污泥在浓缩中释磷现象严重，使整个系统的除磷效果变差，使用受到了限制，在污水处理厂 中会逐步被取代。2）浓缩-脱水壹体化设备的发展浓缩脱水壹体化设备具有工艺流程简单、工艺适应性强、自动化程度高、运行连续、控制操 作简单和过程可调节性强等壹系列优点，正得到越来越多的设计单位和用户特别是中小污水 处理厂用户的关注。国家经济贸易委员会、国家税务总局二ooo年二月二十三日关于公布当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录（第壹批）的通知将带式脱水机和污泥浓缩机壹体化装置

25、和卧螺式离心脱水机和污泥浓缩机壹体化装置列为国家鼓励发展的环保 产业设备（产品），主要用于城市污水及工业废水处理。在采用污泥浓缩脱水壹体化机的工程中，各污水处理厂的污泥进入污泥浓缩脱水壹体化设备 前，均有污泥贮泥池或污泥均质池（实际上相当于浓缩池），其停留时间甚至比重力浓缩池停留时间仍长，如天津经济开发区污水处理厂采用德国roedigerx公司生产的转鼓预浓缩和带式壹体化污泥脱水机，sbr反应池剩余污泥排入贮泥池，经 48小时沉淀后排入污泥脱水机房进行污泥脱水， 进入转鼓预浓缩前的污泥含水率大多数情况在9496%。昆明市第三污水处理厂将含固率为 0.7%0.85%的剩余污泥从iceas池泵入贮

26、泥池（hrt=7日），在池 中间歇曝气间歇浓缩交替进行以防止磷的析出，且使污泥浓缩到含固率为1.5%,然后进入带式浓缩机和带式脱水机。 污泥浓缩脱水壹体化设备的目标和实际应用存在壹定的差距，如果把长hrt的贮泥池见成是重力浓缩池的话，甚至能够认为污泥浓缩脱水壹体化设备比传统污泥处理工艺在工艺流程上 更加复杂，多了浓缩段，污泥浓缩脱水壹体化设备的应用需进壹步要完善。根据各环保设备厂样本介绍，污泥浓缩脱水壹体化机适用于进泥含水率在99.5 %以下，含水率高于99.5%不宜直接进入壹体化污泥浓缩脱水机，需要先经过其它浓缩方法浓缩。实际应 用上壹体化设备的对进泥含固率的要求更高，故需进壹步研究开发对低

27、浓度污泥浓缩新技 术。四、污泥脱水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95%之上，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水（ dewater,dehydrate）处理，提高泥饼的含固率， 以减少污泥堆置的占地面积。壹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。国内污水处理厂常用的有压滤机（包括带式压滤机及 板框式压滤机）和离心式脱水机。1 .带式压滤脱水机带式压滤脱水机（beltfilterpress）是由上下俩条张紧的滤带夹带着污泥层，从壹连串有 规律排列的辐压筒中呈 s形经过，依靠滤带本身的张力

28、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。壹般带式压滤脱水机由滤带、辐压筒、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：(l)滤带。要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时仍应考 虑污泥的具体性质，选择适合的编织纹理，使滤带具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截 性能。(2)辐压筒的调偏系统。壹般通过气动装置完成。(3)滤带的张紧系统。壹般也由气动系统来控制。滤带张力壹般控制在0.30.7mpa,常用值为 0.5mpa。(4)带速控制。不同性质的污泥对带速的要

29、求各不相同，即对任何壹种特定的污泥都存在 壹个最佳的带速控制范围，在该范围内，脱水系统既能保证壹定的处理能力，又能得到高质 量的泥饼。带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，仍具有出泥含水率较低且工作稳定启耗少、管理 控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。同时，由于带式压滤脱水机进入国内较 早，已有相当数量的厂家能够生产这种设备。在污水处理工程建设决策时，能够选用带式压 滤机以降低工程投资。目前，国内新建的污水处理厂大多采用带式压滤脱水机，例如北京高 碑店污水处理厂壹期工程五台脱水机全部是带式压滤脱水机，自带、辐压筒、滤投入运行以 来情况良好，所以在二期设备选型时仍然选用了这种机型。以无

30、锡金源环境保护设备有限 x公司生产的dyn型带式污泥脱水机为例作壹说明：经絮凝处理的污泥进入布泥机构后，首先进重力脱水区，这壹段为较长的水平运动段和很小角度的和升段，在这区段滤浆在滤带上随滤带壹起运动：在重力作用下，自由水和絮团分离，脱除滤浆中大部分的自由水。滤浆基本失去流动性。然后进入楔形区脱水，楔形区主要作用是使滤浆进壹步平整、厚度均匀，同时受到轻度挤压，由上下滤带形成的楔形空间由大到小，最后俩滤带合拢，使夹在滤带中间的滤浆受到的挤压 逐步增加，水份不断地从滤浆中排出，此时滤浆已失去流动性，为下壹步进入压榨脱水区作好准备。压榨脱水区的辐按直径由大到小的顺序布置，滤浆受到的压榨力由小逐渐增大

31、，经数个压榨辐对滤饼进行呈 s形的压榨、错动、剪切后，滤浆脱去大部分结合水，完成了污泥脱水。滤 带经过卸料机构时，泥饼被刮刀从滤带上刮落。上下滤带经清洗再生后重新返回脱水区，完 成了壹次污泥脱水的循环。dyn型带式污泥脱水机dyn型带式污泥脱水机dy系列带式压榨过滤机目前带式压滤机有了新的发展，特别是对滤带的研究。cleantechx公司的ik带式污泥浓缩脱水壹体机采用的滤带为立毛纤维滤带，污泥介于方向性立毛纤维”滤带之间，借由俩侧凸凹排列的滚轮，逐渐增加压力脱水，分离水则轻易从槽沟排出，有效地解决了滤液排出困难、污泥侧滑逃离及滤带阻塞的问题。立毛纤维型ik-污泥脱水机2 .离心式脱水机离心脱

32、水机(centrifuge)主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴 送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒比重较大， 因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只 在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。离心脱水机最关键的部件是转毂，转毂的直径越大，脱水处理能力越大，但制造及运行 成本都相当高，很不经济。转载的长度越长，污泥的含固率就越高，但转载过长会使性能价 格比下降。使用过程中，转载的转速是壹个

33、重要的控制参数，控制转毂的转速，使其既能获得较高的含固率又能降低能耗，是离心脱水机运行好坏的关键。目前，多采用低速离心脱水 机。在作离心式脱水机选型时，因转轮或螺旋的外缘极易磨损，对其材质要有特殊要求。新 型离心脱水机螺旋外缘大多做成装配块，以便更换。装配块的材质壹般为碳化鸨，价格昂贵。离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。前些年，国内只有为数不多的几 个厂家能够生产小型离心脱水机，如果选择大型离心脱水机，就只能依靠进口，会增加工程 投资，同时，离心脱水机受污泥负荷的波动影响较大，对运行人员的素质要求较高，因此壹 般污水处理厂均不采用离心脱水工艺。但近几年来，随着科技进步，离心式脱水

34、机的脱水技 术在国外有了长足进展，例如瑞典alfalayalx公司生产的螺旋离心式脱水机，其泥饼含固率可达30%之上，而且操作是在全封闭的环境中进行，脱水机周围没有任何污泥及污水存在， 也没有恶臭气味，能够大大改善运行人员的工作环境，因而受到业界人士的青睐。近些年，国内对离心脱水机的研究和开发也取得了壹定的成果。上海市离心机械研究所有限 x公司研制开发的污泥离心（浓缩）脱水成套设备已经有了较多的工程应用，如深圳市南山 污水处理厂于 2002年通过公开招标中标了上海市离心机械研究所生产的离心式污泥脱水成 套设备lw530ny ,当进料浓度4-6.5%时，最大处理量可达 50m3/h,脱水后泥饼含

35、固率30%; 东莞市东江水务有限 x公司x公司市区污水处理厂使用该 x公司生产的lw450 1940ny离 心式污泥脱水成套设备，运行参数如下：污泥含固率：0.4-0.75%,脱水污泥含固率：28-31%, 固相回收率 r95%处理量45m3/h1成套功耗：28kw。该离心脱水机产品当下已经在国内 几十个城市污水处理厂、石化废水处理厂等单位得到应用，就上海离心机械研究所提供的数 据及资料而言，取得的效果仍是不错的，受到了客户的认可。目前国内污泥脱水中带式压滤机的应用较为广泛，而离心脱水机是近几年才日益受到人们的 重视，人们对带式压滤机和离心脱水机的性能比较和讨论也很多。以下为离心脱水机生产厂

36、商提出的离心脱水机相对带式压滤机的优势：1）卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于没有滤网，不会引起堵塞，而带机利 用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷；2）离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对剩余活性污泥需投药量 大且脱水困难；3）离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所 以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求较高；4）在离心机内，细小的污泥也能和水分离，所以絮凝剂的投加量较少，壹般混合污泥脱水 时的加药量为：1.2kg/t干泥,污泥回收率为 9

37、5%之上，脱水后泥饼的含水率为65%-75%左右，而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污 泥形成较大絮团，壹般混合污泥脱水时的加药量大于3kg/t干泥,污泥回收率为 90%左右，脱水后泥饼含水率 80%左右；5）离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2kw/m3 ,运行时噪音为76-80db,全天24h连续运行，除停机外，运行中不需清洗水；而带机每立方米污泥脱水耗电为0.8kw/m3 ,运行时噪音为7075db,滤布需松驰保养，壹般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤 布；6）离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密

38、封操 作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，仍需冲洗泵，空 压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好.会造 成泥浆四溢。不过对之上论点中除了脱水污泥饼含水率低、占用空间小、安装基建费用低等是公认的离心 脱水机相对带式压滤机的优势外，对其他方面人们的争论仍比较多。而且，设备成本高、电 耗大、噪音等仍是离心脱水机尚需进壹步解决的问题。卧螺离心机结构图大型离心脱水机小型离心脱水机3 .板框式压滤脱水机板框式压滤机（plateandframefilterpress）的结构由三部分组成：1）机架：机架是压滤机的基础部件，俩端是止推板和压紧头，

39、俩侧的大梁将二者连接起来，大梁 用以支撑滤板、滤框和压紧板。a、止推板：它和支座连接将压滤机的壹端坐落在地基上，厢式压滤机的止推板中间是进料孔，四个角仍有四个孔， 上俩角的孔是洗涤液或压榨气体进口，下俩角为出口 （暗流结构仍是滤液出口）b、压紧板：用以压紧滤板滤框，俩侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。c、大梁：是承重构件，根据使用环境防腐的要求，可选择硬质聚氢乙烯、聚丙烯、不锈钢包 覆或新型防腐涂料等涂覆。2）压紧机构：手动压紧、机械压紧、液压压紧。a、手动压紧：是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。b、机械压紧：压紧机构由电动机 （配置先进的过载保护器）减速器、齿轮付、丝杆和固定

40、螺母 组成。压紧时，电动机正转，带动减速器、齿轮付，使丝杆在固定丝母中转动，推动压紧板 将滤板、滤框压紧。当压紧力越来越大时，电机负载电流增大，当大到保护器设定的电流值 时，达到最大压紧力，电机切断电源，停止转动，由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角， 能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时。电机反转，当压紧板上的压块，触压到行程 开关时退回停止。c、液压压紧：液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆和压紧板连接 的哈夫法兰卡片液压站的结构组成有：电机、油泵、溢流阀（调节压力）换向阀、压力表、油路、油箱。液压压紧机构压紧时，由液压站供高压油，油缸和活塞构成的元件腔充满油液，

41、当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时，压紧板缓慢地压紧滤板，当压紧力达到溢流阀设定的 压力值（由压力表指针显示）时，滤板、滤框（板框式）或滤板（厢式）被压紧，溢流阀开始卸荷， 这时，切断电机电源，压紧动作完成，退回时，换向阀换向，压力油进入油缸的有杆腔，当 油压能克服压紧板的摩擦阻力时，压紧板开始退回。液压压紧为自动保压时，压紧力是由电 接点压力表控制的，将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值，当压紧力达到 压力表的上限时，电源切断，油泵停止供油，由于油路系统可能产生的内漏和外漏造成压紧 力下降，当降到压力表下限指针时，电源接通，油泵开始供油，压力达到上限时，电源切断， 油泵停止供油，这

42、样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果。3）过滤机构过滤机构由过滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成，滤板俩侧由滤布包覆，需配置压榨隔膜时， 壹组滤板由隔膜板和侧板组成。隔膜板的基板俩侧包覆着橡胶隔膜，隔膜外边包覆着滤布， 侧板即普通的滤板。物料从止推板上的进料孔进入各滤室，固体颗粒因其粒径大于过滤介质（滤布）的孔径被截流在滤室里，滤液则从滤板下方的出液孔流出。滤饼需要榨干时，除用 隔膜压榨外，仍能够压缩空气或蒸汽，从洗涤口通入，气流冲去滤饼中的水份，以降低滤饼 的含水率。（1）过滤方式：滤液流出的方式分明流过滤和暗流过滤。a、明流过滤，每个滤板的下方出液孔上装有水咀，滤液直观地从水咀里流出。

43、b、暗流过滤，每个滤板的下方设有出液通道孔，若干块滤板的出液孔连成壹个出液通道， 由止推板下方的出液孔相连的管道排出。（2）洗涤方式：滤饼需要洗涤时，有明流双向洗涤和单向洗涤，暗流双向洗涤和单向洗涤。a、 明流单向洗涤是， 洗液从止推板的洗液进孔依次进入， 穿过滤布再穿过滤饼， 从无孔滤板流出，这时有孔板的出液水咀处于关闭状态，无孔板的出液水咀处于开启状态。b、明流双向洗涤是，洗液从止推板上方的俩侧洗液进孔先后俩次洗涤，即洗液先从壹侧洗 涤再从另壹侧洗涤，洗液的出口同进口是对角线方向，所以又叫双向交叉洗涤。c 、 暗流单向洗涤是， 洗液从止推板的洗液进孔依次进入有孔板， 穿过滤布再穿过滤饼，

44、从无 孔滤板流出。d、暗流双向洗涤是洗液从止推板上方的俩侧的俩个洗液进孔先后俩次洗涤，即洗涤先从壹侧洗涤，再从另壹侧洗涤，洗液的出口同进口是对角线方向，所以又叫暗流双向交叉洗涤。（3）滤布：滤布是壹种主要过滤介质，滤布的选用和使用，对过滤效果有决定性的作用，选用时要根据过滤物料的 ph 值，固体粒径等因素选用合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和高的过滤效率，使用时，要保证滤布平整不打折，孔径畅通。板框式压滤机是通过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。它主要由凹人式滤板、框架、自动-气动闭合系统测板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身壹侧光电保护装置等

45、构成。设备选型时，应考虑以下几个方面：（ 1 ）对泥饼含固率的要求。壹般板框式压滤机和其他类型脱水机相比，泥饼含固率最高，可达 35 ，如果从减少污泥堆置占地因素考虑，板框式压滤机应该是首选方案。（ 2 ）框架的材质。（ 3 ）滤板及滤布的材质。要求耐腐蚀，滤布要具有壹定的抗拉强度。（ 4 ）滤板的移动方式。要求能够通过液压壹气动装置全自动或半自动完成，以减轻操作人员劳动强度。（ 5 ）滤布振荡装置，以使滤饼易于脱落。和其他型式脱水机相比，板框式压滤机最大的缺点是占地面积较大。以北京高碑店污水处理厂壹期工程使用的带式压滤机和鞍山工业污水处理厂使用的板框式压滤机为例作比较：高碑店污水厂处理污水量

46、为 50万t/d,污泥产量1852. 5m3/d,干物质92 63t d ，采用五台德国klein ks30 型带式压滤机，每台压滤机的基础占地面积仅为2750*3500mm, 鞍山污水厂处理水量为 22t/d ， 干物质 275t/d ， 采用六台板框式压滤机， 每台压滤机地基础占地面积达2400*12000mm ，同时，由于板框式压滤机为间断式运行，效率低，操作间环境较差， 有二次污染， 国内大型污水处量厂己很少采用。 但近年大量开发研制工作，使其适应了现代化污水处理厂的要求， 如通过 plc 系统控制就能够实现系统全自运方式， 其压滤、滤板的移动、滤布的振荡、压缩空气的提供、滤布冲洗、进

47、料等操作全部可通过plc远端控制来完成，大减轻了工人劳动强度。国内板框式压滤机生产厂商很多， 如上海莘工机械有限x 公司生产的系列压滤机， 过滤面积0.5m2-500m2 ，板框材质有：增强聚丙稀、玻璃纤维聚丙稀、不锈钢、铸铁等，程控全自动压滤机采用国际先进的微机控制系统。铸铁板框式、厢式压滤机液压压紧增强聚丙烯板框式压滤机国内在近十年左右时间里带式污泥脱水机的开发工作取得很大进展，其主要技术性能和使用性能已接近国外同类产品的水平，在滤带纠偏装置的开发中有的使用了光电子技术和液压技术，具备了自己的特色。但国产滤带质量和国外尚有壹定差距，在使用防腐材质方面仍不太理想，导致使用故障率较高，同时要改

48、进外观设计和设备表面处理工艺。板框式压滤机因动力消耗大、产量低、操作不连续等在水厂中已逐渐不采用，在工业污水处理中使用量仍较大，目前已有塑料板框，预加压脱水等新技术推广使用。当前国际上开发且推广应用离心式污泥脱水机，因其占地面积小、污泥脱水率高、产率高、自动化程序高，在污水处理厂使用比例逐渐扩大。近年来仍发展了传统的带式滤机和机械浓缩设备相结合的污泥浓缩脱水壹体化装置，能够取消重力浓缩池。之上海离心机械研究所为代表的国内企业正积极开发离心脱水机械设备，所生产的大型离心脱水设备已有了长足进步，接近国际主要先进设备厂商的生产水平。五、污泥干化（干燥）污泥无论来自工业仍是市政，其处理的壹个可行目标就

49、是使所有来自工业中的污染物作为原料返回到工艺中去。所有的污染物事实上都是中间过程流失的原料，造成流失的媒介大多数情况下是水，去除水，将使得大量的潜在污染物能够重新得到利用。污泥所含的污染物壹般均有很高的热值，可是由于大量水分的存在，使得这部分热值无法得到利用。如果焚烧高含水率的污泥，不但得不到热值，仍需要大量补充燃料才能完成燃烧。如果将污泥的含水率降到壹定程度，燃烧就是可能的，而且，燃烧所得到的热量能够满足部分甚至全部进行干化的需要。 同样的道理， 无论制造建材仍是其他利用， 减少含水率是关键。因此，能够说污泥干化或半干化事实上是污泥资源化利用的第壹步。1. 污泥干化概述干燥是为了去除水分，水

50、分的去除要经历俩个主要过程：1 ）蒸发过程：物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸气压低于介质（气体）中的水蒸气分压，水分从物料表面移入介质。2）扩散过程：是和汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。上述俩个过程的持续、交替进行，基本上反映了干燥的机理。干燥是由表面水汽化和内部水扩散这俩个相辅相成、且行不悖的过程来完成的，壹般来说，水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低，而表面水分的汽化速度则随着干燥度增加而增加。由于扩散速度主要是热能推动的，对于热对流系统来说，干燥器壹般均采用且流工艺，多数工

51、艺的热能供给是逐步下降的，这样就造成在后半段高干度产品干燥时速度的减低。对热传导系统来说，当污泥的表面含湿量降低后，其换热效率急速下降，因此必须有更大的换热表面积才能完成最后壹段水分的蒸发。污泥干燥中所谓的干化和半干化的区别在于干燥产品最终的含水率不同，这壹提法是相对的。 “全干化 ”指较高含固率的类型， 如含固率 85%之上； 而半干化则主要指含固率在 50-65%之间的类型。如果说干化的目的是卫生化， 则必须将污泥干燥到较高的含固率， 最高可能要求达到 90 之上， 此时， 污泥所含的水分大大低于环境温度下的平均空气湿度， 回到环境中时会逐渐吸湿。如果说干化的目的仅仅是减量化，则会产生不同

52、的含固率要求。将含固率20%的湿泥干化到90%或干化到 60% ，其减量比例分别为78%和 67% ，相差仅 11 个百分点。根据最终处置目的的不同，事实上要求不同的含固率。比如填埋，填埋场的固废含固率平均低于 60% ，要求污泥达到 90%含固率从经济上来讲没有实际意义。所以，将污泥干燥到该处置环境下的平衡稳定湿度，即周围空气中的水蒸气分压和物料表面上的水蒸气压达到平衡，应该是最经济合理的要求。有些污泥干化工艺能够将湿污泥处理至含固率50-65% ， 而这时的处理量明显高于全干化时的处理量。其原因有俩个：首先，对于干燥系统来说，干燥时间决定了干燥器的处理量。当物料的最终含水率较高（所谓半干化

53、）时，蒸发相同水量的时间要少于最终含水率高的情况（所谓全干化） ，单位处理时间内能够有更高的处理量。其次，污泥在不同的干燥条件下失去水分的速率是不壹样的，当含湿量高时失水速率高，相反则降低。大多数干化工艺需要20 30 分钟才能将污泥从含固率20干化至 90。2 .污泥干化工艺干化（ dry ）意味着在单位时间里将壹定数量的热能传给物料所含的湿分，这些湿分受热后汽化， 和物料分离， 失去湿分的物料和汽化的湿分被分别收集起来， 这就是干化的工艺过程。从设备角度来描述这壹过程，包括上料、干化、气固分离、粉尘捕集、湿分冷凝、固体输送和储存等。如果因物料的性质（粘度、含水率等）可能造成干化工艺的不稳定

54、性的（如黏着、结块等）则有必要采用部分干化后产品和湿物料混合的工艺（返料、干泥返混） 。此时，在上料之前和固体输送之后应相应增加输送、储存、分离、粉碎、筛分、提升、混合、上料等设备。1 ）污泥干化的加热方式：直接干化和间接干化干化是依靠热量来完成的， 热量壹般都是能源燃烧产生的。 燃烧产生的热量存在于烟道气中，这部分热量的利用形式有俩类：（1）直接利用：将高温烟道气直接引入干燥器，通过气体和湿物料的接触、对流进行换热。这种做法的特点是热量利用的效率高，可是如果被干化的物料具有污染物性质，也将带来排放问题，因高温烟道气的进入是持续的，因此也造成同等流量的、和物料有过直接接触的废气必须经特殊处理后

55、排放。2 2） 间接利用：将高温烟道气的热量通过热交换器，传给某种介质，这些介质可能是导热油、蒸汽或者空气。介质在壹个封闭的回路中循环，和被干化的物料没有接触。热量被部分利用后的烟道气正常排放。间接利用存在壹定的热损失。对干化工艺来说，直接或间接加热具有不同的热效率损失，也具有不同的环境影响，是进行项目环评和经济性考察的重要内容。直接加热形式中热源烟气直接成为介质，其热效率接近燃烧效率本身。其余加热形式均是通过换热设备将热传给某种介质的间接加热。烟气能够通过热交换器将热量传给空气，空气作为换热介质和湿物料进行接触。烟气能够提高热交换器将热传递给导热油或蒸汽，然后利用导热油或蒸汽来加热金属或工艺

56、气体，由金属热表面或工艺气体和湿物料进行接触。这俩类换通过热交换器的换热均形成壹定的热损失，壹般来说在8-15 之间。以导热介质为热油对间接干化工艺加以说明： 热源和污泥无接触， 换热是通过导热油进行的，相应设备为导热油锅炉。导热油锅炉在我国是壹种成熟的化工设备，其标准工作温度为 280 度，这是壹种有机质为主要成份的流体，在壹个密闭的回路中循环，将热量从燃烧所产生的烟气转移到导热油中，再从导热油传给介质（气体）或污泥本身。导热油获得热量和将热量给出的过程形成壹定的热量损失。壹般来说，导热油锅炉的热效率介于 80 -90 之间，含废热利用。根据干燥器的最大蒸发量，以及该干燥工艺的实际热能消耗，能够得到壹个每小时最大热能净消耗的需求量，将导热油锅炉的热效率考虑进来，即可得到导热油锅炉的选型参照标准。2）污泥干化的热源干化的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。干化工艺根据加热方式的不同，其可利用的能源来源有壹定区别，壹般来说间接加热方式能够使用所有的能源， 其利用的差别仅在温度、 压力和效率。 直接加