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高压带式连续污泥深度脱水技术
来源：广州超禹膜分离技术有限公司
发布时间：2024-09-06 09:59
一、研究背景：
对于大部分的污水处理厂或水质净化厂来说，其剩余污泥处理一直是待解决也必须要解决的重要问题，不管是在国内还是国外，污泥的处理都成为热点研究课题。污泥中若是具有较高的含水率，则会导致污泥更容易发生腐烂情况、出现恶臭情况，还会伴存大量的病原微生物与寄生虫卵，若是不妥善处理而任意排放，会给环境造成污染问题。但同时，污泥也是一种资源，比如作为农作物健康生长的生物资源，这是由于污泥中含有氮、磷、钾等物质，当其中有机质含量高达40%时，也能够作为土壤的改良剂。污泥的处理方式有许多种，直接进行填埋或是焚烧不仅不能有效利用污泥，还会造成一些有害污染，而污泥脱水的处理方式可以将污泥的成分及性质向好的方向改善，让污泥变得更为稳定化与卫生化，也能够进一步提升污泥资源的回收效果，此外，污泥脱水也能够降低污泥重量，方便其运输和进一步处置的进行。
二、当前污泥深度脱水处理发展现状：
有关污泥的脱水处理目前主要为两种形式，一种是带式压滤脱水，另一种则是离心脱水，相关研究表明，污水处理厂当中的污泥含水率都维持在80%以上，甚至有些处理厂的含水率接近于90%，相比于干污泥，这种污泥含有的水分约为9倍，但很多污水处理厂却缺乏了相应的脱水设备与脱水设施，亦或是脱水技术较落后，还存在直接将脱水后污泥随意倾倒的情况，这给环境造成了很大污染压力，也会导致资源浪费。污泥的深度脱水目前成为一种新线路，深度脱水指的是污泥处理的一个中间环节，但该环节具有较高的技术价值，具体指对污泥进行调质处理后再压榨脱水，脱水后的污泥含水率降低到60%或以下，污泥的深度脱水工艺在国外起源颇早，近些年国内相关技术人员逐步重视该项工艺的应用，尤其是高压压滤脱水技术的发展正不断推陈出新，深度脱水后的污泥为后续污泥处置带来很大便利，适合于当下的可持续发展战略。与其他污泥处理技术相比，污泥深度脱水具有很大优势。
三、高压带式连续污泥深度脱水技术的实践应用案例：
① 项目概况：本次研究项目为某水质净化厂污泥脱水工艺改进项目，该厂当中，每天产生的污泥量约为160吨，污泥的原始含水率约为80%，未达到相关脱水要求，为了进一步降低污泥中的含水率，本厂决定实施应用高压带式连续污泥深度脱水技术的改造方案，经过改造完成后实现对污泥的深度脱水，该项技术不仅使得污泥脱水率上升，也使得污泥的稳定性被提高，且含水率较低的污泥更容易被粉碎，便于二次利用，制作为水泥材料或是烧制成砖，也可用作垃圾填埋处理的覆盖土，提升资源的利用率，也能够适当降低对环境的污染。
② 工艺比选分析：当前主要运用与深度脱水处理的技术类型包含三种，分别为高压带式连续污泥深度脱水机技术、高压隔膜板框压滤机脱水机技术以及封闭式低温滤饼干燥机技术，分别对三种技术工艺的特征进行简要分析，方便其比选。1)高压带式连续污泥深度脱水机技术：该项技术的运用原理为，对污泥中加入一定的改性剂，将其中微生物的细胞壁破坏掉，在改性剂作用下，微生物细胞会出现脱水现象，从而将污泥间颗粒结构改造完成，提升了污泥颗粒间的孔隙率。然后再使用高压带式连续污泥深度脱水机对污泥进行高压物理挤压处理，保证挤压的密集性达标，进而达到深度分离污泥与水的目标。高压带式连续污泥深度脱水机是一种可以连续运行的装置，同时具有占地面积颇小、操作简便、自动化水平高以及低能耗的特点，且这种装置与本研究项目中的净水厂原有污泥脱水设备对接，适当缩短改进应用的期限。再加上装置占地小，施工时更为便捷，可有效提升脱水效率，适合许多水质净化厂的应用。2)高压隔膜板框压滤机脱水技术：高压隔膜板框压滤机也是进行污泥脱水的有效装置，其主要是物理挤压脱水原理，其中的板框结构可以对污泥施加压力，含有水分的污泥在被挤压后，会将水分和污泥分离开，从而达到污泥脱水的目的。使用高压隔膜板框压滤机装置的优势就在于脱水后泥饼中水分含量较少，且具有较好的卫生条件，但这种装置的脱水效率却不高，且初期应用需投入较多建设资金，同时占地面积比较大，可行性颇低。但这种装置在许多污泥脱水工作中仍旧被广泛应用，实际应用时需要做好用地规划工作，因此一般是用于新建的水质净化厂当中，但本文研究的项目为后续改建项目。3)封闭式低温滤饼干燥机技术：封闭式低温滤饼干燥机技术也是污泥脱水应用的技术之一，这种技术设施占地面积较大，同时具有高能耗特点，像是每一台设备将一顿含水量为80%的污泥处理为含水量60%的污泥后，就需要150kW·h的能耗，实际应用过程中也会耗费较多成本，可行性比较低，但污泥脱水效果比较好，并且当污泥原始含水率高于80%时，还容易产生阻塞干燥机装置的情况，因此这种技术工艺推广和应用范围比较有限。
根据对以上不同污泥脱水的技术工艺分析，再结合本项目的实际情况，考虑到经济问题、建设周期问题以及后续运行问题等等，决定选择高压带式连续污泥深度脱水机技术，确保本项目中污泥的深度脱水工作达到要求。
③ 改造工艺的实施：本项目中净水厂的改造决定使用三套高压带式连续污泥深度脱水机设备，其中有两台设备做主用，剩余一台则做备用。其中，单台设备处理含水率为80%的污泥时，其能力为每小时5t，若是两台设备同时运转，则设计每天运行工作时间为16小时。高压带式连续污泥深度脱水成套设备当中，包含了连续污泥深度脱水机设备，性能为单机额定功率8.25千瓦，还包括污泥改性混合机，性能为单机额定功率5.5千瓦，其次还包括了污泥输送机装置、冲洗水泵、空压机、自控系统以及定量投加装置等，最后是改性剂材料，主要为石灰和氯化铁的混合物。高压带式连续污泥深度脱水系统的主要工艺流程包括，一次脱水污泥、污泥改性、连续深度脱水处理以及堆放待运，其核心的工艺流程主要是污泥改性及深度脱水环节。
污泥改性环节中，主要是将一次脱水完成后的污泥经过输送装置运到污泥混合器当中，注意输送定量问题，然后再加入定量的污泥改性剂与污泥进行充分混合，快速将其处理均匀，这样做的作用有两点，一是让活性污泥的结构被破解，将其内部结合水与细胞内水充分释放出来，二是可以构建起微型骨架体，进一步增强污泥物质的絮粒强度，可以提升污泥脱水的效能。深度脱水环节中，将改性处理后的污泥输入到高压带式连续深度脱水机设备中，使用逐渐增加多组压榨机的形式来挤压处理污泥，这时其一次脱水处理后难分离出的水分也会被压出来，进一步实现污泥与水的分离处理，降低污泥中的含水率。污泥经过深度脱水之后，会将污泥中的含水率降低到小于60%，污泥呈泥饼状态，为多孔隙薄片状，其孔隙大小约为5毫米到10毫米。本次项目的改造工程中，主要将原有的脱水机房重新设计成钢筋砼结构，整体为两层，考虑到施工安全以及日后运行，改造后新添加的高压带式连续深度脱水机设备及相应配套设备主要是设置在了一层当中，同时建立了一座污泥棚。
④ 改造工艺的特点：使用高压带式连续深度脱水机设备进行改造的工艺特点主要包括以下几点。一是充分结合了水质净化厂原有的污泥脱水设备及各项设施，减少了重复性投资及建设，在很大程度上节省了改造成本，具有经济性特点；二是净水厂的新添加装机功率都比较低，需逐步调试；三是充分利用了可利用的原有设备，在实际进行改造之前，也让原有污泥脱水设备持续进行着污泥脱水处理生产工作；四是设备属持续运行状态，具有较高的处理效率。
⑤ 相关技术指标对比分析：水质净化厂改造之前为带式脱水污水处理工艺，其实际一次脱水污泥量为每天160吨左右，一次脱水污泥的平均含水率约为80%，污泥中未投加任何固体药剂，外运污泥的处置主要是采用填埋处理方式。在改造之后，运用高压带式连续污泥深度脱水技术工艺，原始一次脱水污泥量仍为每天160吨，污泥中投加了改性剂，每吨改性剂当中的石灰含量为35千克、氯化铁含量为10千克，在经过高压脱水处理后的污泥平均含水率降低到60%左右，经过处理后的污泥量也降低到87.2吨，改造后的外运污泥处理量减率约为45.5%。由此可见，原系统当中的污泥脱水处理工艺，由于脱水后泥饼含水率在80%，不能够达到相关脱水标准，因此需进一步改造工艺，经过改造后，其使用高压带式连续污泥深度脱水机设备，可以将脱水后的泥饼含水率降低到60%，达到了相关标准，同时污泥的减量率较高，既具有更高的技术价值，也具有环保性。
⑥ 相关经济效益对比分析：原污泥脱水工艺经过应用高压带式连续污泥深度脱水设备的改造后，其运行成本也发生了一些改变，体现出高压带式连续污泥深度脱水工艺的经济特征，具体对比情况如下。改造前的污泥脱水工艺系统运行耗电量为5kW·t-1h·t-1，电费单价为0.7元/kW·h，消耗PAM量为20kg·t-1，单价为每千克1.5元，其药剂费为每吨30元，动力费为每吨3.5元，总运行处理一顿污泥的费用为33.5元，而改造后的高压带式连续污泥深度脱水工艺设备耗电量为6kW·h.t，同时，改造后增加了石灰材料与氯化铁材料的消耗，其中石灰材料消耗量为35kg.t，单价为每千克0.73元，氯化铁材料的消耗量为10kg·t-1，单价为每千克0.98元，药剂费用为每吨35.35元，动力费每吨4.2元，总运行处理一顿污泥的费用为39.55元。
增加应用高压带式连续污泥深度脱水技术工艺，体现出操作简单方便、处理效果好以及经济实用等特点，尽管从脱水处理的总运行成本方面改造后比改造前成本略高，但同时由于污泥处置量大大降低，也节省了一部分处置费用，同时对环境的保护有着积极作用，整体来看，高压带式连续污泥深度脱水技术工艺应用的经济效果较好，值得推广。
四、结论：
综上所述，污泥的深度脱水是一种有效提升污泥稳定性和卫生性的工艺技术，与其他处理技术相比存在诸多优势，本文主要是研究了一种高压带式连续污泥深度脱水的处理工艺，以实际水质净化厂的改造为例，探究了高压带式连续武术深度脱水处理工艺的技术优势与经济效益，在实际应用该工艺后，污泥的深度脱水效果较好，含水率可降低到60%，同时具有操作简单和环保的效果，后续运行的经济成本也不高，具有较高应用价值。
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