高壓深度脫水工作站在市政污泥處理中的應用*

廖旺才

（廣東省機械研究所，廣東廣州 510635）

0 引言

在污水處理工藝運行過程中，產生的污泥一部分回流作為生物反應的反應物，剩余的污泥則排出到系統之外。這些剩余污泥的量驚人，其含水率較高、體積龐大、易腐爛、氣味惡臭且含有大量的重金屬、病菌等有毒有害物質。如果不經過科學的處理處置就直接排放到外界環境中，則會對地面水體、土壤、地下水和空氣造成極大的污染，對人體健康造成不利影響。因此，必須對污泥進行無害化、減量化、穩定化的處理，并妥善處置，以免給環境造成二次污染。

1 污泥的傳統處理方式

目前我國污泥處理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，這4種處理方法的占比分別為65%、15%、6%、3%。可以看出我國污泥處理方式仍以填埋為主，加之我國城鎮污水處理企業能力不足、技術落后，大量污泥沒有得到規范化的處理，直接造成了二次污染，對生態環境產生嚴重威脅。

2 高壓深度脫水工作站的介紹

2.1 高壓深度脫水工作站工作原理

圖1 高壓深度脫水工作站工作原理圖

高壓深度脫水原理如圖1所示。水料模中間形成一個密閉的內腔，內腔一邊是濾布，一邊是膠皮。含水率95%污泥通過泵輸送到腔內形成一定壓力，腔內污泥的水從濾布排出形成濾液。隨著時間的推移腔內的污泥形成的濾餅會逐漸變厚，而過濾阻力也越來越大。這時進料閥關閉，同時往水模膠皮一側注入高壓水對濾餅進行高壓壓榨，保壓一段時間，最終形成含水率約在50%以下的污泥泥餅。

2.2 高壓深度脫水工作站系統

2.2.1 高壓深度脫水工作站系統組成

高壓深度脫水工作站主要包括主機、液壓系統、進料及清洗系統、濾液回收系統、高壓壓榨系統5大系統，如圖2所示。

圖2 高壓深度脫水工作站系統圖

2.2.2 工藝操作過程

操作按下列過程進行：合模——進料過濾——壓榨——開模——自動拉板卸料——下一個過程。

（1）合上電源開關，電源指示燈亮，旋轉急停開關至開啟位置，進入操作界面。

（2）點擊參數界面，依據不同泥種類，設置各應用參數。市政污泥：進料壓力1 MPa，進料保壓時間5 min，起高壓水達到10 MPa，保壓時間15 min。

（3）設置好參數后，點擊自動運行，快速缸合模，墊塊下降至預設的位置，主油液壓系統自動啟動，開始壓緊濾板，直至油缸壓力達到預緊力，停止。

（4）進料氣動閥自動開啟，進料泵起啟動，達到進料預設壓力時，進料泵變頻運行，達到進料預設停止時間時，停止。

（5）氣動閥自動開啟，進水泵起動，當壓榨壓力達到預設壓力時，進水泵變頻運行，達到壓榨預設停止時間時，停止。回水泵起啟動運行，回水完，停止

（6）開模。主油壓系統運轉，液壓缸縮回至停止位。

（7）拉板自動運行到第一塊板拉開卸料，接料輸送機同時運作把濾餅輸送到濾餅倉，直至卸料完成。

3 高壓深度脫水工作站與傳統污泥減量化處理措施的比較

（1）傳統污泥處理方式及干化效果

污泥產生工藝：市政污泥是市政污水處理后產生，一般污水經加藥處理后，經濃縮，再經板框機或離心機處理后得到含水80%的污泥，這種污泥由于含水率高，無法利用，目前主要是填埋處理。處理效果如圖3所示。

圖3 傳統污染處理方式污泥處理效果圖

（2）通過高壓深度脫水工作站處理方式及效果

污泥的深度脫水是指通過對含水率較高的污泥進行化學調質處理后，改變污泥中水分子（主要是間隙水和毛細水）的存在方式和結構。普通機械脫水設備壓力不夠大，難以進一步脫除自由水，一般含水率在75%左右。高壓深度脫水工作站能壓榨脫水至含水率50%以下，更重要的是使污泥后續處置途徑更為廣泛。通過深度脫水后的污泥含稅率低跟其他煤炭混合可以作為煤炭發電用，也可以打成粉直接做肥料，即使進行填埋占地也大幅度減少。

利用高壓深度脫水工作站處理市政泥的工藝是：經處理后的污泥，濃縮至固含量達到2%～10%的泥漿。由于這種污泥加了大量的絮凝劑，因此污泥本身的濾水性很差，在高壓下易成夾心餅，中間壓不干，為此需要作調理處理。經調理后，再經泥漿泵打入本機，然后經（6～10）MPa的工作壓力，將污泥壓干至含水率35%～48%，呈硬質塊狀。處理效果如圖4所示。

圖4 高壓深度脫水工作站脫水污泥效果圖

市政污泥減量化的主要措施比較如表1所示。

污泥深度脫水減量效果顯著，如圖5所示。從圖中可以看出，在1000 L污水中約有66%游離水，20%毛細水，9%結合水，5%污泥。普通板框壓濾機一般只能壓到毛細水，而采用該高壓深度脫水工作站可以把結合水壓干。1t的污水通過該高壓深度脫水工作站處理可變成約70 kg污泥，減量化效果十分顯著。

4 高壓深度脫水工作站應用試驗

高壓深度脫水工作站在某污泥廠應用的試驗數據如圖6所示。試驗過程中首先分析污水化學成分，然后配比調理劑，再試壓出濾餅，最后檢測濾餅含水率。通過試驗發現不同地方污泥成分有所不同，而且同一地方不同季節污泥的成分也不盡相同。從試驗的數據可以看出高壓深度脫水工作站壓市政污泥的循環周期大概是40～60 min，含水率約40%。

表1 市政污泥減量化處理的主要措施的比較

圖5 污泥深度脫水減量

圖6 高壓深度脫水工作站在某污泥廠應用的試驗數據

5 經高壓深度脫水工作站處理的污泥二次利用

目前高壓深度脫水工作站處理的污泥還可以循環利用，主要有3個方面的應用：

（1）無需烘干，直接供給燃煤企業參入煤粉中燃燒，可獲得少量的熱值。此種應用可用木糠或煤粉調質。

（2）無需烘干，直接供給生態肥廠，用于生產有機肥。此種應用可加過磷酸鈣調質處理。

（3）生產水泥。此種應用可用石灰、電石渣、水泥生料粉調質處理。

6 結語

與傳統污泥處理設備不同，高壓深度脫水工作站具有超高壓榨系統，能對污泥產生高達10 MPa的壓榨力，使污泥能夠實現快速深度脫水，將污泥顆粒內部的結合水也徹底脫水，從而形成含水率50%以下的超干泥餅。這種深度脫水使污泥體積減量為來的1/8，節省了大量的污泥存放空間，避免了污泥污染擴散.而且本工作站自動化程度高，電控系統采用PLC可編程控制器模式和觸摸屏操作面板，自動進料、自動壓榨、自動卸料、在工作程序中自動完成，節省了普通壓濾機工作需要人工卸料，省工省力，一人可以同時操作2臺設備。如果客戶需要，可以加裝信息化、物聯網系統。