中国环境统计年鉴数据显示，2010-2017年我国污泥产生量从5427万吨增长至7436万吨，年化增长率4.6%；目前我国污泥处理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等方式，这四种处理方法的占比分别为65%、15%、6%、3%。可以看出我国污泥处理方式仍以填埋为主，加之我国城镇污水处理企业处置能力不足、处置手段落后，大量污泥没有得到规范化的处理，直接造成了“二次污染”，对生态环境产生严重威胁;据统计，2016年全国污泥处理能力约为1，300万吨，全国污泥处理率仅仅达到33%，有67%的污泥没有得到无害化处置；而西欧国家经脱水处理的污泥占其污泥总量的69.3%，其中机械脱水占51.4%、自然干化16.9%、其它1%；主要的脱水机械有：转鼓离心机、板框压滤机、带式压滤机、真空过滤机，分别占21.7%，15.8%，11.4%和2.5%；通常污水处理厂采用污泥浓缩和污泥脱水两步工艺对污泥进行减容减量，含水率大于98％的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至96％左右，以减少污泥体积，有利于后续处理；污泥浓缩主要通过重力浓缩池的方式提高出泥的含固率，但通过浓缩池，体积与浓缩时间成正比，且污泥长时间静置浓缩，其中的有机物容易在微生物的作用下腐败发臭，影响污水处理厂的卫生环境；因此，一般通过重力浓缩将含水率降至94—96%后，需要一种脱水效率更高的机械脱水工艺对污泥进行进一步的处理，使污泥脱水失去流态，含水率降至80％以下，便于污泥处置时的运输；污泥脱水处理是生活污水和工业废水处理中的重要环节，经浓缩脱水处理后的污泥，其体积和含水率大幅降低，不但实现了污染“减量化”，也降低了后续污泥干化焚烧或填埋等处置方法的难度和成本污水处理厂设计应用中应结合工程实际情况进行选择；本文介绍以下几种压滤脱水设备：
1、带式压滤机:带式压滤机通过直接施加在滤布上产生的压力或张力使污泥脱水，其消耗动力少，以成熟可靠的技术和较为低廉的投资运维费用为优势，取得了较高的市场占有率；带式压滤机可将出泥含水率降至68～80%，对进泥的絮凝效果要求比较高，需加药调理改性，增加物料渗透性，以达到污泥脱水效果，设备运行状态受进泥含水率和加药影响较大。其运行噪音为70-75dB，耗电量为0.8 W/m3，设备占地面积较大，对层高有要求，由于设备结构为敞开式，无法避免水和气泄漏，车间工况较差。带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。但其滤布结构需定期松弛保养，不仅限制了设备不能连续运行，而且在运行过程中需持续消耗高压水冲洗。单面脱水，脱水面积小。聚酯网材料滤带只能承受10公斤/厘米的张力，最高只相当于1公斤/厘米的压强，难以承受瞬间高压强造成的形变累计，导致滤带鼓包，直至破裂。聚酯网网孔大，故絮凝剂用量较大，否则透滤。实际运行过程中存在进料不均匀引起的滤带受力偏移，造成横向和纵向的跑泥，从而影响脱水效果，因此对于操作人员的技术水平有要求，维护人工成本投入较高。
2、离心脱水机:离心机种类很多，污泥处理中主要使用卧式螺旋卸料转筒式离心机。适用于比重有一定差别的固液相分离，尤其适用于含油污泥、剩余活性污泥等难脱水污泥的脱水。污泥离心脱水的原理是利用转动使污泥中的固体和液体分离（进行污泥调理，添加混凝剂）。离心机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，立即被甩人转鼓腔内。污泥颗粒被甩贴在转鼓内壁上，形成固体层；水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，液体则溢流排至转载外，汇集后排出脱水机;离心脱水机出泥含水率为60%~85%，絮凝剂投加量较少，不影响后续污泥干化或焚烧工艺，单位立方米污泥脱水过程中耗电量为1kW/m3，运行噪音为85dB，且离心脱水机具有占用空间较小的特点，脱水过程自动连续的控制在密闭空间内，可以充分保证车间的卫生，为施工人员提供良好的工作环境。在实际运转过程中也不会出现堵塞现象而影响污泥脱水效率，并不需要使用高压水枪进行清理作业，因此具有较高的工作效率。在构成离心脱水机的相关组件中，卸料螺旋推料器维护周期大于3年，轴承及密封件具有较高性能可以保证离心脱水机高强度作业，经过定期、正确的维护保养后可有效延长离心脱水机的维修周期，设备故障率低。离心脱水机工作流程中污泥不间断输入，并在高效脱水运转后将脱水泥饼自动排出，人工维护需求较低。
3、板框式压滤机:板框压滤机的主要工作部件是板、框和滤布，此外还有挤压机和传动装置。除主机外，还有进泥系统、投药系统等。板框压滤机主要是根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需压滤机型号及台数；板框压滤机出泥含水率可达到60%以下，虽然板框压滤机一般为间歇操作，但由于其滤饼的含固率高、滤液清澈、固体物质回收率高等优点，对需要运输、进一步干燥或焚烧，以及卫生填埋的污泥，可以降低运输费用、减少燃料消耗、降低填埋场用地，所以，在一些地方也被广泛使用。其缺点是聚丙烯滤材料滤板耐压很难超过3MPA，变形量大时隔膜存在安全隐患，低质隔膜高压下爆破隐患，高压下凸点滤板堵塞过滤通道，影响脱水效果。板框压滤机无法连续作业，而滤布为易损件消耗较大，需要动用较多人力物力对滤布进行清理，再加上板框压滤脱水机自身的重量较大，占地面积较大，因此对车间层高具有较高要求，而车间的卫生环境也无法得到有效保证。
4、超高压弹簧板框压滤机:超高压压榨脱水技术是一种成本低廉、运行稳定的设备技术，经多个工业应用验证，其运行稳定、占地小、费用低；只需一次性机械脱水即可使泥饼满足堆肥、焚烧发电、制砖等利用要求，大幅度节约了干化设备的投资费用和能耗，是污泥处理的理想选择，符合国家大力发展高端环保装备产业的政策要求，可广泛应用于建陶行业陶瓷废渣、市政污泥、造纸、冶金、化工、建材、煤炭、等工业领域。项目产品技术的产业化推广可将现有工业固液处理能力提高20%以上，对于污泥处理、废水和废渣循环再利用以及推动全社会节能减排具有重大的社会效益;超高压弹簧板框压滤机包括液压装置和压滤装置，液压装置与压滤装置两侧面固定有导杆，液压装置前端设有活塞杆；该活塞杆活动安装在导杆上，活塞杆前端设有推板；压滤装置包括多组首尾相连的压滤板，这些压滤板活动安装在导杆上，压滤板由主板、副板及副框组成，该副板上设有凸台，副框内设有供凸台压入的物料腔，在主板、副板上分别开有与物料腔相通的进料孔，位于主板和副板上开有弹簧槽，弹簧槽内设有弹簧及固定装置，在压滤板上还设置出水孔；通过弹簧实现超高压压榨的机制，由多个首尾相连的滤板构成，滤板分别由压滤主板、其周边的副框、位于副框内侧的多件副板和安装在压滤主板的滤网组成；副框与压滤主板、副板、压滤主板之间分别设有复位装置、固定副框机构和密封机构；滤布分布于滤板的上下方，前一个滤板下方的滤布与后一个滤板上方的滤布组成物料腔，物料腔的底部设置有进料口；而每块压滤主板和副板上设置有出水孔，出水孔与出水总管道相连接，在总管道上加设有气动进气卸料装置和反冲洗洗布装置。因此，采用超高压污泥卧式弹簧滤板压榨机可以使泥饼含固率较传统工艺提高20%～40%，滤饼可以进一步脱除50%以上的水分。
5、螺旋挤压式污泥脱水机:又称滚压式污泥脱水机（英文名称:Rotary press filter）是近年国内外最新发展起来的一种过滤分离机械，是最新的环保装置，具有结构简单、高脱水性能、节奏紧凑、密闭构造、维修管理容易等优点。旋转挤压式污泥脱水机可用于污水处理，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;旋转挤压式污泥脱水机主要由外壳、密封罩、有孔圆盘、筛网、连接圆盘、外接圆盘、外间隔板、刮刀导向板、气功（或液动）挡门、电机、减速机等组成。由筛网、连接圆盘、外间隔板组成过滤通道，刮刀导向板将过滤通道隔成C型；筛网固定在有孔圆盘上，电机通过连接圆盘带动有空圆盘和滤网转动；污泥或类似的含液物质由物料进口进入C型过滤通道，在过滤通道中由稀变浓、变干，最后固相由气动（或液动）挡门控制的滤饼通道的出口排出，液相通过滤网由液相出口排出。
*具体工作过程如下:
1）2个不锈钢制的有孔圆盘和滤网（直径为600mm或1200mm），以每分钟1转左右的转速缓慢地旋转；
2）经过絮凝剂调质后的污泥，由泵向过滤通道内压入，污泥在滤网上进行加压过滤；
3）过滤开始，在金属过滤棉上形成污泥滤饼，随着污泥滤饼的增多，滤液进一步变得清澈；
4）在压榨脱水曾被脱水的污泥，由滤网带动以缓慢的速度方向排出口推送，在过滤室中央部分的含水分比较多的污泥，由于摩擦力和推送速度的不同而产生剪切力，促进了脱水；
5）脱水污泥在滤网面的摩擦作用下被向前推送，在排出口处收到挡门控制，由此形成背压对污泥进行压榨脱水；
6）后续的污泥对前面产生推送力，将前面的污泥推出机外；
7）滤液被设置在过滤室外圈的圆形密闭罩收集，排出机外；
8）运转中，过滤面由于刮刀导向板的作用得到再生，滤孔堵塞的现象不断地被解除。
*主要技术优势及特点：
1)构造简单：气动、停止时不需要特别的程序，因构造零部件少，运转、维修管理非常容易。
2)高效率脱水性能：与目前其他系列脱水机相比，能得到更低的含水率的脱水滤饼。可通过对机器转速、进泥量、出口进口压力的调节，调整滤饼的含水率很容易。
3)大范围处理量：因增加脱水单元容易，可从单元脱水增加到n个单元脱水，所以能对应大范围处理量。
4)动力小，能耗低；因机体的旋转速度缓慢（0.5-1.5转/分钟），所需动力也很小，每小时7-18立方污泥处理量的主机电耗只需4.0kw/h以内。
5)自动控制系统：机器运行从絮凝药剂溶解到污泥混合搅拌及污泥积压过滤，整个处理系统采用自动控制系统控制，操作简便，可减少操作人员，提高工作效率。
6)结构紧凑、占地少：结构紧凑，主机机体小，安装方便，所占工作场地小。
7)密闭构造：全密闭的构造，污泥臭气不会外泄，实施污泥臭气对策容易，作业环境良好。
8)维持管理容易：因本体的旋转速度缓慢，运行平稳，构造简单，零部件少等特点，日常维护、保养成本低。
9)冲洗水量小：金属制过滤器孔堵塞现象少，冲洗水量少。本机可采用回水冲洗，既节约水资源，又可防止水资源的二次污染。
综上所述，市政污水处理厂应结合自身的实际情况及使用要求来选择污泥脱水设备；带式压滤机可以满足污泥脱水的要求，工程投资低，是一种较为经济的污泥脱水设备；若后续处置对脱水污泥含水率要求较高，可以选择板框式压滤机；离心脱水机设备价格较高、功耗大、运行不稳定、噪音高、风险大，但具有占地面积少，操作维护方便，自动化程度高，工作环境干净卫生，分离效果受人为因素影响小，日常运行费用低等诸多优点；超高压弹簧板框压滤机具备脱水污泥含水率低、操作简单方便，但存在自动化程度低、弹簧使用寿命短易于损坏等弱点；螺旋挤压式污泥脱水机具有占地面积少，操作维护方便，自动化程度高，功耗小，运行费用低等诸多优点，只是脱水污泥含水率不尽人意、并不很理想。综合考虑运行维护成本和稳定性，推荐在污泥脱水工程中选用，应结合实际情况进行选择；目前我司主要大力推举国内外污水处理行业比较流行的超高压弹簧板框压滤机及螺旋挤压式污泥脱水机。 |
