污泥浓缩脱水一体化设备在TEDA污水处理厂的应用

陈金梅 石凤林
（天津经济技术开发区污水处理厂）

1　概述

1.1国外污泥脱水的概况与发展趋势
　　随着科学技术的发展和环境保护意识的加强，一些发达国家在污泥脱水技术方面不断改进，特别是欧美及日本各国都相继制定了城市污泥最终处理的纲要，对污泥的处理有了明确的要求和规定，目前广泛采用机械污泥脱水的方式对污泥进行处理。
　　随着近年来科学技术的发展和进步，以及减少占地面积和基建投资的要求，各国都在相继开发研制和使用高效连续生产、低能耗、低磨损的脱水机种类，由单纯的带式压滤机、离心机、真空机、板框机等发展到综合性的集浓缩和脱水为一体的设备，并有逐步取代单一类型脱水机的趋势。
1.2国内污泥脱水的现状
　　自九十年代以来，我国城市污水处理事业得到了迅速发展，据不完全统计，到一九九九年底我国已有城市污水处理厂200余座，目前尚有100座城市污水处理厂正在施工建设或进行项目的前期工作。正在运行中的城市污水处理厂，每天将要产生约1000余万吨的污泥（含水率在96%左右），对于产生的污泥，如果不予以有效的处理和处置，仍然会污染环境，使污水处理厂的功能不能完全发挥。
　　总之，我国污泥的处理和处置已经成为迫在眉睫的课题，目前国内部分城市污水处理厂的污泥脱水大部分均采用单一的机械设备，鉴于设计、使用等诸多因素的考虑，只有少数的污水处理厂采用一体化设备。

国内部分城市污水处理厂污泥脱水设备概况 名称 污泥处理方式 设备名称 产地 威海市污水处理厂 机械脱水 板框压滤机 中国 上海市东区污水处理厂 机械脱水 离心脱水机 德国 广州市大坦沙污水处理厂 机械脱水 带式压滤机 美国 深圳市水质净化厂 机械脱水 带式压滤机 英国 天津纪庄子污水处理厂 机械脱水 带式压滤机 法国 厦门市污水处理厂 机械脱水 螺旋挤压式脱水机 英国 珠海市吉大水质净化厂 机械脱水 带式压滤机 德国 深圳市蛇口水质净化厂 机械脱水 真空转鼓过滤机 日本 大连开发区水质净化厂 机械脱水 浓缩带式压滤机 德国

2　污泥浓缩脱水一体化设备

　　污泥浓缩脱水一体化设备是近年来国际上普遍采用的污泥处理先进设备，它具有工艺流程简单、自动化程度高、运行连续、控制操作简便和工作过程可调节等一系列优点，并且省却了污泥浓缩池、在一定程度上节省了建设资金，正得到越来越广泛的应用。
转鼓预浓缩脱水机是将经过化学混凝的污泥进行螺旋推进脱水和挤压脱水，是污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。浓缩脱水一体化设备是将污泥浓缩段和污泥脱水段集于一体，由于浓缩阶段要接受的水力负荷很高，而这一阶段的污泥又非常难于分离和控制，因此，污泥浓缩阶段是浓缩脱水一体化设备的技术关键，污泥浓缩段通常具备很强的调节性，其进泥量、时间、转数、含水率等因素是非常重要的环节。
　　TEDA污水处理厂引进德国ROEDIGER公司的转鼓预浓缩污泥脱水一体化设备，经过一年多的调试运行，取得了比较满意的结果。

3　浓缩脱水一体化的结构形式

3.1　基本技术参数
　　·处理能力：最大40m3/h或360kgDS/h
　　·滤带宽：1.1米
　　·絮凝剂配比：2.5‰-4‰
　　·剩余污泥含水率：99.45%
　　·污泥脱水后的含水率：<75%
3.2　结构形式
　　·直径为1米、长度为3.21米的网状脱水转鼓
　　·带宽为1.1米的压滤机
　　·喷淋冲洗系统及自动控制系统
　　·直径为1.2米，容积为1000升的混合反应罐
　　·自动加药系统
3.3　工作基本原理
　　污泥在进入转鼓预浓缩脱水机之前，通过加药系统将高分子絮凝剂打入混合反应罐中与污泥充分混合，污泥在高分子絮凝剂的作用下，由微细颗粒迅速吸附成为大颗粒，形成网状结构、大团的絮凝体。
　　污泥进入转鼓预浓缩机，转鼓预浓缩机属螺旋推进型，浓缩机在一定的旋转转速下均匀运转，污水逐步由转鼓表面筛网的过滤作用，去除污泥表面的水份，达到浓缩的效果。
　　污泥在筛网内经螺旋推进继续前移，当污泥移动到转鼓筛网末端，就掉入到带式压滤机的重力脱水段，经过10余个轴辊带动过滤布的挤压，前后形成污泥饼，由皮带运输机运到室外。
　　在整体运行时，转鼓预浓缩脱水机的转速及压滤滤布的带速均可独立调节，筛网表面和脱水滤布表面均有冲洗水装置。
3.4特点
　　转鼓预浓缩与带式压滤一体化脱水机为德国专利技术，其主要特点是：
　　（1）可直接处理含水率为99.5%的活性污泥，省略了污泥重力浓缩池，节省大量基建投资。
　　（2）污泥脱水产生的上清液，可用于脱水机自身滤布清洗，节省大量的自来水。
　　（3）处理能力大（360kgDS/h），效果好。
　　（4）自动化控制程度高，运行稳定。

4　运行状况

4.1加药段
　　为保证脱水机的正常运行，在脱水机房内设一体积为32m3的污泥调节池，另外还设有一套自动药液制备装置，在溶药罐中将高分子絮凝剂配制成浓度为0.5%的溶液，在加药泵前稀释至约0.1%的溶液，通过三台加药泵将药液打入脱水机及泥管上的混合器中与污泥充分混合，它能迅速吸附污泥颗粒,构成污泥颗粒之间的"架桥"作用，使污泥颗粒间的水份析出,然后进入脱水机浓缩脱水。
4.2浓缩段
　　预脱水浓缩转鼓，借助一个手动控制的变速机构可以改变转鼓的速度，转鼓上的滤布可以更换并可通过张紧装置进行调整，平行于转鼓轴心安装有喷射管，用于清洗滤布。
　　转鼓转数可调：1转/分钟-10转/分钟
　　对于污泥生产能力和过滤质量来说，预脱水鼓速度的正确设定是一个重要因素。如果速度太高，则污泥絮凝物容易解体，如果速度太低，则对污泥输送不利且因此减低污泥生产能力。在启动操作时，应用最低的预脱水鼓速度来启动而后增加速度，直到污泥流过不再脱水时为止。
4.3脱水段
　　带式过滤脱水段由一个变速齿轮驱动电机和一套同步传动装置组成，同步传动装置确保通过2个包有橡胶的驱动辊使2层滤带同步转动。运行时，污泥在上下两条张紧的滤带之间被挤压，滤带夹着污泥层,从一系列辊压筒中呈S型弯曲经过,靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力,从而实现污泥脱水。对于脱水效率，正确的滤带张紧和速度是一个决定性因素。
　　滤布带速可调范围：1.5米/分钟-8米/分钟
4.4运行效果
　　运行效果见表1。
　　根据以上运行情况表明，影响脱水机运行效果的主要因素有：进泥的混凝效果和各脱水区段的性能，其中包括进泥含水率、进泥量、混凝剂的投加量、转鼓转速、滤布张力、滤布冲洗水的水压水量等等。由于影响脱水效果的因素较多，而且各种因素往往不是单独对脱水效果有影响，而是它们之间的综合作用对脱水效果有影响。所以在实际运行中，应根据进泥泥质的变化，随时调整脱水机的工作状态。

5　转鼓预浓缩带式压滤机的运行状况分析

5.1状况分析
　　TEDA污水处理厂采用SBR法DAT-IAT工艺进行污水处理，其工艺设计上不设污泥处理设施，SBR反应池剩余污泥排放至贮泥池，经48小时沉淀后排至污泥脱水机房进行污泥脱水。
　　自一体化脱水机投入运行以来，从效果数据上分析，夏季运行效果要好于冬季效果，这是因为脱水污泥是比较难处理的剩余污泥和长泥龄的剩余污泥，夏季由于温度高，污泥易于厌氧消化、腐败和稳定，冬季温度低，污泥泥质效果就较差，影响脱水效果，目前采用的办法是增加沉淀时间。
5.2小结
　　通过转鼓预浓缩带式压滤机的运行使用，取得了一些运行数据，在某种程度上与其它脱水设备有了一些可比性，为设计和施工、设备选型提供了第一手资料，今后我们还要在不同种因素的设定上多做一些广泛深入的研究，如:对剩余活性污泥的脱水效果，进行春、夏、秋、冬四个季节的效果同时分析，用以确定最佳的运行工艺。为转鼓浓缩带式压滤机的推广使用，改善我国的污泥脱水设备做出努力。

表1 运行效果综合表 项目 进泥量 L/h 投药量 L/h 稀释水量 L/h 转鼓转速 米/分 滤布张力 bar 转鼓浓缩前污泥含水率% 转鼓浓缩后污泥含水率% 带式压滤后污泥含水率% PAM实际投加量‰ 上 下 2000,9,25 20000 700 800 12.56 3.4 95.0 89.50% 71.50% 3.26 2000,9,27 20000 700 800 12.56 3.4 94.3 91.2 77.8 2.86 2000,9,29 20000 700 800 12.56 3.4 96.4 87.6 79.3 4.52 2000,9,30 20000 700 800 12.56 3.4 95.3 89.2 73.3 3.46 2000,10,3 20000 700 500 12.56 3.4 93.0 89.2 76.3 2.36 2000,10,6 20000 700 800 12.56 3.4 95.0 87.3 74.0 3.26 2000,10,8 20000 700 500 12.56 3.4 97.2 91.8 67.7 5.90 2000,10,9 20000 700 500 12.56 3.4 94.8 91.3 74.4 3.17 2000,10,10 20000 700 800 12.56 3.4 96.1 91.8 77.9 4.17 2000,10,11 20000 700 500 12.56 3.4 95.2 90.2 74.4 3.44 2000,10,12 20000 700 1000 12.56 3.4 95.0 94.6 73.4 3.23 2000,10,16 20000 700 500 12.56 3.4 94.7 92.1 74.1 3.11 2000,10,17 20000 700 800 12.56 3.4 91.6 90.1 75.0 1.94 2000,10,18 20000 700 800 12.56 3.4 94.9 90.0 72.7 3.19 2000,10,19 20000 700 1000 12.56 3.4 95.1 91.9 71.4 3.29 2000,10,20 20000 700 800 12.56 3.4 94.6 89.5 69.8 3.01 2000,10,23 20000 700 800 12.56 3.4 94.2 91.6 71.9 2.81 2000,10,24 20000 700 1000 12.56 3.4 94.3 93.2 71.0 2.83 2000,10,25 20000 700 1000 12.56 3.4 95.1 93.0 74.3 3.29 2000,10,26 20000 700 800 12.56 3.4 93.0 91.2 76.4 2.33 2000,10,27 20000 700 800 12.56 3.4 91.7 88.5 74.2 1.96 2000,10,30 20000 700 800 12.56 3.4 93.6 88.0 72.0 2.54 2000,10,31 20000 700 500 12.56 3.4 94.8 92.1 70.6 3.17 2000,11,1 20000 700 500 12.56 3.4 92.6 89.5 74.5 2.23 2000,11,2 20000 700 800 12.56 3.4 93.5 87.9 75.1 2.50 2000,11,3 20000 700 800 12.56 3.4 93.4 91.3 72.2 2.47 2000,11,6 20000 700 500 12.56 3.4 93.0 88.6 77.8 2.36 2000,11,7 20000 700 500 12.56 3.4 92.8 89.0 76.5 2.29 2000,11,8 20000 700 800 12.56 3.4 94.3 85.9 75.7 2.86 2000,11,9 20000 700 500 12.56 3.4 92.3 88.1 79.0 2.14 2000,11,10 20000 700 800 12.56 3.4 94.1 89.1 78.0 2.76 2000,11,13 20000 700 800 12.56 3.4 93.4 86.1 74.5 2.47 2000,11,14 20000 700 800 12.56 3.4 94.1 89.3 76.2 2.47 2000,11,15 20000 700 800 12.56 3.4 94.2 86.0 73.4 2.81 2000,11,16 20000 700 800 12.56 3.4 95.4 86.1 76.7 3.54 2000,11,17 20000 700 800 12.56 3.4 94.8 93.4 76.4 3.13 2000,11,20 20000 700 800 12.56 3.4 93.9 92.8 75.0 2.67 2000,11,21 20000 700 800 12.56 3.4 94.4 92.2 74.8 2.91 2000,11,22 20000 700 800 12.56 3.4 95.8 92.0 78.0 3.88 2000,11,23 20000 700 800 12.56 3.4 94.6 89.9 73.0 3.01 2000,11,27 20000 700 800 12.56 3.4 94.4 91.4 79.8 2.91