浅谈污泥板框压滤干化技术

2022-09-10

污泥是污水处理后的产物, 是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高 (可高达99%以上) , 有机物含量高, 容易腐化发臭, 并且颗粒较细, 比重较小, 呈胶状液态。

随着我国城镇化水平不断提高, 污水处理设施建设得到了高速发展, 据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座, 城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨, 为实现国家的减排目标和水环境改善, 做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥, 以含水率80%计, 全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨, 污泥处理形势十分严峻。

据前瞻网统计, 约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施, 达到了一定程度的减量化;约有80%的污泥未经稳定化处理, 污泥中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物从污水转移到陆地, 导致污染物进一步扩散, 使得已经建成投运的大污水处理设施的环境减排效益大打折扣。据统计, 目前处置方式中, 土地填埋占63.0%、污泥好氧发酵+农用约占13.5%、污泥自然干化综合利用占5.4%、污泥焚烧占1.8%、污泥露天堆放和外运各占1.8%和14.4%。事实上, 土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置, 真正实现安全处置的比例不超过20%。

制约污泥处理处置设施建设的因素有很多, 但国家污泥处理处置总体技术路线不够明确是重要制约因素之一。为缓解污泥产量和污泥处理能力滞后的矛盾, 我国近年出台了一系列政策、规划。目前, 我国污泥处理的技术路线和产业政策正逐步得以明晰, 产业化和市场化即将启动。与此同时, 污泥处置将越来越受到重视, 污泥处置的技术、政策及运作方式在不久的未来将所有突破。据预测, “十二五”期间污泥处理处置投资将达600亿元, 比“十一五”翻了近一番。污泥处理处置行业在政策推动下有望进入快速增长阶段。

一、污泥的处理方式

目前国内城市污泥的处理方式主要有卫生填埋、土地利用、焚烧等三种方式。

1. 卫生填埋

这种处置方法简单、易行、成本低, 污泥又不需要高度脱水, 适应性强。但是污泥填埋也存在一些问题, 尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体, 如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷, 若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。

2. 土地利用

污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点, 被认为是最有发展潜力的一种处置方式, 科学合理的土地利用, 可减少污泥带来的负面效应。污泥用于严重扰动的土地 (如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地) 的修复与重建, 既处置了污泥又恢复了生态环境。

3. 焚烧

湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍, 没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难, 而且在能耗上也是极不经济的。

以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法之一, 它能使有机物全部碳化, 杀死病原体, 可最大限度地减少污泥体积。

二、污泥板框干化

污泥按污水来源分类, 污泥可分为生活污泥和工业污泥, 其中工业污泥又可根据行业的不同分为造纸污泥、印染污泥等。造纸污泥因其纤维含量比较高, 具有较高的可燃性和可压缩性。因此造纸污泥比较适合采用深度板框压滤进行干化。在压滤过程中为了提高压滤效果添加了少量含纤维的添加剂, 脱水后的干污泥含水率约为45%。污泥压滤干化主要分为三部分, 分别为湿污泥输送、污泥干化、干污泥输送。

1. 湿污泥输送

含水率大于90%的湿污泥可以通过泵和管道直接输送至干化区, 经过计量后卸入混合池内, 按比例混合湿污泥, 在混合池内加入含纤维的添加剂和处理过的纸渣, 经过搅拌后, 再通过高低压螺杆泵输送至板框压滤机。

2. 干化系统

板框压滤机工作流程:含水率大于90%的湿污泥由污水处理厂的管道至厂区, 卸入厂区内的混合池内, 进行混合及搅拌, 在这个过程中添加含纤维的添加剂, 再通过螺杆泵输送至板框压滤机内进行干化脱水处理, 干化后的污泥含水率约为45%, 通过皮带输送机输送至干污泥库内储存。从湿污泥分离出来的水, 通过管道输送至污水处理厂内进行处理。

板框压滤机动力采用液压方式。板框压滤机的运行方式:待过滤的料液通过输料泵在一定的压力下, 从后顶板的进料孔进入到各个滤室, 通过滤布, 固体物被截留在滤室中, 并逐步形成滤饼;液体则通过板框上的出水孔排出机外。滤液通过板框两侧的出水孔直接排出机外的为明流式, 明流的好处在于可以观测每一块滤板的出液情况, 通过排出滤液的透明度直接发现问题。

板框压滤机的干化车间分2层布置, 板框压滤机布置在2层, 板框压滤机下设置皮带机, 干化后的污泥通过皮带输送机输送至干污泥库的破碎机内, 经过简易破碎后堆放储存。