卷烟工厂污水站污泥脱水设备选型探析

卷烟工厂污水站污泥脱水设备选型探析

戚晓江

河南中烟工业有限责任公司 河南 郑州 450000

摘要：厂区污水有生产废水和生活污水。生产废水主要来自洗烟梗、生产工艺设备的清洗及地面清洗，内含有少量烟灰、烟末、糖料、香料、胶水等有机杂质。生活污水主要来自食堂及厕所化粪池排水。生产废水与生活污水汇入同一排污管道后进入污水处理站统一处理。污泥处置成本占水处理总成本的26%～36%，而降低含水率就是减少污泥的体积，可以有效降低污泥处置成本。机械脱水方法有过滤脱水法和离心脱水法。过滤脱水法是将湿污泥用滤层过滤，污泥被留存在滤层上，主要有带式压滤机、板框压滤机设备。离心法是利用不同的离心倾向达到泥、水分离，主要有卧式离心脱水机。现有的污水脱水设备为叠螺式污泥脱水机。

关键词：卷烟工厂；污水站；污泥脱水设备

引言

污泥离心脱水系统为保证稳定运行，多采用可编程逻辑控制器（PLC）加触摸屏控制方式。PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器（在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等的操作指令），并通过数字式和模式式的输入、输出控制各类机械或生产过程。PLC是20世纪70年代以来在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备，被广泛应用于自动化控制的各个领域。

1污泥脱水影响因素

1.1胶体颗粒物的难沉降性能

污泥颗粒具有双电子层结构，双电子层是指胶核外的吸附层和扩散层，即污泥中含有大量的胶体分子，胶体分子聚合而成的胶体微粒称为胶核，通常将胶核和吸附层合在一起称为胶粒，胶粒与扩散层形成胶团。而污泥胶粒一般带负电，当加入阳离子电解质时，阳离子就会涌入扩散层甚至吸附层，增加双电子层的阳离子浓度，使扩散层变薄，胶核表面的负电性降低，双电层间距变小被压缩，颗粒间的静电斥力就会降低，胶粒聚集能力增强，沉降性能增强。

1.2水的硬度和导电率

水溶液中的离子类型及其浓度决定了水的硬度和导电率。水的硬度随体系中二价阳离子D++（如：Ca2+、Mg2+等）的浓度增加而增大。由于D++常采用架桥方式以盐的形态存在于絮体内部[13]，故增强了絮体结构的强度，从而促进污泥脱水。体系中单价阳离子M+（如K+、Na+等）的浓度与水的导电率呈正相关。当污泥体系中含有大量M+时，絮体结构中的D++与M+产生离子交换[14]，最终降低絮体结构的强度，从而抑制污泥脱水。针对不同类型离子浓度的影响，前人提出当M+/D++的浓度比＜2时，污泥脱水性最好，因此在污泥脱水预处理过程中，可通过调控体系中的M+/D++比来促进污泥脱水。

1.3污泥固体的强压缩性

污泥颗粒因其复杂的胶体结构特性，使污泥在机械脱水过程中，因污泥胶体特性，体积逐渐减小的速率逐渐减小，过滤介质表面逐渐被胶状泥饼覆盖，使污泥进一步压滤脱水难度增大，污泥的比阻会随压力的增加逐渐增大。由于污泥的高压缩性导致污泥颗粒受到压力时容易变形，滤饼增厚同时也导致泥饼与滤布接触的过滤孔隙堵塞，最终降低了污泥的脱水性能。如何提高污泥泥饼的孔隙率降低可压缩性成为研究的新方向，其研究内容主要集中在选用价廉易得且具有高的孔隙率和坚硬结构的环境友好材料作为过滤助剂并充当骨架构建体以降低污泥的压缩性。

2污泥脱水机比较

2.1带式脱水机

带式压滤机，通过重力脱水，两条滤带之间楔形脱水，滚轮、导引滚轮及压挤滚轮等构成加压脱水。带式压滤机运行噪声小、电耗低，管理控制相对简单，设备能够连续自动化运行。对操作人员技能要求低。但带式压滤机也存在占地面积大，滤布冲洗用水量大造成二次污染，且容易出现滤布堵塞、滤带跑偏等缺点。出泥含水率高，一般在80%～85%。带式压滤机为敞开式结构，在使用中滤带加压脱水时，存在污水、甚至个别污泥飞溅的情况，对周边环境污染较大。由于采用在线形式，配置高压水喷头，对滤布进行同步喷洗。清洗水的飞溅情况较为严重。采用在线高压水喷洗，清洗位置比较固定，存在清洗不均匀的情况。个别地方一直反复喷洗，个别地方清洗不到的情况。一段时间过后，清洗不到的部位，容易形成滤布的脏堵。反复清洗的部位，由于高压水的冲刷作用，将损坏滤布的纤维结构，使得滤布的过滤孔洞变大，影响了滤布的过滤效果，从而影响了滤布的使用寿命。

2.2污泥离心脱水机

整套污泥离心脱水系统由离心机、絮凝剂制备装置、切割机、进泥螺杆泵、加药螺杆泵、进泥流量计、加药流量计、螺旋输送机等部分组成。

2.3叠螺式脱水机

叠螺式脱水机采用动定环相对运动方式进行污泥脱水。在螺旋轴的旋转作用下，活动板相对固定板不断错动脱水。叠螺式污泥脱水机具有连续运行脱水，但处理能力较小，能耗较低的特点。同时，动静环长期相对运动，容易造成磨损，降低了污水的脱水干度。出泥含水率一般为80%～90%。动静环磨损后，需进行及时的更换，否则，影响了污水的脱水干度。但是，动静环是叠螺式脱水机的主要部件，配件费用相比较为昂贵。叠螺式脱水机在使用过程中，需用高压水，对碟片进行冲洗。在叠螺式脱水机使用完毕后，需让叠螺式脱水机再空转一段时间，并用水对碟片进行冲洗，防止碟片内，碟片间的污泥干燥、板结固化。同样，碟片腔体内为封闭式结构，采用水冲洗，可能存在有冲洗不到的部位。采用水冲洗，同样存在污水的二次污染。叠螺式脱水机设备小、占地小，比较适用于小型、污泥量少，对干度要求不是很高的污水站运行使用。

3污泥脱水预处理技术

3.1破解法

破解法主要是指通过外加能量或应力来改变污泥的性质。常见的破解预处理技术包括冻融处理和机械处理（如，球磨法、高压喷射法、微波法、超声波法等）。冻融处理是通过冷冻、融解的方式破坏污泥原有的絮体结构，降低结合水的质量百分含量，从而改善污泥沉降、过滤和脱水性能。冻融速率、固相浓度和冷冻时间是影响污泥冻融处理的主要因素，其中后两者的作用更为显著[26]。机械处理主要通过压力、正能量和旋转能量来破坏污泥中的细胞。以微波法为例，污泥中带负电的胶粒在高频电场作用下发生高速旋转，使得胶粒与EPS和水的界面形成极强的剪切力，促进胶粒与水的分离。虽然破解法也存在不足，例如，冻融处理受制于地域限制、微波辐射可能对人体有害且运行成本高等，但此类方法简便易操作，在后续的工业化应用中具有较好的发展前景。

3.2深度脱水技术

污泥深度脱水技术是指对脱水污泥进行预处理，通过物理、化学或生物作用破坏污泥絮体结构，尽可能的释放吸附水、结合水和胞内水，提高污泥脱水性能，并进一步借助有效措施使污泥处理后含水率达到60%以下的脱水技术。其中前期对污泥的调理主要是改变污泥脱水的三种限制因素，即胶体颗粒物的难沉降性能、胞外聚合物对水的高亲和力和污泥固体的强压缩性。

结束语

随着环保对污泥干度的要求越来越高，为了满足项目关于污泥干度的要求，优先选用板框脱水机。并对板框脱水机使用过程中的防腐、滤布选择、压榨、进料方式进行了研究，取得了良好的效果。

参考文献

[1]张慧,姜威,李金河,王连杰.城镇通沟污泥处理与处置技术探讨[J].化工管理,2019(34):127-129.

[2]林茂锋,李万权,甘虎,池永州.管网清淤及污泥脱水集成工法及设备研究[J].绿色环保建材,2019(11):24-25.

[3]付丽丽,黄雪,郑海霞,陈同斌.城镇污泥处理处置技术综述[J].住宅产业,2019(11):77-80.

[4]王会娟.污泥深度脱水技术现状与发展趋势[J].节能,2019,38(10):133-134.

[5]潘旭峰,周敏.水厂污泥脱水系统的升级改造[J].上海电气技术,2019,12(03):45-47+60.