臥式離心機是臥式螺旋卸料沉降離心機的簡稱,臥式離心機的主要作用是將固體從液體中分離出來(即兩相分離)。經臥式離心機污泥脫水是一個連續分離的過程,所分離的懸浮(濾液)中固體含量較低固體回收率可達90%以上。采用臥式離心機進行污泥脫水處理可以保證污泥處理過程中臭氣不外溢,污水不外流,污泥不落地。設備易損少,分離過程自動化程度高,藥耗小,成本低的優點。
污泥脫水機的選型和比較
污水處理廠常用的污泥脫水設備有臥螺離心機與帶式壓濾機,
兩者各有優點。
根據實際
工程對臥螺離心機與帶式壓濾機特點作瞭全麵的對比,
以便工程設計人員更好地進行污泥處
理設備的選型。
關鍵詞:
污泥處理
污泥脫水
臥螺離心機
帶式壓濾機
過去,國內城市污水處理廠的污泥(濃縮)脫水,絕大部分都采用帶式壓濾機(以下簡稱帶
機),離心機因其噪音大、能耗高、處理能力低而很少采用,然而,最近幾年來,臥螺式離
心機(以下簡稱離心機)的應用大有超過帶式壓濾機之勢。
在國外,臥螺離心(濃縮)脫水機的應用很普遍,而在國內,臥螺式離心機的推廣主要得益
於離心機廠傢成功的市場營銷。國外采用離心機的主要原因是其脫水後含固率高,可達
30%
以上,而國內由於污泥處置費用不高,對含固率要求也不高,一般隻要求超過
20%
,這樣國
外供給國內的離心機的材質和
加工精度降低一個檔次仍能滿足要求。由於國內部分設計人
員對采用離心機的認識模糊,
選用離心機而對其處理後含固率仍與帶機要求相同,
這樣離心
機就失去瞭其競爭優勢。
國內許多設計院或用戶常常忽視瞭這一點。
下麵筆者根據帶機和離
心機的使用調查情況,結合設計經驗,就污泥濃縮脫水設備的
選型問題作以下探討。
1
帶機與離心機的理論比較
由於帶機為污水處理廠污泥脫水的主流,因此離心機的優點主要建立在與帶機的比較
上,離心機廠商認為,離心機對帶機來說,具有如下優點:
①
臥螺離心機利用離心沉降原理,使固液分離,由於役有濾網,不會引起堵塞,而帶
機利用濾帶
使固液分離,為防止濾帶堵塞,需高壓水不斷沖刷;
②
離心機適用各類污泥的濃縮和脫水,帶機也適用各類污泥,但對剩餘活性污泥需投
藥量大且脫水困難;
③
離心機在脫水過程中當進料濃度變化時,
轉鼓和螺旋的轉差和扭矩會自動跟蹤調整,
所以可不設專人操作,而帶濾機在脫水過程中當進料濃度變化時,帶速、帶的張緊度、加藥
量、沖洗水壓力均需調整,操作要求較高;
④
在離心機內,細小的污泥也能與水分離,所以絮凝劑的投加量較少,一般混合污泥
脫水時的加藥量為:
1.2kg/t[
乾泥
]
,污泥回收率為
95%
以上,脫水後泥餅的含水率為
65%
-
75%
左右,而帶濾機由於濾帶不能織得太密,為防止細小的污泥漏網,需投加較多的絮凝
劑以使污泥形成較大絮團,一般混合污泥脫水時的加藥量大於
3kg/L
[乾泥],污泥回收率
為
90%
左右,脫水後泥餅含水率
80%
左右;
⑤
離心機每立方米污泥脫水耗電為
1.2kw/m3
,
運行時噪音為
76
-
80db
,
全天
24h
連續
運行滁停機外,運行中不需清洗水;而帶機每立方米污泥脫水耗電為
0.8kw/m3
,運行時噪
音為
70-75db
,濾佈需松馳保養,一般每天隻安排二班操作,運行過程中需不斷用高壓水沖
洗濾佈;
⑥
離心機占用空間小,安裝調試簡單,配套設備僅有加藥和進出料輸送機,整機全密
封操作,
車間環境好;
而帶機占地麵積大,
配套設備除加藥和進出料輸送機外,
還需沖洗泵,
空壓機,污泥調理器等等,整機密封性差,高壓清洗水霧和臭味污染環境,如管理不好,會
造成泥漿四溢;
⑦
離心機易損件為軸承和密封件,
卸料螺旋的維修周期一般在
3a
以上;
而帶機易損件
除軸承、密封件外,濾帶也需更換,價格昂貴;
⑧
運行費用的計算。離心機廠商在進行離心脫水與帶式壓濾脫水運行費用比較時,采
用如下算法:
假設:
帶機投藥量
4kg/
(
t[
乾泥
]
)計,單機處理電耗以
0.8Kw/m3
泥漿計,沖洗水:污泥漿
為
1
:
1
;離心機投藥量以
3kg/
(
t[
乾泥
]
)計,單機處理電耗以
1.2kw/m3
泥漿計,沖洗水
以
0
計,電費
0.5
元
/kw
,水費
0. 5
元
/m3
,藥費
80
元
/kg
。
以
8×104t/d
的污水處理廠為例,
乾污泥量為
10t/d
,
進泥含固量為
3%
(濃縮後污泥)
,
泥漿量為
333m3
/
d
,脫水後污泥含固率>
20%
。計算得:
帶式壓濾機:藥費為
3200
元
/d
;電費為
133.
2
元
/d
;水費為
166.6
元
/d
。則帶機的日
運行費用為∑=3200+1332+166.6=
3499.8
元
/d
。
臥螺離心機:藥費為
2400
元
/d
;電費為
199.8
元
/d
;水費為
0
元
/d
;則離心機的日運
行費用為∑=2599.8
元
/d
。
運行費差額:
900
元/
d
,
1a
以
360d
計,△
=900
元/d×360d=324000
元人民幣。即
1a
運行費帶機比離心機多
32.4
萬元人民幣。
因此,離心機廠商根據上述分析,得出如下結論:污泥脫水從原理上分析,采用離心機
比帶機更合適;離心機由於分離效率高,對污泥的絮凝要求比帶機低,所以藥耗低,運行費
用低月收率和脫水效果好,建議采用臥螺離心機。
2
對帶機與離心機實際使用情況分析
本人根據自己多年的設計經驗和對臥螺離心機用戶的調查,
對上述離心機的優點——進
行考證,下麵分別進行分析:
前述第①條、第⑥條,情況確實如此。但對其餘各條,筆者有不同看法。
2.1
適用介質問題
離心機並不適用於各類污泥。經調查,離心機不適用含粉煤灰等無機成份較多的污泥,
因為粉煤灰經過離心分離,
附著在離心機內壁較難去除,
離心機刮泥刀遇到很大阻力,
從而
導致泥進去後就出不來。
我國北方某城市污水處理廠就出現這種情況,
離心機沒法正常運行,
不得不改成帶機,造成很大損失。
2.2
進科的控制問題
前述第③條:
離心機可根據進料濃度變化自動調整轉差和扭矩,
帶機要手動調整,
事實
上是因為進料濃度的變化對離心機影響較大
[1]
,而對帶機的影響較小。
2.3
固體回收率及加藥量的問題
前述第④條:離心機的固體回收率確實比帶機高
[1]
,但這並不是說帶機固體回收率低
就不能用,事實上濾波還得回流到前麵,與污水廠進水一道重新進行處理。
藥劑投加量,是有爭議的,帶機廠商也會說,他們的帶機藥劑投加量也少,筆者設計的
某
15×104t/d
城市污水處理廠,采用的是臥螺離心機脫水,投產後每噸乾污泥的實測耗藥
(
PAM
)量為
1.7
-
2.0kg
,是比較低的。資料顯示,上海某污水廠也作過帶機脫水耗藥量試
驗,城市污水每噸乾污泥的藥劑也在
20kg
左右。由於各廠污泥性質有所不同,很難說帶機
藥耗就比離心機高多少。
2.4
電耗問題
電耗的差異並不是離心機廠商宣稱的那樣,實際上離心機電耗要遠遠大於帶機。
離心機的噪音,很刺耳,而帶機的噪音不在機器本身,主要是沖洗水的聲音,聲音感覺
比離心機要好得多;
運行時間理論上帶機也能
24h
運行,
當然帶機連續運行沒有離心機可靠。
2.5
機器的壽命問題
前述第⑦條:質量好的帶機其軸承壽命都超過
20a
,與主機壽命差不多,濾帶確實需要
常更換,濾帶一般能連續進行
2000h
操作,如果間斷運行,保養良好也是
2
-
3a
更換一次,
不管是國產還是進口帶機,
濾帶一般都可用國產濾帶代替,
因此更換濾帶成本並不高,
而臥
螺離心機目前國產設備較進口設備差距較大,
如果更換螺旋,
必須是國外原產的,
因此這將
會帶來很多麻煩,更換成本很高。
2.6
運行費用的計算
在離心機廠商計算離心脫水與帶式壓濾脫水運行費用比較時,
所采用計算方法存在很多
問題,運行成本主要包括:藥劑費、電費和水費。可以首先將其水費排除掉,因為現在帶機
濾佈沖洗全采用二沉地出水,
是不用花錢的,
其次,
藥劑耗量到底帶機比離心機多多少很難
說清,
是有爭議的。
筆者以某
8×104t/d
污水處理廠為例,
對污泥處理的實際運行費用進行
瞭計算,結果如下:乾污泥量:
10t/d
,含固量:
0.8%
(未濃縮污泥)。假設電費
0.5
元/
kw
,藥費
60
元/
kg
。
表
1
臥螺離心機與帶機電耗比較:
比較項目
臥螺離心機
帶式壓濾機
運行時間
/h 24 16
處理能力(濕泥)
/
(
m3.h-1) 10/
(
0.8%)/24=52 10/(0.8%)/16=78
實際處理能力
/
(
m3.h-1) 55-65 80-100
濃縮機功率
/kW 45 1.5
濃縮機液壓裝置功率
/kW 7.5
與脫水機合用
脫水機功率
/kW 22 2.2
脫水機液壓裝置功率
/kW 7.5 1.5
污泥切割機功率
/kW 7.5
濃縮提升至脫水
/kW 5.5
沖洗水泵
/kW
無
7.5
總裝機功率
/kW 95 10.5
需要切率/kW 95×85%=80.75 10.5×85%=8.9
每天耗電/kW 80.75×24=1938 8.9×16=143
從上表可知,離心機與帶機每天電費差額為(
1938
-
143
)kwh×0.5
元/
kwh
=
897.5
元人
民幣。
藥費如果真按離心機廠傢所說,
帶機比離心機多
1kg
/
(t
[乾泥]
)
,
就目前市場
PAM
價格應當是
60
元/
kg
,則帶機比離心機每大多涓耗藥劑量為:
10t
/d×1kg/
t
=
10kg/d
,
每天多用藥劑費為
10×60=600
元,即每天帶機比離心機多用藥劑費為
600
元人民幣;假如
帶機比離心機耗藥量大的話,總體來說帶機還是比離心機每天節省
897.5
-
600
=
297.5
元,
每年節省約
10
萬元人民幣。事實上,離心機的電耗是確定無疑的,而帶機的藥耗是有爭議
的,如果帶機與離心機耗藥量相同的話,那麼離心機每天比帶機運行費用要高
897.5
元,
即每年離心機比帶機多花費約
33
萬元人民幣。因此,從運行費用看,采用離心機並不比帶
機省。
2.7
投資問題
從投資上看,上述帶式一體機若為進口高檔次產品,全套約
20
萬美元,國產則更低,
而上述一套離心濃縮脫水機約
30
萬美元,由於產品檔次差異或其他具體原因,價格會有所
出人,但是一般來講,相同檔次的產品,離心機價格要比帶濾機高,然而,由於離心機占地
少,
污泥濃縮脫水間土建費用可節省一些,
兩者基本相互抵消,
也就是說帶機與離心機投資
費用相差不多。
3
結語
從以上分析我們可以得出如下結論:
離心機的優點是出泥乾、
全密閉運行環境好。
不需沖洗
水,帶機的優點是節省電耗、噪音小。因此污泥(濃縮)脫水是采用離心機還是帶機,一定
要具體問題具體分析,切不可盲目跟風。
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