工業生產和人們日常生活總是要產生汙水,汙水處理的壓力實在是不小。當前主流的方法是對汙水處理之後得到的汙泥(含水率高)進行脫水幹燥,對幹燥後的汙泥進行集中處置,焚燒或填埋。
處置機構對汙泥是有要求的,一個硬性指標便是含水率,含水率不達標的汙泥無論是進行焚燒還是填埋,都容易產生潛在危害;同時,降低含水率對於企業減少汙泥總量、降低處置成本也很重要。
汙泥幹化工藝中,主要分機械壓榨工藝和加熱烘幹工藝。
帶式壓濾脫水機、螺旋壓榨式離心機
優點:帶式壓濾脫水機能低速運行,無噪聲,處理量較大;螺旋壓榨式離心機處理能力相對較大,可連續運轉。
缺點:帶式壓濾機存在現場環境差、臭味大、濕氣大,易造成二次汙染等問題;而螺旋壓榨離心機則能耗比較大,通常情況下,處理100t/d的汙泥,電機功率需要60kW左右。另外,以上兩種形式處理後含水率只能達到75~80%左右,不能滿足汙泥焚燒或填埋的要求。
隔膜壓濾幹化工藝
汙水處理過程中產生的汙泥通過泵輸送到汙泥處理池內,經過加藥調質(藥劑PAM和絮凝劑),攪拌處理,汙泥與藥劑充分反應,汙泥含水率調理為95%~97%,再通過泵輸送到汙泥隔膜壓濾機內,經過過濾壓榨後,分解成含水率較低的幹汙泥與濾液(濾液可以進一步回收)。
優點:脫水後的汙泥含水率較低,基本滿足焚燒要求,因為在低濃階段脫水效率很高,采用分級處理措施後,能耗較低。
缺點:壓榨時間較長,一個循環周期時間約3小時45分鐘;不能連續出料,單臺設備處理能力不大,需多臺設備組成分級處理群;需要增加一定量的絮凝劑(木屑或生石灰)。
組合式機械幹化工藝
即分二級機械脫水:第一級隔膜壓濾機脫水後,增加強力帶式壓濾機二級脫水。含水率97%汙泥溶液經汙泥泵輸送至汙泥池儲存後,經加藥調質(藥劑PAM),通過螺桿泵進料至隔膜板式機壓榨初步降低含水率後,經過皮帶輸送機送至強力帶式壓榨機壓濾,進一步降低含水率。
優點:隔膜壓濾機的優勢在於絮凝劑用量低,在低濃階段脫水效率很高;缺點在於高濃階段脫水效率低下,造成脫水時間長,產量低。強力帶式脫水機的優點在於高濃段采取連續脫水,效率高;
缺點:在於低濃段藥劑用量高,造成運行成本高。組合式機械脫水工藝是在低濃段采用隔膜壓濾機,初步幹化汙泥水分後,再用強力帶式機脫水,這樣充分發揮了兩種設備的優勢,有利於降低運行成本,節約占地和投資。
煙氣熱幹化工藝
利用鍋爐煙氣余熱幹化汙泥,將汙水處理廠經過一級脫水汙泥,進行徹底幹化,直至滿足末端處置需求為止(焚燒或填埋),幹化設備為轉鼓幹化機,主要發源於日本和德國。
優點:利用鍋爐煙氣余熱幹化汙泥,可以在不用消耗新能源的情況下,將汙水處理廠汙泥的含水率降低,使汙泥幹化過程中運行成本較低,開辟了一條廢物循環利用,以廢治廢的有效途徑。
缺點:對於汙泥處理量較大的應用場合,煙氣環保處理困難,須對大量煙氣進行二次處理;安全性、經濟性較差,系統設備龐大;受熱源鍋爐煙氣的限制。
蒸汽熱幹化工藝
利用中壓蒸汽(1.2MPa)為熱媒介質,加熱幹化汙泥,使汙泥含水率滿足焚燒或填埋處置需求。主要幹化設備為盤式汙泥幹燥機等。
優點:蒸汽與汙泥不接觸,蒸汽冷凝後可回用;設備結構緊湊,裝置占地面積小;熱量利用率高,熱量利用率可達90%;廢氣處理量小,可相應的減少或省去部分輔助設備;可適應汙泥含水率變化,產品幹化均勻性高。
缺點:汙泥幹化成本較高;設備長期運行易腐蝕。
導熱油熱幹化工藝
利用導熱油為熱媒介質,加熱幹化汙泥,使汙泥含水率滿足焚燒或填埋處置需求。
優點:熱效率高,最高可達95%;適合無配套熱電廠項目;具有自清理作用, 防止物料結疤和粘壁;無粉塵汙染,操作環境清潔,符合環保要求。
缺點:需要添加輔助燃料,耗能高;汙泥沒有被資源化利用幹化設備為汙泥烘幹機等。