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SFD高压带式深度脱水预处理提升热泵污泥干化产能和效果的实践
徐金有,李超,王宗耀,潘涛,陈良才
(上海凌逍环保科技有限公司)
摘要:湖南省某市政污水处理厂原采用“离心脱水+热泵干化”工艺将污泥含水率降低至40%后送至水泥厂协同处置。为进一步提高该厂污泥处理能力,增设SFD高压带式深度脱水系统(含污泥改性和深度脱水单元),将离心机出泥含水率由约80%降低到70%左右,再由热泵干化系统进一步将污泥含水率降低至40%以下。本项目采用SFD高压带式深度脱水技术,其核心设备主压辊采用“立式排布”,“低进高出”,具有脱水效率更高、占地更小的特点。增设的成套SFD高压带式深度脱水系统装机功率仅34kw,占地72m2,在施工期间原有干化系统仍正常运行。经高压带式深度脱水后的污泥塑性增强、孔隙增多(改性作用),经切条成型后可均匀堆积在网带上,且无粘结现象,这有利于污泥和空气的充分接触和水分蒸发效率的提高。因此,相比单独热泵干化工艺,增设高压带式深度脱水预处理后,热泵干化处理能力由50t/d提升到96t/d,出泥含水率由40%左右降低到20%以下。因高压带式深度脱水预处理可平抑待处理污泥含水率的波动,从而提高了热泵干化系统处理效果的稳定性。
关键词:SFD立式高压带式脱水机;深度脱水;热泵干化;污泥处理;提升
据《2018年城乡统计年鉴》统计,截止2018年底,我国县级及以上城市污水处理厂共计3919座,年污水处理量达588.25亿m3,产生含水率80%的污泥约5000余万t(产泥量按污水量的0.5~1‰计)。污泥处理处置应遵从“四化”原则:减量化、稳定化、无害化、资源化,其中,减量化即降低污泥的重量和体积,是解决污泥处置问题的前提。污泥减量包括机械脱水和干化两种方式。其中,机械脱水依靠化学调理协同压榨或离心作用脱除污泥中的水分,减量效果受限于污泥性质和调理效果;干化则通过输入热能将液态水转化为气态水,可达到更好的减量效果,但干化工艺工程投资和运行费用均较高。为实现在提高污泥减量率的同时降低污泥处理处置工程投资和运行费用的目标,将投资较低的机械深度脱水工艺和减量效果更好的干化工艺组合使用成为国内污泥减量工艺的重要发展方向之一。
1 工程概况
湖南省某污水处理厂采用“离心脱水+热泵干化”工艺处理污泥,其中离心脱水后污泥含水率80%,经泵送至污泥料仓,再经定量送入热泵干化设备,污泥含水率进一步降低到40%后外运至水泥厂协同处置,单套热泵设备处理能力约为50t/天(本文污泥量均以含水率80%污泥计)。为进一步提高该厂污泥处理能力,经工艺比选,保持原有热泵干化系统不变,增设1套SFD高压带式深度脱水系统作为预处理工艺,组成高压带式深度脱水—热泵干化联用工艺,先将离心机出泥含水率由约80%降低到70%左右,再由热泵干化系统进一步将污泥含水率降低至40%。
2 干化产能提升工艺比选
因该厂离心机脱水产能有充足富余,在此基础上,提高污泥干化系统产能的工艺方向有:(1)单独热泵干化工艺,即增设热泵干化设备;(2)高压带式深度脱水—热泵干化联用工艺,即保持热泵干化设备不变,另增设高压带式深度脱水机作为热泵干化预处理工艺。上述两种工艺对比见表1。
表1 “单独热泵干化工艺”与“高压带式深度脱水—热泵干化联用工艺”对比
工艺 |
单独热泵干化工艺 |
高压带式深度脱水 —热泵干化联用工艺 |
进泥切条 成型效果 |
热泵干化进泥含水率80%左右,塑性差,切条后污泥重新粘结成团 |
热泵干化进泥含水率70%左右,塑性好,污泥切条成型效果好 |
干化效率 |
网带上污泥粘结成团,污泥与空气接触面积少且不均匀,干化效率低 |
网带上污泥条状堆积,污泥与空气接触面积大且均匀,干化效率高 |
稳定性 |
离心机出泥(待处理污泥)含水率波动影响干化产能 |
高压带式深度脱水可平抑待处理污泥含水率的波动,从而提高干化系统的稳定性 |
改造影响 |
改造过程中关联设备需停产改造 |
改造期间原有设备正常运行, 且安装调试周期短 |
装机功率 |
成套装机功率达数百千瓦 |
成套系统装机功率仅数十千瓦 |
设备投资 |
设备投资较高 |
设备投资较低 |
由表1可知,相比单独热泵干化工艺,采用“高压带式深度脱水—热泵干化联用工艺”,可提升热泵干化系统的效率、运行稳定性,且改造周期短、不影响正常生产、装机功率低、投资低,具有显著优势。