7.4 污泥机械脱水

Ⅰ 一般规定

7.4.1 关于污泥机械脱水设计的规定。
    1 污泥脱水机械，国内较成熟的有压滤机和离心脱水机等，应根据污泥的脱水性质和脱水要求，以及当前产品供应情况经技术经济比较后选用。污泥脱水性质的指标有比阻、黏滞度、粒度等。脱水要求，指对泥饼含水率的要求。
    2 进入脱水机的污泥含水率大小，对泥饼产率影响较大。在一定条件下，泥饼产率与污泥含水率成反比关系。根据国内调查资料(见表28)，规定污泥进入脱水机的含水率一般不大于98％。当含水率大于98％时，应对污泥进行预处理，以降低其含水率。

表28 国内进入脱水机的污泥含水率

3 据国外资料介绍，消化污泥碱度过高，采用经处理后的废水淘洗，可降低污泥碱度，从而节省某些药剂的投药量，提高脱水效率。前苏联规范规定，消化后的生活污水污泥，真空过滤之前应进行淘洗。日本指南规定，污水污泥在真空过滤和加压过滤之前要进行淘选，淘选后的碱度低于600mg/L。国内四川某维尼纶厂污水处理站利用二次沉淀池出水进行剩余活性污泥淘洗试验，结果表明：当淘洗水倍数为1～2时，比阻降低率约15％～30％，提高了过滤效率。但淘洗并不能降低所有药剂的使用量。同时，淘洗后的水需要处理(如返回污水处理构筑物)。为此规定：经消化后污泥，可根据污泥性质和经济效益考虑在脱水前淘洗。
    4 根据脱水间机组与泵房机组的布置相似的特点，脱水间的布置可按本规范第5章泵房的有关规定执行。有关规定指机组的布置与通道宽度、起重设备和机房高度等。除此以外，还应考虑污泥运输的设施和通道。
    5 据调查，国内污水厂一般设有污泥堆场或污泥料仓，也有用车立即运走的，由于目前国内污泥的出路尚未妥善解决，贮存时间等亦无规律性，故堆放容量仅作原则规定。
    6 脱水间内一般臭气较大，为改善工作环境，脱水间应有通风设施。脱水间的臭气因污泥性质、混凝剂种类和脱水机的构造不同而异，每小时换气次数不应小于6次。对于采用离心脱水机或封闭式压滤机或在压滤机上设有抽气罩的脱水机房可适当减少换气次数。
7.4.2 关于污泥脱水前加药调理的规定。
    为了改善污泥的脱水性质，污泥脱水前应加药调理。
    1 无机混凝剂不宜单独用于脱水机脱水前的污泥调理，原因是形成的絮体细小，重力脱水难于形成泥饼，压榨脱水时污泥颗粒漏网严重，固体回收率很低。用有机高分子混凝剂(如阳离子聚丙烯酰胺)形成的絮体粗大，适用于污水厂污泥机械脱水。阳离子型聚丙烯酰胺适用于带负电荷、胶体粒径小于0.1/μ的污水污泥。其混凝原理一般认为是电荷中和与吸附架桥双重作用的结果。阳离子型聚丙烯酰胺还能与带负电的溶解物进行反应，生成不溶性盐，因此它还有除浊脱色作用。经它调理后的污泥滤液均为无色透明，泥水分离效果良好。聚丙烯酰胺与铝盐、铁盐联合使用，可以减少其用于中和电荷的量，从而降低药剂费用。但联合使用却增加了管道、泵、阀门、贮药罐等设备，使一次性投资增加并使管理复杂化。聚丙烯酰胺是否与铝盐铁盐联合使用应通过试验，并经技术经济比较后确定。
    2 污泥加药以后，应立即混合反应，并进入脱水机，这不仅有利于污泥的凝聚，而且会减小构筑物的容积。

Ⅱ 压滤机

7.4.3 关于不同型式的压滤机的泥饼的产率和含水率的规定。
    目前，国内用于污水污泥脱水的压滤机有带式压滤机、板框压滤机、箱式压滤机和微孔挤压脱水机。
    由于各种污泥的脱水性质不同，泥饼的产率和含水率变化较大，所以应根据试验资料或参照相似污泥的数据确定。本条所列出的含水率，是根据国内调查资料和参照国外规范而制定的。
    日本指南从脱水泥饼的处理及泥饼焚烧经济性考虑，规定泥饼含水率宜为75％；天津某污水厂消化污泥经压滤机脱水后，泥饼含水率为70％～80％，平均为75％；上海某污水厂混合污泥经压滤机脱水后，泥饼含水率为73.4％～75.9％。
7.4.4 关于带式压滤机的规定。
    1 本规范使用污泥脱水负荷的术语，其含义为每米带宽每小时能处理污泥干物质的公斤数。该负荷因污泥类别、含水率、滤带速度、张力以及混凝剂品种、用量不同而异；应根据试验资料或类似运行经验确定，也可按表7.4.4估计。表中混合原污泥为初沉污泥与二沉污泥的混合污泥，混合消化污泥为初沉污泥与二沉污泥混合消化后的污泥。
    日本指南建议对浓缩污泥及消化污泥的污泥脱水负荷采用90kg/(m·h)～150kg/(m·h)；杭州某污水厂用2m带宽的压滤机对初沉消化污泥脱水，污泥脱水负荷为300kg/(m·h)～500kg/(m·h)；上海某污水厂用1m带宽的压滤机对混合原污泥脱水，污泥脱水负荷为150kg/(m·h)～224kg/(m·h)；天津某污水厂用3m带宽的压滤机对混合消化污泥脱水，污泥脱水负荷为207kg/(m·h)～247kg/(m·h)。
    2 若压滤机滤布的张紧和调正由压缩空气与其控制系统实现，在空气压力低于某一值时，压滤机将停止工作。应按压滤机的要求，配置空气压缩机。为在检查和故障维修时脱水机间能正常运行，至少应有1台备用机。
    3 上海某污水厂采用压力为0.4MPa～0.6MPa的冲洗水冲洗带式压滤机滤布，运行结果表明，压力稍高，结果稍好。
    天津某污水厂推荐滤布冲洗水压为0.5MPa～0.6MPa。
    上海某污水厂用带宽为1m的带式压滤机进行混合污泥脱水，每米带宽每小时需7m³～11m³冲洗水。天津某污水厂用带宽3m的带式压滤机对混合消化污泥脱水，每米带宽每小时需5.5m³～7.5m³冲洗水。为降低成本，可用再生水作冲洗水；天津某污水厂用再生水冲洗，取得较好效果。
    为在检查和维修故障时脱水间能正常运行，至少应有1台备用泵。
7.4.5 规定板框压滤机和箱式压滤机的设计要求。
    1 过滤压力，哈尔滨某厂污水站的自动板框压滤机和吉林某厂污水站的箱式压滤机均为500kPa，辽阳某厂污水站的箱式压滤机为500kPa～600kPa，北京某厂污水站的自动板框压滤机为600kPa。日本指南为400kPa～500kPa。据此，本条规定为400kPa～600kPa。
    2 过滤周期，吉林某厂污水站的箱式压滤机为3h～4.5h；辽阳某厂污水站的箱式压滤机为3.5h；北京某厂污水站的自动板框压滤机为3h～4h。据此，本条规定为不大于4h。
    3 污泥压入泵，国内使用离心泵、往复泵或柱塞泵。北京某厂污水站采用柱塞泵，使用效果较好。日本指南规定可用无堵塞构造的离心泵、往复泵或柱塞泵。
    4 我国现有配置的压缩空气量，每立方米滤室一般为1.4m³/min～3.0m³/min。日本指南为每立方米滤室2m³/min(按标准工况计)。

Ⅲ 离心机

7.4.6 规定了离心脱水机房噪声应符合的标准。
    因为《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87规定了生产车间及作业场所的噪声限制值和厂内声源辐射至厂界的噪声A声级的限制值，故规定离心脱水机房噪声应符合此标准。
7.4.7 关于所选用的卧螺离心机分离因数的规定。
    目前国内用于污水污泥脱水的离心机多为卧螺离心机。离心脱水是以离心力强化脱水效率，虽然分离因数大脱水效果好，但并不成比例，达到临界值后分离因数再大脱水效果也无多大提高，而动力消耗几乎成比例增加，运行费用大幅度提高，机械磨损、噪声也随之增大。而且随着转速的增加，对污泥絮体的剪切力也增大，大的絮体易被剪碎而破坏，影响污泥干物质的回收率。
    国内污水处理厂卧螺离心机进行污泥脱水采用的分离因数如下：
    深圳滨河污水厂为2115g；洛阳涧西污水厂为2115g；仪征化纤污水厂为1700g；上海曹杨污水厂为1224g；云南个旧污水厂为1450g；武汉汤逊湖污水厂为2950g；辽宁葫芦岛市污水厂为2950g；上海白龙港污水厂(一级强化处理)为3200g；香港昂船洲污水厂(一级强化处理)为3200g。
    由于随污泥性质、离心机大小的不同，其分离因数的取值也有一定的差别。为此，本条规定污水污泥的卧螺离心机脱水的分离因数宜小于3000g。对于初沉和一级强化处理等有机质含量相对较低的污泥，可适当提高其分离因数。
7.4.8 对离心机进泥粒径的规定。
    为避免污泥中的长纤维缠绕离心机螺旋以及纤维裹挟污泥成较大的球状体后堵塞离心机排泥孔，一般认为当纤维长度小于8mm时已不具备裹挟污泥成为大的球状体的条件。为此，本条规定离心脱水机前应设置污泥切割机，切割后的污泥粒径不宜大于8mm。