8.5 污泥机械脱水

8.5.1 本条是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、黏滞度和粒度等。
    2 根据脱水间机组和泵房机组的布置相似的特点，脱水间的布置可按本标准第6章泵站的机组的布置、通道宽度、起重设备和机房高度等有关规定执行。除此以外，还应考虑污泥运输的设施和通道。
    3 国内污水厂一般设有污泥料仓，也有用车立即运走的，由于目前国内污泥的处置途径多样，贮存时间等亦无规律性，故对污泥贮存容量仅做原则规定。
    4 为改善工作环境，脱水间应有通风设施。每小时换气次数按现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736中的相关规定执行。
8.5.2 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，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0.1μm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和带负电的溶解物进行反应生成不溶性盐。经阳离子型聚丙烯酰胺调理脱水后的污泥水均为无色透明，泥水分离效果良好。
    2 污泥加药以后，应立即混合反应，并进入脱水机，以利于污泥的凝聚。
8.5.3 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、厢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。
    《日本指南》从脱水泥饼的处理和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％；厦门某污水厂混合污泥经石灰等药剂调理后，通过压滤机脱水，泥饼含水率为55％～60％。
8.5.4 本条是关于带式压滤机设计的规定。
    1 本标准使用污泥脱水负荷，其含义为每米带宽每小时能处理的污泥干重（以kg计）。该负荷因污泥类别、含水率、滤带速度、张力和混凝剂品种、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8.5.4取值。表8.5.4中混合原污泥为初沉污泥和剩余污泥的混合污泥，混合消化污泥为初沉污泥和剩余污泥混合消化后的污泥。
    《日本指南》建议对浓缩污泥和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 压滤机滤布的张紧和调正由压缩空气和其控制系统实现，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。为了在检查和故障维修时脱水间能正常运行，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，效果稍好。
    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。
    为了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。
8.5.5 本条是关于板框压滤机和厢式压滤机设计的规定。
    1 过滤压力太小，则污泥在滤室内难以形成泥饼。《日本指南》规定过滤压力为400kPa～500kPa，国内板框压滤机和厢式压滤机过滤压力一般不小于400kPa，采用隔膜滤板的厢式压滤机过滤压力通常更高。
    2 过滤周期，吉林某厂污水站的厢式压滤机为3h～4.5h；辽阳某厂污水站的厢式压滤机为3.5h；北京某厂污水站的自动板框压滤机为3h～4h。据此，本条规定为过滤周期不应大于4h。
    3 污泥压入泵，国内使用离心泵、往复泵和柱塞泵。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、往复泵和柱塞泵。
    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》规定每立方米滤室2m³/min（按标准工况计）。
8.5.6 本条是关于深度脱水压滤机设计的规定。
    1 污泥通过进料泵进入隔膜压滤机滤室，当滤室内压力达到预设进料压力时，通过变频器调整进料泵转速将压力稳定在预设值。进料泵预设进料压力的大小影响进入滤室的污泥量，当进料压力小于0.6MPa时，污泥在滤室内难以形成泥饼。目前，污泥隔膜压滤常用的进料压力一般为1.0MPa以上。
    2 进料完成后，压榨泵启动，向隔膜滤板腔室内通入外部介质（水或者压缩空气），使隔膜滤板膜片鼓起进而对滤室内的污泥进行压榨。当隔膜滤板腔室内的压力达到预设压椋压力时，通过变频器调整压椋泵转速将压力稳定在预设值，压力的大小影响脱水效率和泥饼的含水率，一般宜为2.0MPa～3.0MPa。
    3 根据功能不同，压缩空气分为下列3种类型：
        （1）控制用压缩空气：为相关的仪表和阀门供气；
        （2）压榨用压缩空气：为挤压隔膜提供压榨压力；
        （3）工艺用压缩空气：通入压滤机的中心管道内，将黏附在滤布上的污泥吹回储泥池。
    控制用压缩空气和压椋用压缩空气对空气的粉尘含量和湿度要求较高，应设置过滤器和干燥器；工艺用压缩空气对空气质量的要求相对较低。三种压缩空气应在气压站分开使用，以免工作时相互干扰，导致设备失控。 8.5.7 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，影响污泥的回收率。
    国内污水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，云南个旧污水厂为1450g，武汉汤逊湖污水厂为2950g，辽宁葫芦岛污水厂为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。
8.5.8 为避免污泥中的长纤维缠绕离心机螺旋和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。因此，本条规定离心脱水机前应设污泥切割机，切割后的纤维长度不宜大于8mm。
8.5.9 现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T50087规定了工业企业室内噪声控制设计限值，现行国家标准《声环境质量标准》GB3096规定了厂界噪声控制限值，故规定离心脱水机房室内、室外噪声应分别符合这两个标准。