疊式污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益分析
行業(yè)動態(tài)
某石化公司原污水場污泥處理方式為：污水場的污泥每天在焦化焦炭塔停止生焦后2h內(nèi)，向焦炭塔輸送5m3污泥，摻在焦炭里，隨焦炭外送。但實際上由于焦炭塔停止生焦后，塔內(nèi)熱量不足，5m3液態(tài)污泥很難瞬間變成固態(tài)，即使變成固體，由于水力切焦，污泥被切焦水切碎溶解，或隨冷焦水再回流到含油污水管道，進(jìn)而再返回到污水處理場，進(jìn)而造成污水廠進(jìn)水水質(zhì)變差，增加污水處理難度，進(jìn)而影響外排污水水質(zhì)。這種污泥處理方式，不僅污泥處理量小，而且形成惡性循環(huán)，不利于污水處理正常運(yùn)行。
由于處理方法單一，處理量較小，使得A/O池（厭氧、好氧池）中堆積大量的污泥。污泥含水率很高，首先要做的是降低含水率，減少污泥體積。該公司采用思科尼恩公司生產(chǎn)的Sclean疊式污泥脫水機(jī)對A/O池內(nèi)的污泥進(jìn)行脫水試驗，結(jié)果表明脫水后的泥餅含水率小于70%，大大減少了污泥外送的處理費(fèi)用。
一、疊式污泥脫水技術(shù)簡介
1.1 疊式污泥脫水系統(tǒng)工作流程
疊式污泥脫水機(jī)的主體是由游動環(huán)、固定環(huán)、螺旋軸三部分組成，每兩片固定環(huán)中間是一片游動環(huán)，層層相疊，螺旋軸貫穿其中。
游動環(huán)在轉(zhuǎn)動的過程中與固定環(huán)形成活動的縫隙，污泥通過脫水機(jī)主體的時候濾液在重力作用下由固定環(huán)和游動環(huán)之間的濾縫排出，進(jìn)入濾液槽，絮凝固體則隨著螺旋軸的緩慢轉(zhuǎn)動不間斷地向前推進(jìn)，輸送的同時帶動游動環(huán)做上下左右的切割運(yùn)動，清掃濾縫，不堵塞，脫水機(jī)末端與背壓板形成的空隙（可調(diào)節(jié)）擠壓成泥餅，所得泥餅的含水率在65%～85%之間，螺旋軸轉(zhuǎn)速2～3r/min，無震動，無噪音。
原料污泥從底部進(jìn)入箱內(nèi)，再由頂部溢流至相鄰中間箱內(nèi)，從其底部進(jìn)入絮凝混合槽，混合槽上有齒輪減速機(jī)控制攪拌速度。疊式螺桿脫水部分連有齒輪減速機(jī)控制螺桿轉(zhuǎn)動速度。攪拌器頻率及螺桿頻率電控柜內(nèi)有電子顯示器，螺桿脫水部分上部有定時噴淋裝置，由箱體側(cè)面電控閥控制。
1.2 疊式污泥脫水的特點(diǎn)
目前污泥脫水設(shè)備種類很多，其中離心機(jī)是使用較廣的，但離心機(jī)脫水時高速運(yùn)行，振動大。疊片式污泥脫水機(jī)主要由污泥泵、計量槽、絮凝混合槽和脫水機(jī)主體4部分構(gòu)成。疊片式污泥脫水機(jī)工作原理是利用疊片緩慢壓縮方式運(yùn)行，故設(shè)備運(yùn)行噪音很小，但由于污泥處理過程中，氣味散發(fā)出來，故污泥濃縮機(jī)不應(yīng)密閉布置，以利于氣味擴(kuò)散。
二、疊式污泥脫水技術(shù)投用的經(jīng)濟(jì)分析
2.1 污泥濃縮系統(tǒng)設(shè)施投資費(fèi)用
為節(jié)約成本，該公司將一個20m3的原料罐改造為污泥原料罐。
本次改造設(shè)備費(fèi)用如下：
| 序號 | 名稱 | 數(shù)量 | 設(shè)備單價/萬元 |
1 | 疊式污泥脫水機(jī)配套污泥加藥設(shè)施和干污泥螺旋輸送機(jī) | 1套 | 65 |
2 | 污泥原料罐利舊改裝費(fèi) | 1只 | 3 |
3 | 干污泥臨時存放池（15m3） | 1只 | 3.5 |
4 | 堆焦場干污泥堆放場（上方架設(shè)雨棚）80m3 | 1只 | 5 |
5 | 設(shè)備基礎(chǔ)找平，設(shè)備安裝費(fèi)用，配管施工、鋪設(shè)電纜等施工費(fèi)用 | 1套 | 13.5 |
6 | 總投資成本/萬元 | 90 | |
2.2 運(yùn)行成本
疊式污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行時的成本主要包括電力消耗、藥劑消耗、人工成本及設(shè)備折舊費(fèi)。
（1）電力消耗費(fèi)用，如下：
| 序號 | 名稱 | 數(shù)量 | 單機(jī)功耗/kW | 運(yùn)行時間（h） | 運(yùn)行功耗（kW·h） |
1 | 污泥濃縮脫水機(jī) | 1 | 1.2 | 24 | 28.8 |
2 | 污泥連續(xù)加藥泵 | 1 | 0.4 | 24 | 9.6 |
3 | 干污泥螺桿泵 | 1 | 0.75 | 24 | 18 |
4 | 13#污泥螺桿泵 | 1 | 4 | 4 | 16 |
5 | 合計功耗 | 72.4 | |||
6 | 合計成本（元/日） | 43（電單價0.6元/kW·h） | |||
7 | 合計成本（元/日） | 1303 | |||
（2）藥劑消耗
聚丙烯酰胺為連續(xù)投加藥劑，起固液分離作用，按進(jìn)料泥含水率95%計算，一般濕污泥0.5kg/m3，每日運(yùn)行24小時，消耗藥劑12kg，該藥劑單價30元/kg，折算成本360元/日。
（3）運(yùn)行總成本
暫不考慮人工成本和設(shè)備折舊費(fèi)用，則每日運(yùn)行總費(fèi)用為：電費(fèi)+藥劑費(fèi)=43+360=403（元）。
2.3 A/O池中污泥脫水前后外送處理費(fèi)用分析
由于該公司在未上污泥脫水系統(tǒng)前，大量的污泥存放在A/O池內(nèi)，其污泥存放時間較長。為了準(zhǔn)確的了解污泥的含水率，對污泥進(jìn)行了取樣分析，取樣點(diǎn)設(shè)在A/O池四角和中間2點(diǎn)，每點(diǎn)取樣500mL，倒入大桶混合均勻后再混合泥樣500mL；底泥取樣深度在池底上0.5m處，中泥取樣深度在池底上2m處；上泥取樣深度在池底上3m處。經(jīng)檢測，污泥的含水率應(yīng)該在90%左右，含油率在3%～7%之間，含渣率在2%～5%左右。脫水系統(tǒng)首先要對這部分污泥進(jìn)行處理，經(jīng)多次脫水試驗后發(fā)現(xiàn)脫水后的污泥含水效果不是很理想，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，疊式污泥脫水機(jī)的脫水機(jī)絮凝混合槽中，如果來液濃度比較高，那么該絮凝混合槽內(nèi)所含的固體物質(zhì)（懸浮物）就比較多，絮凝劑和懸浮物進(jìn)行絮凝需要一定的時間，濃度過高的情況下有可能出現(xiàn)絮凝不充分的情況，造成脫水效果不明顯，后經(jīng)過多次調(diào)試經(jīng)驗證實，當(dāng)污泥含水率為95%時脫水效果比較理想，污泥經(jīng)過疊式脫水機(jī)脫水后，A/O池脫水后泥餅含水率為65%，含油率21%，含固率12%。故在對A/O池中存放的污泥利用污水場日常產(chǎn)生的低濃度污泥進(jìn)行稀釋，使混合污泥含水率達(dá)到95%以上，再進(jìn)入污泥濃縮機(jī)處理。
A/O池等歷史積存污泥合計約2600m3，按含水率90%折算成95%的污泥為5200m3，疊片式污泥脫水機(jī)對含水量95%的污泥的處理量是1.98m3/h，如污泥濃縮機(jī)連續(xù)24h運(yùn)行，處理完這些污泥所需天數(shù)為：5200/1.98/24=109（日）。外送污泥處理費(fèi)用為0.2萬元/m3。
該公司A/O池內(nèi)積存污泥平均含水率90%，共計2600m3。處理后污泥平均含水率65%；暫定外送污泥處理費(fèi)用0.2萬元/m3；暫不考慮污泥風(fēng)干后的水分散失；污泥濃縮前、后，污泥處理成本對比如下:
| 名稱 | 濃縮前 | 濃縮后 |
污泥體積/m3 | 2600 | 743 |
含水率/% | 90 | 65 |
處理費(fèi)用/萬元 | 520 | 148.6 |
單純就處理A/O池中的積存污泥的經(jīng)濟(jì)效益分析表如下：
| 設(shè)施正常運(yùn)行產(chǎn)生費(fèi)用 | 污泥濃縮設(shè)施建設(shè)投資費(fèi)用 | ||||
序號 | 項目 | 費(fèi)用金額 | 序號 | 項目 | 費(fèi)用金額 |
1 | 設(shè)施正常運(yùn)行耗電，耗藥劑109日產(chǎn)生費(fèi)用/萬元 | 4.393 | 1 | 設(shè)施核心設(shè)備：疊片式污泥濃縮機(jī)單價/萬元 | 65 |
2 | 每年干污泥外送處置費(fèi)用/萬元 | 148.6 | 2 | 污泥原料罐改造費(fèi)用/萬元 | 3 |
3 | 每年設(shè)備維修、保養(yǎng)費(fèi)用/萬元 | 1 | 3 | 新建干污泥存放池和假設(shè)雨棚費(fèi)用/萬元 | 3.5 |
4 | 總運(yùn)行費(fèi)用合計/萬元 | 154 | 4 | 設(shè)備基礎(chǔ)找平，設(shè)備安裝，管線安裝等施工人工費(fèi)/萬元 | 13.5 |
對比：A/O池中污泥（2600m3）直接外委處理費(fèi)用：520萬元 | 5 | 總投資費(fèi)用合計/萬元 | 90 | ||
成本與收益分析：污泥濃縮設(shè)施投資90萬元，109日正常運(yùn)行費(fèi)用154萬元（包含干污泥外送處置費(fèi)用148.6萬元），A/O池中污泥外委單價2000元/m3，直接外送處置費(fèi)用520萬元，節(jié)約281.4萬元。 | |||||
三、結(jié)論
（1）采用疊式污泥脫水技術(shù)后，既提高了污水處理能力又提高了污水處理效果。
（2）采用疊式污泥脫水機(jī)處理過的泥餅含水率低于70&，基本無跑泥現(xiàn)象，僅該公司積存污泥脫水后節(jié)約的外委費(fèi)用就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出設(shè)備投用費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用的總和。如果疊式污泥脫水技術(shù)應(yīng)用到日常污水處理中，其投資回報是很客觀的。
