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概述：介绍供水行业污泥脱水的基本状况，并分析适合水厂的污泥干化工艺。
关键词：游离水、板框机、离心机、含固率
中图分类号：TU991文献标识码： A
污泥所含的水分，大部分是存在于污泥颗粒间的游离水，约占污泥水分的70％，其次是毛细水，约占污泥水分的20％，最后是颗粒的吸附水及颗粒的内部水，其占污泥水分的10％。毛细水用单纯浓缩无法脱除，必须用人工的热处理或机械脱水法去除，吸附水与颗粒内部水只能用人工加热焚烧法才能去除。而水厂污泥脱水去除的主要是污泥颗粒间的游离水。
污泥脱水是污泥处理的关键环节。通常为了脱水后污泥便于运输及泥饼的最终处置，脱水后的污泥含固率应该在35％以上。净水厂污泥脱水的方法可分为自然干化和机械脱水两大类。自然干化可采用自然干化床、干化塘等，机械脱水有真空脱水、板框压滤脱水、带式压滤脱水、离心脱水和造粒脱水等。
污泥脱水的效率与污泥的性质、脱水机械的选择等直接有关，具体选择何种类型的脱水机械，应根据污泥的性质、现场条件等，综合考虑技术、经济、环境和运行管理等因素，全面分析判断后作出合理恰当的选择。
目前国内外水厂排泥水处理及污水处理行业中，用于污泥脱水的机械脱水设备采用较多的有带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机。
卧式螺旋离心机通过强大的离心力作用达到固液分离目的。主要特点是自动化程度高、运行控制灵活，可根据污泥性质、进泥流量与含固率的变化，以及调制药剂投加情况，调节离心机机械参数，以满足不同条件下对出泥含固率与污泥回收率（出水澄清度），出泥含固率可达20%~40%。离心机占地面积小、系统组成相对简单，可连续运行，现场工作环境好等。缺点是噪音大，电耗大，运行费用高。离心机对维修技术水平有较高的要求。目前国内离心机生产厂家较少，离心机振动噪声大。
板框压滤机主要是膜式压滤机，通过向封闭滤板间压入污泥达到固液分离。进泥含固率可在0.1%~20%之间，卸料干净，冲洗彻底，污泥回收率高，滤液清澈，其出泥含固率可达30%~50%。板框壓滤脱水能力强，使用于污泥比阻大或对脱水泥饼含固率要求高的场所。板框压滤机对进泥加药要求较低，加药量少，电耗低，运行费用省。但板框压滤机一次工程投资较高，同时机体大，占地面积大。目前国内外均有各种机型提供，但国产设备的体积更为庞大。
带式压滤机是通过两层滤布间的挤压达到固液分离。可连续自动运行，无级调速，机体简单，管理方便。但其出泥含固率低，为20%~25%。污泥回收率低，滤液较浑，不宜直接排放，冲洗时需耗用相同泥量的清水，同时每台需配一套加药系统，加药要求较高，运行费用大。目前国内外均有生产，在城市污水处理厂运用较多。
常用污泥脱水机械的性能特点附表3-1
机械种类
评价指标 离心机 板框压滤机 带式压滤机
工作原理 离心沉淀 压力过滤 压力过滤
运行方式 连续式 批式 连续式
脱水泥饼含固率 中（20%~40%） 高（30%~50%） 低（20%~25%）
固体截留率 95% >99.5% 95%
析出液性质 较混，不能直排 清澈（可<70mg/L） 浑浊
调质药剂量 可较低 较低 高
运行电耗 高 中 低
设备投资 低 高 低
受污泥负荷波动影响 大 小 小
操作环境 好 较好 差
设备运行管理 较难 较易 一般
清洗水量 较多 较少 较多
需调换磨损件费用 高 低 较高
抗污泥砂砾磨损 较差 好 一般
附属设施 简单 系统复杂 较复杂
占地面积 很小 较大 一般
根据对以上三种机械脱水设备的调研分析，从脱水设备部分配置、进泥含固率要求、脱水污泥含固浓度、运行方式、操作环境、脱水设备占地、冲洗水量、设备运行管理、需调换磨损件等方面，进行初步分析结果显示：离心脱水机相对布置占地较紧凑，为全封闭式工作状态，工作场地较为整洁，但离心脱水机工作时相对噪声较大，导流输送器易磨损。传统板框压滤机平面布置占地为最大，设备体积庞大，为敞开式工作方式，且系统需配置较多辅助设备，日常运行中相对冲洗水量较大，且有一定的劳动强度，需通过人工将粘在滤布上无法自行脱落的泥及时铲除，滤布需定期更换，且由于采用人工铲泥，滤布易铲坏，缩短滤布的正常使用年限。带式压滤机占地相对也较大，系统运行时对进泥含固率要求较高为3～5％，出泥含固一般只能达20％，滤布需定期更换。
水厂排泥水污泥具有压密污泥含固率相对较低，以及污泥颗粒粒径较细，富含氢氧化物絮体等特点，机械脱水设备中带式压滤机进泥要求在3％～5％甚至更大，且出泥含固率浓度一般只能达到20％，因此针对于水厂排泥水污泥的特性及要求达到出泥含固率为35％的处理目标要求，采用带式压滤机将无法达到处理效果。
机械脱水设备在排泥水处理系统中占投资的比例相对较高，而且脱水时的加药与否和泥饼的含固率也是决定运行成本高低的最主要因素，并且还涉及到脱水设备的滤出液是否可回用以及泥饼的综合利用价值。因此，考虑对板框压滤机和离心脱水机这二种能确保达到水厂排泥水处理系统处理目标的机械脱水设备在可能的条件下进行更广泛、更深入的调查研究和比选。
关键词：游离水、板框机、离心机、含固率
中图分类号：TU991文献标识码： A
污泥所含的水分，大部分是存在于污泥颗粒间的游离水，约占污泥水分的70％，其次是毛细水，约占污泥水分的20％，最后是颗粒的吸附水及颗粒的内部水，其占污泥水分的10％。毛细水用单纯浓缩无法脱除，必须用人工的热处理或机械脱水法去除，吸附水与颗粒内部水只能用人工加热焚烧法才能去除。而水厂污泥脱水去除的主要是污泥颗粒间的游离水。
污泥脱水是污泥处理的关键环节。通常为了脱水后污泥便于运输及泥饼的最终处置，脱水后的污泥含固率应该在35％以上。净水厂污泥脱水的方法可分为自然干化和机械脱水两大类。自然干化可采用自然干化床、干化塘等，机械脱水有真空脱水、板框压滤脱水、带式压滤脱水、离心脱水和造粒脱水等。
污泥脱水的效率与污泥的性质、脱水机械的选择等直接有关，具体选择何种类型的脱水机械，应根据污泥的性质、现场条件等，综合考虑技术、经济、环境和运行管理等因素，全面分析判断后作出合理恰当的选择。
目前国内外水厂排泥水处理及污水处理行业中，用于污泥脱水的机械脱水设备采用较多的有带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机。
卧式螺旋离心机通过强大的离心力作用达到固液分离目的。主要特点是自动化程度高、运行控制灵活，可根据污泥性质、进泥流量与含固率的变化，以及调制药剂投加情况，调节离心机机械参数，以满足不同条件下对出泥含固率与污泥回收率（出水澄清度），出泥含固率可达20%~40%。离心机占地面积小、系统组成相对简单，可连续运行，现场工作环境好等。缺点是噪音大，电耗大，运行费用高。离心机对维修技术水平有较高的要求。目前国内离心机生产厂家较少，离心机振动噪声大。
板框压滤机主要是膜式压滤机，通过向封闭滤板间压入污泥达到固液分离。进泥含固率可在0.1%~20%之间，卸料干净，冲洗彻底，污泥回收率高，滤液清澈，其出泥含固率可达30%~50%。板框壓滤脱水能力强，使用于污泥比阻大或对脱水泥饼含固率要求高的场所。板框压滤机对进泥加药要求较低，加药量少，电耗低，运行费用省。但板框压滤机一次工程投资较高，同时机体大，占地面积大。目前国内外均有各种机型提供，但国产设备的体积更为庞大。
带式压滤机是通过两层滤布间的挤压达到固液分离。可连续自动运行，无级调速，机体简单，管理方便。但其出泥含固率低，为20%~25%。污泥回收率低，滤液较浑，不宜直接排放，冲洗时需耗用相同泥量的清水，同时每台需配一套加药系统，加药要求较高，运行费用大。目前国内外均有生产，在城市污水处理厂运用较多。
常用污泥脱水机械的性能特点附表3-1
机械种类
评价指标 离心机 板框压滤机 带式压滤机
工作原理 离心沉淀 压力过滤 压力过滤
运行方式 连续式 批式 连续式
脱水泥饼含固率 中（20%~40%） 高（30%~50%） 低（20%~25%）
固体截留率 95% >99.5% 95%
析出液性质 较混，不能直排 清澈（可<70mg/L） 浑浊
调质药剂量 可较低 较低 高
运行电耗 高 中 低
设备投资 低 高 低
受污泥负荷波动影响 大 小 小
操作环境 好 较好 差
设备运行管理 较难 较易 一般
清洗水量 较多 较少 较多
需调换磨损件费用 高 低 较高
抗污泥砂砾磨损 较差 好 一般
附属设施 简单 系统复杂 较复杂
占地面积 很小 较大 一般
根据对以上三种机械脱水设备的调研分析，从脱水设备部分配置、进泥含固率要求、脱水污泥含固浓度、运行方式、操作环境、脱水设备占地、冲洗水量、设备运行管理、需调换磨损件等方面，进行初步分析结果显示：离心脱水机相对布置占地较紧凑，为全封闭式工作状态，工作场地较为整洁，但离心脱水机工作时相对噪声较大，导流输送器易磨损。传统板框压滤机平面布置占地为最大，设备体积庞大，为敞开式工作方式，且系统需配置较多辅助设备，日常运行中相对冲洗水量较大，且有一定的劳动强度，需通过人工将粘在滤布上无法自行脱落的泥及时铲除，滤布需定期更换，且由于采用人工铲泥，滤布易铲坏，缩短滤布的正常使用年限。带式压滤机占地相对也较大，系统运行时对进泥含固率要求较高为3～5％，出泥含固一般只能达20％，滤布需定期更换。
水厂排泥水污泥具有压密污泥含固率相对较低，以及污泥颗粒粒径较细，富含氢氧化物絮体等特点，机械脱水设备中带式压滤机进泥要求在3％～5％甚至更大，且出泥含固率浓度一般只能达到20％，因此针对于水厂排泥水污泥的特性及要求达到出泥含固率为35％的处理目标要求，采用带式压滤机将无法达到处理效果。
机械脱水设备在排泥水处理系统中占投资的比例相对较高，而且脱水时的加药与否和泥饼的含固率也是决定运行成本高低的最主要因素，并且还涉及到脱水设备的滤出液是否可回用以及泥饼的综合利用价值。因此，考虑对板框压滤机和离心脱水机这二种能确保达到水厂排泥水处理系统处理目标的机械脱水设备在可能的条件下进行更广泛、更深入的调查研究和比选。