introductory

高額的污泥處置費用，以及高壓的環(huán)保態(tài)勢，給企業(yè)的經(jīng) 營 帶 來 巨 大 壓 力 ，為 滿 足 日 益 嚴 格 的 危 險 廢 物 處 置 要 求 ，降低處置費用，進行污泥減量化是越來越多企業(yè)的必然選擇。本文重點介紹脫水干化組合技術(shù)在某印刷行業(yè)龍頭企業(yè)水性油墨污泥的成功應(yīng)用，以期為開展污泥脫水干化相關(guān)研究提供技術(shù)支持，為同類項目實施提供借鑒。

1 工程概況某印刷公司位于上海市，為滿足污泥規(guī)范化處置要求并降低污泥處置成本，開展污泥減量化項目。該項目原有板框壓濾機對污泥進行脫水，存在脫水效果不穩(wěn)定、勞動強度大的問題，現(xiàn)更換為一套主要由串螺與干化設(shè)備組合污泥脫水干化系統(tǒng)，日處理平均含水率為 98% 的濕污泥 10t，實際已穩(wěn)定運行 3a，污泥含水率保持在 30% 以下。

2 工藝選擇在污泥機械脫水中，常用設(shè)備主要有帶式壓濾機、離心脫水機、疊螺脫水機、旋轉(zhuǎn)壓濾機及板框壓濾機。帶式壓濾機是在敞開條件下工作，氣味到處散發(fā)，場地、環(huán)境二次污染嚴重。離心式脫水機螺旋軸的高速旋轉(zhuǎn)容易引起故障，產(chǎn)生磨損、噪音和振動，且對污泥顆粒的要求嚴格。Plate and frame filter press 在 長 時 間 壓 干 污 泥 后 要 一 塊 一 塊 板 的 卸 污 泥 ，費 時 費 力 ，工作環(huán)境較差，且間斷泄泥，與后續(xù)干化設(shè)備不能很好地直接銜接。還有一種平式螺旋壓榨機，采用螺旋壓榨機往往會產(chǎn)生物料在螺旋上打滑，在進料箱體內(nèi)翻動不進料的現(xiàn)象，其結(jié)果就是使用螺旋壓榨機無法對粘稠物料進行有效的固液分離，因此最初選用環(huán)境友好、連續(xù)運行、勞動強度低的疊螺。但在運行過程中發(fā)現(xiàn)疊螺存在抱軸的問題，干泥裹在中間軸上而無法被推向前導(dǎo)致運行過載，而且會造成跑泥嚴重的問題。根據(jù)現(xiàn)場處理的污泥性質(zhì)與實際情況，將疊螺設(shè)備更換為最新研發(fā)的疊螺二代 – 串螺污泥脫水機，串螺相對于疊螺，投資成本較高，但具有污泥處理量大、不堵塞、不抱軸、不變形、不磨損的特點。機械脫水一般可將污泥含水率降至 80% 左右，熱干化就是將污泥機械脫水后污泥含水率降至 50% 以下。總體而言，污泥低溫干化技術(shù)不受熱源局限，市場應(yīng)用較為廣泛，其采用熱泵干化技術(shù)，利用熱泵原理將低溫空氣轉(zhuǎn)化為干熱空氣，能將污泥含水率降至 10% ～ 30%。由于其采用閉式冷凝除濕，除濕過程無廢氣、臭氣排放，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，投資成本較低，安全系數(shù)高，是目前受青睞的主要運用技術(shù)，因此最終采用串螺與低溫干化設(shè)備組合工藝，串螺系統(tǒng)配備 PAC 與 PAM 加藥系統(tǒng)。98% 的泥水先通過螺桿泵定量打入串螺絮凝槽，通過加藥系統(tǒng)定量加入 PAC 與PAM 藥劑，PAC 根據(jù)絮凝效果可選擇性的添加，污泥懸浮物絮凝成團后進入串螺本體擠壓進行固液分離，產(chǎn)生的泥餅重力落入低溫干化設(shè)備中進行干化，最終泥餅如活性炭干燥程度有序落入噸袋，收集外運處置，串螺分離出的液體流到廢水站，低溫干化設(shè)備分離出的冷凝液一同流入廢水站進行處理。

3 設(shè)備原理

3.1 串螺串螺脫水本體是由固定環(huán)和活動環(huán)相互層疊，兩根螺旋軸貫穿其中形成的過濾腔體，活動環(huán)上端直線運動，下端左右鐘擺運動，與固定環(huán)持續(xù)錯位，保持濾縫通暢，脫水有如緩慢振動篩。腔體內(nèi)兩根螺旋軸并排運轉(zhuǎn)、相互翻卷，污泥在螺旋軸的推動和擠壓下，逐步脫水。串螺脫水機的特殊機械結(jié)構(gòu)，解決了脫水過程中游動環(huán)和螺旋軸磨損、泥餅無法推進、污泥抱軸等現(xiàn)象，最大程度的剪切污泥，并降低泥餅含水率。串螺相對于疊螺，還有一改進處在于藥劑的充分混合攪拌，污泥和絮凝劑同步進入高速攪凝管。攪拌葉的高速運轉(zhuǎn)形成強勁的紊流，聚集了充分的能量，污泥和絮凝劑快速混合，反復(fù)碰撞，絮團瞬間凝集。絮團經(jīng)過低速混凝槽的低速攪拌，逐漸形成結(jié)實且穩(wěn)定的絮團。隨著攪拌上升，再流經(jīng)分流器，均勻地進入脫水本體。

3.2 低溫干化設(shè)備整個流水線工作過程是從串螺出來的含水率 80%～85%的污泥重力落入料口泥倉，通過泥倉下面的成型機進行切條造粒，然后落入到網(wǎng)帶輸送上。通過離心風(fēng)機將主機冷凝器提供過來的 78°C高溫干空氣，從流水線底部穿過一層層的網(wǎng)帶，在 這個 過 程 中，高 溫 空氣會 將 網(wǎng) 帶上 的 污 泥 進 行 烘 干，并帶走水分成為中溫高濕的熱空氣，再將中溫高濕的熱空氣重新輸送回主機進行冷凝除濕和排水。冷凝釋放的熱量加熱干空氣，熱量回收利用。污泥在最下面一層的網(wǎng)帶烘干后掉入到噸袋裝袋后就可直接打包儲存。熱泵除濕干燥與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥的區(qū)別在于空氣循環(huán)方式不同，干燥室空氣降濕的方式也不同。熱泵干燥時空氣在干燥室與熱泵干燥機間進行閉式循環(huán)，它利用熱泵干燥機的制冷系統(tǒng)使來自干燥室的濕空氣降溫脫濕，當(dāng)濕空氣流經(jīng)熱泵蒸發(fā)器時，內(nèi)部的低壓制冷劑吸收空氣的熱量由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，空氣因降溫而排出其中的大部分凝結(jié)水。來自蒸發(fā)器的低壓制冷蒸汽由壓縮機升壓后送至冷凝器，當(dāng)脫濕后的干冷空氣流經(jīng)冷凝器時，內(nèi)部的高壓制冷劑因冷凝而放出熱量，外部的空氣則被加熱為熱風(fēng)又回到干燥室繼續(xù)干燥所需要干燥的產(chǎn)品。從冷凝器流出的高壓制冷液經(jīng)膨脹閥降壓后流入蒸發(fā)器繼續(xù)下一個循環(huán)。熱泵除濕干燥回?zé)嵫h(huán)是在熱泵除濕干燥機內(nèi)增加回?zé)崞鳎惯M入蒸發(fā)器的空氣溫度下降而進去冷凝器的空氣溫度上升；回?zé)嵫h(huán)使蒸發(fā)器冷量用于空氣降溫減少（無效耗冷過程），而用于降溫除濕過程冷量增加，使熱泵干燥的最佳蒸發(fā)溫度及最佳除濕量上升 ；增加回?zé)嵫h(huán)的熱泵除濕干燥比普通熱泵干燥節(jié)能 30% 以上。

4 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)通過通信網(wǎng)關(guān)系列產(chǎn)品是為設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的解決方案。整機采用 24V 直流供電，集成 2 個百兆以太網(wǎng)口，連接 PLC 設(shè)備。同時，設(shè)有三套監(jiān)控裝置。可通過手機 APP 查看設(shè)備運行、故障狀態(tài) ；實現(xiàn)遠程一建啟 /停設(shè)備 ；設(shè)備離線，故障，短信通知操作人員 ；遠程查看現(xiàn)場。實現(xiàn) 24h 無人值守，可多人通過手機遠程監(jiān)控現(xiàn)場運行情況，遇到突發(fā)情況遠程啟停相關(guān)設(shè)備，查看運行畫面。

5 運行分析

5.1 串螺運行影響處理量主要因素為物料特性，同一種設(shè)備處理不同的物料，處理能力差距也較大，主要與物料的粘性有關(guān)。根據(jù)不同的物料設(shè)置合適的設(shè)備運行參數(shù)，得到最佳處理量。出水 SS 主要與絮凝效果有關(guān)，絮凝效果好，則物料中細小顆粒較少，出來的濾液 SS 較低。絮凝效果與絮凝劑的種類、物料性質(zhì)有關(guān)，需根據(jù)物料性質(zhì)，選取較好的絮凝劑，當(dāng)物料中細小顆粒較多時，需要添加助凝劑 PAC。藥劑量投加不足，也易導(dǎo)致出水 SS 較高。運行時如果出現(xiàn)嚴重的跑泥現(xiàn)象，處理量小，主要由于腔體內(nèi)壓力過大導(dǎo)致。影響串螺機出泥含水率因素主要有絮凝效果、環(huán)驅(qū)動頻率、軸驅(qū)動運行頻率、背壓板間隙、噴淋清洗等，驅(qū)動頻率低，即轉(zhuǎn)速慢，背壓板間隙縮小，則腔體壓力大，出來的污泥含水率低。在使用脫水設(shè)備過程中，藥劑的選擇影響也較大，絮凝效果較好的藥劑 ：

① PAC（聚合氯化鋁），相對分子量 174.45 ；

② PAM（聚丙烯酰胺），相對分子量 800 ～100萬，陽離子，pH6 ～7。5.2 低溫干化設(shè)備運行串螺處理的污泥含水率較低，含水率 75% 左右，進入低溫干化設(shè)備的成型機容易切條成型，與熱風(fēng)接觸面積較大，后續(xù)干燥效果較好，如果進料口污泥含水率過高則呈糊狀落入輸送帶上，影響風(fēng)干效果。干化后的泥含水率位于 30% 左右較合適，污泥干化后含水率設(shè)置過低，產(chǎn)生的粉塵較多，不利于運輸處置，同時導(dǎo)致干化設(shè)備內(nèi)的粉塵清理工作較頻繁。采用閉式冷凝除濕、除濕過程無廢氣、臭氣排放，運行噪聲小，運行過程中產(chǎn)生的冷凝水清澈排入廢水站。總體運行良好，維護簡便。

5.3 自動運行整套系統(tǒng)相互聯(lián)鎖，自動運行，污泥池達到一定液位，螺桿泵自動啟動，隨后加藥系統(tǒng)與串螺系統(tǒng)自動啟動，干化設(shè)備開始運行。系統(tǒng)停止運行時，串螺系統(tǒng)空轉(zhuǎn) 30min，低溫干化設(shè)備可設(shè)置延后停止，根據(jù)具體情況設(shè)置延后停止時間，保證串螺系統(tǒng)與低溫干化設(shè)備腔內(nèi)污泥無停留。

6結(jié)語

密閉系統(tǒng) ,使污泥深度脫水干化過程，達到了無二次污染標(biāo)準(zhǔn)，無需廢氣收集處置。根據(jù)進出含水率的狀況要求，所選污泥深度脫水干化處理工藝設(shè)備組成簡單、技術(shù)先進、運行穩(wěn)妥可靠、便于管理及維護、高效節(jié)能、經(jīng)濟合理。環(huán)境友好，無需人員值守 ；整套污泥脫水干化系統(tǒng)已穩(wěn)定運行3a，發(fā)揮了顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。串螺相比疊螺，更適合與低溫干化設(shè)備組合進行污泥脫水干化，不抱軸不堵塞，運行穩(wěn)定，污泥含水率保持 30% 以下。從工程經(jīng)濟技術(shù)分析來看，對于污泥量大或污泥屬于危廢性質(zhì)的企業(yè)，進行污泥減量化具有顯著的意義。

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