1、概述
污水处理厂常用的污泥脱水设备有卧螺离心机与带式压滤机。过去,国内城市污水处理厂的污泥(浓缩)脱水,绝大部分都采用(浓缩)带式压滤机(以下简称带机),最近几年来,卧螺式离心机(以下简称离心机)在城市污水处理厂也逐步得到了应用。但是由于技术上的原因和使用经验的积累少,对离心机的综合测试比较少,尤其是在污泥脱水行业的应用只是在最近几年才逐步增多,所以对离心机和带机的综合比较也就缺少系统性。
本文通过对现有的使用带机或离心机的情况作了一个比较,希望对选型或使用有一个指导。
2、优缺点比较
2.1 离心机的优缺点
优点:
1)离心机的******优点是占地小;
2)污泥工艺条件正常的情况下全自动连续运行比较稳定,可以实现全封闭。
3)对于密度差合适的污泥,脱水后的污泥含固率比较高。
4)在脱水过程中,只在关机(或开机)冲洗几分钟,节约冲洗水。
缺点:
1)由于采用离心力脱水,运转速度高,一般在 3000rpm 左右,所以功率大,运行费用高,运行时震动噪声大。
2)离心机并不适用于各类污泥,密度差过小,导致分离效率低,回收率低或药剂消耗量大;密度差过大,致密的污泥易堵塞脱水通道,导致卸料困难,无法排泥。
3)活性污泥脱水,对药剂要求高,有时消耗量会比较大。
4)故障修复周期长。由于离心机内部故障,需要维修水平高的专业人员方可施工,同时需要拆卸机器,或维修转鼓,现场维修难度大,返厂维修时间长,特别是进口机器,维修更加不方便,备件费用很高。
5)投资较大。
2.2 带机的优缺点
优点:
1)不同种类、不同浓度的污泥适应能力强,尤其是浓度较低、密度差小或脱水性能一般的污泥。
2)运行费用低。
3)原理简单,维修方便,操作直观、容易掌握。
4)连续工作,相比较其它污泥脱水设备,处理量大,投资少。
5)带式脱水机的重力浓缩段,可以适应处理进泥的高水力负荷,而又不影响最终泥饼质量。
6)从工艺流程上取消了单独的浓缩环节和操作单元,简化了污泥处理的工艺流程。
7)浓缩脱水一体机缩短了污泥浓缩过程中的停留时间,避免了污泥中磷的再次释放。
8)带机也可以采取封闭措施,改善操作环境,亦可以满足除臭等技术要求。
缺点:
1)占地面积大,有些厂家的浓缩脱水一体机不能够做到全封闭,会导致现场工作环境比较差。
2)有滤带、刮板等耗材。
3、投资及运行费用比较
3.1 系统概述
除了设备及脱水机房土建投资外,由于污泥脱水费用在污水处理厂中占有相当大的比重,所以在保证污泥脱水效果的同时,运行费用是衡量工艺投资的一个很重要的方面。
本文以 30000m3/d 市政污水处理厂的污泥脱水为例,对脱水机房使用离心机和带机时的设备配置、运行费用作一个分析比较。
工艺参数:
水量:30000m3/d
预计剩余污泥量:500m3/d,含水率:99.2%;干泥量:4000kgDS/d。
工作制:16h(含开机前后空转时间)
脱水机房主要设备配置如下:
选择机型:
方案一:离心机;型号:LX450,转鼓直径:450mm,处理量:35m3/h
方案二:浓缩带式压滤机;型号:DNY1500,带宽:1500mm,处理量:35m3/h
具体设备配套方案如下表。
序号 | 名称 | 型号 | 功率(kW) | 数量 | 备注 |
1 | 离心机 | LX450 | 45+11 | 1 | |
(浓缩)带机 | DNY1500 | 1.5+0.75 | 1 | ||
2 | 加药装置 | 3.18 | 1 | ||
3 | 污泥泵 | 5.5 | 1 | ||
4 | 污泥切割机 | 7.5 | 1 | 带机不需要 | |
5 | 加药泵 | 0.75 | 1 | ||
6 | 冲洗泵 | 7.5 | 1 | 离心机不需要 | |
7 | 泥饼输送机 | 1.5 | 1 |
运行费用包括以下五方面:电费、药剂费、水费、人工费、耗材费等,在下文中分析。
3.1 投资比较
两种污泥脱水系统设备差别在于:离心机为了保证污泥颗粒度,防止堵塞或引起运转不平衡,必须配置污泥切割机;带机为了保证滤带的清洁,必须配置冲洗泵。其它配套如加药装置、加药泵、污泥泵、输送机、控制系统及仪表等基本相同,表格中不再列举。
序号 | 离心机系统 | 带机系统 | 备注 | ||
设备名称 | 价格(万元) | 设备名称 | 价格(万元) | ||
1 | 离心机 | 45.0 | (浓缩)带机 | 30.0 | 均为国产 |
2 | 污泥切割机 | 6.0 | 冲洗泵 | 0.5 | |
3 | 其它配套设备 | 20.0 | 其它配套设备 | 20.0 | |
合计 | 71.0 | 50.0 |
3.2 运行费用分析
3.2.1 电费
比较项目 | 卧螺离心机 | 带式压滤机 |
主机功率/kW | 45 | 1.5+0.75 |
液压或气动装置功率/kW | 11 | 0.75 |
污泥切割机功率/kW | 7.5 | 无 |
冲洗水泵/kW | 无 | 7.5 |
总装机功率/kW | 63.5 | 10.5 |
需要功率/kW | 63.5×85%=53.98 | 10.5×85%=8.93 |
其他配套功率/kW | 11 | 11 |
系统功率/kW | 64.98 | 19.93 |
电费(按 0.85 元/kWh) | 64.98×0.85=55.23 | 19.93×0.85=16.94 |
注:离心机功率参数来源于国产某品牌 LX450。其它配套包括加药装置、加药泵、污泥泵、输送机等。
3.2.2 药剂费
根据对带机和离心机在多家客户的使用调查,实际上带机和离心机的药剂消耗量大体相当,基本上在 3~5‰(干药/干泥)之间。差别在于离心机对药剂的要求比较高,药剂单价会高于带机,而带机对药剂的要求则相对较低。如果药剂质量相当的情况下,离心机有可能药剂消耗要更高,具体得视污泥性质决定。(市场上一般质量较好的阳离子药剂价格为约 35 元/kg。)
3.2.3 水费
除了药剂溶解使用自来水以外,带机在使用时还必须对滤带进行连续反冲洗,但是在污水处理厂实际使用过程中,大多使用回用水,所以费用相比自来水而言,费用可以大幅降低。
这里回用水按照 0.5 元/m3 计算。
3.2.4 人工费
两者相当。
3.2.5 耗材
带机的耗材主要为滤带,离心机的******费用在于转鼓及其相关轴承的维修等。滤带在国内随着聚酯化工技术的发展,已经全部国产化,价格比较低廉,所以两者的耗材费用差别在同等质量水平下,很难区分高下。
带机的滤带费用按照一年一套计,费用为:12000 元,加上其它费用 3000 元,合计在 15000 元左右。国产离心机转鼓按照三年大修期计算,维修费为 50000 元左右,费用基本相当。
3.2.6 综合比较
按照上述 30000m3/d 污水处理厂污泥脱水的实际运行费用计算,单位时间内结果如下:(单位:元)
项目 | 离心机 | 带机 |
每天电耗 | 55.23×16=883.68 | 16.94×16=271.04 |
每天药耗 | 4‰×35×8×16×40=713.6 | 713.6 |
每天水耗 | 0 | 15×16×0.5=120 |
每天人工费 | 100 | 100 |
每年耗材或维护费 | 15000 | 15000 |
一年运行费合计 | 634507.2 | 454693.6 |
所以使用离心机的运行费高于带机 179813.6 元/年。
4、结论
离心机具有全密闭运行、环境好、占地小的优点,带机具有运行费用低、维护方便、适应性强的优点。所以不同设备各有所长。根据以上分析,对于污水处理厂污泥脱水设备的选型需要根据具体情况来决定。当然最重要的是选用质量好、运行稳定、技术成熟的设备,才能保证污泥脱水任务的圆满完成。