摘要： 污水處理廠常用的污泥脫水設(shè)備有臥螺離心機(jī)與帶式壓濾機(jī)，兩者各有優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際工程對臥螺離心機(jī)與帶式壓濾機(jī)特點(diǎn)作了全面的對比，以便工程設(shè)計(jì)人員更好地進(jìn)行污泥處理設(shè)備的選型。

  關(guān)鍵詞： 污泥處理 污泥脫水 臥螺離心機(jī) 帶式壓濾機(jī)

過去，國內(nèi)城市污水處理廠的污泥（濃縮）脫水，絕大部分都采用帶式壓濾機(jī)（以下簡稱帶機(jī)），離心機(jī)因其噪音大、能耗高、處理能力低而很少采用，然而，zui近幾年來，臥螺式離心機(jī)（以下簡稱離心機(jī)）的應(yīng)用大有超過帶式壓濾機(jī)之勢。

　在國外，臥螺離心（濃縮）脫水機(jī)的應(yīng)用很普遍，而在國內(nèi)，臥螺式離心機(jī)的推廣主要得益于離心機(jī)廠家成功的市場營銷。國外采用離心機(jī)的主要原因是其脫水后含固率高，可達(dá)30%以上，而國內(nèi)由于污泥處置費(fèi)用不高，對含固率要求也不高，一般只要求超過20%，這樣國外供給國內(nèi)的離心機(jī)的材質(zhì)和 加工精度降低一個(gè)檔次仍能滿足要求。由于國內(nèi)部分設(shè)計(jì)人員對采用離心機(jī)的認(rèn)識模糊，選用離心機(jī)而對其處理后含固率仍與帶機(jī)要求相同，這樣離心機(jī)就失去了其競爭優(yōu)勢。國內(nèi)許多設(shè)計(jì)院或用戶常常忽視了這一點(diǎn)。下面筆者根據(jù)帶機(jī)和離心機(jī)的使用調(diào)查情況，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就污泥濃縮脫水設(shè)備的 選型問題作以下探討。

1 帶機(jī)與離心機(jī)的理論比較

　由于帶機(jī)為污水處理廠污泥脫水的主流，因此離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要建立在與帶機(jī)的比較上，離心機(jī)廠商認(rèn)為，離心機(jī)對帶機(jī)來說，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

?、?/span> 臥螺離心機(jī)利用離心沉降原理，使固液分離，由于役有濾網(wǎng)，不會(huì)引起堵塞，而帶機(jī)利用濾帶 使固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷；

?、?/span> 離心機(jī)適用各類污泥的濃縮和脫水，帶機(jī)也適用各類污泥，但對剩余活性污泥需投藥量大且脫水困難；

?、?/span> 離心機(jī)在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會(huì)自動(dòng)跟蹤調(diào)整，所以可不設(shè)專人操作，而帶濾機(jī)在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，帶速、帶的張緊度、加藥量、沖洗水壓力均需調(diào)整，操作要求較高；

?、?/span> 在離心機(jī)內(nèi)，細(xì)小的污泥也能與水分離，所以絮凝劑的投加量較少，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量為：1.2kg/t[干泥]，污泥回收率為95%以上，脫水后泥餅的含水率為65%－75%左右，而帶濾機(jī)由于濾帶不能織得太密，為防止細(xì)小的污泥漏網(wǎng)，需投加較多的絮凝劑以使污泥形成較大絮團(tuán)，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量大于3kg/L［干泥］，污泥回收率為90%左右，脫水后泥餅含水率80%左右；

　⑤ 離心機(jī)每立方米污泥脫水耗電為1.2kw/m3，運(yùn)行時(shí)噪音為76－80db，全天24h連續(xù)運(yùn)行滁停機(jī)外，運(yùn)行中不需清洗水；而帶機(jī)每立方米污泥脫水耗電為0.8kw/m3，運(yùn)行時(shí)噪音為70-75db，濾布需松馳保養(yǎng)，一般每天只安排二班操作，運(yùn)行過程中需不斷用高壓水沖洗濾布；

?、?/span> 離心機(jī)占用空間小，安裝調(diào)試簡單，配套設(shè)備僅有加藥和進(jìn)出料輸送機(jī)，整機(jī)全密封操作，車間環(huán)境好；而帶機(jī)占地面積大，配套設(shè)備除加藥和進(jìn)出料輸送機(jī)外，還需沖洗泵，空壓機(jī)，污泥調(diào)理器等等，整機(jī)密封性差，高壓清洗水霧和臭味污染環(huán)境，如管理不好，會(huì)造成泥漿四溢；

?、?/span> 離心機(jī)易損件為軸承和密封件，卸料螺旋的維修周期一般在3a以上；而帶機(jī)易損件除軸承、密封件外，濾帶也需更換，價(jià)格昂貴；

?、?/span> 運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算。離心機(jī)廠商在進(jìn)行離心脫水與帶式壓濾脫水運(yùn)行費(fèi)用比較時(shí)，采用如下算法：

　　假設(shè)：

　帶機(jī)投藥量4kg/（t[干泥]）計(jì)，單機(jī)處理電耗以0.8Kw/m3泥漿計(jì)，沖洗水：污泥漿為1：1；離心機(jī)投藥量以3kg/（t[干泥]）計(jì)，單機(jī)處理電耗以1.2kw/m3泥漿計(jì)，沖洗水以0計(jì)，電費(fèi)0.5元/kw，水費(fèi)0. 5元/m3，藥費(fèi)80元/kg。

　以8×104t/d的污水處理廠為例，干污泥量為10t/d，進(jìn)泥含固量為3%（濃縮后污泥），泥漿量為333m3／d，脫水后污泥含固率＞20%。計(jì)算得：

　帶式壓濾機(jī)：藥費(fèi)為3200元/d；電費(fèi)為133. 2元/d；水費(fèi)為166.6元/d。則帶機(jī)的日運(yùn)行費(fèi)用為∑=3200+1332+166.6＝3499.8元/d。

　臥螺離心機(jī)：藥費(fèi)為2400元/d；電費(fèi)為199.8元/d；水費(fèi)為0元/d；則離心機(jī)的日運(yùn)行費(fèi)用為∑=2599.8元/d。

　運(yùn)行費(fèi)差額：900元／d，1a以360d計(jì)，△=900元／d×360d=324000元人民幣。即1a運(yùn)行費(fèi)帶機(jī)比離心機(jī)多32.4萬元人民幣。

　因此，離心機(jī)廠商根據(jù)上述分析，得出如下結(jié)論：污泥脫水從原理上分析，采用離心機(jī)比帶機(jī)更合適；離心機(jī)由于分離效率高，對污泥的絮凝要求比帶機(jī)低，所以藥耗低，運(yùn)行費(fèi)用低月收率和脫水效果好，建議采用臥螺離心機(jī)。

2 對帶機(jī)與離心機(jī)實(shí)際使用情況分析

　本人根據(jù)自己多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和對臥螺離心機(jī)用戶的調(diào)查，對上述離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)——進(jìn)行考證，下面分別進(jìn)行分析：

　　前述第①條、第⑥條，情況確實(shí)如此。但對其余各條，筆者有不同看法。

2.1 適用介質(zhì)問題

　離心機(jī)并不適用于各類污泥。經(jīng)調(diào)查，離心機(jī)不適用含粉煤灰等無機(jī)成份較多的污泥，因?yàn)榉勖夯医?jīng)過離心分離，附著在離心機(jī)內(nèi)壁較難去除，離心機(jī)刮泥刀遇到很大阻力，從而導(dǎo)致泥進(jìn)去后就出不來。我國北方某城市污水處理廠就出現(xiàn)這種情況，離心機(jī)沒法正常運(yùn)行，不得不改成帶機(jī)，造成很大損失。

2.2 進(jìn)科的控制問題

　前述第③條：離心機(jī)可根據(jù)進(jìn)料濃度變化自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)差和扭矩，帶機(jī)要手動(dòng)調(diào)整，事實(shí)上是因?yàn)檫M(jìn)料濃度的變化對離心機(jī)影響較大[1]，而對帶機(jī)的影響較小。

2.3 固體回收率及加藥量的問題

　前述第④條：離心機(jī)的固體回收率確實(shí)比帶機(jī)高[1]，但這并不是說帶機(jī)固體回收率低就不能用，事實(shí)上濾波還得回流到前面，與污水廠進(jìn)水一道重新進(jìn)行處理。

　藥劑投加量，是有爭議的，帶機(jī)廠商也會(huì)說，他們的帶機(jī)藥劑投加量也少，筆者設(shè)計(jì)的某15×104t/d城市污水處理廠，采用的是臥螺離心機(jī)脫水，投產(chǎn)后每噸干污泥的實(shí)測耗藥（PAM）量為 1.7－2.0kg，是比較低的。資料顯示，上海某污水廠也作過帶機(jī)脫水耗藥量試驗(yàn)，城市污水每噸干污泥的藥劑也在20kg左右。由于各廠污泥性質(zhì)有所不同，很難說帶機(jī)藥耗就比離心機(jī)高多少。

2.4 電耗問題

　電耗的差異并不是離心機(jī)廠商宣稱的那樣，實(shí)際上離心機(jī)電耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶機(jī)。

　離心機(jī)的噪音，很刺耳，而帶機(jī)的噪音不在機(jī)器本身，主要是沖洗水的聲音，聲音感覺比離心機(jī)要好得多；運(yùn)行時(shí)間理論上帶機(jī)也能24h運(yùn)行，當(dāng)然帶機(jī)連續(xù)運(yùn)行沒有離心機(jī)可靠。

2.5 機(jī)器的壽命問題

　前述第⑦條：質(zhì)量好的帶機(jī)其軸承壽命都超過20a，與主機(jī)壽命差不多，濾帶確實(shí)需要常更換，濾帶一般能連續(xù)進(jìn)行2000h操作，如果間斷運(yùn)行，保養(yǎng)良好也是2－3a更換一次，不管是國產(chǎn)還是進(jìn)口帶機(jī)，濾帶一般都可用國產(chǎn)濾帶代替，因此更換濾帶成本并不高，而臥螺離心機(jī)目前國產(chǎn)設(shè)備較進(jìn)口設(shè)備差距較大，如果更換螺旋，必須是國外原產(chǎn)的，因此這將會(huì)帶來很多麻煩，更換成本很高。

2.6 運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算

　在離心機(jī)廠商計(jì)算離心脫水與帶式壓濾脫水運(yùn)行費(fèi)用比較時(shí)，所采用計(jì)算方法存在很多問題，運(yùn)行成本主要包括：藥劑費(fèi)、電費(fèi)和水費(fèi)。可以首先將其水費(fèi)排除掉，因?yàn)楝F(xiàn)在帶機(jī)濾布沖洗全采用二沉地出水，是不用花錢的，其次，藥劑耗量到底帶機(jī)比離心機(jī)多多少很難說清，是有爭議的。筆者以某8×104t/d污水處理廠為例，對污泥處理的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如下：干污泥量：10t/d，含固量：0.8%（未濃縮污泥）。假設(shè)電費(fèi)0.5元／kw，藥費(fèi)60元／kg。

表1  臥螺離心機(jī)與帶機(jī)電耗比較：

比較項(xiàng)目                                     臥螺離心機(jī)                             帶式壓濾機(jī)

運(yùn)行時(shí)間/h                               24                             1

處理能力（濕泥）/（m3.h-1）          10/（0.8%）/24=52               10/（0.8%）/16=78

實(shí)際處理能力/（m3.h-1）                  55-65                          80-100

濃縮機(jī)功率/kW                           45                             1.5

濃縮機(jī)液壓裝置功率/kW                   7.5                  與脫水機(jī)合用脫水機(jī)

功率/kW                                 22                             2.2

脫水機(jī)液壓裝置功率/kW                   7.5                             1.5

污泥切割機(jī)功率/kW                       7.5                             無

濃縮提升至脫水/kW                       5.5                             無

沖洗水泵/kW                             無                              7.5

總裝機(jī)功率/kW                           95                             10.5

需要切率/kW                       95×85%=80.75                  10.5×85%=8.9

每天耗電/kW                       80.75×24=1938                   8.9×16=143

從上表可知，離心機(jī)與帶機(jī)每天電費(fèi)差額為（1938 －143）kwh×0.5元／kwh＝897.5元人民幣。藥費(fèi)如果真按離心機(jī)廠家所說，帶機(jī)比離心機(jī)多1kg／（t［干泥］），就目前市場PAM價(jià)格應(yīng)當(dāng)是60元／kg，則帶機(jī)比離心機(jī)每大多涓耗藥劑量為：10t／d×1kg／t＝10kg/d，每天多用藥劑費(fèi)為10×60=600元，即每天帶機(jī)比離心機(jī)多用藥劑費(fèi)為600元人民幣；假如帶機(jī)比離心機(jī)耗藥量大的話，總體來說帶機(jī)還是比離心機(jī)每天節(jié)省897.5－600＝297.5元，每年節(jié)省約10萬元人民幣。事實(shí)上，離心機(jī)的電耗是確定無疑的，而帶機(jī)的藥耗是有爭議的，如果帶機(jī)與離心機(jī)耗藥量相同的話，那么離心機(jī)每天比帶機(jī)運(yùn)行費(fèi)用要高 897.5元，即每年離心機(jī)比帶機(jī)多花費(fèi)約33萬元人民幣。因此，從運(yùn)行費(fèi)用看，采用離心機(jī)并不比帶機(jī)省。

2.7 投資問題

　　從投資上看，上述帶式一體機(jī)若為進(jìn)口次產(chǎn)品，全套約20萬美元，國產(chǎn)則更低，而上述一套離心濃縮脫水機(jī)約30萬美元，由于產(chǎn)品檔次差異或其他具體原因，價(jià)格會(huì)有所出人，但是一般來講，相同檔次的產(chǎn)品，離心機(jī)價(jià)格要比帶濾機(jī)高，然而，由于離心機(jī)占地少，污泥濃縮脫水間土建費(fèi)用可節(jié)省一些，兩者基本相互抵消，也就是說帶機(jī)與離心機(jī)投資費(fèi)用相差不多。

3 結(jié)語

從以上分析我們可以得出如下結(jié)論：離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是出泥干、全密閉運(yùn)行環(huán)境好。不需沖洗水，帶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省電耗、噪音小。因此污泥（濃縮）脫水是采用離心機(jī)還是帶機(jī)，一定要具體問題具體分析，切不可盲目跟風(fēng)。（文/王淦）