固体废物的脱水

固体废物中水的存在形式存在颗粒间歇中的水。约占固体水分的70%左右，用浓缩法分离在毛细管中充满的水分.约占水分的20%左右，采用高速离心机脱水、负压或正压过滤机脱水吸附在颗粒表面的水，约占水分的7%，可用加热法脱除在颗粒内部或微生物细胞内的水，约占水分的3%,可采用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除1.间隙水2.毛细管水3.表面吸附水4.内部水固体废物的脱水凡含水率超过90%的固体废物，必须先脱水减容，以便于包装、运输与资源化利用。常用的方法：一、浓缩脱水：主要脱出间隙水，缩小体积，为输送、消化、脱水、利用与处置创造条件。二、机械过滤脱水：主要脱出毛细结合水和表面吸附水。三、泥浆自然干化脱水：利用自然蒸发和底部滤料、土壤进行过滤脱水。一、浓缩脱水（一）重力浓缩1、原理：依据固体颗粒与溶液间存在的密度差，借重力作用脱水，脱水后含水量一般在50%。2、设备：（1）间隙式浓缩池：间断浓缩，上清液虹吸排出，仅用于小型处理厂的污泥脱水。（2）连续式浓缩池：结构类似于辐射式沉淀池。一般为直径5~20m的圆形或矩形钢筋混凝土构筑物。可分为带刮泥机和搅动栅、不带刮泥机、带刮泥机多层浓缩池3种。（1）间隙式浓缩池（2）连续式浓缩池（二）气浮浓缩1、原理：依靠大量小气泡附着在污泥颗粒上，形成污泥颗粒-气泡结合体，进而产生浮力把颗粒带到水表面，用刮泥机刮出的过程。2、设备：气浮池3、特点：浓缩速度快，处理时间一般为重力浓缩的1/3左右；占地较少；生成的污泥较干燥，表面刮泥较方便。但基建和操作费用较高，管理较复杂。费用较重力浓缩高2~3倍。气浮法浓缩工艺流程图（三）离心浓缩1、原理：利用污泥中的固体颗粒与水的密度及惯性的差异，在高速旋转的离心机中，固体颗粒和水分别受到大小不同的离心力而被分离的过程。2、设备：倒锥分离板型离心机和螺旋卸料离心机。3、特点：占地面积小、造价低，但运行与机械维修费用较高。常用浓缩方法的特性比较浓缩方法优点缺点适用范围重力浓缩法贮泥能力强，动力消耗小；运行费用低，操作简便占地面积较大；浓缩效果较差，浓缩后污泥含水率高；易发酵产生臭气主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥气浮浓缩法占地面积小；浓缩效果较好，浓缩后污泥含水率较低；能同时去除油脂，臭气较少占地面积、运行费用小于重力浓缩法；污泥贮存能力小于重力浓缩法；动力消耗、操作要求高于重力浓缩法主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。特别适用于浓缩过程中易发生污泥膨胀、易发酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥离心浓缩法占地面积很小；处理能力大；浓缩后污泥含水率低，全封闭，无臭气发生专用离心机价格高；电耗是气浮法的10倍；操作管理要求高目前主要用于难以浓缩的剩余活性污泥和场地小，卫生要求高，浓缩后污泥含水率很低的场合二、机械过滤脱水利用具有许多毛细孔的物质作为过滤介质，以过滤介质两侧产生压差作为过滤的推动力，使固体废物中的溶液强制通过过滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼的固液分离操作。应用最广。（一）过滤介质1、织物介质：又称滤布，包括棉、毛、丝、合成纤维等织物，以及由玻璃丝、金属丝制成的网状物。2、粒状介质：细砂、木炭、硅藻土等细小坚硬的颗粒状物质，多用于深层过滤。3、多孔固体介质：有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板。耐腐蚀，且孔道细微。（二）过滤设备1、真空过滤机（有间歇式、连续式、转鼓式等形式）2、压滤机（有板框、叶片、滚压带式压滤机等类型）3、离心脱水机（转筒离心机）4、造粒脱水机1、真空过滤机在负压下操作的脱水过程。常用的真空过滤机为转鼓式：由空心转筒、分配头、污泥贮槽、真空系统和压缩空气系统组成。应用最为广泛。其工作过程包括滤饼形成区Ⅰ、吸干区Ⅱ、反吹区Ⅲ和休止区Ⅳ共四个过程。2、压滤机（1）板框压滤机：采用压滤脱水a、自动板框压滤机；b、厢式全自动压滤机。板与框相间排列而成，在滤板两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，在板与框之间构成压滤室。在板与框的上端中间相同部位开有小孔，压紧后成为一条通道，加压到0.2~0.4MPa的污泥，由该通道进入压滤室，滤板的表面刻有沟槽，下端钻有供滤液排除的孔道，滤液在压力下通过滤布沿沟槽与孔道排出压滤机，从而使污泥脱水。自动板框压滤机1、主梁；2、滤布；3、固定压板；4、滤板；5、滤框6、活动压板；7、压紧机构；8、洗刷槽a、自动板框压滤机自动板框压滤机工作过程1、滤布；2、滤框；3、橡胶膜；4、隔板；5、滤板；6、多孔网板；7、上滚筒；8、下滚筒；9、进料口b、厢式全自动压滤机（2）滚压带式压滤机：采用滚压脱水；主要由滚压轴和滤布组成。a、对置滚压式：滚压轴处于上下垂直的相对位置，压榨时间几乎是瞬时的，接触时间短，但压力大，污泥所受压力等于滚压轴施加压力的2倍。b、水平滚压式：滚压轴上下错开，依靠滚压轴施于滤布的张力压榨污泥，压力较小，压榨时间较长。由于滚压时两层滤布的旋转半径不同，其上下两层滤布的速度不同，从而在滚压过程中对污泥产生一种剪切力，促使滤饼脱水。滚压带式脱水机结构图3、离心脱水机（1）简单离心过滤机（2）离心沉降脱水机：（3）沉降过滤式离心脱水机：优缺点及应用：优点：能连续生产，可自动化控制，占地面积小，卫生条件好；缺点：污泥预处理要求高，电消耗较大，机械部件易磨损，分离液不清，滤饼含水率较高（达80%~85%）。不适于含砂量高的污泥脱水。（1）离心过滤机a、圆锥型，b、圆筒型。1、变速箱；2、罩盖；3、转筒；4、驱动轮；5、空心轴；6、轴承；7、螺旋输送器主要由螺旋输送器、转筒、空心转轴、罩盖及驱动装置组成。（2）离心沉降脱水机（3）沉降过滤式离心机工作原理图沉降与过滤结合的脱水设备。4、造粒脱水机基本原理：通过加入高分子混凝剂而使泥渣直接形成含水较低的致密泥丸。组成：由圆筒和圆锥组成，设备水平放置，分为造粒段、脱水段和压密段。优点：设备简单，电耗低，管理方便，处理量大。缺点：钢材消耗量大，混凝剂消耗量较高，污泥泥丸紧密性较差。适于含油污泥的脱水。固体废物的脱水脱水设备的选择脱水设备类型优点缺点适用范围真空过滤机能连续操作，运行平稳，可以自动控制，处理量较大，滤饼含水率较高污泥脱水前需进行预处理，附属设备多，工序复杂，运行费用较高适于各种污泥的脱水板框压滤机制造较方便，适应性强，自动进料、卸料、滤饼含水率较低间歇操作，处理量较低适于各种污泥的脱水滚压带式压滤机可连续操作，设备构造简单，投资低、自动化程度高操作麻烦，处理量较低不适于黏性较大的污泥脱水离心过滤机占地面积小，附属设备少，投资低，自动化程度高分离液不清，电耗较大，机械部件磨损较大不适于含沙量高的污泥造粒脱水机设备简单，电耗低，管理方便，处理量大钢材消耗量大，混凝剂消耗量较高，污泥泥丸紧密性较差适于含油污泥的脱水三、泥浆自然干化脱水干化场四周建有土或板体围堤，中间用土堤或隔板隔成等面积的若干区段(一般不少于3块)。为了便于起运脱水污泥，一般每区段宽度不大于10m，长6～30m。渗滤水经排水管汇集排出。运行时，一次集中放满一块区段面积，放泥厚度约30～50cm。在良好的条件下，周期约10～15天，脱水污泥含水率可降到60%。