离心机与带式压滤机分析比较
分析比较几种污泥干化工艺
分析比较几种污泥干化工艺作者：黄华来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要：污泥干化是污泥实现无害化、减量化、资源化处理的关键。
本文通过分析比较国内常用的几种污泥干化工艺，为污泥处置提供一些参考意见。
关键词：污泥干化无害化减量化资源化隔膜压滤组合式烟气蒸汽导热油中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A1前言随着世界人口的不断增长和城市化进程的飞速发展，城市污泥产量的与日俱增和环境质量标准的日益严格，污泥的处理和处置已经成为一个敏感的全球环境问题。
污泥干化焚烧是污泥无害化处置的重要方法。
污泥干化焚烧可以使污泥的体积减少到最小化（减量90%以上）；可以回收能量，用于污泥自身的干化或发电供热；能够使有机物全部碳化，杀死病原体，使污泥彻底无害化。
但污水处理厂产生的污泥因含水率高，不能简单作为发电燃料应用，污泥要作为发电燃料，必须进行干化处理。
采用何种污泥干化工艺是本文分析比较的重点。
2污泥干化工艺介绍污泥干化工艺主要分机械压榨干化工艺和加热烘干干化工艺，其中机械压榨干化工艺又包含普通机械干化工艺、隔膜压滤干化工艺、组合式机械干化工艺；加热烘干干化工艺又包含烟气热干化工艺、蒸汽热干化工艺、导热油热干化工艺。
2.1 普通机械干化工艺2.1.1工艺介绍我国常用的普通机械脱水方式为带式压滤脱水机脱水和螺旋压榨式离心机脱水。
这两种机械均为通过一级压榨过滤使初始浓度为约97%含水率的污水变成80%水分左右的污泥。
2.1.2工艺特点优点：带式压滤脱水机具有低速运行，无噪声，处理量较大；螺旋压榨式离心机处理能力相对较大，可连续运转。
缺点：带式压滤机存在现场环境差、臭味大、湿气大，易造成二次污染，而螺旋压榨离心机则电耗比较大。
通常情况下，处理100t/d的污泥，电机功率需要60kW左右。
另外，以上两种形式处理后含水率只能达到75~80%左右，不能满足污泥进锅炉焚烧的要求。
2.2隔膜压滤干化工艺2.2.1工艺介绍污水处理过程中产生的污泥通过泵输送到污泥处理池内，经过加药调质(药剂PAM和絮凝剂），搅拌处理，污泥与药剂充分反应，污泥含水率调理为95%~97%，再通过泵输送到污泥隔膜压滤机内，经过过滤压榨后，分解成45%~55%水分的干泥与滤液，干污泥可通过锅炉焚烧处理。
污泥处理脱水效果：板框压滤机PK离心机
污泥处理脱水效果：板框压滤机PK离心机污泥处理中，脱水主要有两种设备：压滤机与离心机。
许多用户进行污泥处理时，不知道该选用哪种设备进行脱水，今天郑州洪威就根据各自的特点进行分析，帮助用户在购买污泥脱水设备时可以选到合适的设备，达到更好的污泥处理效果。
适用范围：压滤机对污泥处理的适用性比较广泛，无论是对城镇污水处理厂产生的生活污泥，还是印染厂、造纸厂、电镀厂等产生的化工污泥脱水，都具有非常好的适用性。
而离心式脱水机适用于分离含固体径粒5μm的悬浮液，对浓度、颗粒变化范围较大的悬浮物脱水尤为适合。
郑州洪威的污泥处理工程师建议，对浓度大、粘度大、易于分离的污泥脱水建议优先选择压滤机。
工作原理：压滤机与离心机都是进行脱水的设备，但污泥压滤机是通过机械产生的压力，对污泥进行压榨，从而使固液分离；而离心机是利用旋转产生的加速度比重力加速度大，使固体和液体分离。
离心机的转速高，产生的离心力大，则污泥的脱水程度也比较高。
设备成本：相对于压滤机，污泥离心机的采购成本较高，后期维护费用也比较高。
污泥脱水效果：离心机的污泥处理效率非常高，离心力可根据离心机的转速进行调整，从而对污泥进行不同程度的脱水，对污泥的脱水效果比较好，但不是所有的污泥都适合离心机脱水，所以客户在选择污泥脱水设备前，首先要咨询厂家这种泥质是否适合用离心机。
压滤机作为最主流的污泥处理设备，具有带式压滤机、板框压滤机、隔膜压滤机等不同种类，特点各异。
如带式压滤机对污泥处理的效率也非常高，常在大型污水处理厂使用，板框压滤机是污泥脱水最彻底的处理设备之一，经过板框压滤机压干后，污泥泥饼含水率可达到40%以下，隔膜压滤机，因为其特殊的隔膜设置，能用较低的能耗持续产生较强的压榨力，使污泥在较低的处理成本下就能得到干燥的泥饼。
郑州洪威作为一家环保企业，为排污企业供应污泥离心机、污泥压滤机等污泥脱水设备，另外还提供污泥堆肥处置、污泥焚烧做建筑材料、供暖等技术支持，可为客户设计成套的污泥处理方案，并供应相应的配套污泥处理设备。
各类脱水机的比较
大（需经常调滤网、更换滤网）
运行效果比较
自动化程度
高：连续操作、自动控制，可做到智能化无人管理
相对较低，需人工辅助管理。
现场环境条件
好（密闭管道式）
较差（敞开式）臭味大，产生二次污染。
脱水泥饼含固量
高
偏低
使用离心机能节省泥饼处置费用
分离效果稳定性
好：（参数调节后由系统自动控制）
稍差：（人为因素影响大）
4）在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一般混合污泥脱水时的加药量为：2～4kg/t[干泥]，污泥回收率为95％以上，脱水后泥饼的含水率为65%-75%左右；而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于4kg/t[干泥]，污泥回收率为90%左右，脱水后泥饼含水率80%左右。
5）离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2 kW/m3，运行时噪音为76-80db，全天24h连续运行，除停机外，运行中不需清洗水；而带机每立方米污泥脱水耗电为0.8 kW/m3，运行时噪音为70～75 db，滤布需松弛保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布；
6）离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好．会造成泥浆四溢。
2、优缺点对比
方 法
优 点
缺 点
适 用 范 围
机
械
脱
水
带式压滤机
1) 连续脱水
2) 机械挤压
1) 脱水能力大
离心脱水机、带式压滤机、框板压滤机费用比较
离心脱水机、带式压滤机、板框压滤机的费用比较工作原理1、板框式污泥脱水机：在密闭的状态下，经过高压泵打入的污泥经过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。
2、带式污泥脱水机：由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，从而实现污泥脱水。
调理好的污泥进入带式污泥重力脱水区，在布料机构和疏料机构的共同作用下，随滤带向前运动并在重力作用下，脱去污泥的空隙水。
当污泥随滤带运行至重力脱水区末端时，通过翻转机构进入带式污泥的楔形脱水区，在楔形脱水区，污泥被两条滤带形成的楔压力预压，进一步脱去污泥的空隙水。
经重力脱水和楔压脱水的污泥进入低压区和高压区压榨脱水，压力区由低压多孔辊和高压辊组成，滤带裹着污泥缠绕在压力辊表面运行，由于压力辊直径是由大到小排列的，所以滤带对污泥施加的压力是由小到大逐步提高的，这符合污泥的脱水特性。
经压榨脱水后的滤饼成固形物被刮泥刀刮落并排出整台污泥除起骨架作用的机架外，驱动装置驱动两条滤带环形连续运动，张紧装置负责张紧滤带形成对污泥的压榨力；清洗装置负责清洗滤带上的残留渣，保证滤带高效率工作；自动纠偏装置负责确保滤带在运行过程中自动纠正轴向偏移量；滤液接盘的作用是收集压榨脱水产生的滤液；而辊系包括压力辊、驱动辊、张紧辊、纠偏辊、卸料辊和导向辊等，支撑着滤带并让滤带周而复始地重复着各种功能。
3、离心式污泥脱水机：由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒，在高速旋转产生的离心力下，产即被甩入转鼓腔内。
由于比重不一样，形成固液分离。
污泥在螺旋输送器的推动下，被输送到转鼓的锥端由出口连续排出；液环层的液体则由堰口连续“溢流”排至转鼓外靠重力排出。
离心式污泥脱水机主要由转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统等组成。
离心式污泥脱水机是利用固液两相的密度差，在离心力的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。
离心机、带机比较
离心机和离带式压滤机相比过去，国内城市污水处理厂的污泥（浓缩）脱水，绝大部分都采用带式压滤机（以下简称带机），离心机因其噪音大、能耗高、处理能力低而很少采用，然而，最近几年来，卧螺式离心机（以下简称离心机）的应用大有超过带式压滤机之势。
在国外，卧螺离心（浓缩）脱水机的应用很普遍，而在国内，卧螺式离心机的推广主要得益于离心机厂家成功的市场营销。
国外采用离心机的主要原因是其脱水后含固率高，可达30％以上，而国内由于污泥处置费用不高，对含固率要求也不高，一般只要求超过20％，这样国外供给国内的离心机的材质和加工精度降低一个档次仍能满足要求。
由于国内部分设计人员对采用离心机的认识模糊，选用离心机而对其处理后含固率仍与带机要求相同，这样离心机就失去了其竞争优势。
国内许多设计院或用户常常忽视了这一点。
下面笔者根据带机和离心机的使用调查情况，结合设计经验，就污泥浓缩脱水设备的选型问题作以下探讨。
1 带机与离心机的理论比较由于带机为污水处理厂污泥脱水的主流，因此离心机的优点主要建立在与带机的比较上，离心机厂商认为，离心机对带机来说，具有如下优点：①卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于役有滤网，不会引起堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷；②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对剩余活性污泥需投药量大且脱水困难；③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求较高；④在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一般混合污泥脱水时的加药量为：1.2kg／t[干泥]，污泥回收率为95％以上，脱水后泥饼的含水率为65％－75％左右，而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于3kg/L［干泥］，污泥回收率为90％左右，脱水后泥饼含水率80％左右；⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2kw／m3，运行时噪音为76－80db，全天24h连续运行滁停机外，运行中不需清洗水；而带机每立方米污泥脱水耗电为0.8kw／m3，运行时噪音为70－75db，滤布需松驰保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布；⑥离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好，会造成泥浆四溢；⑦离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3a以上；而带机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，价格昂贵；⑧运行费用的计算。
污水处理厂污泥脱水设备的技术对比
污水处理厂污泥脱水设备的技术对比！通常污水处理厂采用污泥浓缩和污泥脱水两步工艺对污泥进行减容减量。
含水率大于98％的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至96％左右，以减少污泥体积，有利于后续处理。
污泥浓缩主要通过重力浓缩池的方式提高出泥的含固率，但通过浓缩池，体积与浓缩时间成正比，且污泥长时间静置浓缩，其中的有机物容易在微生物的作用下腐败发臭，影响污水处理厂的卫生环境。
因此，一般通过重力浓缩将含水率降至94—96%后，需要一种脱水效率更高的机械脱水工艺对污泥进行进一步的处理，使污泥脱水失去流态，含水率降至80％以下，便于污泥处置时的运输。
一、脱水机的技术对比1、带式压滤机带式压滤机通过直接施加在滤布上产生的压力或张力使污泥脱水，其消耗动力少，以成熟可靠的技术和较为低廉的投资运维费用为优势，取得了较高的市场占有率。
带式压滤机可将出泥含水率降至75～90%，对进泥的絮凝效果要求比较高，需加药调理改性，增加物料渗透性，以达到污泥脱水效果，设备运行状态受进泥含水率和加药影响较大。
其运行噪音为70-75dB，耗电量为0.8W/m3，设备占地面积较大，对层高有要求，由于设备结构为敞开式，无法避免水和气泄漏，车间工况较差。
带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。
但其滤布结构需定期松弛保养，不仅限制了设备不能连续运行，而且在运行过程中需持续消耗高压水冲洗。
单面脱水，脱水面积小。
聚酯网材料滤带只能承受10公斤/厘米的张力，最高只相当于1公斤/厘米的压强，难以承受瞬间高压强造成的形变累计，导致滤带鼓包，直至破裂。
聚酯网网孔大，故絮凝剂用量较大，否则透滤。
实际运行过程中存在进料不均匀引起的滤带受力偏移，造成横向和纵向的跑泥，从而影响脱水效果，因此对于操作人员的技术水平有要求，维护人工成本投入较高。
2、离心脱水机离心机种类很多，污泥处理中主要使用卧式螺旋卸料转筒式离心机。
适用于比重有一定差别的固液相分离，尤其适用于含油污泥、剩余活性污泥等难脱水污泥的脱水。
卧螺离心机与2m带式压滤机的运行比较
卧螺离心机与1.5m带式压滤机的运行比较处理造纸污水污泥量每天30TDS/d，离心机与2m带式压滤机的运行比较①消耗电功率的比较（1）不设浓缩池仅在脱水机房设一个均质化的储存池450-800m3，储存5-8h，储存池底部污泥浓度为1.2-2.0%，平均浓度为1.5%。
30TDS/d按浓度1.5%为2000m3/d，每天工作24小时需要91m3/h，有二台LW550×2350卧螺离心机就可以完成任务。
单台离心机处理量为55m3/h，出绝干泥825kgDS/h，功耗是49kw，每吨干泥的功耗是59.4kw/TDS，30TDS/d总耗电功率1782kwh；如果选用1.5m带式压滤机，每台处理量为20-30m3/h，出干泥225kgDS/h，要求3台带式压滤机才能完成任务。
单台套1.5m带式压滤机（含辅助设备）消耗功率为24kw，则每吨干泥功耗是80kw/TDS，30TDS/d总耗电功率2400kwh。
（2）设置浓缩池情况下，池底污泥浓度为4-5%，平均按4.5%计算，每天30TDS/d，污水量为667m3/d，每小时污水量为31m3/h。
如果仍然选用LW550×2350卧螺离心机每小时处理45-48m3/h，出干泥2.03-2.16TDS/h，同样耗电49kw/h，每吨干泥耗电23.4kw/TDS，一台离心机14h即完成任务，30TDS/d消耗电功率702kw。
如果选2m带机每小时污水量为8-15m3/h，出干泥0.36-0.675TDS/h，平均0.51TDS/h，要3台带机20小时工作，耗电19.2-27.8kw/TDS，平均23.5kw/TDS，30TDS/d消耗电功率705kw。
由此可见，当进泥浓度＜3%时，每吨干泥消耗电功率：带式压滤机＞离心机，当进泥浓度≥4.5%时，每吨干泥消耗电功率相当②占用厂房面积的比较（1）LW550×2350卧螺离心机占地面积5m×12m=60m2，含泵基础和加药装置基础。
论卧螺离心机与带式压滤机的优缺点
电耗的差异并不是离心机厂商宣称的那样，实际上离心机电耗要远远大于带机。
离心机的噪音，很刺耳，而带机的噪音不在机器本身，主要是冲洗水的声音，声音感觉比离心机要好得多；运行时间理论上带机也能24h运行，当然带机连续运行没有离心机可靠。
2.5 机器的寿命问题
前述第⑦条：质量好的带机其轴承寿命都超过20a，与主机寿命差不多，滤带确实需要常更换，滤带一般能连续进行2000h操作，如果间断运行，保养良好也是2－3a更换一次，不管是国产还是进口带机，滤带一般都可用国产滤带代替，因此更换滤带成本并不高，而卧螺离心机目前国产设备较进口设备差距较大，如果更换螺旋，必须是国外原产的，因此这将会带来很多麻烦，更换成本很高。
卧螺离心机：药费为2400元/d；电费为199.8元/d；水费为0元/d；则离心机的日运行费用为∑=2599.8元／d。
运行费差额：900元／d，1a以360d计，△=900元／d×360d=324000元人民币。即1a运行费带机比离心机多32.4万元人民币。
因此，离心机厂商根据上述分析，得出如下结论：污泥脱水从原理上分析，采用离心机比带机更合适；离心机由于分离效率高，对污泥的絮凝要求比带机低，所以药耗低，运行费用低月收率和脱水效果好，建议采用卧螺离心机。
以8×104t/d的污水处理厂为例，干污泥量为10t/d，进泥含固量为3％（浓缩后污泥），泥浆量为333m3／d，脱水后污泥含固率＞20%。计算得：
带式压滤机：药费为3200元/d；电费为133. 2元/d；水费为166.6元/d。则带机的日运行费用为∑=3200+1332+166.6＝3499.8元／d。
药剂投加量，是有争议的，带机厂商也会说，他们的带机药剂投加量也少，笔者设计的某15×104t/d城市污水处理厂，采用的是卧螺离心机脱水，投产后每吨干污泥的实测耗药（PAM）量为 1.7－2.0kg，是比较低的。资料显示，上海某污水厂也作过带机脱水耗药量试验，城市污水每吨干污泥的药剂也在20kg左右。由于各厂污泥性质有所不同，很难说带机药耗就比离心机高多少。
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离心机与带式压滤机的比较
离心机是继板框压滤机和带式压滤机之后，又一代新型先进的污泥脱水设备，在国外早已是污泥脱水的首选设备。
它与带式机相比，有着独特优点，具体体现为：
①卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于没有滤网，不会引起
堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲
刷；
②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对油性、
粘性、剩余活性污泥需投药量大且脱水困难；
③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自
动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度
变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求
较高；
④在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一
般混合污泥脱水时的加药量为：3-5kg／t[干泥]，污泥回收率为95％
以上，脱水后泥饼的含水率为70％－85％左右。
而带滤机由于滤带不
能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形
成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于5kg/t［干泥］，污泥
回收率为90％以上，脱水后泥饼含水率80％左右；
⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.5kw／m3，运行时噪音为小于
85db，全天24h连续运行除停机外，运行中不需清洗水；而带机每立
方米污泥脱水耗电为0.8kw／m3，运行时噪音为80db，滤布需松驰
保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布；
⑥离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，
整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和
进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性
差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好，会造成泥浆四溢；
⑦离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年
以上，进口名牌轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行，正常的保
养后可大大延长维修周期；而带机易损件轴承数量比离心机多数倍外，
滤带也需更换，价格昂贵，冲洗泵，空压机，污泥调理器也需要常维护，
劳动强度大。
⑧运行费用的计算。
在进行离心脱水与带式压滤脱水运行费用比较时，采用
如下算法：
例如如：
带机投药量7kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以0.8kW／m3泥浆计，冲洗水：污泥浆为1：2；离心机投药量以5kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以1.5kw／m3泥浆计，冲洗水以0计，电费1.5元／kw，水费5元／m3，药费60元／kg。
泥浆量为30X16m3／d，脱水后污泥含固率≥20%，湿泥19.2t。
计算得：
带式压滤机：药费为1612.8元/d；电费为576元/d；水费为1200元/d。
则带机的日运行费用为∑=1612.8+576+1200＝3388.8元／d。
卧螺离心机：药费为1152元/d；电费为1080元/d；水费为0元/d；则离心机的日运行费用为∑=2232元／d。
运行费差额：1156.8元／d，1年以300d计，△=1156.8元／
d×300d=347040元人民币。
即1年运行费带机比离心机多34.704万元人民币。
因此，根据上述分析，得出如下结论：采用离心机比带机更合适；离心机由于分离效率高，对污泥的絮凝要求比带机低，所以药耗低，运行费用低月收率和脱水效果好，建议采用卧螺离心脱水机。