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。
离心机厂商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:假设:带机投药量4kg/(t[干泥])计,单机处理电耗以0.8kW/m3泥浆计,冲洗水:污泥浆为1:1;离心机投药量以3kg/(t[干泥])计,单机处理电耗以1.2kw/m3泥浆计,冲洗水以0计,电费0.5元/kw,水费0. 5元/m3,药费80元/kg。
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。
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。
2 对带机与离心机实际使用情况分析本人根据自己多年的设计经验和对卧螺离心机用户的调查,对上述离心机的优点——进行考证,下面分别进行分析:前述第①条、第⑥条,情况确实如此。
但对其余各条,笔者有不同看法。
2.1 适用介质问题离心机并不适用于各类污泥。
经调查,离心机不适用含粉煤灰等无机成份较多的污泥,因为粉煤灰经过离心分离,附着在离心机内壁较难去除,离心机刮泥刀遇到很大阻力,从而导致泥进去后就出不来。
我国北方某城市污水处理厂就出现这种情况,离心机没法正常运行,不得不改成带机,造成很大损失。
2.2 进科的控制问题前述第③条:离心机可根据进料浓度变化自动调整转差和扭矩,带机要手动调整,事实上是因为进料浓度的变化对离心机影响较大[1],而对带机的影响较小。
2.3 固体回收率及加药量的问题前述第④条:离心机的固体回收率确实比带机高[1],但这并不是说带机固体回收率低就不能用,事实上滤波还得回流到前面,与污水厂进水一道重新进行处理。
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。
2.4 电耗问题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。
2..6 投资问题从投资上看,上述带式一体机若为进口高档次产品,全套约20万美元,国产则更低,而上述一套离心浓缩脱水机约30万美元,由于产品档次差异或其他具体原因,价格会有所出人,但是一般来讲,相同档次的产品,离心机价格要比带滤机高,然而,由于离心机占地少,污泥浓缩脱水间土建费用可节省一些,两者基本相互抵消,也就是说带机与离心机投资费用相差不多。
3 结语从以上分析我们可以得出如下结论:离心机的优点是出泥干、全密闭运行环境好。
不需冲洗水,带机的优点是节省电耗、噪音小。
因此污泥(浓缩)脱水是采用离心机还是带机,一定要具体问题具体分析,切不可盲目跟风。
国产离心机与进口离心机对比1、前言卧式螺旋推料沉降式离心机简称卧螺离心机,是目前在食品、医药、化工等行业及废水处理等领域中广泛应用的、理想的固液分离设备之一。
离心机高效、可靠的性能是产品质量、产量、回收率的有效保证,同时离心机的合理设计和操作维护是保证离心机高效运行的关键。
近几年来,随着我国大型市政污水处理厂的大量兴建,卧螺离心机在市政污泥脱水领域的应用逐年增多,一些国外品牌的卧螺离心机纷纷涌入中国市场,国内的一些厂家也推出自己的产品,以较低廉的价格进入市场。
目前,进口设备是国产设备价格的2倍左右,价格差距很大。
但进口机在国内的应用仍然占有很大的比重,尤其是在工业及市政污水处理中的污泥脱水领域,特别是一些新建的市政污水处理厂,进口卧螺离心机占有较大比重。
本文就此情况从技术性能上对进口和国产的数家卧螺离心机进行逐一分析,找出其中的原因。
2、卧螺离心机的结构及工作原理卧螺离心机是依靠固液两相的密度差,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。
图1所示为卧螺离心机结构简图。
转鼓前方设计有一个锥段,根据物料性质的不同,按照设定的速度高速旋转,物料在转鼓内壁以设计速度旋转,沿着转鼓壳体形成一同心液层,称为液环层。
物料内所含的固体在离心力的作用下沉积到转鼓壁上,再通过螺旋的运转将干物料推出转鼓。
转鼓的运转速度直接决定分离因数,而螺旋的速差则直接影响被输送到转鼓外的固体含水率。
它对处理量、停留时间和固体排出都有直接影响。
3、国内外卧螺离心机发展状况及市场情况我国生产离心机至今已有20余年的历史,开始大多是立式离心机和其他形式的推料或过滤离心机,卧螺离心机是近几年随着污水处理工程的增多才大量开始研制和生产的机型。
目前,国内生产卧螺离心机的厂家有:张家港市离心机制造厂,重庆江北机械厂,广州重型机械厂、湘潭离心机厂、解放军4819工厂、浙江青田特种设备厂、南京绿洲机械厂、上海化工机械厂、上海离心机械研究所等十余家企业,其中在行业内具有代表性的企业有:重庆江北机械厂、解放军4819工厂、上海离心机械研究所等。
其技术有一部分主要来源于直接与国外离心机公司的技术合作、引进以及生产,如与法国坚纳(Guinard),德国洪堡(Humboldt)等公司的合作。
另有一部分厂家的技术主要源于自主开发,或对国外技术进行引进、消化和吸收的基础上逐步发展起来的,但仍有一部分停留在模仿国外公司的技术上,基本上属于对国外技术的简单翻版,缺少自主创新。
目前在我国常见的进口卧螺离心机厂家主要有:较早进入中国市场的瑞典的阿法拉伐(Alfa Laval)、德国维斯伐利亚(Westfalia)、福乐伟(Flottweg)、洪堡(Humboldt),意大利的贝亚雷斯(Pieralisi)、日本巴工业公司等,以及近期进入中国的瑞典诺克森(NOXON)、法国坚纳(Guinard)等公司,产品主要集中在市政以及工业污水处理中的污泥脱水领域。
主要技术特点基本相同,但在技术细节上存在较大的差异。
4、国内外卧螺离心机技术对比:(1)材料 目前国内与国外设备中,主要部件都采用不锈钢制造,尤其是转鼓与螺旋部分全部采用不锈钢,只有少数国外厂家可针对不同的处理对象及介质的要求,采用适合的材质,如对于市政污水处理和无腐蚀性场合,采用高强度碳钢防腐,避免了过度设计,大大降低了制造成本,通过十余年的实践证明,在市政污水处理中采用碳钢防腐的材质是完全可行的。
(2)高干(效)型机型设计 所谓高干(效)型机型是国外较常用的叫法,国内则习惯称为浓缩脱水一体化机。