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        安哥拉地區(qū)中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

        2016-12-28 13:26:54中國水利水電第十三工程局有限公司
        大陸橋視野 2016年16期
        關(guān)鍵詞:脫水機(jī)板框安哥拉

        韓 亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

        安哥拉地區(qū)中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

        韓亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

        對目前安哥拉自來水廠污泥的處理方式及必要性進(jìn)行了說明,并對污泥處理系統(tǒng)的的組成及其運(yùn)行管理要求進(jìn)行較為詳細(xì)的分析。

        水廠;污泥處理;設(shè)備

        一、 國內(nèi)常見的水廠污泥處理方式介紹

        (一)水廠污泥處理的必要性

        通常城市自來水廠采用地表水作為水源,在生產(chǎn)自來水的過程中產(chǎn)生了大量的污水,污水來自沉淀池的排泥水和濾池的反沖洗廢水。其中包括了濃縮后的懸浮物、有機(jī)物和作為藥劑加進(jìn)去的混凝劑,個(gè)別地方還要加入高分子絮凝劑。如果這些污水不經(jīng)過處理直接排放,不但污染了水體,還會(huì)造成巨大的水資源浪費(fèi)。

        在國內(nèi)經(jīng)歷過先污染后治理的過程,現(xiàn)在在安哥拉的水廠項(xiàng)目上更需要借鑒這一過程,要做到“干凈的生產(chǎn)過程”,那水廠的污泥處理是必不可少的一環(huán)。

        下面我們對幾種污泥脫水的方法做一些比較,通過這幾年在安哥拉水處理項(xiàng)目的實(shí)踐,推薦幾種我認(rèn)為適合這個(gè)市場的污泥處理方法給大家。

        (二)機(jī)械法污泥脫水方式介紹

        常用的幾種機(jī)械污泥脫水方式有:板框式壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心式脫水設(shè)備。

        1.板框式污泥脫水機(jī):在密閉的狀態(tài)下,經(jīng)過高壓泵打入的污泥經(jīng)過板框的擠壓,使污泥內(nèi)的水通過濾布排出,達(dá)到脫水目的。

        2.帶式污泥脫水機(jī):由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層,從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過,依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力,把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來,從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。

        3.離心式污泥脫水機(jī):由轉(zhuǎn)載和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成,污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒,在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力下,泥水混合物即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。由于比重不一樣,形成固液分離。污泥在螺旋輸送器的推動(dòng)下,被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端由出口連續(xù)排出;液環(huán)層的液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外靠重力排出。

        以上的幾種污泥脫水設(shè)備在國內(nèi)使用的都很廣泛,板框式污泥脫水機(jī)和帶式污泥脫水機(jī)在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家很多,比如景津環(huán)保股份有限公司的板框壓濾機(jī),江蘇一環(huán)、江蘇天雨環(huán)保和無錫通用的帶式污泥脫水機(jī)都達(dá)到了世界先進(jìn)水平。離心式污泥脫水機(jī)主要的生產(chǎn)廠家還是以歐美進(jìn)口產(chǎn)品為主,目前主導(dǎo)市場的有Alfa Laval(阿法拉伐)、Flottweg(福樂偉)和Westfalia(韋斯伐里亞)。

        (三)自然法污泥脫水方式介紹

        利用露天干化場使污泥自熱干化,是污泥處理最經(jīng)濟(jì)的方法。但由于自熱干化脫水受場地、環(huán)境等地理?xiàng)l件的限制,僅適用于氣候干燥、相對地域面積較大且用地方便、環(huán)境條件許可及處理規(guī)模較小的地區(qū)。

        自熱干化是將污泥排放到砂場上,利用太陽的熱能和風(fēng)的作用使污泥中的水分得到自熱蒸發(fā),同時(shí)部分水通過砂層自熱排走。在雨季時(shí)通過給污泥干化床加裝遮蓋物的辦法,減少雨水對干化床的影響。

        二、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉的使用情況調(diào)查

        (一)安哥拉水廠污泥處理的現(xiàn)狀

        目前公司在安哥拉在建和完工的水處理廠都建有污泥處理設(shè)備,主要采取自然干化法處理污泥。

        其它安哥拉國家供水局管理的老舊水廠也都在陸續(xù)改造水廠的污泥處理設(shè)施,如利用世行貸款進(jìn)行的UIGE(威熱)老水廠和新水廠改造、Lubango(盧班戈)供水系統(tǒng)改造一期項(xiàng)目、Luena(盧埃納)新建供水系統(tǒng)和Caxito(卡西圖)新建供水系統(tǒng)等多個(gè)項(xiàng)目都采用了自然干化法處理污泥。

        羅安達(dá)供水局新建的羅安達(dá)新水廠Q1(250000T/d)項(xiàng)目、Q2(250000T/d)項(xiàng)目采用的是離心脫水法。

        (二)業(yè)主對水廠污泥處理的要求

        安哥拉地處非洲西海岸,原是葡萄牙殖民地,業(yè)主聘請的監(jiān)理工程師大多來自歐洲和中東地區(qū),特別是葡萄牙地區(qū)最多。

        監(jiān)理工程師在環(huán)保的問題上原則性很強(qiáng),有些項(xiàng)目上原招標(biāo)文件里沒有污泥處理的要求,在污泥處理上監(jiān)理工程師往往會(huì)主動(dòng)要求增加這一塊的費(fèi)用。

        監(jiān)理工程師對污泥處理的方式和對應(yīng)需要使用的設(shè)備都比較清楚,要求項(xiàng)目部使用機(jī)械法污泥脫水處理工藝,并且根據(jù)他們掌握的信息給項(xiàng)目部一些脫水機(jī)的介紹資料和產(chǎn)品樣本。

        三、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性的比較。

        下面結(jié)合安哥拉的實(shí)際狀況,從三個(gè)方面對各種污泥處理方式做一些比較。

        (一)實(shí)用性對比

        機(jī)械法污泥脫水方式是目前國內(nèi)水廠采用最多的污泥處理方式,大小水廠均有大量使用,在安哥拉使用的還不普遍,只有個(gè)別新建項(xiàng)目準(zhǔn)備采用這種工藝。

        自熱法污泥處理方式是目前安哥拉較普遍的水廠污泥處理方式,安哥拉全年分旱、雨兩季,5~9月為旱季,平均氣溫?cái)z氏24度,相對涼爽,潮濕無雨;10~4月(次年)為雨季,氣候炎熱,氣溫高、濕度大。這樣的天氣對采用污泥干化床處理污泥非常有好處,在后期的水廠建設(shè)中,我們在干化床的設(shè)計(jì)上增加了雨棚支架,下雨的時(shí)候可以帆布雨棚照起來,這樣可以減少雨水對污泥的影響。

        2-5WT以下的小水廠每周一次把濃縮池的污泥放到干化床來,一般在旱季的時(shí)候2-3天泥漿基本能干,5-10次后需要人工清理一次干化床。

        每10000T的水量按照150-200平方米的面積配置干化床,一用一備設(shè)置,水量大的水廠可以多配置幾組輪流使用。一般安哥拉水廠建設(shè)的地點(diǎn)周邊都比較空曠,土質(zhì)是以砂質(zhì)土壤為主,滲水性非常好。通常可以在水廠一角推出一塊空地來,即作為日后污泥儲(chǔ)存的地方,也可以臨時(shí)做濃縮池的排放點(diǎn)用。

        在安哥拉的小規(guī)模水廠上,自熱法污泥處理方式是非常實(shí)用的選擇。相比更復(fù)雜的機(jī)械法污泥處理工藝,自然法處理不需要機(jī)械設(shè)備、電力保障、藥劑投入,并且當(dāng)?shù)毓と撕芸炀涂梢哉莆詹僮鬟^程。

        5WT以上的大水廠推薦采用機(jī)械法污泥脫水方式,在三種脫水設(shè)備中推薦采用離心法污泥脫水工藝。主要是因?yàn)椋?/p>

        1.歐洲在污泥處理工藝上更多的是采用離心脫水技術(shù),監(jiān)理和業(yè)主更傾向于這種技術(shù)。

        2.離心脫水機(jī)歐美的品牌很多,在設(shè)備文件報(bào)批、詢價(jià)比價(jià)容易、采購渠道很多、安裝服務(wù)便捷、備件采購和維修服務(wù)相對要容易一些。如果使用板框脫水機(jī)或帶式脫水機(jī),大多數(shù)是國產(chǎn)的產(chǎn)品,生產(chǎn)廠家的資料文件最多是英語的,很難找到葡語的資料。國產(chǎn)的這些設(shè)備在國內(nèi)的維修還可以,但是賣到了安哥拉來,如果壞了基本就是一堆廢鐵。

        3.離心脫水工藝的自動(dòng)化程度很高,從配置PAM到離心機(jī)開機(jī)、進(jìn)泥、泥的外運(yùn)、停止進(jìn)泥后的沖洗到整個(gè)系統(tǒng)停下來,基本是全自動(dòng)控制的。在現(xiàn)場操作的當(dāng)?shù)毓と藦膸讐K液位儀和流量儀上就可以判斷出是不是需要開機(jī)和停機(jī)了。如果采用板框脫水機(jī)它的濾框給料口在平時(shí)運(yùn)行的時(shí)候很容易出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象,相應(yīng)的濾餅很不好取出。濾布也經(jīng)常需要人工清理;如果采用帶機(jī)它是利用濾帶使固液分離,為防止濾帶堵塞,需高壓水不斷沖刷,多數(shù)時(shí)間還需要人工進(jìn)行清理作業(yè),這些都給日后的運(yùn)營帶來不穩(wěn)定因數(shù)。

        (二)經(jīng)濟(jì)性對比

        2-5WT以下的小水廠,如果采用機(jī)械法污泥處理工藝最少需要600-900W人民幣的設(shè)備綜合費(fèi)用(含國內(nèi)采購、海運(yùn)、安哥拉清關(guān)、現(xiàn)場安裝調(diào)試),如果采用自然法基本不用花錢。

        5WT以上的大水廠,從一次性投資算:采用機(jī)械法污泥處理工藝最便宜的是帶機(jī)、其次是壓濾機(jī)、最貴是離心機(jī),根據(jù)測算假設(shè)帶機(jī)是1,壓濾機(jī)最少要1.5倍的費(fèi)用、離心機(jī)最少要2~2.5倍的費(fèi)用。

        從2年的維護(hù)運(yùn)營算(在安哥拉通常需要建設(shè)方運(yùn)營1~2年,考慮到業(yè)主用各種理由推遲驗(yàn)收的時(shí)間,項(xiàng)目部最少要考慮2年的運(yùn)營時(shí)間):離心機(jī)花費(fèi)是最少的,在這段時(shí)間內(nèi)幾乎沒有需要更換的設(shè)備;帶機(jī)壓濾機(jī)都有備件需要更換或維修。

        (三)可維護(hù)性對比

        離心機(jī)易損件為軸承和密封件,卸料螺旋推料器的維修周期一般在3年以上,進(jìn)口名牌軸承和密封件可保證設(shè)備長時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)行,正常的保養(yǎng)后可大大延長維修周期;而帶機(jī)易損件軸承數(shù)量比離心機(jī)多數(shù)倍外,濾帶也需更換,價(jià)格昂貴,沖洗泵,空壓機(jī),污泥調(diào)理器也需要常維護(hù),勞動(dòng)強(qiáng)度大。

        板框式壓濾機(jī)是通過板框的擠壓,使污泥內(nèi)的水通過濾布排出,達(dá)到脫水目的。它主要由凹式濾板、框架、自動(dòng)-氣動(dòng)閉合系統(tǒng)、側(cè)板懸掛系統(tǒng)、濾板震動(dòng)系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、高壓液壓系統(tǒng)、濾布高壓沖洗裝置及機(jī)身一側(cè)光電保護(hù)裝置等構(gòu)成。設(shè)備復(fù)雜內(nèi)部工藝連鎖多,當(dāng)?shù)毓と撕茈y在短時(shí)間內(nèi)掌握,加上工人的流動(dòng)性大,維護(hù)成本增加。

        四、 Luena(盧埃納)供水項(xiàng)目在污泥脫水技術(shù)上的選擇

        Luena(盧埃納)水廠設(shè)計(jì)規(guī)模13200T/d,是公司以EPC方式承建的一個(gè)供水項(xiàng)目,采用的污泥脫水技術(shù)是板框式污泥脫水工藝。

        項(xiàng)目部準(zhǔn)備采用景津環(huán)保股份有限公司的板框式壓濾機(jī),預(yù)計(jì)設(shè)備綜合費(fèi)用在700W人民幣左右(含國內(nèi)采購、海運(yùn)、安哥拉清關(guān)、現(xiàn)場安裝調(diào)試),當(dāng)時(shí)圖紙已報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn),設(shè)備還沒有報(bào)批。項(xiàng)目部在多次參觀國內(nèi)的水廠后,發(fā)現(xiàn)該種設(shè)備非常復(fù)雜,有水路、氣路、油路還有電路需要控制。維修的備件多、維修的工藝不好掌握,景津公司在安哥拉沒有辦事處和售后網(wǎng)點(diǎn),靠項(xiàng)目部的技工很難完成2年的維修期運(yùn)行保障工作。

        項(xiàng)目部在實(shí)際調(diào)查了KUITO 水廠后,考慮將機(jī)械法污泥脫水工藝改成自然法污泥脫水工藝。項(xiàng)目部一方面組織國內(nèi)設(shè)計(jì)單位重新出計(jì)算和出污泥干化床的圖紙,一方面組織兩者的對比文件。

        在和監(jiān)理的交涉中,我們把詳細(xì)的板框脫水工藝流程圖、設(shè)備配置表、配電柜和PLC控制系統(tǒng)圖紙給監(jiān)理看;把在國內(nèi)水廠使用中出現(xiàn)問題的照片也拍攝下來發(fā)給監(jiān)理;并且?guī)ПO(jiān)理去看了KUITO水廠的干化床實(shí)例,逐漸讓監(jiān)理改變了想法,最終同意我們更換污泥處理工藝。

        原脫水泵房建議改成倉庫使用,前面的污泥處理工藝得到保留,污泥從污泥池提升到濃縮池;濃縮池進(jìn)過勻質(zhì)池后利用自然高差排到干化床,從勻質(zhì)池增加一根到臨時(shí)排放場的應(yīng)急排放管。

        總體上來看,一方面為公司節(jié)省了100W美元的費(fèi)用;另一方面沒有了復(fù)雜的機(jī)械污泥脫水系統(tǒng)后,2年的運(yùn)行比較順利,同時(shí)也為后期的移交奠定了條件。

        五、 集團(tuán)公司日后在海外給水項(xiàng)目污泥處理上的意見和建議

        隨著國家一帶一路戰(zhàn)略的實(shí)施,目前集團(tuán)公司在海外的給水項(xiàng)目越來越多?,F(xiàn)在非洲和其它第三世界國家的給水項(xiàng)目和80-90年代時(shí)候又有很大的不同,從僅僅決解有水喝的問題,逐步發(fā)展到要求工藝先進(jìn)、自動(dòng)化程度高和更高的環(huán)保要求。

        安哥拉給水市場經(jīng)驗(yàn)看,非洲的小水廠在污泥處理工藝上建議采用:從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——干化床自然干化的流程。

        大水廠或者是業(yè)主監(jiān)理堅(jiān)持用機(jī)械法污泥處理的水廠,在污泥處理工藝上建議:從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——儲(chǔ)泥池污泥儲(chǔ)存——離心脫水機(jī)污泥脫水的流程。

        在離心機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備采購上建議:離心機(jī)系統(tǒng)主機(jī)采購歐美品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品:如Alfa Laval(阿法拉伐)在昆山生產(chǎn)的產(chǎn)品、ANDRITZ (安德里茨)在佛山生產(chǎn)的產(chǎn)品。輔助設(shè)備螺桿泵采購歐洲品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品:如NETZSCH(耐馳)在蘭州生產(chǎn)的產(chǎn)品、MONO(莫諾)在上海生產(chǎn)的產(chǎn)品;PAM溶解裝置采購歐洲品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品:如GRUNGFOD(格蘭富)在蘇州生產(chǎn)的產(chǎn)品、Prominent(普羅名特)在大連生產(chǎn)的產(chǎn)品。

        以上這些設(shè)備都有完整的中、英、法、葡、西語的資料、質(zhì)量證明文件和說明書。在價(jià)格上面,經(jīng)過國內(nèi)市場的充分競爭后價(jià)格比在歐洲采購便宜很多,在交貨期上也比歐洲有競爭力。

        六、結(jié)束語

        目前,安哥拉自來水廠排泥水處理尚屬于起步階段,不僅有關(guān)的理論和生產(chǎn)實(shí)踐研究尚未深入,運(yùn)行管理方面也缺乏經(jīng)驗(yàn),還有大量的工作要做。 水廠排泥水處理的實(shí)施,雖然增加了自來水的運(yùn)行成本,但是環(huán)境工程的實(shí)施有利于水資源的綜合利用,有利于走可持續(xù)發(fā)展的道路,有利于水環(huán)境質(zhì)量的提高,可以減少排泥水直接排入水體所造成對水環(huán)境的負(fù)面影響。從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)來看,有利于水質(zhì)的進(jìn)一步提高,并能帶來潛在的社會(huì)效益和環(huán)境放益。

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