賴樹錦

（佛山市環(huán)境保護(hù)投資有限公司，佛山 528000）

新型冠狀病毒的蔓延性與反復(fù)性使得醫(yī)療污泥產(chǎn)量大幅度增長，如何實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)激增的醫(yī)療廢水污泥的有效處理是值得探討的問題，更是打贏疫情防控戰(zhàn)役的基本要求。《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》[1]將醫(yī)療污泥定義為：醫(yī)院污水處理過程中產(chǎn)生的污泥和化糞池污泥。醫(yī)院污水處理工藝中會(huì)有大約80%以上的病原體，90%以上的寄生蟲卵因處理不徹底流入污水處理系統(tǒng)，成為污泥的主要構(gòu)成。由于醫(yī)院使用大量抗生素及消毒劑，導(dǎo)致其污泥中部分病菌產(chǎn)生抗藥性，因此其部分致病微生物在外界環(huán)境可長期生存，如醫(yī)療污泥不能得到妥善處理，將對(duì)環(huán)境造成極大的安全隱患[2-4]。

根據(jù)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18466-2005）[5]第四項(xiàng)第四條第一條規(guī)定“柵渣、化糞池和污水處理站污泥屬危險(xiǎn)廢物”，然而，目前醫(yī)療廢水治理領(lǐng)域普遍存在“重水輕泥”的現(xiàn)象。由于醫(yī)療污泥處置得不到足夠重視，且國內(nèi)危險(xiǎn)廢物處理處置成本高昂，使得大部分的醫(yī)療污泥得不到妥善處置。醫(yī)療機(jī)構(gòu)通常把醫(yī)療污泥直接排入化糞池，再通過清掏外運(yùn)，甚至有些醫(yī)療機(jī)構(gòu)隨意偷排污泥進(jìn)入城市下水道。由于醫(yī)療機(jī)構(gòu)眾多且分散，規(guī)模大小不一，難以通過集中處理方式規(guī)范處理處置。污泥處置成本通常占醫(yī)療廢水處理成本的26%～36%，通過降低含水率可以有效降低污泥處置及運(yùn)輸成本。因此尋求一種脫水效率高、密封效果好且運(yùn)行成本低的移動(dòng)車載式醫(yī)療污泥脫水技術(shù)及設(shè)備顯得尤為重要。

國內(nèi)較為常見的移動(dòng)脫水設(shè)備主要是帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)和疊螺脫水機(jī)，本文通過對(duì)常用的污泥脫水設(shè)備進(jìn)行深入對(duì)比分析，結(jié)果表明：疊螺脫水機(jī)集疊螺脫水、自動(dòng)制藥、污泥進(jìn)料及輸送為一體，具有脫水效率高、密閉性好、占地少，可現(xiàn)場操作、可移動(dòng)及操作簡便、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，適用于分散式醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)療污泥的前端脫水處理。本文還針對(duì)車載式疊螺機(jī)組成、技術(shù)特點(diǎn)、處理量、處理效果等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

1 污泥脫水工作原理及特點(diǎn)

1.1 帶式壓濾機(jī)

目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用較為廣泛的是帶式壓濾機(jī)。帶式壓濾機(jī)的主要構(gòu)成為上下濾袋、濾袋清洗裝置、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、卸料裝置及相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)等，不僅用于醫(yī)療行業(yè)，也用于電力、化工、電子等行業(yè)。濃縮處理的醫(yī)療污泥配合一定濃度的絮凝劑，于動(dòng)靜態(tài)混合器中充分混合，此時(shí)，醫(yī)療污泥中的一些固體小顆粒會(huì)凝結(jié)成為大的絮狀團(tuán)塊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自由水的分離。絮凝之后的醫(yī)療污泥則被傳輸?shù)綕饪s重力脫水濾帶，基于重力作用分離自由水，此時(shí)獲得的是流動(dòng)狀態(tài)極差的醫(yī)療污泥。在楔形預(yù)壓區(qū)、低壓區(qū)、高壓區(qū)的綜合擠壓下，污泥實(shí)現(xiàn)真正的泥水分離，最終產(chǎn)出規(guī)格統(tǒng)一的濾餅。構(gòu)成部件濾帶調(diào)偏系統(tǒng)主要構(gòu)成部分為氣缸、調(diào)整輥信號(hào)反氣壓、電氣系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)濾帶張力不均調(diào)整、輥筒安裝誤差調(diào)整、加料不均勻調(diào)整等任務(wù)，減少濾帶跑偏風(fēng)險(xiǎn)[6-8]，從而保證壓濾機(jī)能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。濾帶清洗系統(tǒng)主要由噴淋器、清洗水接液盒和清洗罩等三部分組成，用于高壓狀態(tài)下清洗濾帶，其進(jìn)泥含水率一般控制在97.5%以下，出泥含水率一般控制在82%以下。本技術(shù)在低濃度污泥處理中效果較差，且經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備被污泥堵塞的情況。壓濾機(jī)本身密封性不好，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，整體運(yùn)維成本居高不下。

1.2 離心脫水機(jī)

離心脫水機(jī)是利用離心運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行脫水的機(jī)器，也常用于醫(yī)療污泥的處理。借助轉(zhuǎn)鼓與空心轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固液分離處理。離心力作用下，固液分離更高效，而固液分離的根本原因在于固液之間的密度差。污泥離心處理中，由空心轉(zhuǎn)軸將污泥甩入轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)，離心力較大，污泥繼續(xù)進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓腔，大部分污泥會(huì)粘貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，而密度偏小的水分則被甩出形成液體層，此時(shí)就實(shí)現(xiàn)了基本的固液分離。固體層污泥在螺旋輸送器的作用下從出料口排出，液體則從堰口溢流排出。離心機(jī)污泥處理整體結(jié)構(gòu)緊湊，投入成本較低，固體回收率較高；且分離渾濁度較低，其工作環(huán)境相對(duì)密封，衛(wèi)生狀況良好；且無需進(jìn)行介質(zhì)過濾，后期使用及維護(hù)更方便；整個(gè)操作自動(dòng)化進(jìn)行，且無需加入過多的化學(xué)調(diào)理劑，因此比較受歡迎。其缺點(diǎn)是噪音偏大，脫水后污泥含水量較高，脫水效果不夠理想，部分污泥中可能含有一定的砂礫，會(huì)損壞離心機(jī)。

1.3 板框壓濾機(jī)

板框壓濾機(jī)目前應(yīng)用也比較成熟，在前期應(yīng)用中考慮到其間歇操作、基建建設(shè)投資較大的實(shí)際問題，應(yīng)用推廣效果不好。但隨著機(jī)器性能的改良，充分發(fā)揮其過濾推動(dòng)力大、濾餅含固率高的優(yōu)勢(shì)，逐漸在一些醫(yī)療污泥處理中得以應(yīng)用。常規(guī)情況下，污泥濃縮消化處理后會(huì)有95%～97%的含水量，使用板框壓濾機(jī)的壓緊裝置，將其主要構(gòu)成部分板與框壓緊，形成較窄的壓濾室，板與框的上端中間相同位置開有小孔形成通道，處于0.2～0.4 MPa的污泥由通道進(jìn)入壓濾室。在濾板表面有明顯溝槽，下端則有排水孔道，濾液在持續(xù)的壓力作用下通過溝槽和排水孔排出，達(dá)到污泥脫水的目的。板框壓濾進(jìn)泥含水率要求一般在97%以下，出泥含水率一般在50%～60%之間，與其它類型污泥脫水機(jī)相比，濾餅含固率最高。本工藝不適用于低濃度、粘性強(qiáng)、有機(jī)成分含量高的污泥，其設(shè)備連續(xù)運(yùn)行較難，需要定期清洗、更換濾布，維護(hù)復(fù)雜，工作環(huán)境較為惡劣，占地空間較大，綜合運(yùn)行成本較高。

1.4 疊螺脫水機(jī)

疊螺脫水機(jī)主要依靠螺旋推動(dòng)軸外圍的多重固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)疊片相對(duì)移動(dòng)，在重力作用下，水從游動(dòng)環(huán)疊片間隙中濾出，濃縮污泥則通過螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷被游動(dòng)環(huán)往前推動(dòng)，最終向出料口方向移動(dòng)。由于螺旋軸的螺距逐漸變少，固定環(huán)與游動(dòng)環(huán)之間的間隙也逐漸變少，螺旋腔的體積不斷收縮，在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，污泥中的水分受壓力排出[9-11]，泥餅含水率不斷降低，最終實(shí)現(xiàn)污泥脫水。疊螺式脫水機(jī)進(jìn)泥含水率要求一般在95.0%～99.5%之間，出泥含水率一般在75%～85%之間。該技術(shù)適用于進(jìn)泥范圍廣，封閉式的模塊化設(shè)計(jì)，易于安裝拆卸，具有螺旋軸不堵塞、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。此外設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，運(yùn)維成本低，無異味、無噪音，特別適合分散式醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療污泥脫水[12-13]。

2 車載式疊螺機(jī)脫水工藝流程、機(jī)組組成及技術(shù)特點(diǎn)

2.1 醫(yī)療污泥處理處置的工藝流程

醫(yī)療污泥由大口徑真空污泥泵抽入移動(dòng)車載脫水機(jī)，首先進(jìn)入簡易格柵，簡易格柵能夠去除醫(yī)療污水中絕大部分的大型固形物和大量纖維物；經(jīng)過格柵處理后的醫(yī)療污泥隨后進(jìn)入物料箱，污泥不斷填充物料箱的第一個(gè)內(nèi)腔后，進(jìn)入物料箱的第二個(gè)內(nèi)腔，再由第二個(gè)內(nèi)腔直接流入高效管槽混凝器；與此同時(shí)，由高分子泡藥機(jī)制備完成的PAM藥劑溶液，由加藥計(jì)量泵輸送入高效管槽混凝器；PAM藥劑溶液和糞便污水進(jìn)行充分混合，污泥絮凝反應(yīng)形成絮團(tuán)后進(jìn)入脫水本體開始脫水處理，固液分離后，濾液由脫水機(jī)濾液槽排出口排出，泥餅由脫水機(jī)出泥口排出。

2.2 疊螺機(jī)機(jī)組組成及主要參數(shù)

車載式疊螺機(jī)主要由底盤、車廂、設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)、吸污處理系統(tǒng)、壓榨脫水系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、固廢垃圾分離系統(tǒng)等系統(tǒng)組合而成。其中移動(dòng)脫水機(jī)電的主要參數(shù)如下：疊螺機(jī)型：ACL-501-B；總功率為19.5 KW；其尺寸為：L4 900×W2 140×H2 062[mm]；其處理干污泥量為60-100 kg-DS/h；脫水后泥餅含水率75%～85%。

2.3 疊螺機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

車載式疊螺機(jī)采用多重疊片，具有自我清洗濾縫的功能，不容易堵塞，節(jié)水省電經(jīng)久耐用，開創(chuàng)了2 000 mg/L低濃度污泥直接脫水的先河，同時(shí)，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)無人運(yùn)轉(zhuǎn)，大幅度縮減運(yùn)營維護(hù)的成本。

3 污泥脫水中影響分離效果的因素

3.1 絮凝劑的用量

絮凝劑的投加量對(duì)污泥脫水效果影響較大，為了考察疊螺脫水機(jī)房的絮凝劑用藥量，本文開展了污泥絮凝調(diào)理實(shí)驗(yàn)，分別考察每公斤絕干泥不同投藥量（4.5‰、5.5‰、6.5‰ kgPAM固體/kg絕干污泥）。經(jīng)試驗(yàn)，PAM的投加量在5.5‰ kgPAM固體/kg絕干污泥，其對(duì)應(yīng)的脫水效率和處理效率均為最佳，含水率為80%及處理量為85 kg.ds/h。詳見圖1。

圖1 不同濃度絮凝劑對(duì)脫水效果的影響

3.2 轉(zhuǎn)速

疊螺機(jī)的螺旋軸轉(zhuǎn)速的大小與處理效果存在一定程度的線性關(guān)系。經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為3 r/min，其處理量為最優(yōu)，即100 kg.ds/h。當(dāng)超出或者低于這個(gè)臨界值，處理量將會(huì)有變化，但是不同的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的污泥脫水后含水率變化不明顯。

3.3 出泥壓力

由于疊螺脫水機(jī)出口背壓板壓力對(duì)污泥脫水含水率有一定的影響，為了考察背壓板壓力對(duì)污泥脫水含水率的效果，本文通過調(diào)節(jié)背壓板與出泥口的距離來控制內(nèi)部壓力。內(nèi)部流體壓力隨出口壓力的增加而增大，泥料沿軸向運(yùn)動(dòng)所受阻力也越大，泥料為克服阻力所受螺旋葉片的推動(dòng)力也越大，液體易被擠壓，脫水效果越顯著。經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)出口壓力調(diào)為0.05 MPa時(shí)，背壓板與出泥口的距離嚴(yán)重影響正常排泥，建議選取出口壓力為0.04 MPa，污泥含水率及處理量均為最佳。

4 結(jié)語

移動(dòng)車載式疊螺脫水設(shè)備，可將醫(yī)療污泥系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥壓濾成含水率為80%左右的泥餅，滿足后續(xù)摻燒處置要求。車載式疊螺設(shè)備具有穩(wěn)定性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、無噪音臭氣、占地空間少、運(yùn)維成本低等特點(diǎn)，但與其他壓濾設(shè)備相比，其泥餅含水率在80%左右，仍有較大的改進(jìn)空間。