城市污水處理廠污泥的管道運輸

1、城市污水處理廠污泥的管道運輸、刖B近年來，我國城市污水處理工程雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，在建設(shè)社會主義和諧社會的新時期，加強(qiáng)對城市污水處理廠污泥的管道運輸?shù)目刂疲瑢Υ_保居民的切身利益有著重要意義。二、污泥的管道運輸?shù)母攀? .污泥的流動性流動性是污泥在管道內(nèi)的流動阻力和可泵性。工程中常用污泥的含水率（或含固率、污泥濃度）判斷污泥在管道中流動的水力特征。2 .污泥輸送方式一）、脫水污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至污泥堆棚后汽車外運。該法用于小型污水廠，二次污染嚴(yán)重，運輸量有限，現(xiàn)已很少采用。二）、脫水污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至脫水機(jī)下的緩沖料斗進(jìn)入污泥泵提升至料倉，再由汽車外運，這

2、種污泥經(jīng)一級提升后外運是當(dāng)前污泥輸送的主要方式。三）、脫水污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至脫水機(jī)下的緩沖料斗，進(jìn)入一級污泥泵提升至料倉儲存，料倉內(nèi)污泥再進(jìn)入二級污泥泵，經(jīng)管道或由汽車輸送至下一步處理處置地點。隨著污泥后續(xù)處理工藝的實施，這種輸送方式應(yīng)用將逐步增多。3 .污泥輸送系統(tǒng)污泥輸送系統(tǒng)按照壓力形式分為無壓、有壓輸送系統(tǒng)。無壓輸送主要有無軸螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)或汽車槽車輸送。輸送機(jī)適合于短距離直線輸送，臨界距離為20m ;由于輸送量、距離和高度有限，所以能耗較小。無壓輸送缺點有，水平方向轉(zhuǎn)角處必須增設(shè)傳送設(shè)施，分兩級或多級傳送；輸送機(jī)傾斜角度一般不宜大于25,將污泥輸送至高處時需要較長的水平距離

3、；系統(tǒng)密閉性不好，會對周邊環(huán)境造成二次污染；輸送量固定，不可隨意調(diào)整。這種輸送方式常用于脫水機(jī)房內(nèi)將脫水機(jī)排出的污泥輸送到料斗進(jìn)口處。汽車槽車適用于遠(yuǎn)距離輸送，其運輸成本較高。有壓輸送是泵加管道輸送系統(tǒng),通常采用螺桿泵或柱塞泵進(jìn)行管道輸送。在一定距離內(nèi)，傳統(tǒng)的輸送機(jī)和汽車運輸方式已不能提供安全、環(huán)保、快捷的污泥輸送。設(shè)計應(yīng)優(yōu)先選用安全、高效、封閉式的污泥管道輸送系統(tǒng)，減少敞開式運輸方式，防止因暴露、灑落、漏滴、臭氣外逸而造成的二次污染。有壓輸送系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，主要優(yōu)點有，輸送距離長，可達(dá)1200m；采用彎頭實現(xiàn)多轉(zhuǎn)角多曲度輸送功能；系統(tǒng)密閉性好，不會對周邊環(huán)境造成二次污染；輸送量可調(diào)，但是由于脫

4、水污泥流動性差，沿程水頭損失較大，所以輸送系統(tǒng)能耗高。同時污泥泵造價高，該方式常用于將脫水污泥一級提升至料倉，以及二級得升至后續(xù)處理單元的場合。三、城市污水處理與污泥處理的關(guān)系2004年底，我們開始對我國的污水處理廠污水處理和污泥處理、處置狀況開展了調(diào)查。主要采用發(fā)放信函、網(wǎng)上搜集和電話咨詢的方式進(jìn)行。結(jié)合不同地區(qū)的污水處理廠及典型研究區(qū)的調(diào)查和資料收集，初步掌握了210個污水處理廠的情況。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在這210座污水處理廠中，86.2%都采用活性污泥法，其余自然凈化占10%,其他污水處理技術(shù)占3.8%,在活性污泥法中又以傳統(tǒng)活性污泥法和氧化溝為主。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展和對脫氮除磷的要求提高，

5、SBR、A20A0有增加的趨勢。我國20世紀(jì)80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，該工藝以去除B0C和SS為主要目標(biāo)，對脫氮除磷效果較差。目前，氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一，主要有奧貝爾氧化溝工藝、DE型氧化溝、三溝式氧化溝 和卡羅塞爾氧化溝工藝等。不難發(fā)現(xiàn)，污水處理技術(shù)在很大程度上決定了污泥的產(chǎn)量和污泥處理的方式，典型的如氧化溝工藝，由于采用延時曝氣，污泥產(chǎn)量少，同時對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理，節(jié)省了污泥單獨穩(wěn)定化的過程，所以很多污水處理廠相繼采用此工藝來處理污水。污水處理廠產(chǎn)生的污泥如果采用厭氧硝化處理，其投資較高，處理費用約占污水處理廠投資和運

6、行費用的20% 45%,而在中國僅有的十幾座污泥消化池中能夠正常運行的為數(shù)不多,有些池子根本就沒有運行，這也是導(dǎo)致中國近年大量采用帶有延時曝氣功能的氧化溝等技術(shù)的原因。但是采用氧化溝（延時曝氣）處理污水并未帶來一勞永逸的效果。這種好氧污水處理工藝不但消耗更多的能耗，而且使得處理后的污泥脫水比較困難，在很大程度上影響了污泥的處理。氧化溝是一種低負(fù)所以相應(yīng)的投資要高數(shù)倍；其次，該工藝對污泥是采用好氧穩(wěn)定的方法，其能耗比中、高負(fù)荷活性污泥要高40%50%；能耗增加帶來了直接運行費的增加，同時還要增加間接投資?？梢哉f，解決城市污水處理廠污泥處理技術(shù)荷工藝,低負(fù)荷的曝氣池池容和設(shè)備是中、高負(fù)荷活性污泥工

7、藝的幾倍,問題是降低污水處理能耗的有效技術(shù)之一。今后中國城市污水工藝的進(jìn)步在很大程度上取決于污泥處理和利用技術(shù)的進(jìn)步。四、污泥運輸方式的比較污泥的輸送方式可考慮有脫水污泥的卡車運輸、濃縮污泥的槽車運輸和生污泥的管道運輸?shù)绕鋬?yōu)缺點的比較和經(jīng)濟(jì)分析如下：用車輛運輸污泥靈活性較大，運輸?shù)奈勰酁榻K端產(chǎn)品，相對運輸量較小，但對環(huán)境會帶來噪音，臭味，有時還會散漏污泥，影響較大，同時也會增加車輛維修量和增大車場占地面積等。用管道運輸?shù)奈勰嘁话阒幌抻谏勰嗷蛭礉饪s的污泥，對于在遠(yuǎn)郊集中設(shè)污泥處置設(shè)施時，較大，效率較高，且易于自動化，可節(jié)省動力和車輛，緩和城市的交通緊張等。規(guī)模從經(jīng)濟(jì)角度分析，三種不同方式的運輸

8、在不同處理污水量下進(jìn)行的比較詳見表1（日本資料）。由上表可以看出，當(dāng)污水處理量小于15s20萬m3/d時，用卡車運送脫水污泥費用較少，即對小型城市及工業(yè)區(qū)污水處理廠卡車運輸污泥較便宜；用槽車運送濃縮污泥對任何規(guī)模的污水處理廠都是不經(jīng)濟(jì)的，管道運送生污泥在20萬m3/d以上大中型污水處理廠是較為合適的。如果分建多座小型污泥處置設(shè)施，總投資和經(jīng)營費用都比大型廠要高得多，因此管道運輸對當(dāng)前日益擴(kuò)大的污水處理廠規(guī)模是最為有利的，故而在國外已受到了很大的關(guān)注。在我國所作的分析比較所得結(jié)果大致與日本相同，表2為對管道、駁船和卡車運輸?shù)南鄬?jīng)濟(jì)比較。顯然，管道輸送的經(jīng)濟(jì)性十分突出。五、城市污水處理廠污泥的管

9、道運輸1 . 管材及管件脫水污泥輸送管道管材主要有兩種形式：高壓無縫鋼管和超低摩阻耐磨復(fù)合管。高壓無縫鋼管連接采用焊接，管件數(shù)量少。發(fā)生問題時切斷故障管段，維修好后重新焊接。管件連接為內(nèi)扣式法蘭連接。高壓無縫鋼管輸送污泥時，還可選用管道潤滑系統(tǒng)向管道內(nèi)注入潤滑劑，可減少約30%50%的水頭損失。潤滑劑可采用水、廢油或高分子聚合物溶液。管道潤滑系統(tǒng)由高壓隔膜計量泵和潤滑環(huán)組成。在污泥輸送系統(tǒng)，潤滑劑常采用中水。中水經(jīng)潤滑環(huán)注入，均勻分布在管內(nèi)壁和污泥之間形成潤滑膜，有效的降低管路水頭損失。潤滑膜的厚度約0.200.25mm,由于注入的水量有限，一般僅2%污泥的含水率會升高，其余污泥的含

10、水率基本不受影響。超低摩阻耐磨復(fù)合管是一種具有特殊內(nèi)涂層、粘稠物料在管道內(nèi)進(jìn)行高壓低摩阻輸送的管道。它摩擦系數(shù)小，是普通鋼管的1/7,具有耐磨損、耐腐蝕、耐沖擊的特點。管道和管件采用耐振快裝法蘭連接。因管道是法蘭連接，管件數(shù)量多，發(fā)生故障時便于檢修。污泥輸送管道設(shè)計應(yīng)注意以下幾點：管道選線應(yīng)本著最短距離最少彎頭的原則布線，管道盡量平直；轉(zhuǎn)彎時應(yīng)優(yōu)先采用45彎頭；轉(zhuǎn)彎半徑不低于5D（直徑）；在管段適當(dāng)位置應(yīng)考慮清通、清洗、排氣設(shè)施；與污泥泵連接段應(yīng)預(yù)留設(shè)備的檢修空間，必要時設(shè)置高壓伸縮節(jié)連接閥件。2 . 偏心螺桿泵偏心螺桿泵適用于短距離、小流量、輸送壓力低連續(xù)輸送污泥物料的場合。輸送污

11、泥的含水率不宜小于76%,否則需要投加適當(dāng)潤滑劑。輸送無湍流脈動，對介質(zhì)基本無剪切力，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積小。它主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿（稱轉(zhuǎn)子）和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套（稱定子）。當(dāng)電動機(jī)帶動泵軸轉(zhuǎn)動時，螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動，于是形成泵的密封腔室，螺桿每轉(zhuǎn)一周，密封腔內(nèi)的流體向前推進(jìn)一個螺距，隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動，被輸送的物料以螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔，最后擠出泵體。泵的易損件定子和轉(zhuǎn)子通常0.52年需要更換。螺桿泵工作壓力應(yīng)控制在額定壓力的1/21/3；泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在定、轉(zhuǎn)子相對滑動速度為0.5m/s以下；螺桿泵水平臨界輸送距離5

12、00m;垂直臨界高度為50m,壓力可達(dá)到4.8MP3 .液壓柱塞泉液壓柱塞泵適用于長距離、大流量、輸送壓力高連續(xù)精確輸 送污泥物料的場合，對介質(zhì)的擠壓剪切力小，設(shè)備占地面積較大，價格和維護(hù)成本較高。柱塞泵由進(jìn)料口輸送缸及活塞、驅(qū)動缸和外殼等構(gòu)成。馬區(qū)動缸內(nèi)的活塞桿由一個、兩個或四個活塞組成,泵體和驅(qū)動單元通過高壓液壓管連接。柱塞泵通過緩沖料斗下方的螺旋進(jìn)料系統(tǒng)接收污泥，在進(jìn)料機(jī)和泵體進(jìn)料口的連接處，配備了壓力測量儀式壓力傳感器。傳感器控制螺旋進(jìn)料機(jī)的進(jìn)料速度，以最佳的污泥泵填充率進(jìn)料。柱塞泵配備液壓驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置包括柱塞泵液壓泵、螺旋進(jìn)料機(jī)液壓泵、油箱、油過濾器、控制器等，控制器可安裝在液

13、壓包或污泥泵體上,起到精確控制的作用。4 .管道輸送技術(shù)在污泥處理中的應(yīng)用傳統(tǒng)的污泥輸送設(shè)備均屬敞開式輸送方式,極易產(chǎn)生二次污染；污泥處理所需的一些工藝環(huán)節(jié)如混合、攪拌、打散、布料、分流、流量控制等均難以融合在上述輸送環(huán)節(jié)中,致使污泥處理方法的實現(xiàn)存在很多困難，加大了處理的難度。采用管道輸送可以達(dá)到全密封無污染、安全可靠、運行成本低廉，管道輸送方式的實施，幾乎克服了傳統(tǒng)輸送方式的所有弊病。一）、污泥的遠(yuǎn)距離管道輸送工藝由于污泥的性質(zhì)特殊，除了含有大量有益的有機(jī)物和微生物外，還有對環(huán)境、人畜和土壤有害的病菌和重金屬等有毒廢物，種方式處置數(shù)量巨大的污泥廢棄物，通過管道將其遠(yuǎn)距離輸送到合適的位置是必

14、不可少的環(huán)節(jié)。所以污泥的后續(xù)處置方式主要有堆肥、填埋和焚燒。無論采用何二）、污泥管道輸送系統(tǒng)特點輸送過程全封閉、無污染，完全消除了以往敞開輸送方式嚴(yán)重污染環(huán)境的問題，輸送濃度高（可直接輸送含水率80%左右的脫水污泥）、距離遠(yuǎn)（010km）、壓力大（024MPa）;流量大（570m3/h），具有傳統(tǒng)輸送方式無可比擬的優(yōu)越特性；全自動控制，無級調(diào)控輸送量，無人值守；（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，管道可架空或地埋、垂直上升及任意轉(zhuǎn)彎，布置靈活，占地面積小；污泥在管道中的分配、分流自動可調(diào)；專門為堆肥發(fā)酵設(shè)計的打散布料器具有布料均勻、打散效率高等特點；專門為填埋設(shè)計的布料桿可以將污泥均勻送至填埋場的各個點；專門

15、為污泥焚燒設(shè)計的多功能給料器可以適應(yīng)各種燃燒器不同的物料入爐方式。V管中流速，m/s5.管道輸送系統(tǒng)設(shè)計要點一）、污泥來源供輸送的污泥有來自污水處理廠的污水處理流程中最初沉淀池和最終沉淀池的生污泥以及污泥處置設(shè)施消化槽的濃縮和消化污泥。二）、輸送濃度與酸堿度生污泥重量濃度為1%左右，濃縮消化污泥重量濃度為4%左右。前者適于長距離管道輸送，而后才者一般只作短距離輸送。生污泥酸堿度pH=6左右，濃縮消化污泥酸堿度pH=5左右。需要注意的是，當(dāng)停運時，管中沉積的污泥由于缺氧，會發(fā)生厭氣發(fā)酵，產(chǎn)生硫化氫，具要強(qiáng)烈的腐蝕性，因此一般停運管道應(yīng)放空，有時還用水沖洗，同時，管內(nèi)還應(yīng)進(jìn)行防腐處理。三）、輸送泵濃度為1%4%的污泥輸送可采用離心泵。對于最初沉淀池排出的生污泥，由于夾有砂粒、布片等雜物，用葉片數(shù)少或無葉片型的泵為宜。一般都應(yīng)設(shè)有備用泵。四）、污泥貯槽用作調(diào)節(jié)和緩沖用的貯槽，當(dāng)停留其中的時間較長時，污泥會產(chǎn)生厭氣發(fā)酵，產(chǎn)生