浅谈污水处理技术设备的革新

　　污泥处理处置问题一直都是污水处理行业的一个难点，也是当前的一个热点。其中第一个环节是借助污泥脱水技术设备将流态污泥变为固态污泥，含水率从97%以上降至80%左右。就在这个看似稀松平常的环节，四川环能德美科技股份有限公司(以下简称“环能科技”)通过引进消化美国新一代革命性脱水技术设备——RFP旋转压滤脱水机，从而在传统污水处理工艺中找到技术革新的突破口，引起行业的热议。为此，《水工业市场》杂志采访了环能科技副总经理钟晓红。

　　降低含水率是污泥处理的“重中之重”

　　近些年，随着我国污水处理能力不断增长，以及城市污水处理厂数量和规模的快速提高，污泥产量也在与日俱增。截至2015年9月底，全国城镇累计建成污水处理厂3830座，污水处理能力已达到1.62亿m3/d，伴生的污泥已突破3000万吨/年(含水率80%计)。根据住建部统计数据，截至2014年底，通过建材、焚烧、制肥、卫生填埋等无害化处置的污泥约为56%，近半数污泥尚未做到无害化处理。污泥成分复杂，其中含有大量的病原菌、寄生虫、致病微生物，以及重金属和有毒有害物质，处理处置不当会造成环境二次污染，在一定程度上抵消污染减排成果。特别是当前我国经济快速发展，城市化建设步伐不断加快，城镇污水处理厂大量建成并投入运行，剩余污泥必将大量产生，污泥处理处置问题非常紧迫。

　　据钟晓红介绍，污泥处理处置大略分为两个阶段：第一个阶段是借助脱水设备将含水率大于97%的流态污泥，变为含水率约为80%的固态污泥;第二个阶段则是将所产生的固态污泥进一步做处理处置，直至回归土地。为降低城市污水处理厂出厂污泥的含水率，实现污泥减量化目标，国家对不同处置方法的污泥含水率有严格规定：我国污水处理厂出厂污泥含水率必须小于80%;我国污水处理厂污泥，如最终处置采用与生活垃圾一起混合填埋，则含水率必须小于60%;如最终处置作为垃圾场的覆盖用土，则含水率必须小于45%;如最终处置用于园林绿化或烧制成砖，则含水率必须小于40%;如最终用于盐碱地、沙化地和废弃矿山土壤改良，则含水率必须小于65%;如最终处置为自持焚烧，则含水率必须小于50%。

　　污泥脱水需要更先进的技术设备

　　“高含水率特质已成为制约污泥无害化处置的关键控制因子，无论采用哪种最终处置消纳方法，都需要对污泥进行脱水处理”。钟晓红认为，虽然现在技术研发更迅速、更深入，但是在可以预见的相当长一段时期，第一个阶段不会消失。因而，怎样提高第一个阶段中污泥脱水效率就是一个关键问题。怎样评价污泥脱水技术?以技术经济指标看，要么花费同样的钱，生产更多含水率相等的污泥;要么生产同样多、含水率相同的污泥，花费更少。当然还有工作环境、自动化、运行维护等方面的考量。

　　据钟晓红介绍，现在常用的污泥脱水设备有带式压滤脱水机、卧螺离心脱水机、叠螺压滤脱水机和板框脱水机。这几种污泥脱水设备现在广为各个污水处理厂使用，一般情况下流态污泥经脱水之后泥饼含水率在76-82%之间。在实际操作使用之中各有优缺点。

　　带式压滤机价格便宜，但是占地面积大，设备开放运行，工作环境差，故障率高，许多零件(轴承、皮带、刮片、轴等)需要经常维护和调整，可能导致停机，运营维护成本也不低。

　　卧螺离心脱水机的脱水效果比较好、封闭式是其优点。但这种设备功率高，耗电量大，噪声也大，需增设额外的温控系统监测温度。而且絮凝剂投加在离心机内，药量不容易控制，极易导致非常高的药剂量。另外，该设备最大的缺点是：结构复杂，故障率高，维修难度很大，对运行人员要求高。通常要求增设破碎机，以适应各类污泥;进泥量低时，也必须整机运行。

　　叠螺压滤脱水机功率低、电耗小。但是通常也要求增设破碎机，以适应各类污泥;进泥量低时，也必须整机运行;停机后，需手动冲洗全设备。对前端污泥调制要求高，否则直接出泥浆。对运行人员要求高，易损件更换繁琐，维护和维修成本高。另外，该设备也是开放运行，工作环境差。

　　板框压滤机的构造较简单，过滤推动力大，适用于各种污泥，但不能连续运行，批量出泥;通常要求增设破碎机，以适应各类污泥;进泥量低时，必须整机运行;絮凝剂投加在设备内，药量不容易控制，极易导致非常高的药剂量;占地多，初始建设投资高;功率高，对供电要求高(功率因素);结构复杂，故障率高(高压进泥泵和液压系统)，滤布、滤板等易损件需要经常更换，费用高;对运行人员要求高，经常需人工现场操作;开放运行，工作环境差。

　　钟晓红称，污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个关键环节。但总的来看，原来污水处理市场中所用的常规脱水设备的应用情况并不理想。针对这种情形，环能科技通过大量调研，引进了一种美国的污泥脱水技术设备，经过反复研发测试，取得了良好的效果。

　　绿色环保的新一代革命性脱水设备

　　无论是资源化利用还是卫生填埋均对污泥含水率做出了严格的技术界定，基于污泥处理处置市场对污泥深度脱水处理的迫切需求，环能科技独家引进消化美国新一代革命性脱水技术设备——RFP旋转压滤机。该技术设备由美国Prime Solution Inc公司发明研制，于2014年与环能科技达成专利独占和生产授权的协议签署。

　　RFP旋转压滤机采用了具有独创性的专利技术和结构，能够通过摩擦力和压力作用使水分从污泥中快速排出。调质后的污泥以一定压力进入由两个平行的不锈钢过滤盘所组成的流道，当污泥在封闭的流道缓慢转动时，在挤压过程中沿越来越窄的流道向前移动，在污泥与通道壁的接触边缘形成了一个压力动摩擦区。污泥中的水分则通过最短的行程透过过滤盘排出系统，实现压滤功能。

　　RFP旋转压滤机具有八大显著优势：1.占地小。主机占地面积约4-8平方米;紧凑设计确保可以在各种应用现场方便地安装，不需对建筑物的结构进行调整;更方便旧设备更新。2.可扩展，处理能力大。单套设备最大可处理绝干污泥20吨/天，性价比高;可增加独立处理单元以增加处理量;耐进泥波动，负荷能力强。3.值守要求低，操作更简便。一键实现快速启停;自动化程度高，无需专人全时值守。4.经久耐用，使用寿命长。轴承不接触污泥，低速旋转(1-1.2rpM)，磨损极小;零组件正常工作时间达到10万小时，设备正常使用年限不低于15年。5.反冲洗水量小，可间歇冲洗。6.运行费用低。设备耗电少、反冲洗水量少、药剂使用少、配件更换少，从而有效降低了它的运行费用。7.噪声低。设备低转速运行，噪音低于60分贝。8.工作环境好。全封闭结构，无臭气泄露，现场干净整洁。

　　作为一项美国环保署(USEPA)认可的绿色环保的脱水技术，RFP旋转压滤机广泛适用于初沉池污泥、厌氧消化污泥、好氧消化污泥、初沉池/二沉池混合污泥，序批式污水处理污泥、沉淀污泥(铝系混凝剂)等，已在市政、工业、农业、石化、食品、能源和采矿领域建立众多业绩，广受认可与好评。美国弗吉尼亚州斯坦利污水处理厂长Forrest Attwodd如此评价：“操作界面易于理解和操作。你只需要一键启动，设备就会自动运行。我最喜欢的地方就是它基本不会出现故障。”美国南卡来纳州兰卡斯特污水处理厂运营主管Mac MacDonald表示：“我的工厂员工很少，我需要我的脱水设备操作不用配备一个全职操作人员。旋转压滤污泥脱水机(RFP)不需要员工24小时监督就能自动运行。”

　　在国内，由环能科技生产制造的RFP旋转压滤机已经在成都金堂县印染工业区污水处理厂、苏州同里古镇水生态修复超磁透析项目、江油县污水处理厂等处得到应用，不仅稳定可靠，而且为业主节能降耗，为操作工人创造良好的工作环境，带来全新体验感受。

　　专注创新力求极致优化技术

　　由环能科技的RFP旋转压滤机在传统设备技术革新方面取得突破，钟晓红为我们引出了一个如何在传统污水处理工艺中开展技术革新的命题。他认为，在同质化竞争严重的市场环境下，企业只有不断创新、精益求精，致力将技术做到极致化，才能脱颖而出，赢得市场。

　　正是基于这样的认知，环能科技在技术研发方面不断精益求精。2014年年底，公司的拳头产品——磁分离技术，获得了国家科技进步二等奖。其核心技术“超磁分离水处理成套技术设备”和“磁盘净化废水成套技术设备”具有占地面积小、投资省、运行费用低、处理水量大、出水水质好、污泥浓度高、管理维护方便等显著特点，已广泛地应用于煤矿、景观、市政、石油、电力、冶金、造纸、印染以及水污染应急处理、给水预处理等领域。当前，由于其停留时间短(4-6分钟)，效果好(去除悬浮物、总磷、COD、藻类)，迅速改善水质，该项技术在城市黑臭水体治理领域广泛应用，为政府响应民众呼声，立即作为，快速、有效消除黑臭现象，发挥了巨大作用。这项技术突出的、其他技术所不能比拟的技术特点就是：停留时间短，同时达到了很好的处理效果。

　　而RFP旋转压滤机的成功之处同样也在于对技术的极致化追求：以节能降耗作为突破口，在传统技术设备的基础上从技术原理上将原技术进行改进。钟晓红这样评价环能科技的RFP旋转压滤机技术：“老板希望节能降耗，操作员工希望操作简便、工作环境卫生、噪音低，皆大欢喜”。

　　由此，钟晓红认为，“技术的极致化纵深研发是传统技术设备革新的一个追求方向。此外，节能降耗是传统污水处理工艺技术设备革新的目标，所谓‘没有最好，只有更好’，这句俗话用到此处非常贴切”。