1 污泥脱水的必要性

城镇污水污泥是污水处理工艺产物，主要来源于初沉池、二次沉淀池底部沉积污泥和少量曝气池排泥。因污水进水水质、污水处理工艺和污泥处置方式的不同，污水经过处理后产生的污泥性质和污泥量也有所不同。近年来，随着环保要求的严格和污水处理出水水质标准的提升，各地区更加重视生态和水环境保护，通过不断完善城镇“雨污分流”、污水收集管网，加大市政截污管网清淤、养护力度等措施，城镇水环境质量持续改善和提高，同时也使城镇污水处理厂内污泥产量呈急剧上升趋势。城镇污水污泥含有大量有机物、细菌、病原体、重金属等，如果处理不及时，会对周围环境造成严重污染，危害周边生态环境，并影响污水处理环境效果和社会效益。

2 污泥脱水设备

城镇污水处理厂污泥经浓缩或消化后，仍有95%～97%的含水率，体积很大，需要进行脱水处理。目前城镇污水处理厂大多采用机械脱水后，再进行污泥干化的污泥处置工艺。在此，仅对污水处理厂污泥机械脱水设备进行介绍和分析。

2.1 板框式压滤机

板框式压滤机由多块滤板并排排列组成，滤板两面覆有滤布，滤板通过液压机构使各滤板相互压紧，此时，板与板之间密封成一个个衬有滤布的压滤室。各压滤室相互连通，并与进料口相连。污泥通过泵经进料口以一定的压力压入各压滤室，滤液在一定压力作用下通过泵经进料口以一定的压力压入各压滤室，滤液在一定压力作用下通过滤布并由孔道从压滤机排出，而固体截留下来并在滤布表面上形成滤饼。当滤饼完全填满压滤室时，滤液实际流出量接近于零时，脱水过程结束。然后，在板框式压滤机各压缩板的板与橡胶隔膜之间的间隙中通入压缩空气，压缩空气推动橡胶隔膜挤压压滤室中滤布内的滤饼，压榨滤液，使滤饼进一步脱水。利用滤板中间进料口（或清洗水道），用大于进料压力的压缩空气通入各滤板中风干滤饼，从而降低滤饼的含水率。其工作过程为：压滤机压紧→污泥注入→压缩空气压榨→滤饼吹干→卸出滤饼→滤布清洗，完成上述一个完整的工作过程所需的时间，即为板框式压滤机的一个污泥脱水周期。

板框式压滤机适用于各种浓度污泥，其处理过程中可以不添加任何药剂，处理后的污泥泥饼含固率较高、含水率较低，含水率约为40%～60%。但该设备对污泥的处理不能连续运行，需要完成一个运行周期后，才能进行下一周期的污泥处理，每一个运行周期大约需要4～5小时，自动化程度不高，但液压系统复杂，检修维护难度大，且占地面积大。板框式压滤机还存在滤板易损坏、滤布和管道容易堵塞，需经常对滤板、滤布和管道进行冲洗、清通和更换的缺点，滤板、滤布、管道的冲洗、清通和更换会增加压滤机运行周期间隔，降低污泥处理效率。处理后的泥饼需人工从压滤机上铲落，操作人员劳动强度大。另外，板框式压滤机运行过程中，污泥压榨、吹风和清洗过程中通入的压缩空气，会造成污泥臭气和其中有毒有害物质在空气中弥漫，因该设备运行时为开放式，人员工作环境较差。

2.2 带式压滤机

带式压榨过滤机主要由驱动装置、机架、压榨辊、上滤带、下滤带、滤带张紧装置、滤带清洗装置、卸料装置、气控系统、电气控制系统等组成。添加过絮凝剂的污泥进入带式压滤机滤带，通过重力脱水和楔形预压脱水使得污泥絮团以外的自由水和表面的游离水得以去除，污泥失去流动性。然后污泥进入压榨段脱水，污泥在滤带张力的作用下，上、下滤带夹着滤饼绕着大小不同的压榨辊在其轴系间进行反复地变形弯曲挤压与剪切作用，造成滤饼颗粒间相对位移，进一步脱除大量的毛细作用的游离水，使滤饼水分逐渐减少，滤饼含水率约为80%。在压滤机出口处，泥饼被设有上、下滤带刮泥板从滤带上刮落。

带式压滤机可不间断运行，自动化程度较高，可进行连续污泥脱水，运行稳定，对操作人员素质要求低，易于操作。但它要求进入压滤机的污泥絮凝体大、密实、强度高，而且出泥的含固率较低，污泥的截留率也较低。带式压滤机滤带孔隙容易被堵塞，需要大量的水反冲洗粘附在滤带上的污泥，造成能耗增加，人员频繁操作工作强度大。带式压滤机工作时设备密封性较差，设备运行过程中产生的污泥臭气造成环境二次污染，人员工作环境较差，且滤布容易堵塞，需经常进行人工冲洗，人员劳动强度大。

2.3 离心式脱水机

离心式污泥脱水机主要由转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统等组成。添加有絮凝剂的污泥从空心转轴的分配孔进入离心式脱水机，利用固液两相的密度差，依靠转筒高速旋转产生的离心力，加快固相颗粒的沉降速度，从而实现固液分离。

离心式脱水机对污泥含水率要求不高，出泥的含固率高，含水率低，泥饼含水率约为60%～80%，出泥量大，可连续进泥，连续出泥，且运行方式灵活，工作稳定可靠，管理方便，设备全封闭自动运行，可实现无人操作，现场运行环境卫生条件好。但是，离心式脱水机自动化程度高，附属设施较多、较复杂，投资成本也大，检修维护和运行操作要求人员素质较高，还存在有工作噪音大、电耗高、絮凝药剂耗用高的缺点。

3 综合比较

除板框式压滤机为间歇运行外，带式压滤机和离心式脱水机均能连续运行除泥。设备工作环境上，板框式压滤机和带式压滤机均为开放式，人员工作环境差，离心式脱水机设备密闭，人员工作环境好。投资费用及人员素质要求方面，因离心式脱水机自动化程度高，其投资费用和人员素质要求也较板框式压滤机和带式压滤机高得多。污泥处理能力方面排序为：离心式脱水机＞带式压滤机＞板框式压滤机；处理后的污泥含固率排序：板框式压滤机＞离心式脱水机＞带式压滤机；能耗排序：离心式脱水机＞板框式压滤机＞带式压滤机；药耗排序：离心式脱水机＞带式压滤机＞板框式压滤机。但是，因连续运行、易于操作和管理等特点，现各污水处理厂广泛采用的是带式压滤机。

4 结语

根据不同型式脱水机性能的比较分析可以看出，不同的污水处理厂在作污泥脱水研究选择时，应从污泥特性、运行状况、人员素质要求、泥饼含固率的要求以及资金、成本等几个方面综合考虑，才能作出相对合理的选择。