污泥堆肥工艺中物料输送方式的选择

污泥堆肥工艺是近些年伴随着污水处理事业产生、发展并不断成熟起来的工艺技术。国内最早建设的唐山西郊污水处理一厂、秦皇岛污水处理厂都仅建设了日处理10余吨脱水污泥的堆肥系统(仅相当于为日处理能力3--5万吨的污水处理厂配套)，主要采用的是高温好氧机械化翻堆发酵工艺(见下图)，物料运输主要靠装载机，部分运输过程采用皮带输送机和螺旋输送机。

 

随着我国环保要求的不断提高和污泥堆肥技术的成熟，堆肥处理规模也日趋扩大。目前规划中的沈阳北部污水处理厂、洛阳I1东污水处理厂的处理规模已达到250吨脱水污泥/日以上，可以为日处理能力40万吨污水处理厂配套。

 

由于处理设施密集，物料输送量大，传统的运输方式已无法满足物料输送的使用要求，因此必须采用有利于提高输送效率、有利于自动化程度的物料输送方式。

 

2 固体输送方式的分析比较

2.1 螺旋输送机

 

螺旋输送机属于无挠性牵引构件的连续运输机械。其工作原理是:由具有螺旋片的转动轴在一封闭的或敞开口的料槽内旋转，使装人料槽内的物料由于自身重力及其对料槽的摩擦力的作用，而不与螺旋片一起旋转，只沿料槽向前运移。螺旋输送机的装载和卸载比较方便，可以是一端进料另一端卸料，两端进料中间卸料，中间进料两端卸料，或者在沿螺旋输送机的整个长度方向任意位置设置装料或卸料口，通过17板控制。

 

螺旋输送机一般为水平运输，也可以有较大倾斜角度运输，甚至可以直立运输。

 

螺旋输送机常用于较短距离内运输散状颗粒或小块物料。由于它能够较准确地控制单位时间内的运输量，因而也常被用于定量供料或出料装置，如气力输送系统中的强制性螺旋式供料器等。

 

污泥堆肥工艺(如图中2,5,6,7过程)就采用了该输送机，主要是利用了其定量供料的特点，可满足初混、精混工艺原料的配比要求，并且在螺旋输送过程对物料能起到搅拌匀化的作用，有利于后续过程的进行。

 

2.2 皮带输送机

 

带式输送机是以输送带作为挠性牵引构件的连续运输机械，通常输送带也是承载物料的工作构件。输送带在驱动滚筒、导向滚筒及上托辊、下托辊等承载部件的支撑作用下形成一条封闭的循环机构，通过启动装置的动力作用，依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力，使输送带作连续运动，物料依靠与输送带之间的摩擦，随输送带运行到卸料地点。

 

倾斜运输时，允许的倾斜角度取决于物料的堆积角(或称自然坡角)、物料与输送带之间的摩擦系数以及输送带的运行速度等因素。

 

污泥堆肥工艺(如图中8,9过程)采用了该输送机，主要是由于皮带输送机可避免物料干燥成形(颗粒状)后被破坏。此外，皮带输送机的宽度可以做到与发酵仓宽度相匹配，在发酵仓出料时可采用。

 

2.3 固体泵

 

泵输送方式被广泛应用于污水处理领域，无堵塞污泥泵也仅应用于含固量<15%的介质，无法应用于脱水污泥的后处理。随着固体泵的出现，使高含固量介质，尤其是污泥的快速连续输送成为可能。最具代表性的形式是Putzmeister柱塞泵，其具体形式可分为液压柱塞球阀泵(KOV)、S摆管液压柱塞泵(KOS)、液压驱动碟阀液压柱塞泵(HSP)、液压单柱塞泵(EKO)等。KOV效率较高，主要输送粒径小于15mm的细颗粒介质；KOS能力大，可以输送大颗粒、高含固量的介质；HSP压力高，主要输送细颗粒泥浆；EKO可以输送粘稠或大颗粒介质，在泵送过程中具备破碎功能。

 

在污泥堆肥工艺中，如果运距较远(如图中过程1),固体泵可用于脱水污泥车间到混料车间之间的污泥输送，这也是整个工业过程中运量最大的过程。固体泵具有安装简便、布置灵活、操作管理自动化程度高的特J点，但是价格和维护成本较高，设计时应慎重进行技术经济评价。

 

2.4 气力输送系统

 

气力输送系统是在一定直径及路线的气流输送管道内，借助空气压力差所形成的具有一定能量的气流运送散碎物料。通常有三种输送方式:

 

(1)悬浮流输送

 

物料输送速度高于悬浮速度，物料在管道中成悬浮状态流动。浓度比小。该输送方式适合于低压稀相、短距离输送；

 

(2)集团流输送

 

物料输送速度约等于悬浮速度，物料在管道中成集团状态移动。浓度比适中。该输送方式适合于中压、较长距离输送；

 

(3)检流输送

 

物料输送速度低于悬浮速度，物料在管道中被脉冲气阀(气刀)气压力切割成栓状，依靠料栓前后的空气静压差作为推动力前进。浓度比高。该输送方式适合于高压、密相、长距离、低速输送。

 

适用于污泥处置领域的气力输送装置主要由供料装置、气流输送管道系统、分离装置、风机组成。气力输送系统具有结构简单、灵活性大、投资节省、易于实现自动控制、适用于远距离运输等特点，但能耗较其它运输方式大，尤其是工作效率与含水率呈线性关系，含水率越高，效率越低，而且物料豁度也直接影响输送效果。因此在污泥堆肥工程中的主要应用如图中的过程6。

 

2.5 装载机

 

轮式装载机是目前污泥堆肥项目中使用最广的物料输送设备，并且还能起到翻堆作用(如图中过程1,3,4,5,6)。

 

随着污泥堆肥工程规模的扩大，无人化、自动化程度的提高，装载机将逐渐退出物料输送的主导地位，仅作为必要的补充设备，且一般都选用小型轮式装载机。

 

3 结语

污泥堆肥过程固体物料输送量较大，合理选择物料输送方式可以在实现工艺目的的前提下提高工作效率和自动化程度、节省运行费用。物料运输新技术的产生发展为污泥堆肥工艺水平的提高奠定了基础。但由于污泥成分复杂，采用新技术的同时应注意应用经验的积累及综合考虑技术经济的平衡。