城市糞便預處理工藝及設備選型
一 概述
目前大部分城市的糞便處理采用厭氧池的方式處理，把城市的糞便集中收集到幾個大的厭氧池中，經過厭氧、發酵，達到無害化后排放。這種處理辦法經濟實用，但是占地面積大，處理周期長，厭氧池底糞渣易板結。
在已經建設了市政污水處理廠的城市，糞便處理可采用物理法預處理，即采用機械設備將糞便中的渣、水分離，分離出的渣可以直接填埋，或者經無害化處理后當作園林綠化的肥料，分離出的水可以排人市政污水處理廠作為其營養水。這種處理辦法有以下優點：1.符合污水集中處理的城市污水處理規劃戰略；2.工藝簡單，運行成本低，可靠性高，耐沖擊；3.對市政污水廠處理工藝有利。
佛山市于1998年興建糞便處理廠，廣州市于2002年改造舊的糞便處理廠。筆者將以此兩個糞便處理廠的建設為例，從工藝流程、設備選型、安裝調試和進口設備的改造等諸多方面進行論述，把參與這兩項工作的切身體會介紹給讀者，以期達到拋磚引玉的目的。
二 工藝流程
糞便污水處理的工藝流程用下列框圖表示：
 圖一 |
現對工藝流程圖（圖一）分析如下：
1．已興建市政污水處理廠的城市，只需將預處理后的糞便污水（圖中Q*）直接輸送到市政污水處理廠（5）。工藝(5)處理后的排放水，一部分經泵房(6)，回送到糞便處理廠作為糞便稀釋水（Ql）及格柵機的沖洗水(Q2)，其余的直接排放。
2.對尚未興建市政污水處理廠的城市，其糞便處理廠需興建配套的污水處理廠（10）其余工序相同。
3.工序（7）、（8）、（9）為糞渣的壓干、輸送工序。
4.糞渣的收集，在有條件的地方，可采用全封閉垃圾壓縮裝置（11），這樣可減少室內垃圾的搬運，并減少室內廢氣量。
5.糞渣的收集也可以按圖中采用1#,2#,3#垃圾箱。
6.在水資源豐富、取水容易的地方，可采用江河水用作糞便稀釋水和格柵機高壓沖洗水，一般情況下，用市政污水處理廠的排放水Ql作稀釋水，用江河水Q*2作高壓沖洗水更為適宜。
三 主機裝置的選用
從工藝流程圖分析，糞便污水的預處理過程主要包括三個內容：
1.粗渣的撈取、壓榨、輸送江序2、7）；
2.細渣的撈取、壓榨、輸送（工序3、8）；
3.細砂的撈取、壓榨、輸送（工序4、9）；
德國HUBER公司是生產糞便預處理設備系列產品的專業廠家，現就該廠設備型號介紹生產裝備的選用。
3.1SSF格柵機
格柵機是完成撈渣功能的裝置，它是糞便處理過程中用于固體、液體分離的主要裝置。格柵機主要部件有動片、靜片、支架及傳動裝置。動片、靜片的間隙有3mm,6mm至18mm不等。
國內使用最早、應用最廣泛的弧形格柵機，其動片作弧形運動，類如齒耙作弧形運動撈取渣物。當渣物的幾何尺寸大于動靜片的間隙時，被動片定時的撈取，經提升至鉆有漏水孔的鐵板上，再經工人鏟除運走。這種裝置工人勞動條件差，強度大；同時對環境污染大。
廣州及佛山糞便處理廠選用的格柵機型號是SSF型，格柵機寬度分別是1200mm（廣州），600mm（佛山）。格柵機平面幾何尺寸為：1200x3700（廣州），600x2000(佛山）。
格柵機的選用取決于進糞量，廣州按800T/日，佛山100T/日按考慮。
SSF機的特點有：液位全自動控制；因使濾渣具有地毯效應而固液分離效率高；裝置密封性好，廢氣泄漏少。
3.2R04壓榨機
糞渣經SSF格柵機提升，運送至R04壓榨機。壓榨機的功能是將糞渣中的糞水擠干（脫水），壓縮。壓榨機采用螺旋結構，調整壓榨螺桿正反轉時間，使糞渣達到干燥、壓縮的效果。
廣州、佛山選用的壓榨機型號是R04。
R04壓榨機包括有上下壓榨機兩部分。上壓榨的功能是將糞渣糞水擠干脫水并輸送至下壓榨機人料口。下壓榨機實質是一臺水平輸送的有軸螺桿擠出機，其功能是輸送糞渣。
R04壓榨機的選性與SSF格柵機相一致。
3.3R05一體化裝置
一體化裝置的全稱是一體化成套分離裝置。該裝置按工序（3）、（4）、（8）、（9）的要求，完成細渣、泥沙的提取及排放。
R05一體化裝置包括有：
1．RO1細格柵機，該機撈取細的糞渣并壓榨有螺旋輸送器提升排渣。
2.水平螺旋輸送機，該機的功能是將機箱內沉淀的泥沙水平輸送至一個集中的地方便于螺旋提升。
3.提砂機，該機功能是機箱內已集中的泥砂用螺旋輸送器提取，排放。由于被提取的泥砂含有污水，采用間歇運轉將污水濾干再逐步提升并排放。
四 配套裝置的選用
4.1主機的電氣控制
主機SSF隔柵機、R04壓榨機、R05一體化裝置由制造商配套供給有程序控制(PLC)功能的三個獨立的控制箱。三個控制箱既能獨立工作又能實現PLC聯動。各機PLC參數可根據工況調整選擇。
該機PLC聯動控制原理是：當SSF柵機前液位到既定的液位時，SSF動作；SSF動作延時At(l0秒）后，R04壓榨機動作；當一體化裝置R05糞水液位到達液位時，R05成套裝置分別動作。
4.2稀釋水泵和增壓沖洗泵
在糞便預處理的過程中，稀釋水和高壓沖洗水對保證生產線的安全運轉具有至關重要的作用。
1．稀釋水泵
圖（一）中，Q1（稀釋水量）＝（1～3)Q糞量
設計選用稀釋水泵及輸送管道時，宜選用大管徑、高揚程、大流量的離心泵。
2.增壓水泵
糞便污水預處理生產線最重要的是保證足量足壓的沖洗水。因為國內糞便含砂量普遍高，當糞便經過隔柵機之后，大量的砂子細渣及纖維狀物沉淀于隔柵機SSF 的底部，如果沖洗水壓不高，水量不夠大則難以將SSF底部的砂子、雜物沖洗至下一道處理工序。嚴重時將損壞動片及傳動機構。
增壓水泵的選用保證沖洗水頭的壓力不低于0.5Mpa。沖洗水量Q2=(40～50)m3/h。
設計時需要留有一定的余量。
五 幾點體會
筆者在參與糞便污水預處理生產線建設的全過程中，有如下幾點體會供讀者借鑒。
1.進口裝置是以單純糞便為對象來考慮設計的，而我國糞便中渣多、雜物多、砂量大，進口裝置不適應上述國內特殊情況。解決辦法如下：①加大卸糞池的容積，將卸糞池用作糞水緩沖及沉砂。或者增加緩沖沉砂池，既可解決糞車進廠高峰時生產線來不及處理的困難，又可解決砂子過多進人生產線帶來的一系列問題。緩沖沉砂池的容積根據現場情況考慮。一般考慮貯存（10～15）車糞水為宜。緩沖沉砂池中的沉砂用提砂機輸送至垃圾壓縮車。②改造裝置的部分結構。廣州糞便廠的生產線，對SSF格柵機沖洗水管的結構作了改進；對R04上壓榨機細旋片延長。在佛山的生產線，對R05一體化裝置細格柵機（R01）的輸送螺旋片延長等。
2.選用SFF格柵機時，在保證處理量的情況下，平面幾何尺寸偏小一點，傾斜角度偏小一點為宜。可防止糞渣和雜物滾下來。
3.電氣控制柜（箱）要遠離生產現場，有條件的地方，控制室與生產線不要建筑在同一室。這樣可以減小有害氣體對電子元件、電氣裝置的腐蝕。
4.糞渣輸送系統，不宜選用封閉的螺旋輸送器，以免堵塞。
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