污泥含水率:80% 与 65% 在下游要花多少钱

泥饼变干时,装置必须处置的固体本身一点没变。但把它们运走的成本全变了,而这套算术简单到足以在预订下一趟罐车之前算出来。

一台螺旋挤压污泥脱水设备
Sludge

污泥含水率首先是一个运输数字,然后才是工艺数字

脱水后的泥饼大部分是水。在 80 % 含水率下,离开厂门的质量里有五分之四是已经处理过、泵送过、投药过、压滤过的水,现在还要被运到处置场,并在到达时再付一次钱。污泥含水率以泥饼质量中水所占的比例来表示,所以数字越低,意味着同样一吨物料里水更少、固体更多。这一个数字定下了泥饼的质量,而泥饼的质量定下了脱水设备下游几乎所有的事。

装置无法选择不产生固体。它可以选择有多少水随固体一起走,而可供选择的区间是由脱水路线和污泥决定的,不是由愿望决定的。下面的算术就是值得为这个选择争论的理由。

以一座每天产生一吨干固体的装置为例,这个单位很方便,因为它不随脱水结果变化。在 80 % 含水率下泥饼质量为五吨;在 65 % 下约为 2.9 吨。每天大约 2.1 吨——也就是本来要被装车运走的质量中的 40 % 以上——不再作为需要运输的东西存在。按一年运行计,这相当于少运约 780 吨物料。这个数字只取决于干固体和两个含水率,所以无论当地价格如何都成立;把它作为一套算例来读,而不是当作你装置的规格。

两个数字,以及保证值写在哪个上

污泥含水率与含固率不是一回事,两者互为补数:80 % 含水率就是 20 % 含固率,65 % 含水率就是 35 % 含固率。脱水保证值通常写在含固率上,因为它是装置产生、无法改变的量;而决定质量、因而决定污泥运输成本与进场费的是含水率。

两个数字都是平均值,而这一点比听起来更重要。平均 80 % 含水率的泥饼,与在 75 % 和 85 % 之间波动的泥饼,年产质量相同,运输合同却不同:罐车装到质量上限或体积上限,哪个先到算哪个,而湿的物料在罐还没装满时就已经到了质量上限。稳定性和干度是两样值得分别付钱的东西,而一份不区分它们的合同会为它付两次钱。

污泥含水率的变化如何变成成本

这个计算有五步,只有最后一步需要一个价格。

  • 先把干固体产量定为每天多少吨。它来自装置而不是来自脱水结果,所以对两种泥饼都一样。
  • 把每个含水率换算成泥饼质量:泥饼质量等于干固体除以一减含水率,其中含水率写成小数。
  • 用两个泥饼质量相减得到每天少运的质量,再乘以装置一年的运行天数。
  • 把质量换算成趟数。这一步由容器容积、车辆质量上限和当地道路法规决定,答案因国家而异。
  • 再套用属于该场地的单价:按趟或按吨计的运输费,加上进场费——在多数地区按接收物料每吨计费,因此泥饼中每一千克残留的水都要再被计一次费。

注意清单里没有的是什么:价格。这套算术里没有一处是针对某个国家的,而一份报价所依赖的两个数字——运费率和进场费——正是场地必须提供的两个。这套计算提供的是倍数关系,也就是压滤机每多挤出一千克水所少运的物料质量。更干路线的污泥处置成本,就是这个质量乘以当地那两个费率。

什么限制了泥饼能做到多干

更低的含水率既不免费也不是无限的。污泥中的水处在四个位置:絮体之间的自由水、絮体结构中的间隙水、结合在颗粒表面的水,以及细胞内部的水。机械脱水去除前两种和第三种的一部分。胞内那部分在压力下完全出不来,没有热工步骤的话,任何压滤机或离心机都碰不到它。

  • 污泥类型:矿物质、颗粒状的初沉污泥比轻的含水生物污泥能脱得更干,混合污泥处在两者之间。
  • 调理:聚合物类型与投加量决定能释放出多少自由水与间隙水,而投加量是按手上的污泥定的,不是按机器定的。
  • 机型与运行压力:螺旋挤压机、带式压滤机、板框压滤机和离心机在同一种污泥上各自达到不同的区间。
  • 进料浓度:进稀污泥的机器产出更湿的泥饼,所以它前面的浓缩环节定下了脱水环节能达到的上限。
  • 处置去向:接收方按吨计费、并在到达后再次干燥泥饼时,含水率这个数字只是把成本从一方挪到另一方,而不是消除它,值得查清是哪一种。

污泥脱水:最后那几个百分点从哪里来

从 80 % 到 65 % 的差距,与从 65 % 到 60 % 的差距不是同一件事。对多数污泥来说,前者是调理与机型选择的问题;后者要用投加量、压力和机器运行时间来买,而在软的生物污泥上,机械手段可能根本达不到。在污泥脱水中,通常的做法是分两级而不是一级取水,因为在压滤机之前把水去掉,每千克比在压滤机里去掉更便宜。

两个约束限定了这个选择,而且它们朝相反方向拉扯的频率高到值得说明。第一个是商业上的:处置场按质量计费时,干度就是收益;按每车一口价计费时,收益在趟数而不在吨数。第二个是装置本身,因为脱水环节取出的水会以滤液或离心液的形式回到处理厂首端,带着固体、氨氮和磷。更干的泥饼把这些负荷浓缩进更小体积的回流液中,而它们必须在生物段被处理。

脱水污泥泥饼是一件有规格的产品

泥饼一旦离开脱水设备,它就不再是工艺水,而变成一种带合同的物料:一个质量、一个含水率区间、一种性状,以及在施用于土地时的一组质量限值。运费和进场费是按这些性质计收的,而不是按装置做了多少处理,这就是几个百分点的含水率在商务对话里的分量比在工艺设计里更重的原因。

这也解释了一种常见的分歧。装置测自己的泥饼得到一个数字,接收场测同一车物料得到另一个。取样点、取样量、干燥方法以及取样到称重之间的时间,每一项都会让这个数字动几个百分点,所以合同需要先说明用哪种方法,再说数字是多少。

常见错误

  • 比较报价时只看运费率而忘了进场费,而后者是按吨计收的部分,因此随泥饼中残留的水量成比例变化。
  • 设定一个干度目标而不核查这种污泥能否达到。对手上的污泥来说达不到的目标,会在聚合物和机器运行时间上付出代价,而且仍然达不到。
  • 给出一个含水率数字,却不说明它是日均值、单次样品值还是合同值,也不说明它是湿基还是干基。
  • 忘了回流负荷。更干的泥饼意味着回到处理厂首端的滤液浓度更高。
  • 按装置流量而不是按泥饼质量来安排运输,而泥饼质量在脱水结果一变就变。
  • 把季节性变化排除在外。污泥性质与脱水性能全年都在变化,而按最好月份搭起来的合同在最差月份会缺能力。

下一份处置合同之前的自查

  • 干固体产量是否以每天吨数单独给出,与泥饼质量分开?
  • 对比中的两个含水率数字是否在同一基准上给出、并用同一方法测定?
  • 两个含水率下的泥饼质量都算过吗,并由它们算出年减少的运输质量了吗?
  • 运输数字是按趟还是按吨表示,车辆与容器先到的那个上限是否已确定?
  • 进场费是按吨计收吗,它是否对两种情形都套用了,而不是只套用一种?
  • 更干泥饼的可达性是在实际污泥上确认的,而不是从机型表上假定的吗?
  • 回流液中多出来的负荷,在生物段必须处理它的地方计入过了吗?

从一个含水率数字到一台能达到它的机器

上面的算术定下了在你这处场地一个百分点的干度值多少钱;它没有说哪台机器能在这种污泥上给出这个百分点。污泥脱水设备各页列出螺旋挤压机、带式压滤机和板框压滤机在给定进料下各自达到什么;污泥脱水设备如何选型一文从污泥类型、体积与目标泥饼走到机型。污泥干化床与机械脱水一文覆盖了土地与气候也是答案一部分时的路线决策。你的污泥能达到的泥饼含水率,以及达到它所需的聚合物投加量,按你的污泥类型和目标干度与工厂确认,而不是从一张通用表格上读。

请告诉我们现场要处理什么。