1. Princip og funktion
Slamfortykkelse fjerner noget af vandet fra slammet gennem tyngdekraften eller mekaniske midler, hvilket reducerer dets volumen. Slamafvanding fjerner noget af det interstitielle vand fra slammet gennem mekaniske midler, hvilket yderligere reducerer dets volumen. Fugtindholdet i fortykket slam er generelt 94%-96%, mens det i afvandet slam generelt er omkring 80%.
2. Anvendelsesprincipper
Slamfortyknings- og afvandingsprocesserne bør bestemmes udførligt baseret på faktorer som den vedtagne spildevandsbehandlingsproces, slamkarakteristika, efterfølgende behandlings- og bortskaffelsesmetoder, miljøkrav, anlægsareal, investering og driftsomkostninger.
3. Konventionel fortykkelse og afvanding
3.1 Hovedtyper og karakteristika ved fortykningsprocesser
Slamfortykningsmetoder er hovedsageligt opdelt i tyngdekraftsfortykning, mekanisk fortykkelse og flotationsfortykkelse. I øjeblikket anvendes tyngdekraftsfortykkelse og mekanisk fortykkelse ofte.
Tyngdekraftsfortykkelse bruger mindre elektricitet og har en stærk bufferkapacitet, men det kræver et større område, er tilbøjeligt til at frigive fosfor og producerer en stærk lugt, hvilket nødvendiggør yderligere deodoriseringsfaciliteter. Primær sedimentationstankslam fortykkes af tyngdekraften, hvilket typisk reducerer fugtindholdet fra 97%-98% til under 95%. Overskydende slam er generelt ikke egnet til tyngdekraftsfortykning alene. Blanding af primær sedimentationsslam med overskydende aktiveret slam og derefter fortykkelse ved hjælp af tyngdekraften kan reducere fugtindholdet fra 96 %-98,5 % til under 95 %.
Mekanisk fortykkelse omfatter hovedsageligt centrifugal fortykkelse, båndfortykkelse, roterende tromlefortykkelse og skruepressefortykkelse, som er kendetegnet ved lave pladsbehov og undgåelse af fosforfrigivelse. Sammenlignet med tyngdekraftsfortykkelse bruger det mere elektricitet og kræver tilsætning af polymere koaguleringsmidler. Mekanisk fortykkelse kan generelt reducere fugtindholdet i overskydende slam fra 99,2%-99,5% til 94%-96%.
3.2 Hovedtyper og karakteristika ved afvandingsprocesser
Mekanisk afvanding omfatter hovedsageligt båndfilterpresseafvanding, centrifugalafvanding og plade- og rammefilterpresseafvanding.
Båndfilterpresseafvanding har lav støj og lavt strømforbrug, men det kræver et større fodaftryk og mere skyllevand, hvilket giver et dårligere værkstedsmiljø. Bælteafvanding kræver typisk et indløbsslams fugtindhold under 97,5 %, og et spildevandsslams fugtindhold typisk under 82 %.
Centrifugal afvanding kræver mindre gulvplads, kræver intet skyllevand og har et bedre værkstedsmiljø, men det forbruger mere strøm, kræver højere kemikaliedosering og genererer mere støj. Centrifugal afvanding kræver typisk et indløbsslams fugtindhold på 95%-99,5%, og et spildevandsslams fugtindhold når typisk 75%-80%.
Plade- og rammefilterpresseafvanding giver kager med lavt fugtindhold, men det kræver mere gulvplads og skyllevand, hvilket giver et dårligere værkstedsmiljø. Afvanding af plade- og rammefilterpresse kræver typisk et fugtindhold i indstrømmende slam under 97 %, og et vandindhold i spildevandsslam når typisk 65 %-75 %.
Skruepresseafvanding og rullepresseafvanding kræver mindre gulvplads, kræver mindre skyllevand, genererer mindre støj og har et bedre værkstedsmiljø, men de har mindre enkelt-enhedskapacitet, højere indhold af supernatant faststof, og deres anvendelseseksempler i Kina er stadig begrænsede. Det nødvendige fugtindhold i slam til skruepresseafvanding er generelt 95%-99,5%, og udgangsslammets fugtindhold kan typisk nå 75%-80%.
4. Dyb slamafvanding
Dyb afvanding refererer til slam med et fugtindhold på 55 %–65 % efter afvanding, og under særlige forhold kan fugtindholdet være endnu lavere. I øjeblikket mangler de fleste byspildevandsrensningsanlæg i mit land primære sedimentationstanke og gennemgår ikke anaerob fordøjelsesbehandling; derfor er fugtindholdet i afvandet slam for det meste mellem 78% og 85%. Dette høje fugtindhold udgør betydelige udfordringer for efterfølgende slambehandling, transport og bortskaffelse. Derfor kan der i områder med egnede forhold udføres dyb afvanding af slam.
Før dyb afvanding bør slammet konditioneres effektivt. Konditioneringsmekanismen involverer hovedsageligt at modificere det organiske stof på overfladen af slampartikler eller at forstyrre slammets cellulære og kolloide struktur, hvilket reducerer slammets vand-bindingskapacitet; samtidig reducerer det slammets kompressibilitet, hvilket gør det i stand til at opfylde kravene til høj-tørhedsafvandingsprocesser.
Der er tre hovedtyper af slamkonditioneringsmetoder: kemisk konditionering, fysisk konditionering og termisk konditionering.
Kemisk konditionering involverer hovedsageligt tilsætning af uorganiske metalsalte, organiske polymerer og forskellige slammodifikatorer.
Fysisk konditionering involverer tilsætning af stoffer, der ikke frembringer kemiske reaktioner til slammet for at reducere eller forbedre dets sammentrykkelighed. Disse stoffer omfatter hovedsageligt røggasaske, diatoméjord, forbrændt slamaske og flyveaske.
Termisk konditionering omfatter frysning, medium-temperatur og høj-temperaturopvarmning, hvor høj-temperatur termisk konditionering er den mest almindelige. Termisk konditionering ved høj-temperatur kan opdeles i to typer: varm hydrolyse og våd oxidation. Termisk konditionering ved høj-temperatur opnår dyb afvanding, samtidig med at volumen reduceres til en vis grad.
5. Potentielle sekundære forurenings- og kontrolkrav fra fortyknings- og afvandingsenheden
Slamfortyknings- og afvandingsprocessen genererer en stor mængde lugtende gasser, primært fra slamlagertanke, fortykningstanke, slamafvandingsmaskinerum og slamopbevaringsskure eller siloer. Afvandingsrummet er et nøgleområde for lugtkontrol under slamfortykningen og afvandingsprocessen, fordi lugtende gasser er svære at fjerne.
Lugtbekæmpelsesforanstaltninger bør implementeres i overensstemmelse med kravene i miljøkonsekvensvurderingen. Nye spildevandsrensningsanlæg bør implementere lukkede foranstaltninger til fortykning af tanke, slamlagertanke, afvandingsrum og slamopbevarings- og transportområder, ved at bruge udsugningsventilation til at trække luft ind i systemet og behandle det til lugtkontrol for at sikre overholdelse af emissionsstandarder. Til renoveringsprojekter, der involverer lugtkontrol, bør strukturer være tildækket eller lukket afhængigt af deres tilstand, og yderligere udsugningskanaler og lugtkontrolsystemer bør installeres. Biologiske deodoriseringsmetoder anvendes generelt, men kemiske deodoriseringsmetoder kan også anvendes, når det er nødvendigt.
