节省时间和成本而且有助于减轻环境负担的 3 种污水处理趋势

工业企业和市政污水处理厂都有责任以环保的方式妥善处理污水。通常他们会共同合作，确保实现这一目标。 

“当工业设备的污水排放到市政污水处理厂，他们需要确保污水的毒性水平在城市处理厂能够处理的范围内。”福乐伟分离技术加拿大公司总经理 Frank Scriver 如此表示。“市政污水处理厂承担着最高的责任，因为他们最终排出的必须足够'干净'，以免损害环境。”

尽管面临诸多挑战，但在污水处理方面仍有几种发展趋势有望形成切实可行的解决方案以实现多重效益——节省生产时间、运营成本而且有助于减轻环境负担。
 

1. 固渣运输。有几种运营成本会影响污水处理运行，这其中包括固渣运输。“污水处理厂完成固液分离后，液体将被净化至消毒标准，确保能安全地重新排放到环境中，”Scriver 指出。“事实上，很多时候这些最终排出的水可以供人们安全饮用（但许多人仍对此心存顾虑）。而固渣则被送到垃圾填埋场，或者进一步处理后用作肥料。”
   
   生物固渣甚至可以用作发电机的燃料，成为一种能源。“由于这些固渣需要运输，因此总重量对于运输成本有着巨大影响。”Scriver 补充道。“从某种意义上讲，水变成了不利因素。生物固渣越干燥，运输成本就越低。污水处理过程中还有其他成本，例如絮凝剂成本或能耗，这些成本会让运营经理夜不能寐，但最大的节省目标通常是固渣运输成本。

    

2. 新技术创新。节省计算需要数据，大多数工厂都能有效地保存这些记录。“这些记录通常用于判断工厂的管理情况。”Scriver 解释说。“然而，有时在出现新技术时，就需要重新思考。一些技术创新的投资回报非常快，做出这类投资决定就十分简单。这可能包括化学、工艺或机械方面的创新。”

    

3. 自动化升级。许多工厂都在继续增强处理过程的自动化水平。“设备与其他设备通信是一个将继续增长的发展趋势。”Scriver 指出。“电脑会根据过程传感器给出的数据做出调整，以确保最佳运行。这就要求不同设备的制造商共同寻找有助于优化工厂生产效率的解决方案。例如，离心机被认为运行成本很高。一种常见的误解是高速旋转会使设备快速磨损。在固液分离领域，没有比这台机器的密封性、高效性和一致性更好的技术。”

成功案例

以下是生产工厂如何利用这些发展趋势在污水处理工作中实现大幅节省的三个实例。 

三相离心机成为可持续分离解决方案

JTM Food Group 是一家位于美国俄亥俄州辛辛那提的家族企业，以环保、节能的可持续方式生产低脂、低热量产品是该企业的首要任务。升级为三相离心机后，JTM 能够在生产过程中只通过一个步骤就将污水分为三个成分——油脂、水和固渣。这使该公司能够实现比以往更低的脂肪含量、更少的污水和更干的固渣。 

对于 JTM 来说，这意味着污水量减少，利润增加，因为他们可以将固渣作为动物饲料重复利用，从而节省了成本。“我们需要减少输送到市政污水处理厂的水量。”JTM 的污水处理顾问 Jerry Cramer 如此表示。“我们需要让水质尽可能地好。” 

脱水过程可去除污水中的物质，使 JTM 可以将其重复利用或回收后用于其他目的。三相分离技术可以同时将两个液相与一个固相分离。由于（不可混溶的）液体和固体的密度不同，三个物相可同时通过Tricanter®三相分离卧螺沉降离心机排放。 

对于 JTM Food Group 来说，该设备的服务、可靠性以及高性能在达到他们的质量和可持续发展目标方面起到重要作用。

离心机系统为污水处理厂每年节省超过 20 万美元

Solvay 在美国西弗吉尼亚州柳树岛有两个化工厂，并在此处建有一个活性污泥法污水处理厂。另外三个化工厂也排放到这个污水处理厂，因此难以形成稳定一致的污泥。这五个工厂每天产生大约 300 万加仑污水。 

该污水处理厂数十年来一直使用箱式压滤机，不久前改用了福乐伟离心机系统后效果立竿见影。Solvay 的维护和污水处理部门主管表示，得益于这台高效、自动化、易于使用的设备，公司现在每年约可节省 21.4 万美元。此外，该离心机系统将 24/7 全天候生产时间缩短到每天只需要一个 12 小时班次，同时还提高了污泥质量，减少了垃圾填埋量。 

该主管指出：“我们有很多不同质量的污水批次，每天、每个月都不一样。因此很难保持生物质的稳定。生物质在不断变化。污水中有许多不同种类的有机污染物。有机污染物浓度波动剧烈，因此很难形成均匀、稳定的污泥。” 来自不同源头、不同批次的污水以及稳流设施的严重缺乏（或完全没有），是处理厂常常需要面临的挑战。

要产生质地均匀的污泥，需要成分稳定的污水。“如果每个工厂都能排出稳定一致的污水，那么微生物就会适应这个环境。”这位主管表示。“这样就可以培养出能够在这种环境中长期生活的有益微生物。但如果污水的 pH 值和化学成分不断变化，那么就会有部分微生物难以生存，而其他微生物则加速繁衍。这种污泥就非常难脱水。”

当污水处理厂的固渣产量上升时，成本也会随之上升。2017 年冬季，Smith 联系了福乐伟分离技术公司，采用了后者的试验计划，达成了一项包括卓越技术和服务的离心机设备租赁协议。 

“试验设备最初装有一个实心螺旋，后来换成了一个开放式（Xelletor）螺旋。”Smith说。“我们看到了巨大的提升。试验设备使我们的固渣干度达到了19% - 20%。设备易于使用。只需按下启动按钮，就立刻开始工作。4 月到 8 月我们开始使用开放式（Xelletor）螺旋，那是一个巨大的改变。我们获得的产品是薄片状的，而且离心液体更容易澄清。固渣干度至少达到 21%。这 1% 或 2% 的变化使污泥物质的外观和性质发生了改变。

福乐伟分离技术的离心机系统使 Solvay 污水处理厂减少了脱水设备所需的工时数，减少了运行时间和成吨的填埋料，使污泥质量更加稳定，节约了能源。 

该系统使 Solvay 能够将运行时间从需要全职操作员 24/7 全天候值守，缩减至每日仅需一个 12 小时班次。离心机系统减少了额外的人力需求，同时降低了操作人员受伤的风险。 工厂不再需要为离心机添加粉煤灰，这节省了粉煤灰成本、运输成本和倾倒费用，因为最终产品变得更轻。

总的来说，工厂在几个月内就获得了投资回报。福乐伟系统投入运行第一年，Solvay 就实现了超过 21.4 万美元的节省净额，充分证明了其价值。这个数字包括了粉煤灰、粉煤灰运输、垃圾填埋场运输、废弃处理、絮凝剂、租赁费、借用人工、滚落式垃圾箱、料斗后翻式卡车、塑料衬套、维护和电气费用。 

污水处理厂每年节省 90 万加元

Greenway 污水处理厂是加拿大安大略省伦敦市最大的污水处理厂。它的设计容量为每天 1.7 亿升，峰值容量为每天 2.55 亿升。这大约是伦敦市污水量的三分之二。Greenway 采用的处理方式是焚烧。现在，该处理厂使用福乐伟离心机将污泥脱水至约 26% 的固渣含量。  此外，由于不再需要辅助燃料，每年可节省近 90 万加元。

“取决于污泥中的水含量，水含量越高就需要更多的能耗，水含量减少就能减少能耗。”Greenway 的运营主管表示。“带式压滤机产生的固渣含量要低得多，因此我们需要使用辅助燃料来保持流化床的能量水平和温度。”

2012 年，Greenway 安装了三台福乐伟 C7E 设备。处理过程在 95% 的时间运行，其中两台设备连续运行。这三台设备根据具体需求设计，可容纳每分钟 1,200 升液体流或每小时 1,700 公斤质量流。

“使用这几台离心机，我们可以将固渣含量提高到无需使用辅助燃料来保持温度的水平。”该运营主管解释道。“运行时不再需要辅助燃料。而且絮凝剂实际消耗量低于我们的预期。一开始我们为絮凝剂使用量做了一定的预算，而实际消耗可能是我们最初预期的 75% 左右。” 

减少辅助燃料（天然气）为污水处理厂带来了最大的成本节省。每年节省约 90 万加元。 

“污泥干度会显著影响处理厂的运营成本。”Greenway 污水处理厂部门经理 Geordie Gauld 表示。污泥的干燥度从 24% 提高到 25% 后，处理厂无需使用天然气即可在焚烧炉中焚烧污泥。该厂目前每年处理约 1.7 万吨干污泥。 

污泥被焚烧后，Greenway 处理厂将剩余灰分运送到附近的填埋场。但是并非每家工厂都使用燃烧设备。有些工厂跳过燃烧这一步，将脱水后的污泥饼直接运送到垃圾填埋场。在这种情况下，运输成本很大程度上与污泥饼的干燥度成反比。 

从带式压滤机到离心机的转换也并不是完全没有问题。絮凝剂消耗量虽然增加，但省去的天然气大大抵消了这些额外成本。此外，离心机部件往往比带式压滤机部件更昂贵。但由于磨损件减少，因此更容易修理，从而抵消了这一成本。 

改用福乐伟离心机后，Greenway 处理厂不仅能够满足运营管理的要求，而且减少了维护人员需要的设备停机时间。新系统帮助处理厂降低了成本，简化了流程。

作者

Daniel Lakovic 是 Flottweg 分离技术有限公司的业务开发经理。他拥有国际商务学士学位和金融工商管理硕士学位。请通过 dlakovic@flottweg.net 联系他。