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

无论是工业设施还是市政设施，都有责任妥善处理废物以保护环境。通常，它们会通力合作以确保这一目标得以实现。 

“如果工业处理厂将废水输送至市政处理厂，必须确保其毒性水平在市政处理厂可控范围内，”Flottweg Separation Technology Canada, ULC 董事总经理 Frank Scriver 表示。“而市政处理厂则承担着最大的责任，因为其排放的废水必须足够‘清洁’，以防止对环境造成危害。”

尽管面临诸多挑战，废物处理领域仍呈现出若干趋势，这些趋势可为节省成本提供切实可行的解决方案——包括缩短生产时间、降低运营成本以及减轻环境压力。
 

1. 固体运输。有几项运营成本会影响废物处理作业，其中包括固体运输。“在废物处理厂将固体与液体分离后，液体会被净化至消毒标准，以确保安全地重新排入环境，”斯克里弗说道。 “说实话，这种处理后的液体很多时候甚至安全到可以供人饮用（尽管很多人一想到这个仍会感到不适）。然而，固体部分要么被运往垃圾填埋场，要么经过进一步处理后用作肥料。” 甚至
   
   还有机会将生物固体作为发电机的燃料，将其转化为能源。 “由于这些固体需要运输，其总体体积和重量对运输成本起着至关重要的作用，”斯克里弗补充道。“本质上，水分成了大敌。生物固体越干燥，运输成本就越低。污水处理过程中还有其他成本，例如聚合物成本或能耗，这些都可能让运营经理夜不能寐，但首要的节省目标通常是固体运输成本。

    

2. 新技术创新。成本节约的计算需要数据支撑，而大多数处理厂都有效保存了这些记录。“通常，这些数据被用来评估处理厂的管理水平，”斯克里弗解释道，“但有时新技术的出现会促使我们重新思考。某些技术创新的投资回报率极高，以至于投资决策变得不言而喻。这些创新可能涉及化学、工艺或机械领域。” 

    

3. 自动化升级。许多工厂正持续推进生产流程的自动化。“机器间相互通信的趋势将持续发展，”斯克里弗表示。 “计算机根据工艺传感器数据进行调整，从而确保最佳运行状态。这要求不同设备的制造商通力合作，共同寻找能够优化工厂效率的解决方案。例如，离心机一直被认为运行成本高昂。人们常误以为高速旋转会加速设备磨损。但在需要分离液固相时，没有任何技术能比得上这种设备在密封性、效率和一致性方面的表现。”

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。 

该工厂使用隔室压滤机长达数十年，但最近改用了福乐伟离心机系统，成效立竿见影。据索尔维（Solvay）维护与污水处理负责人介绍，得益于这套高效、自动化且易于操作的设备，该公司每年可节省约21.4万美元。此外，该离心机系统还将生产时间从全天候运行缩短至每天仅需一个12小时班次，同时提高了污泥质量，并减少了待处理的污泥量。

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。”

如果污水处理厂中的固体含量增加，成本也会随之上升。2017年冬季，史密斯联系了福乐伟分离技术公司。他在一项试点计划中租用了一套采用先进技术的离心机设备，并同时签订了服务合同。

“试点设备最初配备的是实心螺杆，但后来更换为开放式螺杆（Xelletor），”他说，“我们观察到显著的改善。试点设备的固体含量达到了19–20%。而且操作非常简单。只需按下启动按钮，设备便开始运行。最初，带开放式螺杆体的离心机（Xellator）从4月运行至8月。处理后的产物呈絮状，且保持滤液清洁变得容易得多。固体含量至少达到21%。这1%至2%的差异显著改变了污泥的外观和特性。”

借助福乐伟 Separation Technology的离心机系统，索尔维污水处理厂成功减少了脱水设备所需的工作工时、运行时间以及待处理的污泥量。与此同时，污泥质量得到提升，能耗也随之降低。

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。

该设备在短短几个月内就收回了成本。在投入运营的第一年后，福乐伟系统便证明了其价值，因为索尔维每年可节省净成本超过214,000美元。这一数字包括灰渣处理及运输成本、运往垃圾填埋场的费用、垃圾填埋费、聚合物材料费、额外租赁费用及相关人工成本、滚装集装箱和自卸车费用、塑料衬里费用、维护费用以及能源成本。

污水处理厂每年节省 90 万加元

格林威（Greenway）污水处理厂是加拿大安大略省伦敦市规模最大的污水处理厂。该厂设计处理能力为每日1.7亿升，峰值处理能力为每日2.55亿升。它处理了伦敦市约三分之二的污水流量。格林威污水处理厂通过焚烧设施对污泥进行资源化利用。该污水处理厂目前使用福乐伟离心机将污泥脱水，使其固形物含量降至约26%。此外，焚烧过程无需额外添加天然气，这每年可节省近90万加元。

“能耗会随污泥含水量的变化而变化。含水量越高，所需能量越多；含水量越低，所需能量越少，”格林威运营经理表示。“由于带式压滤机的固体含量远低于此，为了维持流化床装置的能量水平和温度，我们不得不额外添加燃料。”

2012年，Greenway安装了三台福乐伟 C7E离心机。设备运行率达95%，其中两台离心机需保持连续运行。这三台设备的设计处理能力为每分钟1,200升液体流量，或每小时1,700公斤污泥流量。

“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。 

从带式压滤机转向离心机的过程并非一帆风顺。聚合物消耗量有所增加，但节省的燃气费用已完全抵消了这部分额外成本。虽然离心机的备件通常比带式压滤机更昂贵，但离心机中需要更换的易损件较少。因此维修工作能够更快完成，从而抵消了这些额外成本。

通过改用福乐伟的离心机，Greenway工厂不仅满足了运营管理层的要求，也实现了维护人员期望的低停机时间。该系统有助于降低成本并简化运营。

作者

Daniel Lakovic 是 福乐伟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。