臥螺沉降離心機(jī)的污泥脫水性能研究
行業(yè)動(dòng)態(tài)
一、引言
1.1 概述
離心機(jī)與其它分離機(jī)械相比，不僅能得到含濕量低的固相和高純度的液相，而且具有體積小、密封性好、連續(xù)運(yùn)行、自動(dòng)遙控等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于化工、石化、石油煉制、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、選礦、船舶、環(huán)保、軍工等各個(gè)部門(mén)。如濕法采煤的煤粉回收，石油開(kāi)采的鉆井泥漿凈化回用；鈾同位素的濃縮；污水處理的污泥濃縮和脫水；石油化工產(chǎn)品的精制；抗菌素，農(nóng)藥的提?。慌Ｈ?、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、動(dòng)植物油、米糠油、淀粉等食品的制造；織品纖維脫水；潤(rùn)滑油、燃料油的提純等都需要使用離心機(jī)?？梢?jiàn)，離心機(jī)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)廣泛應(yīng)用的分離設(shè)備。
臥螺沉降離心機(jī)適用于分離顆粒粒徑大于5μm的物料，可用于固-液兩相分離，固-液-液的三相分離，固-固-液三相分離。臥螺離心機(jī)可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷連續(xù)運(yùn)作的工況要求，不僅處理量大，密封性好，而且控制系統(tǒng)穩(wěn)定，易于操作以及日常運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，記錄，統(tǒng)計(jì)，匯總。臥螺離心機(jī)擁有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，既可用于城市中生活污水和工業(yè)廢水的污泥脫水中，也還能處理聚丙烯、淀粉、煤焦油、檸檬酸、GCC碳酸鈣、聚氯乙烯等不同性質(zhì)的物料。還有工業(yè)中非常難處理的含油污水，脫硫后產(chǎn)生的廢水，均可以根據(jù)處理要求選擇對(duì)應(yīng)的臥螺離心機(jī)進(jìn)行處理。
1.2 簡(jiǎn)介
1.2.1 污泥特性
污泥是因其液-固相混合物的漿態(tài)特征而成為一類(lèi)與液態(tài)和固態(tài)廢棄物均有區(qū)別的廢棄物，污泥不僅在產(chǎn)生時(shí)有漿態(tài)物的特征，而且其液、固混合狀態(tài)具有一定的穩(wěn)定性，通常僅在施加極大的外加作用力（物理、化學(xué)）時(shí)才能實(shí)現(xiàn)固液分離。
城市污泥含有種類(lèi)廣泛的污染物，各種對(duì)生物有毒害作用的重金屬、列入優(yōu)先污染物名錄的各種有機(jī)毒害物質(zhì)，以及易腐性有機(jī)物、致病微生物、植物養(yǎng)分等環(huán)境污染物質(zhì)均可能在城市污泥中檢出，因此就其環(huán)境危害的深度和廣度而言，城市污泥均是一類(lèi)有巨大污染危害的廢棄物。
城市污泥除了巨大的污染潛力（來(lái)自其產(chǎn)生量和復(fù)雜的污染物組分），也具有明顯的資源化潛力。城市污水廠(chǎng)污泥富含生物源有機(jī)質(zhì)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%-80%）、植物養(yǎng)分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%）和化學(xué)能量（干固體熱值約18MJ/Kg）。
基于市政污泥的特性，作為環(huán)保中的重點(diǎn)內(nèi)容，環(huán)保從業(yè)人員如何逐步實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，無(wú)害化，資源化已經(jīng)是刻不容緩的事務(wù)了。在過(guò)去的二十年期間，國(guó)內(nèi)眾多大中型污水廠(chǎng)和工業(yè)廢水廠(chǎng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用臥螺離心機(jī)作為污泥濃縮、污泥脫水的機(jī)械脫水設(shè)備。部分不同規(guī)模的自來(lái)水廠(chǎng)也開(kāi)始采用臥螺離心機(jī)。這些囊括了國(guó)內(nèi)外眾多的離心機(jī)型號(hào)的案例是非常好的素材，特別是通過(guò)離心機(jī)使用從而總結(jié)出的成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)又為后來(lái)者奠定了基礎(chǔ)。本文所要論述的內(nèi)容就是結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目執(zhí)行，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中獲得的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，此次探討臥螺沉降離心機(jī)在市政環(huán)保中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容。
1.2.2 污泥脫水設(shè)備
減少污泥的體積是污泥脫水的目的，在實(shí)現(xiàn)污泥體積減量化之后，脫水后污泥更便于后續(xù)的處理處置和利用。污泥中的內(nèi)部水一般難以分離，而泥顆粒間的毛細(xì)水和顆粒表面的吸附水可在污泥濃縮脫水過(guò)程中被去除，所以污泥脫水去除的主要為污泥中的自由水分。
污泥機(jī)械脫水以過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使污泥水分被強(qiáng)制通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，形成濾液，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，形成濾餅，從而達(dá)到脫水的目的。根據(jù)造成壓力差推動(dòng)力的方法的不同，可以將污泥機(jī)械脫水分為3類(lèi)：
①在過(guò)濾介質(zhì)的一面形成負(fù)壓進(jìn)行脫水，即真空吸濾脫水。
②在過(guò)濾介質(zhì)的一面加壓進(jìn)行脫水，即壓濾脫水。
③造成離心力實(shí)現(xiàn)泥水分離，即離心脫水。
其中臥螺離心機(jī)就是離心脫水中的常用設(shè)備，臥螺離心機(jī)脫水的基本原理是：由于污泥顆粒和水之間存在著密度差，通過(guò)它們?cè)谙嗤碾x心力作用下產(chǎn)生的離心加速度不同，使得污泥顆?？焖俪两担⑴c水之間產(chǎn)生分離，再通過(guò)推料螺旋將污泥從固相出口排出，水從液相出口溢流排出，從而實(shí)現(xiàn)脫水的目的。
離心脫水的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，密閉性好，單位體積下處理量大，處理物料對(duì)象廣泛，附屬設(shè)備少，臭味少，能不間斷24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
其缺點(diǎn)是噪聲大（80-85分貝離心機(jī)1米范圍內(nèi)），電耗高（1m3物料對(duì)應(yīng)電耗在0.9-1.3kW），離心機(jī)脫水后污泥含水率較高（市政污泥脫水后含水率78-82%），離心機(jī)中高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件需要定期維護(hù)保養(yǎng)，校準(zhǔn)動(dòng)平衡，主機(jī)的維護(hù)成本較高。
臥螺離心機(jī)的機(jī)身構(gòu)造在早期機(jī)身較短，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓部分基本只有圓錐段。這種錐段的構(gòu)造其優(yōu)勢(shì)在于可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)高的分離因數(shù)來(lái)分離物料。由于處理量受到錐段容積小的影響，物料的停留時(shí)間很短，主要適用于早期的諸如制藥，生物工程中?，F(xiàn)如今這種較為古典結(jié)構(gòu)的臥螺離心機(jī)已經(jīng)非常少見(jiàn)了。
現(xiàn)在常見(jiàn)的臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)為大長(zhǎng)徑比的構(gòu)造，即圓錐段加圓柱段的機(jī)身。相比早期的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在的臥螺離心機(jī)其圓柱段體積幾倍甚至十幾倍于圓錐段體積。一般常見(jiàn)的長(zhǎng)徑比在2:1到5:1之間，根據(jù)各個(gè)廠(chǎng)家不同設(shè)計(jì)理念有所區(qū)別。通過(guò)大長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了處理量的提升，從此臥螺離心機(jī)的發(fā)展進(jìn)化又上升到新的高度。
臥螺離心機(jī)的品種規(guī)格眾多，從轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)形狀看，有全錐形，柱/錐形，還有沉降過(guò)濾復(fù)合型。從螺旋推料器的結(jié)構(gòu)形狀分，有整體螺旋、帶狀螺旋（葉片靠螺旋筒體部分焊接在螺旋體上）。針對(duì)市政污泥的臥螺離心機(jī)，一般選用柱/錐形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)徑比選3以上的臥螺離心機(jī)為宜。離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑的選擇是根據(jù)單機(jī)的生產(chǎn)能力和物料性質(zhì)確定的，處理能力與離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑成正比，同樣長(zhǎng)徑比越大，生產(chǎn)能力也得到提升，轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度的增加有利于分離難分離的物料，對(duì)于易分離的物料，長(zhǎng)徑比取1-2；而對(duì)于難分離的物料，長(zhǎng)徑比取3-4。長(zhǎng)徑比大于5的，因?yàn)槭芟抻谥圃旃に嚭统杀究刂频囊蛩?，相?duì)較少采用。
在具體選擇臥螺離心機(jī)前，需要進(jìn)行探索性試驗(yàn)，需要取得物料的試樣、測(cè)定物料的濃度、固體顆粒密度、固體顆粒的粒徑分布實(shí)驗(yàn)、液相的pH值、液相粘度、液相密度、固體顆粒沉降速度，此外還需選擇合適的高分子絮凝劑品種，并對(duì)用量、離子度、分子量進(jìn)行測(cè)試而分析。
二、離心基本原理
基于臥螺離心機(jī)的離心基本原理，分離因數(shù)和沉降速度是兩個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)。其中，分離因數(shù)相當(dāng)于內(nèi)因，其大小取決于離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓半徑，轉(zhuǎn)速等因素；而沉降速度等同于外因，直接與處理對(duì)象們的物理性質(zhì)相關(guān)，兩者結(jié)合起來(lái)就構(gòu)成了離心分離的基本原理。
2.1 分離因數(shù)
分離因數(shù)也稱(chēng)為G force，簡(jiǎn)稱(chēng)為G，是離心機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的離心機(jī)加速度和重力加速度的比值，因?yàn)槭潜戎?，因此也是個(gè)無(wú)量綱。
分離因素是離心機(jī)分離能力的主要指標(biāo)，分離因數(shù)G越大，物料所受的離心力也越大，分離效果也好。對(duì)于較小顆粒，液相粘度大的難分離的懸浮液，需要采用大分離因數(shù)的臥螺離心機(jī)，對(duì)于城市生活污水中產(chǎn)生的活性污泥，一般所需的分離因數(shù)在1500-3000之間。
根據(jù)分離因數(shù)公式G=r*w2/g，w=2π*n/60從中可以清晰的看出，分離因數(shù)G與離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓半徑r成正比；也與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速n的平方成正比，因此提高轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，比增大轉(zhuǎn)鼓半徑對(duì)于分離因素G的影響要大很多。目前部分廠(chǎng)家提出的大長(zhǎng)徑比的臥螺設(shè)計(jì)，就是部分基于這方面原因考慮的。在機(jī)械強(qiáng)度允許范圍內(nèi)，盡可能把機(jī)身加長(zhǎng)，半徑盡可能保持較小值，這樣可以獲得更大的分離因數(shù)。半徑越大，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速越小；半徑越大，在高速旋轉(zhuǎn)下對(duì)于臥螺離心機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度要求更高。
綜上所述，分離因數(shù)是臥螺離心機(jī)基本的參數(shù)之一，分離因數(shù)是臥螺離心機(jī)的內(nèi)因，決定了是否可以達(dá)到物料分離的界限值。
2.2 沉降速度
沉降速度，就固液兩相分離而言，這里是指在離心機(jī)分離的物料中的固相顆粒在液相介質(zhì)中的沉降速度。這里引用經(jīng)典的斯托克斯定律來(lái)表示。
根據(jù)斯托克斯定律，在Re＜0.2時(shí)，受到重力加速度的影響，顆粒在溶液中的沉降速度Vg與以下參數(shù)有關(guān)：
Vg=d2*（Pd-PL）*g/18μ。公式中，Vg：顆粒在液相中的沉降速度，單位m/s；d：顆粒直徑，單位m；Pd：固相顆粒密度，單位Kg/m3；PL：液相密度，單位Kg/m3；g：重力加速度，一般取9.81m·s-2。
斯托克斯定律也表明了分離效果與物料性質(zhì)參數(shù)的基本關(guān)系。在分析沉降速度相關(guān)參數(shù)之前，必須具備兩個(gè)前提條件：
①顆粒密度大于液體密度，只有在這種情況下，才能產(chǎn)生沉降作用，不然會(huì)上浮。
②顆粒與液體基本無(wú)反應(yīng)，包括溶解，乳化等等。
在此前提下，沒(méi)有其他輔助因數(shù)下，沉降速度大小依然取決于分離因數(shù)大小，當(dāng)然我們可以通過(guò)手段改善沉降速度。例如，針對(duì)市政污水產(chǎn)生的剩余活性污泥，我們可以添加聚丙烯酰胺PAM，用絮凝劑顆粒吸附污泥顆粒，使得顆粒半徑增大；針對(duì)液相為油類(lèi)的情況，我們也可以通過(guò)升溫，使得液體黏度降低，實(shí)現(xiàn)沉降速度增大的效果。諸如煤焦油的分離中，可以通過(guò)預(yù)熱升溫物料的方法得以實(shí)現(xiàn)更好的分離效果。
三、臥螺離心機(jī)的基本構(gòu)造及主要參數(shù)
臥螺離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓（柱段加錐段），驅(qū)動(dòng)電機(jī)，機(jī)架，螺旋推料器和齒輪箱器構(gòu)成。通過(guò)主驅(qū)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，達(dá)到2000-4000rpm，產(chǎn)生幾千倍重力加速度的分離因數(shù)，使污泥顆粒沉降；齒輪箱器產(chǎn)生額外的差速，使同軸旋轉(zhuǎn)的螺旋體與轉(zhuǎn)鼓有0-30rpm的速度差，螺旋體和轉(zhuǎn)鼓之間產(chǎn)生了相對(duì)位移，污泥被螺旋葉片輸送至固相出口。
關(guān)于構(gòu)造，分離因數(shù)是必須再次提及到的。為了獲得更高的分離因數(shù)，我們可以通過(guò)增大轉(zhuǎn)鼓直徑或提高轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于同一規(guī)格即轉(zhuǎn)鼓直徑不變，提高轉(zhuǎn)速也可以獲得更高的分離因數(shù)，但對(duì)機(jī)械本身（軸承，密封圈，潤(rùn)滑等）損耗也就更厲害，額外產(chǎn)生的高分貝噪音也會(huì)進(jìn)一步影響現(xiàn)場(chǎng)的操作環(huán)境。
按照進(jìn)料位置來(lái)區(qū)分，臥螺離心機(jī)有小端進(jìn)料和大端進(jìn)料兩種，前者指進(jìn)料管在轉(zhuǎn)鼓的錐端進(jìn)入離心機(jī)腔體內(nèi)，后者指進(jìn)料管從轉(zhuǎn)鼓的柱段進(jìn)入。兩種進(jìn)料方式取決于離心機(jī)整體構(gòu)造，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝位置，齒輪箱安裝位置，連接件型式有關(guān)，取決于不同制造商的制造工藝。離心脫水系統(tǒng)中一般配備進(jìn)料泵作為輸送污泥的設(shè)備，進(jìn)料泵可以是螺桿泵，也可以是轉(zhuǎn)子泵，部分改造項(xiàng)目受限于現(xiàn)場(chǎng)條件，其中也才用過(guò)潛水泵等其它型式的進(jìn)料設(shè)備。
離心機(jī)的進(jìn)料管從小/大端，插入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓腔體內(nèi)，位于轉(zhuǎn)鼓整體靠近錐段端口1/3處，而且物料是通過(guò)上述泵壓力輸送的，所以小/大端進(jìn)料方式對(duì)于離心機(jī)運(yùn)行影響不大。
轉(zhuǎn)鼓，由圓柱及圓錐部分組成。柱段為澄清區(qū)，錐段為推料區(qū)，柱段與錐段夾角的補(bǔ)角稱(chēng)作錐角（半錐角）。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，離心機(jī)做濃縮機(jī)使用時(shí)一般配備小錐角（8-10°），離心機(jī)作為脫水機(jī)使用時(shí)配備大錐角情況較多，一般取10-20°。轉(zhuǎn)鼓直徑大小與分離因數(shù)成正比，轉(zhuǎn)鼓的容積大小同離心機(jī)處理能力也成正比。
齒輪箱，也稱(chēng)為差速器。齒輪箱與推料螺旋連接，通過(guò)調(diào)節(jié)差速值的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)扭矩的目的。扭矩值相當(dāng)于螺旋推料的作用力，差速越小，扭矩越高。齒輪箱有行星齒輪箱，擺線(xiàn)齒輪箱等，輸出速比值決定了差速器的形式，目前能輸出大速比的行星齒輪箱更為主流。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以行星齒輪箱為例，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主驅(qū)和背驅(qū)，均為變頻電機(jī)。主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓和螺旋體，產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速；背驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱，產(chǎn)生0-30rpm的差速。
防磨損保護(hù)，包括進(jìn)料區(qū)，推料區(qū)，排泥口都是物料與離心機(jī)接觸的位置，同樣也是磨損嚴(yán)重的部位。因此需要考慮防磨損保護(hù)措施，在進(jìn)料區(qū)，排泥口增加可更換的碳化物襯套，在螺旋葉片上噴涂碳化物保護(hù)涂層。
四、臥螺離心機(jī)在市政行業(yè)中的應(yīng)用
市政污泥（城市污水廠(chǎng)污泥）是各種污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的泥狀物質(zhì)。城市污水廠(chǎng)污泥，因污水性質(zhì)和工藝的相似性，其在污水處理過(guò)程中的產(chǎn)生環(huán)節(jié)相對(duì)確定。
城市污水廠(chǎng)污泥可按不同的分類(lèi)準(zhǔn)則分類(lèi)，其中常見(jiàn)的有：
①按污水的來(lái)源特征，可分為生活污水污泥和工業(yè)廢水污泥。
②按污水的成分和某些性質(zhì)，可分為有機(jī)污泥和無(wú)機(jī)污泥，親水性污泥和疏水性污泥。
③按污泥處理的不同階段，可分為生污泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水污泥和干化污泥。
④按污泥來(lái)源，可分為柵渣、沉砂池沉渣（無(wú)機(jī)固體顆粒）、浮渣、初次沉淀污泥（初沉污泥）、剩余活性污泥（剩余污泥）、腐殖污泥和化學(xué)污泥。
針對(duì)市政污泥，作為污泥處理處置環(huán)節(jié)中的臥螺離心機(jī)主要承擔(dān)了污泥濃縮和污泥脫水的作用。以下就此內(nèi)容詳細(xì)展開(kāi)，淺析臥螺離心機(jī)在市政污水廠(chǎng)的濃縮和脫水的作用。
4.1 市政行業(yè)中離心機(jī)的濃縮應(yīng)用
傳統(tǒng)污水廠(chǎng)采用的活性污泥法工藝從二沉池產(chǎn)生的剩余活性污泥，其含水率約在99.2-99.3%之間，直接進(jìn)入后續(xù)的脫水階段效率和經(jīng)濟(jì)型都極低，因此一般都進(jìn)行濃縮處理。
污泥的濃縮的基本方式有重力濃縮、氣浮濃縮和機(jī)械濃縮等。濃縮的目的就是通過(guò)去除污泥顆粒間的自由水分，達(dá)到減容的效果，從而減輕后續(xù)污泥處理處置的壓力。在市政污水處理廠(chǎng)中，相關(guān)氣浮濃縮的應(yīng)用，相對(duì)應(yīng)用較少，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，重慶唐家沱污水處理廠(chǎng)中有過(guò)氣浮濃縮的應(yīng)用。
離心濃縮是機(jī)械濃縮中較為主流，應(yīng)用較多的一種工藝，其側(cè)重于以臥螺離心機(jī)等機(jī)械設(shè)備為核心內(nèi)容，而重力濃縮側(cè)重于以重力濃縮池的工藝構(gòu)筑物形勢(shì)為核心，兩者是由本質(zhì)的區(qū)別的。盡管如此，在市政行業(yè)中這兩種技術(shù)更具有互補(bǔ)性。
重力濃縮與離心濃縮的比較：
重力濃縮：
①優(yōu)勢(shì)：貯存污泥的能力強(qiáng)、操作要求不高、運(yùn)行費(fèi)用低。
②劣勢(shì)：濃縮效果差，濃縮后的污泥含水率較高；濃縮池占地面積大，且會(huì)產(chǎn)生臭氣問(wèn)題；停留時(shí)間長(zhǎng)，易造成磷的釋放。
離心濃縮：
①優(yōu)勢(shì)：占地小，水力停留時(shí)間短，處理高效；基本沒(méi)有臭氣問(wèn)題。
②劣勢(shì)：需要專(zhuān)門(mén)的離心機(jī)，耗電大，噪音較大，對(duì)操作人員要求高。
重力濃縮確實(shí)是目前應(yīng)用較多的污泥濃縮的方法，無(wú)論是連續(xù)式的濃縮池或者是間歇式的濃縮池，受限于重力濃縮池的濃縮效率，濃縮后污泥含水率僅在98%左右，從99.2%到98%將近減少了一半，但是對(duì)多數(shù)大型污水廠(chǎng)而言，濃縮后污泥量依然龐大。在配備污泥厭氧消化工藝的污水廠(chǎng)，為了降低投資成本，需要合理配置消化罐數(shù)量，此時(shí)離心濃縮互補(bǔ)性就體現(xiàn)出來(lái)了。通過(guò)臥螺離心機(jī)高效的濃縮效果，濃縮后污泥含水率可以降低至94-95%，甚至更低。采用臥螺離心機(jī)的離心濃縮工藝，污泥通過(guò)壓力輸送裝置進(jìn)入離心機(jī)后，僅在離心機(jī)內(nèi)停留15-35秒，污泥即被排出臥螺離心機(jī)。污泥體積的減量化是離心濃縮顯著的特點(diǎn)，因此離心濃縮加消化工藝以及后續(xù)的污泥脫水工藝是市政行業(yè)中傳統(tǒng)的組合。
離心濃縮工藝較具代表性的案例當(dāng)屬上海白龍港污水處理廠(chǎng)中的應(yīng)用。其污泥處理工藝采用先重力濃縮，再離心濃縮，進(jìn)入消化池低溫厭氧消化，然后消化污泥進(jìn)入后續(xù)的污泥脫水階段，其中工藝段包含了重力濃縮及離心濃縮兩種工藝。
處理的對(duì)象絕干泥量幾乎沒(méi)有變化，工藝段前后污泥體積從起初的125立方，通過(guò)離心濃縮減少至19.6立方，體積縮小了近85%，相比重力濃縮后的50立方，體積也縮小了近61%。
以白龍港廠(chǎng)200萬(wàn)噸/天規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)配置情況來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)配備了4座蛋形消化池，5臺(tái)臥螺離心機(jī)。如果取消離心濃縮，污泥直接通過(guò)重力濃縮進(jìn)入消化池的方案，取消5臺(tái)臥螺離心機(jī)，增加6座蛋形消化池，前者土建及設(shè)備采購(gòu)安裝費(fèi)用在4000萬(wàn)人民幣，后者的土建及設(shè)備采購(gòu)安裝費(fèi)用在7000-8000萬(wàn)人民幣。1座濃縮機(jī)房的土建面積僅占3-4座蛋形消化池面積，濃縮機(jī)房按照4用1備的使用情況來(lái)分析，單機(jī)處理能力120立方/小時(shí)，全年電能消費(fèi)為120立方/小時(shí)×1.0千瓦時(shí)/噸×4臺(tái)×24小時(shí)×300天×0.63元/千瓦時(shí)≈218萬(wàn)人民幣，全年藥劑消耗量120立方/小時(shí)×2%×1.2公斤/噸干泥×4臺(tái)×24小時(shí)×300天×30元/公斤≈249萬(wàn)人民幣。臥螺離心機(jī)與蛋形消化池設(shè)備的維護(hù)成本此處相抵，基本上采用重力濃縮直接進(jìn)入消化池的工藝，需要7-8年才能與離心機(jī)濃縮方案的投資相抵持平。我們通過(guò)白龍港離心濃縮的應(yīng)用，體現(xiàn)了在一定時(shí)間段內(nèi)的臥螺離心機(jī)濃縮應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。
通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)臥螺離心機(jī)濃縮污泥的實(shí)際效果?，F(xiàn)場(chǎng)共5臺(tái)離心機(jī)，采用4用1備24小時(shí)不間斷的運(yùn)行方式進(jìn)行機(jī)械濃縮。將現(xiàn)場(chǎng)5臺(tái)離心機(jī)依次標(biāo)定為1-5號(hào)生產(chǎn)線(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)污泥指標(biāo)，依次記錄各臺(tái)臥螺離心機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)以反映離心濃縮的實(shí)際效果。
取樣方式采用每天取樣4次，每次間隔6小時(shí)，每次取樣100ml。污泥進(jìn)泥和出泥樣品現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)取現(xiàn)測(cè)的方式，上清液采用平均測(cè)定的方式，每天每條生產(chǎn)線(xiàn)取1-2個(gè)混合樣。加藥量和固體回收率根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算得出。
由于臥螺離心機(jī)濃縮系統(tǒng)需要根據(jù)進(jìn)泥的含固率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此對(duì)于進(jìn)泥的含固率需要經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè)。普通的重量法檢測(cè)烘干稱(chēng)重耗時(shí)太久，因此現(xiàn)場(chǎng)采用了快速水分測(cè)定儀對(duì)濃縮系統(tǒng)的進(jìn)泥和出泥進(jìn)行檢驗(yàn)，以期更好地運(yùn)行濃縮系統(tǒng)。由于上清液的含固率較低，通過(guò)快速水分測(cè)定儀測(cè)定的數(shù)據(jù)偏差較大，所以上清液含固率由污水水廠(chǎng)的試驗(yàn)設(shè)備（分析天平）進(jìn)行檢驗(yàn)。
外界條件主要是指離心濃縮系統(tǒng)的進(jìn)泥含固率。根據(jù)當(dāng)時(shí)工藝條件離心濃縮系統(tǒng)的進(jìn)泥含固率應(yīng)當(dāng)在1.5%-2%。實(shí)際離心濃縮系統(tǒng)的進(jìn)泥含固率基本維持在2%-3%的區(qū)間，檢測(cè)到含固率下降為2%以下的數(shù)據(jù)才1次。
總結(jié)發(fā)現(xiàn)污泥濃度不是一直穩(wěn)定的。濃度從高點(diǎn)下降到低點(diǎn)后會(huì)反彈。第一波反復(fù)的程度劇烈，從10月26日12:00開(kāi)始，污泥濃度保持在3.5%，一直到10月28日0:00，污泥濃度在1.87%，持續(xù)時(shí)間36小時(shí)。之后污泥濃度在4小時(shí)之內(nèi)上升到3%作用，并且維系了近28小時(shí)。后面的三次波動(dòng)震蕩程度趨緩，這都是進(jìn)入臥螺離心機(jī)的實(shí)際邊界條件，可見(jiàn)實(shí)際從重力濃縮池排出的污泥濃度并非穩(wěn)定，造成的原因是多方面的，但不足以嚴(yán)重影響離心機(jī)的后續(xù)濃縮。就進(jìn)料濃度波動(dòng)而言，臥螺離心機(jī)是完全能夠適應(yīng)的，當(dāng)濃度升高，通過(guò)自動(dòng)控制降低污泥的水通量，確保絕干泥量總量恒定。
根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，單機(jī)濃縮能力在不小于120立方/小時(shí)（此時(shí)進(jìn)料含水率98%），即固體負(fù)荷不小于2400公斤/小時(shí)，每套生產(chǎn)線(xiàn)都滿(mǎn)足了2400公斤/小時(shí)該數(shù)值。因?yàn)榫褪姓挟a(chǎn)生的污泥而言，真正要處理的是絕干污泥本身，固體負(fù)荷是真正衡量污泥處理能力的參數(shù)，水通量的大小可作為復(fù)核臥螺離心機(jī)裝機(jī)能力的參數(shù)之一，作為復(fù)核固體負(fù)荷的參數(shù)。
接著進(jìn)料含水率、固體負(fù)荷的話(huà)題，我們看一下物料調(diào)試，濃縮后污泥的含水率情況，濃縮后污泥含水率達(dá)也達(dá)到了低于95%的要求。綜合而言，臥螺沉降離心機(jī)在離心濃縮的應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期效果，固體負(fù)荷、濃縮污泥含水率等指標(biāo)為后續(xù)的消化工藝創(chuàng)造了良好的條件，在濃縮工況中，還有其他的因素直接或者間接影響到離心濃縮的效果，其中就包括了臥螺離心機(jī)內(nèi)的錐角角度，推料的螺旋扭矩大小，絮凝劑的消耗量；還有物料本身的性質(zhì)的關(guān)系，灰分的百分比等等，上述內(nèi)容將在下一章節(jié)中作逐一詳細(xì)論述。
4.2 市政行業(yè)中離心機(jī)的脫水應(yīng)用
結(jié)合上面內(nèi)容，就市政行業(yè)而言，污泥濃縮和污泥脫水確實(shí)是不同工藝段的工藝。離心濃縮是隸屬于相對(duì)重力濃縮、氣浮濃縮工藝而言的機(jī)械濃縮中的一類(lèi)，除了臥螺離心機(jī)，還有轉(zhuǎn)盤(pán)式離心機(jī)，籃式離心機(jī)等其它型式的離心機(jī)設(shè)備。機(jī)械濃縮工藝中，除了離心濃縮工藝，還有使用例如轉(zhuǎn)篩濃縮機(jī)等其它機(jī)械設(shè)備的機(jī)械濃縮方式。臥螺離心機(jī)應(yīng)用于濃縮工藝，就可定義其為離心濃縮應(yīng)用，如果臥螺離心機(jī)應(yīng)用于脫水工藝，就可以定義為機(jī)械脫水的一種應(yīng)用，就臥螺離心機(jī)設(shè)備本身而言，污泥濃縮和污泥脫水過(guò)程更準(zhǔn)確的描述如下：
為了得到不同工況下的各自產(chǎn)物相對(duì)有所區(qū)別的離心分離過(guò)程。
相比于濃縮而言，臥螺離心機(jī)的脫水應(yīng)用使十分廣泛，非常成熟的。自上世界90年代初，上海龍華污水處理廠(chǎng)開(kāi)始引進(jìn)并使用離心機(jī)開(kāi)始，國(guó)內(nèi)大大小小污水廠(chǎng)中使用的離心機(jī)數(shù)量已經(jīng)超過(guò)萬(wàn)臺(tái)。特別是離心機(jī)脫水效果較傳統(tǒng)的帶式壓濾機(jī)而言，出泥干度更高，運(yùn)行密封性好，操作環(huán)境好。一次性投資雖大，但在大中型規(guī)模的市政污水廠(chǎng)的污泥脫水工藝段中，臥螺離心機(jī)的應(yīng)用得到了肯定，也得到了了環(huán)保從業(yè)人員的認(rèn)可。離心脫水工藝應(yīng)用如下：二沉池——重力濃縮池——儲(chǔ)泥池——離心脫水——污泥處置。
其中部分污水處理廠(chǎng)也取消重力濃縮池設(shè)置，采用直接將未濃縮的剩余污泥排至儲(chǔ)泥池，然后進(jìn)入臥螺離心機(jī)脫水，處理這類(lèi)含水率超過(guò)99%污泥的離心機(jī)，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家們定義為濃縮脫水一體機(jī)，究其本質(zhì)而言，也只是脫水機(jī)的一種特殊型式。同樣在歐洲，市政污泥處理的物料離心機(jī)只分成濃縮離心機(jī)和脫水離心機(jī)兩種。
下面是本文在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行中涉及的幾款臥螺離心脫水機(jī)：
①德國(guó)韋斯伐利亞，采用擺線(xiàn)齒輪箱，背驅(qū)式的臥螺離心機(jī)。
②瑞典阿法拉伐，采用直聯(lián)直驅(qū)式的行星齒輪箱，雙變頻電機(jī)的臥螺離心機(jī)。
③德國(guó)福樂(lè)偉，采用皮帶輪連接的行星齒輪箱，雙變頻電機(jī)的臥螺離心機(jī)。
④法國(guó)安德利茲，擺線(xiàn)差速器，機(jī)器防護(hù)罩采用玻璃鋼，小錐角設(shè)計(jì)，中空螺旋葉片的臥螺離心機(jī)。
上述臥螺離心機(jī)為污水廠(chǎng)中較為常見(jiàn)的進(jìn)口品牌，隨著國(guó)內(nèi)臥螺離心機(jī)的制造技術(shù)和加工技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)臥螺離心機(jī)也在中小規(guī)模的污水廠(chǎng)、水廠(chǎng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位，例如上海離心機(jī)研究所，浙江象山海申離心機(jī)和浙江綠水等諸多品牌。
相比濃縮段工況，為了得到更干的污泥，脫水過(guò)程需要調(diào)整眾多因素以滿(mǎn)足市政工藝的正常生產(chǎn)要求，而這些因素也變成了臥螺離心機(jī)在處理市政污泥過(guò)程需要滿(mǎn)足/克服的必要內(nèi)容。結(jié)合現(xiàn)有的臥螺離心機(jī)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，影響污泥沉降性能的因素劃分為物料因素、臥螺內(nèi)部因素以及由于兩種因素造成的其它綜合因素，這三大板塊構(gòu)成了影響離心脫水運(yùn)行的影響因素。
五、沉降性能的影響參數(shù)
5.1 臥螺離心機(jī)中的污泥性質(zhì)
就市政項(xiàng)目中的污泥而言，其主要指初沉池產(chǎn)生的初沉污泥，活性污泥法后產(chǎn)生的剩余活性污泥還有消化工藝后產(chǎn)生的消化污泥以及自來(lái)水廠(chǎng)中化學(xué)加藥沉淀后產(chǎn)生的化學(xué)污泥。針對(duì)市政污水處理廠(chǎng)，其產(chǎn)生的污泥主要是三類(lèi)：剩余活性污泥；混合污泥（初沉污泥+剩余活性污泥）；消化污泥。
衡量污泥脫水性的指標(biāo)包括污泥比阻和毛細(xì)吸水時(shí)間。
①污泥比阻
在過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，過(guò)濾僅須克服過(guò)濾介質(zhì)的阻力。當(dāng)濾餅逐漸形成后，還必須克服濾餅所形成的阻力?；钚晕勰唷⑾勰嗪统醭廖勰嘟詫匐y過(guò)濾污泥。
②毛細(xì)吸水時(shí)間（CST）
毛細(xì)吸水時(shí)間（CST）也可用于表征污泥脫水的難以程度。
測(cè)定原理：當(dāng)盛有污泥的容器（底部透水）置于覆有一定規(guī)格濾紙的有機(jī)玻璃底板上以后，污泥中的水分即在濾紙上通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象而擴(kuò)散，在距污泥容器一定距離處設(shè)兩電極（電極在徑向上距離為1cm），CST為水到達(dá)內(nèi)側(cè)電極的時(shí)間與到達(dá)外側(cè)電極時(shí)間之差。
衡量污泥機(jī)械脫水效果的指標(biāo)主要為脫水泥餅的含水率、脫水過(guò)程的固體回收率（濾餅中的固體量與原污泥中的固體量之比）；衡量污泥離心脫水效率的指標(biāo)為脫水泥餅產(chǎn)率（單位時(shí)間在單位過(guò)濾面積上產(chǎn)生的濾餅干質(zhì)量，Kg/（㎡·s））。脫水泥餅的含水率、脫水過(guò)程的固體回收率和脫水泥餅產(chǎn)率越高，離心脫水的效果和效率就越好。下面我們深入探討臥螺離心機(jī)運(yùn)行中的影響因素。
從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，毛細(xì)吸水時(shí)間被用來(lái)作為測(cè)試污泥過(guò)濾性能及狀態(tài)的快捷可靠的方法。污泥的過(guò)濾性能決定了各種各樣的脫水設(shè)備的效果，特別是臥螺離心機(jī)的污泥物料，毛細(xì)水時(shí)間CST是必須要測(cè)定的數(shù)據(jù)。
由標(biāo)準(zhǔn)濾紙產(chǎn)生的毛細(xì)吸水壓力使得污泥中的水能被吸出來(lái)。吸收速率決定于污泥的狀態(tài)及形成在濾紙上的泥渣的過(guò)濾性。毛細(xì)吸水時(shí)間就是間隔標(biāo)準(zhǔn)距離的兩個(gè)電極所決定。
由濾紙的毛細(xì)吸水所產(chǎn)生的壓力遠(yuǎn)大于漏斗中的靜水水頭壓力，所以測(cè)試過(guò)程不依賴(lài)所測(cè)試的污泥量，只要足夠產(chǎn)生毛細(xì)吸水時(shí)間即可。
5.2 物料因素
物料因素主要包括污泥性質(zhì)，污泥的灰分，污泥濃度，固體負(fù)荷，水力負(fù)荷，藥劑因素等。
5.2.1 污泥性質(zhì)
剩余活性污泥，混合污泥和消化污泥這三種污泥均可以采用臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水處理，較板框壓濾設(shè)備而言，含水率確實(shí)較前者更高，這是由于臥螺離心機(jī)去除的主要是污泥顆粒間的毛細(xì)水和顆粒表面的吸附水，細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水無(wú)法通過(guò)離心分離。三種類(lèi)型的污泥經(jīng)過(guò)離心脫水后污泥含水率在75-82%之間，其中以消化污泥脫水后污泥含水率可達(dá)75-78%，剩余活性污泥含水率介于80-82%。造成不同脫水后含水率結(jié)果，究其原因是因?yàn)槿N污泥中的灰分含量不同。
灰分的具體定義我們通過(guò)以下內(nèi)容來(lái)了解，顆粒污泥的干重（TSS）是揮發(fā)性懸浮物（VSS）與灰分（ASH/Residue on ignition）之和。揮發(fā)性懸浮物主要由細(xì)胞和胞外有機(jī)物組成，灰分指的就是干污泥顆粒除揮發(fā)性懸浮物外的組分，通常是指無(wú)機(jī)物含量。
由于剩余活性污泥的灰分?jǐn)?shù)值介于25-35%之間，一般不超過(guò)40%，對(duì)應(yīng)的干泥含水率在80%左右，個(gè)別污水廠(chǎng)的剩余活性污泥的灰分甚至低于20%，所以離心脫水后的污泥含水率非常高。如此低的灰分，主要是由于剩余活性污泥主要組分是活性污泥的絮體，而活性污泥是細(xì)菌、微型動(dòng)物為主的微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起所形成的的茶褐色的絮凝體：大部分為有機(jī)物。有機(jī)物含量高的情況下，對(duì)應(yīng)無(wú)機(jī)物含量自然降低了，也即是灰分含量低，脫水后污泥含水率往往介于80-83%。
受限于剩余活性污泥灰分低脫水效果不理想的原因，部分污水廠(chǎng)采用在剩余污泥中混入初沉污泥的方法，將形成的混合污泥再進(jìn)行離心脫水，因?yàn)槌醭廖勰嗟幕曳趾恳约昂室话阍?7%左右，所以混合污泥的脫水效果要優(yōu)于剩余活性污泥。混合污泥的脫水效果還取決于初沉污泥和剩余污泥的混合比例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初沉污泥的含量越高，出泥的含水率越低。
消化污泥通過(guò)厭氧或好氧的方法，使污泥中的有機(jī)物進(jìn)行生物降解并穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到降低有機(jī)物含量的效果。消化污泥的出泥含固率可以達(dá)到25%以上甚至更高，取決于消化工藝段的工況，以低溫厭氧消化為例，污泥中的有機(jī)物的碳?xì)湓匆约淄榈男褪轿龀?，甲烷產(chǎn)率越高，脫水污泥的干度更干。
目前國(guó)內(nèi)市政污水廠(chǎng)所運(yùn)行的厭氧消化工藝數(shù)量較少，其中穩(wěn)定運(yùn)行的也屈指可數(shù)。
青島團(tuán)島污水處理廠(chǎng)采用離心濃縮工藝，濃縮污泥含水率降至96%后，進(jìn)入低溫消化工藝階段，然后把消化污泥投入臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水。現(xiàn)場(chǎng)采用三座矩形消化池，消化工藝比較穩(wěn)定，后續(xù)的離心脫水的出泥含水率也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
5.2.2 污泥的濃度
污泥濃度指的是進(jìn)入臥螺離心機(jī)的進(jìn)料濃度，即進(jìn)料含固率（100%-含水率），污泥濃度定義為固體通量（固體負(fù)荷）和水通量百分比值，它們是衡量臥螺離心機(jī)裝機(jī)容量核心內(nèi)容。
就脫水而言，適合臥螺離心機(jī)脫水處理的市政污泥其濃度在0.5-10.0%之間，適用范圍還是比較廣的。過(guò)高濃度的污泥，其流動(dòng)性能差，流速低，水頭損失高，也加劇了進(jìn)料裝置的磨損。國(guó)內(nèi)外大部分臥螺離心機(jī)的進(jìn)料設(shè)計(jì)都采用腔體內(nèi)布料直管與90度彎頭連接的方式，而且為了確保管中物料能夠“噴灑”到離心機(jī)沉淀區(qū)域內(nèi)，腔體內(nèi)的進(jìn)料管采用懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與定軸承連接，基于剛度要求，此段管徑較小，一般不超過(guò)DN100，與之連接的彎頭也采用對(duì)應(yīng)管徑，倘若進(jìn)料污泥濃度過(guò)高極易造成對(duì)彎頭的沖擊，引起振動(dòng)，振幅一旦超過(guò)離心機(jī)閾值，離心機(jī)將停止進(jìn)料甚至直接停止運(yùn)行。
臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)決定以下因素：
①污泥進(jìn)入離心機(jī)后，上清液從堰板溢流，干泥從固相出口被螺旋擠壓推出。
②水和泥的排出方向是相反的，分別位于靠近兩端處。
③當(dāng)固體出料端的泥餅達(dá)到一定厚度，即所謂形成穩(wěn)定的泥餅并形成泥封后，達(dá)到這種動(dòng)態(tài)平衡，上清液被泥封擋住，自然形成了泥水分離界面，上清液不易從固相出口排出，脫水后污泥在固相口被螺旋擠壓排出。
為了確保臥螺離心機(jī)的正常運(yùn)行，我們將現(xiàn)場(chǎng)的儲(chǔ)泥池內(nèi)的溢流管閘閥開(kāi)啟，通過(guò)人為控制的方式將儲(chǔ)泥池進(jìn)行改造。原污泥SVI指數(shù)在105-110之間，臨時(shí)濃縮措施使得原污泥在重力濃縮作用下，含水率降低，從99.68%降低至99.50%，固體負(fù)荷提高了36%，對(duì)應(yīng)離心機(jī)離心脫水效果得到了極大的改善，出泥含水率也穩(wěn)定在81.45-82.00%之間。
綜上所述，由于五龍口污水處理廠(chǎng)物料固體通量的降低，離心機(jī)內(nèi)無(wú)法形成穩(wěn)定的泥環(huán)，所以造成了泥餅含水率增高的結(jié)果。為了應(yīng)對(duì)污泥濃度的降低所造成的固體負(fù)荷不足的情況，廠(chǎng)方將進(jìn)料前的儲(chǔ)泥池做了臨時(shí)整改，將儲(chǔ)泥池停留時(shí)間增加，并溢流濾出的清液，確保進(jìn)料含固率在0.68%以上，后續(xù)的脫水效果又得以恢復(fù)。
透過(guò)污泥濃度反應(yīng)的內(nèi)容其實(shí)是固體負(fù)荷和水力負(fù)荷的內(nèi)容，臥螺離心機(jī)的運(yùn)行需遵循低濃度，大處理量；高濃度，小處理量的原則運(yùn)行。
5.2.3 固體回收率
固體回收率定義為泥餅中的固體量與原污泥中的固體量之比，固體回收率反應(yīng)的污泥處理中有多少污泥通過(guò)上清液返回到水處理系統(tǒng)中去?；厥章试礁撸P螺離心機(jī)的脫水效果越好，對(duì)水處理的負(fù)荷沖擊越小，因此是衡量離心機(jī)性能和脫水效果的必要指標(biāo)。
在跟市政污水處理廠(chǎng)從業(yè)人員交流過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)物料守恒的概念，固體回收率的概念很容易理解，進(jìn)入離心機(jī)前多少干固量，離開(kāi)離心機(jī)后多少干固量，兩只比值就是固體回收率。通過(guò)測(cè)定出泥中干固量與進(jìn)料中干固量數(shù)值，兩者的比值計(jì)算出固體回收率從計(jì)算上無(wú)懈可擊，實(shí)際臥螺的運(yùn)行情況卻不是這樣的。離心脫水的過(guò)程是連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料，上清液連續(xù)排放的過(guò)程，是很難實(shí)現(xiàn)所謂測(cè)定進(jìn)出污泥的絕干量。少部分市政污水廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)人員根據(jù)上清液的含固率來(lái)推斷固體回收率的大小，我們認(rèn)為這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>
為了獲得更好的固體回收率，可以通過(guò)調(diào)節(jié)離心機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造，包括出液口的堰板高度，螺旋的推料的差速等，在進(jìn)料條件不變的情況下，讓離心機(jī)內(nèi)的污泥提供更長(zhǎng)的停留時(shí)間，固體回收率會(huì)提高，由于離心機(jī)腔體內(nèi)液體停留時(shí)間久了，那么從固相出口排出的泥餅會(huì)相應(yīng)更濕一些，泥餅含水率升高。為了確保泥餅含水率達(dá)標(biāo)，而又能獲得更好的固體回收率，目前比較有效的方法就是篩選合適的絮凝劑，使污泥顆粒更好的沉降下來(lái)，盡可能少的懸浮在上清液中被帶走，所以藥劑因素也是影響臥螺離心機(jī)在處理市政污泥時(shí)非常重要的因素之一。
5.2.4 污泥中藥劑的應(yīng)用
市政污泥性質(zhì)決定了這類(lèi)污泥都是較難處理的污泥，正如離心分離原理中的斯托克斯定律描述的，離心機(jī)提供了幾千倍的重力加速度使污泥顆粒的沉降時(shí)間大大縮短。藥劑，一般是指陽(yáng)離子的聚丙烯酰胺絮凝劑，將負(fù)電荷的污泥顆粒吸附起來(lái)，形成了穩(wěn)定的大絮團(tuán)顆粒，粒徑增大了，沉降速度更快，離心分離效果更顯著。
對(duì)于離心分離而言，如果分離因數(shù)足夠，物料沉降性能好，可以不需要添加藥劑，但是由于市政污泥顆粒密度與水的密度差較小，沉降速度較慢，影響到離心機(jī)的脫水效果。投加絮凝劑后，污泥顆粒被絮凝劑吸附后形成的絮團(tuán)的混合密度與水的密度差增大，根據(jù)斯托克斯定律，液相和固相的密度差增大，沉降速度也增大了，污泥脫水性能得到了改善。
離心脫水，一般應(yīng)對(duì)污泥采用高分子絮凝劑進(jìn)行調(diào)理。當(dāng)污泥有機(jī)物含量高時(shí)，一般選用離子度低的陽(yáng)離子有機(jī)高分子絮凝劑；當(dāng)污泥中無(wú)機(jī)物含量高時(shí)，一般選用離子度高的有機(jī)高分子絮凝劑。絮凝劑的投加量取決于污泥性質(zhì)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)選定。合理的絮凝劑藥劑選型是臥螺離心機(jī)正常進(jìn)料運(yùn)行前必須完成的內(nèi)容。
試驗(yàn)一般分為燒杯試驗(yàn)和上機(jī)試驗(yàn)，燒杯試驗(yàn)是通過(guò)定性，必選，定量的方法選擇藥劑，燒杯試驗(yàn)中我們遵循以下原則進(jìn)行篩選：
①藥劑與污泥顆粒反應(yīng)速度，藥劑需要跟污泥顆粒在進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)料端前充分反應(yīng)，反應(yīng) 時(shí)間一般小于30秒，不成形的絮團(tuán)進(jìn)入離心機(jī)腔體內(nèi)，沉降效果無(wú)法保證，脫水效果也會(huì)大打折扣。
②絮團(tuán)的大小，絮團(tuán)越大，沉降越快，離心分離效果好，脫水消耗也好。
③絮團(tuán)密實(shí)度，區(qū)別與帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)，成型的污泥絮團(tuán)在離心機(jī)內(nèi)受到高速剪切力的作用，無(wú)論多少大小的絮團(tuán)，如果無(wú)法承受剪切力作用而被擊碎的話(huà)，這也是要被排除的，相比絮團(tuán)大小，絮團(tuán)是否緊密更為關(guān)鍵。
滿(mǎn)足了上述三個(gè)基本條件后，燒杯試驗(yàn)方可進(jìn)行定量試驗(yàn)，優(yōu)化選擇消耗量更低的藥劑產(chǎn)品。
我們以上海臨港新城污水處理廠(chǎng)離心機(jī)調(diào)試報(bào)告為例，報(bào)告中整理了上機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和之前的燒杯試驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們綜合比較來(lái)分析報(bào)告數(shù)據(jù)。
從離心機(jī)正常運(yùn)行的上機(jī)試驗(yàn)結(jié)果分析，處理量、泥餅含水率達(dá)到了離心脫水的要求。上清液的固體回收率介于92-95%之間，稍低于95%的常規(guī)要求，實(shí)際的干泥藥耗量也完全滿(mǎn)足了3-5Kg/TDS的標(biāo)準(zhǔn)。燒杯試驗(yàn)報(bào)告中來(lái)看，絮團(tuán)緊密，上清液漂浮污泥顆粒，出液較澄清，燒杯試驗(yàn)中的固體回收率均達(dá)到95%以上。
現(xiàn)場(chǎng)使用臥螺離心機(jī)脫水的市政用戶(hù)也同樣關(guān)心藥劑消耗量的因素，在滿(mǎn)足臥螺離心機(jī)脫水功能的前提下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)型的目的同樣也是必不可少的。
影響藥劑消耗指標(biāo)的因素也是多樣的，并非受限于任一個(gè)單獨(dú)的因素，藥劑的分子量，離子度，物料的污泥性質(zhì)，污泥中的灰分比例，甚至于現(xiàn)場(chǎng)配置藥劑的裝置形式，配比濃度，溫度條件等等，都會(huì)影響藥劑消耗值，這是個(gè)綜合值。從臥螺離心機(jī)處理市政污泥脫水來(lái)說(shuō)，藥劑費(fèi)用也是直接影響臥螺離心機(jī)運(yùn)營(yíng)成本的主要內(nèi)容之一，藥劑添加既然成為必不可少的 環(huán)節(jié)，只有合適的加藥，才能確保污泥脫水的含水率，固體回收率達(dá)標(biāo)，因此非常重要。
污泥灰分，污泥濃度，污泥固體回收率，污泥的藥耗等內(nèi)容也可稱(chēng)作為臥螺離心機(jī)的邊界條件，符合優(yōu)化這些條件肯定可以大幅改善臥螺離心機(jī)的更好的處理能力和處理效率；客觀的來(lái)說(shuō)，改變這些物料因素，需要改變工藝條件，甚至從泥處理段工藝延伸到水處理段，并且要做大量的比選方案和試驗(yàn)，所花費(fèi)的絕對(duì)時(shí)間會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)。既然如此，我們來(lái)看一下離心機(jī)內(nèi)部的因素是否具備改善脫水效果的可能性。
5.3 離心機(jī)內(nèi)部因素
臥螺離心機(jī)自身運(yùn)行的同時(shí)也具備多樣條件，改變這些條件參數(shù)能夠改善污泥脫水中一個(gè)或者幾個(gè)參數(shù)值，這種離心機(jī)內(nèi)部的調(diào)整是快速有效且直接的。但是實(shí)際現(xiàn)實(shí)中，不是所有市政污水處理廠(chǎng)具備改變，改良工藝的條件。部分市政污水處理廠(chǎng)受限于早期工藝條件無(wú)法得到改善，基于這種情況我們只有通過(guò)調(diào)整離心機(jī)的內(nèi)部參數(shù)以獲得提升，而實(shí)際上，通過(guò)調(diào)整確實(shí)也可以獲得比較好的提升效果，可以獲得更干的泥餅，更高的回收率，更大的處理能力等。這些影響參數(shù)包括：有效容積，離心機(jī)的錐角，推料扭矩，推料螺旋的設(shè)計(jì)等等，下面依次來(lái)分析。
5.3.1 有效容積
臥螺離心機(jī)內(nèi)部構(gòu)造分為：推料區(qū)（錐段），進(jìn)料部位及螺旋部位以及澄清區(qū)。其中澄清區(qū)就是我們定義的離心機(jī)的有效容積，是污泥顆粒進(jìn)入離心機(jī)后發(fā)生沉降作用的區(qū)域，靠近柱段的區(qū)域也是上清液澄清區(qū)域，離心機(jī)的有效容積增大，相應(yīng)的處理能力也增大。對(duì)于固定設(shè)備結(jié)構(gòu)而言，其轉(zhuǎn)鼓的錐段，柱段的結(jié)構(gòu)尺寸是固定的，機(jī)械構(gòu)造部分唯一能做的就是提高液池深度（澄清段的高度），這同水力構(gòu)筑物的有效水深是相同的原理。
有效容積增大會(huì)帶來(lái)一系列的改變：
①單位流量下，水通量增加。
②澄清段作用區(qū)增大，污泥沉降更徹底，固體回收率升高。
③液體停留時(shí)間更長(zhǎng)，使得上清液更清澈。
④液體停留時(shí)間增長(zhǎng)，從固相出口排出的水分會(huì)更多，造成泥餅含水率上升。
這些改變都是對(duì)應(yīng)的，為了獲得一個(gè)或者幾個(gè)性能參數(shù)的提升，其它的性能參數(shù)會(huì)降低。比如離心機(jī)的濃縮應(yīng)用，出泥含水率比較高，犧牲部分含水率而獲得更大的水通量是合適的選擇。同樣對(duì)于脫水應(yīng)用而言，泥餅干度是關(guān)鍵的考核脫水性能參數(shù)之一，此時(shí)是否改變有效容積就需要商榷了。
通過(guò)實(shí)際結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用類(lèi)比的方法，通過(guò)對(duì)已知運(yùn)行臥螺離心機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和其有效容積，來(lái)驗(yàn)證不同規(guī)格離心機(jī)的實(shí)際處理能力。此時(shí)的類(lèi)比法不僅需要考慮有效容積，還需要充分考慮污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間。根據(jù)收集的幾家離心機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家的數(shù)據(jù)，一般停留時(shí)間在8-20秒，考慮不同規(guī)格尺寸的設(shè)備其具體停留時(shí)間基本與其幾何尺寸成正比，因此完全可以采用類(lèi)比法來(lái)選型。
5.3.2 BD擋板
BD擋板是華人博士李介英博士于1989年發(fā)明的，簡(jiǎn)單的一塊BD擋板，大幅度的提升了離心機(jī)的能力。BD擋板主要的作用有以下幾點(diǎn)：
①BD擋板作為環(huán)形擋板，阻隔上清液排入固相出口。
②BD擋板使更多的泥餅堆積在錐段，形成了污泥顆粒與顆粒之間的擠壓作用，在螺旋輸送器雙重?cái)D壓作用下，脫水后的污泥干度更高。
③BD擋板的存在，在離心機(jī)內(nèi)部可以形成負(fù)液位（液相出口高度高于固相出口高度），可以獲得更深的液池深度，有效容積也得到提升。
④BD擋板的設(shè)置可以減少泥餅被再次擾動(dòng)的可能性。
BD板并非應(yīng)用于所有的臥螺離心機(jī)，而且不同應(yīng)用對(duì)應(yīng)不同直徑的BD板。對(duì)于脫水應(yīng)用，為了使泥餅的含水率進(jìn)一步降低，往往都采用BD板的設(shè)置；濃縮應(yīng)用而言，可以采用此設(shè)置。當(dāng)固體通量過(guò)大時(shí)，BD板的存在反而會(huì)造成泥餅積聚在擋板縫隙處，造成污泥顆粒滯留在錐段處，累積作用造成單位時(shí)間固體通量上升，螺旋輸送器無(wú)法將污泥及時(shí)排出，結(jié)果就是堵機(jī)，物料堵在離心機(jī)內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，離心機(jī)作為濃縮機(jī)使用一般選用直徑較小的BD擋板，或者不選擇BD擋板，在對(duì)泥餅干度有較高要求的脫水機(jī)時(shí)，選用直徑較大的BD擋板，其被用來(lái)增加污泥顆粒之間的擠壓作用以獲得更干的泥餅。
BD擋板對(duì)于污泥沉降性能的影響是增加沉降后污泥顆粒的作用力，原來(lái)的離心機(jī)內(nèi)部的污泥擠壓作用是通過(guò)螺旋輸送器作用，通過(guò)對(duì)流量和固體負(fù)荷的計(jì)算，選擇合適的BD擋板對(duì)于正常運(yùn)行也是相當(dāng)重要的。過(guò)高固體負(fù)荷的情況，BD擋板選型錯(cuò)誤可能直接導(dǎo)致離心機(jī)無(wú)法順暢出泥，累積的干泥量堆積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，相應(yīng)的振動(dòng)、振幅都會(huì)加劇，原本正產(chǎn)工況下80分貝的噪音會(huì)提高至90分貝甚至更高，結(jié)果就是離心機(jī)強(qiáng)制停機(jī)。
5.3.3 錐角
從BD擋板設(shè)置情況看，污泥顆粒擠壓過(guò)擋板后累積在污泥的推料區(qū)，此處是離心機(jī)的錐段部分，錐段的容積大小也能影響污泥顆粒的擠壓作用。與其相關(guān)的參數(shù)就是錐角的概念，我們馬上來(lái)看一下。
錐角就是錐段傾斜與柱段水平段夾角的補(bǔ)角，為了獲得更干的泥餅含固率，其錐角就越大，也就是斜率越大。一般離心機(jī)分大錐角和小錐角構(gòu)造。
大錐角（15-20°），特點(diǎn)：錐段短，容積小。適用：脫水應(yīng)用，污泥濃度低的物料，或者出泥含水率要求較高的情況。
小錐角（10-15°），特點(diǎn)：錐段長(zhǎng)，容積小。適用：濃縮應(yīng)用，污泥濃度高的物料，或者污泥含水率要求較低的情況。
對(duì)同一轉(zhuǎn)鼓規(guī)格的臥螺離心機(jī)，具備大小錐角的位置，其總體長(zhǎng)度是一樣的。就同一轉(zhuǎn)鼓直徑的離心機(jī)，大于大錐角設(shè)置，它錐段空間小，總體的有效容積就大，而小錐角的設(shè)備，就剛好相反了，由于其錐段較大錐角更平滑的需求，錐段長(zhǎng)度和體積相應(yīng)減少，同時(shí)占用了更多原有澄清段的空間，因此有效容積減少。
錐角越大，污泥顆粒受到相互擠壓力越大，螺旋推力的扭矩越大，葉片磨損越大，甚至產(chǎn)生沉渣回流現(xiàn)象而導(dǎo)致螺旋推料器無(wú)法排渣。如果錐角小，其有效沉降面積將大為減小，在同等進(jìn)料的條件下，小錐角配置的離心機(jī)的處理能力是下降的。此時(shí)對(duì)應(yīng)的處理能力下降是按照進(jìn)泥，出泥條件相同不變的情況來(lái)敘述的。在實(shí)際選型工作中，同一轉(zhuǎn)鼓規(guī)格不同錐角的離心機(jī)，小錐角經(jīng)常被用作離心濃縮機(jī)使用，大錐角的離心機(jī)作為脫水機(jī)使用，前者的有效容積明顯小于后者，基于濃縮作用僅要求出泥含水率在94-96%，出泥要求遠(yuǎn)低于80%的脫水泥餅含水率要求，因此在有效容積較大錐角機(jī)型不足，其處理能力反而高于大錐角的脫水機(jī)。
根據(jù)在工作中現(xiàn)場(chǎng)收集的幾款同規(guī)格，不同錐角的離心濃縮機(jī)和脫水機(jī)，我們得出如下結(jié)論：
①小錐角的離心濃縮機(jī)，其處理能力大于大錐角的離心脫水機(jī)。
②小錐角的離心濃縮機(jī)有效容積小于大錐角的離心脫水機(jī)。
③大錐角的脫水機(jī)處理的絕干泥量遠(yuǎn)大于小錐角的濃縮機(jī)。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，就處理能力而言，同規(guī)格濃縮機(jī)較脫水機(jī)多15-20%的容量。就固體負(fù)荷而言，大錐角的脫水機(jī)較前者要多150-300%不等。污泥在濃縮機(jī)沉降時(shí)間也短于脫水機(jī)的沉降時(shí)間，因此兩者的區(qū)別和聯(lián)系更多取決于具體處理工況，錐角的選取也要結(jié)合實(shí)際物料情況和現(xiàn)場(chǎng)情況。
錐角概念確實(shí)是屬于離心機(jī)機(jī)械內(nèi)部構(gòu)造的參數(shù)，其影響到實(shí)際處理效果等眾多因素。錐角的選取，需要根據(jù)物料的特性以及工況要求來(lái)酌情選擇。在不同錐角情況下，螺旋輸送器的葉片將顆粒輸送過(guò)程也是做功的過(guò)程，其做功大小直接與所推污泥顆粒的重量，錐角的大小直接相關(guān)，這也對(duì)螺旋輸送器的推力提出要求，我們把這種推料輸送能力成為扭矩。
5.3.4 扭矩
離心機(jī)在離心分離的時(shí)候分兩個(gè)階段：
①轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)，形成高分離因數(shù)，污泥顆粒沉降下來(lái)。
②螺旋輸送器將泥餅擠壓，往外輸送。
離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，物料沉降后停留在轉(zhuǎn)鼓壁側(cè)，如果不受外力，這些顆粒是幾乎不能移動(dòng)的，此時(shí)由于同軸高速旋轉(zhuǎn)的螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓之間有個(gè)速度差，稱(chēng)為差速，那么傾斜的螺旋葉片與轉(zhuǎn)鼓間形成了相對(duì)位移，可以把沉降顆粒往一端輸送。這種往外輸送的力，我們成為扭矩，單位N·m。
扭矩大小取決于污泥的固體負(fù)荷量，根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，每1kN的扭矩值可以推動(dòng)200-300kg的絕干污泥。這種估算可以成為初步選型設(shè)計(jì)中的參考值，以處理量100立方/小時(shí)，污泥濃度3%的物料選型，扭矩值應(yīng)至少取10-15kN，再考慮扭矩保護(hù)20%的余量以滿(mǎn)足邏輯控制設(shè)定，扭矩值取18kN。從數(shù)學(xué)計(jì)算角度看，這樣選取沒(méi)有問(wèn)題，那么實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)的情況卻是有區(qū)別的。
部分現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的調(diào)試報(bào)告來(lái)看，實(shí)際運(yùn)行扭矩值在極值的20%左右，個(gè)別污水廠(chǎng)的運(yùn)行實(shí)際扭矩值卻要超過(guò)60%甚至更高，這里我們直接來(lái)解釋一下原因，扭矩值確實(shí)是根據(jù)固體通量來(lái)考慮的，而實(shí)際運(yùn)行中，由于污泥顆粒和顆粒之間存在相互作用力，相互擠壓，離心機(jī)內(nèi)部可以增加BD擋板提高污泥顆粒之間的作用力，以及錐角的大小影響螺旋輸送器的實(shí)際做功。因此實(shí)際運(yùn)行中，扭矩的差別體現(xiàn)的內(nèi)容還是物料的差異，工況的差異，任何選擇都要遵循實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)條件為基準(zhǔn)的原則。
5.4 其它綜合因素
除了物料因素，離心機(jī)內(nèi)部因素，還有其它一些綜合因素也會(huì)影響到臥螺離心機(jī)在市政項(xiàng)目中的應(yīng)用，大致包括進(jìn)料系統(tǒng)，加藥系統(tǒng)，自控系統(tǒng)，沖洗系統(tǒng)，這些系統(tǒng)構(gòu)成了離心機(jī)的PID系統(tǒng)圖。
5.4.1 進(jìn)料系統(tǒng)
其包括了污泥進(jìn)料泵，污泥切割機(jī)以及必要的管路，閥門(mén)，電磁流量計(jì)等。離心機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，對(duì)應(yīng)的這些進(jìn)料系統(tǒng)首先滿(mǎn)足連續(xù)運(yùn)行，其次要滿(mǎn)足處理量與離心機(jī)的處理當(dāng)量吻合?，F(xiàn)場(chǎng)我們也發(fā)現(xiàn)一些運(yùn)行的進(jìn)料泵由于規(guī)格型號(hào)與離心機(jī)不匹配，長(zhǎng)期處于非額定工況下，造成泵不堪重負(fù)，必須停機(jī)進(jìn)行維護(hù)修理，影響到了整套系統(tǒng)的運(yùn)行。
5.4.2 加藥系統(tǒng)
包括加藥泵，后稀釋裝置，加藥電磁流量計(jì)等等。加藥系統(tǒng)與離心機(jī)正常運(yùn)行休戚相關(guān)的是加藥點(diǎn)問(wèn)題。在前面章節(jié)中也有提到，選擇合適的藥劑可以獲得更好的污泥沉降性能，得到更好的泥餅含水率。污泥顆粒與藥劑反應(yīng)需要時(shí)間，而進(jìn)料、加藥的時(shí)間非常短暫，確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使得兩者充分絮凝沉淀，直接的方法就是選擇更為合適的藥劑，另外就是選擇加藥點(diǎn)，以增加絮凝反應(yīng)時(shí)間。常規(guī)加藥點(diǎn)位于與進(jìn)料布水管連接的彎頭處，此處作為原泥和藥劑反應(yīng)的位置。
遇到藥劑反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)情況，可以將加藥點(diǎn)往進(jìn)料方向靠近，增加反應(yīng)時(shí)間。
另外一種較為特殊情況，為了避免形成的絮團(tuán)在管路內(nèi)被擠壓打碎，加藥位于布水管的出口處，這是種相對(duì)特殊的設(shè)計(jì)，它也可以成為與前端加藥并存的一種設(shè)置。
5.4.3 自控系統(tǒng)
完整的離心濃縮系統(tǒng)或者脫水系統(tǒng)，其中自控系統(tǒng)是必不可少的，包括操作界面，控制界面，通訊協(xié)議以外，控制臥螺離心機(jī)運(yùn)行的方式是更為重要的因素。這是因?yàn)槲鬯畯S(chǎng)在實(shí)際運(yùn)行中，物料條件是存在波動(dòng)的，包括早晚的變化，季節(jié)的變化，旱季雨季的變化，許多污水廠(chǎng)的操作人員采用恒定參數(shù)（轉(zhuǎn)速，差速，扭矩）加手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，從運(yùn)行角度來(lái)評(píng)判是不妥當(dāng)?shù)?。從臥螺自身設(shè)定而言，其具備邏輯控制的基本程序，對(duì)處理的污泥對(duì)象有著嚴(yán)格的控制，污水廠(chǎng)的污泥進(jìn)料濃度波動(dòng)不穩(wěn)定也是不爭(zhēng)的事實(shí)，采取橫扭矩的方式應(yīng)該是較為有效的方法，無(wú)論物料濃度怎么變，根據(jù)扭矩和固體負(fù)荷的關(guān)系設(shè)定一個(gè)值，保證離心機(jī)單位時(shí)間內(nèi)處理的干泥是恒定，如果單位時(shí)間內(nèi)濃度上升，設(shè)定的橫扭矩?zé)o法排除更多的泥餅，此時(shí)通過(guò)內(nèi)部程序?qū)⑺拷档拖聛?lái)，使得固體通量值與扭矩值一致。綜合來(lái)看，橫扭矩的控制方式非常適合污水廠(chǎng)內(nèi)的生產(chǎn)方式，需要對(duì)應(yīng)的電氣程序和硬件的支持。
5.4.4 沖洗系統(tǒng)
離心機(jī)能夠連續(xù)不斷的運(yùn)行，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候也需要停機(jī)檢修，校正動(dòng)平衡和注油維護(hù)。離心機(jī)的停機(jī)是個(gè)慣性過(guò)程，高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)經(jīng)歷高速到中速，再到低速停止的過(guò)程。在減速過(guò)程中，位于螺旋中下位置的污泥會(huì)受到重力作用，部分掉落下來(lái)，螺旋上端的污泥會(huì)殘留在螺旋頂部。不及時(shí)清除這些污泥的話(huà)，當(dāng)離心機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)，由于這些污泥的存在，會(huì)造成螺旋體上下端甚至不同剖面的動(dòng)平衡被破壞，設(shè)備啟動(dòng)振幅過(guò)高，觸發(fā)邏輯保護(hù)程序而造成設(shè)備無(wú)法開(kāi)啟。沖洗系統(tǒng)的作用就是確保離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，螺旋體上沒(méi)有殘留的污泥，或者殘留的量不足以影響設(shè)備的再次開(kāi)啟。
六、結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
本文的研究工作探討了臥螺沉降離心機(jī)在污泥脫水方面的研究，從離心基本原理出發(fā)，結(jié)合市政污泥的特點(diǎn)，匯總個(gè)人離心機(jī)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，深入離心機(jī)的脫水應(yīng)用，主要結(jié)論如下：
①污泥性質(zhì)是影響臥螺離心機(jī)脫水性能關(guān)鍵的外因，污泥性質(zhì)也決定了離心機(jī)選型和內(nèi)部的具體構(gòu)造結(jié)構(gòu)，進(jìn)料污泥的灰分的高低直接影響泥餅的含水率，灰分超過(guò)45%的污泥，離心脫水后產(chǎn)生泥餅的含水率能夠降低至80%以下。
②臥螺離心機(jī)的固體負(fù)荷與水力負(fù)荷是影響污泥脫水性能的重要操作因素，兩者均不宜超過(guò)離心機(jī)的設(shè)定值。通過(guò)污泥水通量和濃度的計(jì)算，采用類(lèi)比法能夠較精確的提供臥螺離心機(jī)的選型。
③污泥離心脫水顯著的優(yōu)點(diǎn)在于連續(xù)性，高效性和密閉性，是其應(yīng)用于市政污泥處理的主要優(yōu)勢(shì)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，選擇合適的絮凝劑能夠進(jìn)一步提高離心脫水泥餅干度和獲得更清澈的上清液。
④優(yōu)化臥螺離心機(jī)內(nèi)部構(gòu)造可以改善污泥沉降性能，從現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分析，選擇合適角度的錐角，選取對(duì)應(yīng)的BD擋板，配備適當(dāng)?shù)呐ぞ?，通過(guò)這些內(nèi)部構(gòu)造的優(yōu)化污泥脫水效果，從而可以獲得干度更高的污泥。
⑤根據(jù)現(xiàn)有調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合市政污泥脫水的要求，臥螺離心機(jī)仍具備實(shí)用價(jià)值和進(jìn)一步的提升空間。
6.2 存在的問(wèn)題
①臥螺離心機(jī)在污泥脫水方面也存在電耗高，噪音較大，脫水泥餅含水率較高等不足之處。究其缺陷而言，歸根結(jié)底還是離心機(jī)的脫水本質(zhì)造就的，離心機(jī)的脫水原理就是通過(guò)獲得的離心力創(chuàng)造泥水分離的條件。
②污泥性質(zhì)由污水處理廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工藝決定，離心機(jī)的應(yīng)用更多受限于具體處理工藝，不具備絕對(duì)的通用性。
③根據(jù)國(guó)內(nèi)污泥填埋規(guī)定，單獨(dú)的離心脫水無(wú)法獲得含水率60%以下的泥餅，必須結(jié)合后續(xù)的污泥熱處理，污泥熱干化等工藝，單獨(dú)的離心脫水技術(shù)發(fā)展受到限制。
6.3 進(jìn)一步工作的方向
本文的研究更多的是基于過(guò)去四年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，但依然任重道遠(yuǎn)，尚有許多有待進(jìn)一步深入進(jìn)行的研究工作，這里擇其要者簡(jiǎn)要討論如下：
①降低臥螺離心機(jī)脫水泥餅含水率的方法。
②應(yīng)深入探尋新的方法，進(jìn)一步提高臥螺離心機(jī)的效率。
③獲得更多的離心機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)比較篩選保留較佳數(shù)據(jù)，為今后實(shí)際運(yùn)行提供參照。
如何結(jié)合污水廠(chǎng)的工藝，并合理的調(diào)節(jié)好離心機(jī)的內(nèi)部參數(shù)已經(jīng)成為離心脫水應(yīng)用技術(shù)核心內(nèi)容。以實(shí)踐結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的方式是非?？扇〉模诓簧佻F(xiàn)場(chǎng)我們也看到了運(yùn)轉(zhuǎn)非常良好的離心機(jī)，也看到脫水效果平平的案例。就設(shè)備本身而言，確實(shí)存在品牌、規(guī)格的差異，但合理即存在，選擇合適的離心機(jī)以供污泥脫水使用較設(shè)備本身更為重要。作為環(huán)保從業(yè)人員一定要有足夠的意識(shí)和正確的觀念。
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