臥螺離心機(jī)在水廠藻類氣浮污泥脫水中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
水是地球上寶貴的一種自然資源，生命起源于古代的海水之后，一切生物皆離不開水，自來水更是現(xiàn)代人們生活、生產(chǎn)活動必不可少的。
在當(dāng)今生產(chǎn)自來水的工藝中，以湖水為資源，使用氣浮工藝生產(chǎn)自來水的方法是水廠產(chǎn)水一種重要方法。它是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附水中的懸浮物（主要是藻類和微生物），使其密度小于水而浮到水面上以實(shí)現(xiàn)固液分離的過程。在氣浮完成后，氣浮池產(chǎn)生的污泥具有很好的流動性，體積龐大，直接排放入污水處理廠，增加了污水廠的負(fù)擔(dān)。這就需要采用一種污泥處理的方法，直接進(jìn)行污泥脫水，水相回用，使污泥體積比大為縮小，脫水后泥餅可運(yùn)輸、堆放或制成堆肥，變廢為寶。
1 臥螺離心機(jī)分離原理
臥螺離心機(jī)，全稱是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，因其具有帶式壓濾機(jī)、真空過濾機(jī)等污泥脫水機(jī)械所不具有的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在國際上被普遍使用了。作為污泥脫水的主機(jī)，臥螺離心機(jī)避免了傳統(tǒng)工藝存在的種種弊端，如：污泥脫水敞開進(jìn)行，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，臭味大，大量使用絮凝劑和清洗用水，日常運(yùn)行成本高，設(shè)備體積龐大，征地和基建費(fèi)用高等等。臥螺離心機(jī)的工作原理如下：待處理的污泥由管道進(jìn)入污泥進(jìn)料系統(tǒng)輸入端，經(jīng)污泥切割機(jī)對其中的長纖維等雜質(zhì)進(jìn)行切割粉碎，再由進(jìn)料泵（單螺桿泵）通過流量計(jì)計(jì)量后輸入污泥脫水主機(jī)（臥螺離心機(jī)）。絮凝劑（粉劑或液劑）在配藥箱中按比例稀釋并充分溶解攪均后，進(jìn)入儲藥箱，由加藥泵控制，以脫水工藝要求確定的流量，經(jīng)稀釋水按0.08～0.12%濃度稀釋后進(jìn)入脫水主機(jī)與待處理污泥混合，絮凝成礬花，污泥經(jīng)脫水主機(jī)脫水處理后，被澄清的污水由澄清液管道排出，脫水污泥則源源不斷地從主機(jī)排渣口排出，再由柔性無軸污泥輸送機(jī)移送至指定地點(diǎn)或直接裝車外運(yùn)。待處理的污泥連續(xù)不斷輸入，澄清液及脫水污泥源源不斷連續(xù)排出、輸送，是一個(gè)全自動處理過程。整套裝置的加藥、進(jìn)料、污泥輸送及主機(jī)的運(yùn)行狀況均由全自動PLC電-液控制箱檢測、控制，使該裝置成為全自動的成套操作單元。
對于采用湖水生產(chǎn)自來水的工藝，由于湖水中含有大量的藻類，所以宜采用氣浮工藝按氣泡產(chǎn)生的方法，氣浮可分為加壓溶氣氣浮法、噴射氣浮法、機(jī)械細(xì)碎空氣氣浮法、多孔材料鼓風(fēng)布?xì)鈿飧》ê碗娊鈿飧》ā２还苁遣捎媚姆N方法，氣浮后的微小氣泡具有一定的穩(wěn)定性，再加上藻類中99%以上是水，所以污泥很穩(wěn)定地浮在水面上，這就給污泥脫水帶來了相當(dāng)大的難度。
在這種污泥的脫水工藝中，若采用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，由于藻類含水率高，并具有相當(dāng)?shù)恼承?，?jīng)試驗(yàn)，帶式壓濾機(jī)根本無法使用；而采用臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水，由于該機(jī)轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的差速，在高速旋轉(zhuǎn)過程中能夠打碎大部分的微小氣泡，從而能有效地脫去污泥中的游離水。
2 臥螺離心機(jī)的應(yīng)用
對于典型的采用氣浮法生產(chǎn)自來水的廠家，如一家日產(chǎn)水30萬噸的水廠，引用湖水再加入少量水庫水，采用氣浮工藝生產(chǎn)自來水。因湖水中含有大量的藻類和微生物，氣浮后的污泥全部是藻類、微生物和極少量泥砂，對該污泥的脫水，采用LW350×1550NY型臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得出了臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速、絮凝劑投加量、螺旋差速與脫水后出泥含固率之間的關(guān)系：原液為氣浮污泥，含水率96.7%，所投加絮凝劑為陽離子型聚丙烯酰胺，投加濃度為0.1%。
2.1 臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速與出泥含固率之間的關(guān)系
若改變臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，則與出泥含固率之間數(shù)據(jù)如下（其中，螺旋差速為18r/min，絮凝劑投加量為3.5kg/tds）：
| 臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） | 出泥含固率（%） |
1110 | 9.3 |
1480 | 9.5 |
1850 | 9.4 |
2220 | 9.5 |
2590 | 9.5 |
注：kg/tds為每分離出1噸絕干污泥所需加入的絮凝劑的公斤數(shù)。
臥螺離心機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作轉(zhuǎn)速對于污泥脫水的影響不大，一般來說，城市生活污泥脫水、工業(yè)污泥脫水、自來水污泥脫水等，選用臥螺離心機(jī)的工作轉(zhuǎn)速不宜過高。這樣，可以防止絮凝好的污泥顆粒被打碎，也可以延長機(jī)器的使用壽命；對于LW350×1550型臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，工作轉(zhuǎn)速以2500r/min左右為宜。
2.2 絮凝劑投加量與出泥含固率之間的關(guān)系
若改變絮凝投加量，則投藥量與出泥含固率之間的關(guān)系數(shù)據(jù)如下（其中，臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2220r/min，螺旋差速為18r/min，進(jìn)料量為3.0m3/h）：
| 絮凝劑投加量（kg/tds） | 出泥含固率（%） |
5.25 | 9.4 |
4.60 | 9.5 |
3.94 | 9.3 |
3.23 | 9.5 |
2.63 | 9.0 |
1.97 | 7.6 |
絮凝劑（陽離子型聚丙烯酰胺）的投加量對臥螺離心機(jī)污泥脫水的結(jié)果影響較大。當(dāng)進(jìn)料量為3.0m3/h。投藥量大于3.2kg/tds時(shí)，脫水效果較好；所以，根據(jù)脫水清液及污泥的實(shí)際情況以及用戶的經(jīng)濟(jì)利益，對于該藻類氣浮污泥，投藥量約為3.2kg/tds為佳。
2.3 螺旋差速與出泥含固率之間的關(guān)系
若改變臥螺離心機(jī)的螺旋差速，則差速與出泥含固率之間的關(guān)系數(shù)據(jù)如下（其中，臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2220r/min，投藥量為3.2kg/tds）：
| 螺旋差速（r/min） | 出泥含固率（%） | 分離情況 |
6 | / | 固相排渣口無污泥推出，發(fā)生堵料現(xiàn)象，清液渾濁 |
8 | / | 固相排渣口無污泥推出，發(fā)生堵料現(xiàn)象，清液渾濁 |
12 | / | 固相排渣口無污泥推出，發(fā)生堵料現(xiàn)象，清液渾濁 |
15 | / | 固相排渣口出泥，但不連續(xù)，清液變清 |
18 | 9.5 | 出泥順利，清液清 |
20 | 9.2 | 出泥順利，清液清 |
對于該藻類氣浮污泥，小差速無法進(jìn)行脫水，由于藻類污泥體積龐大，含有大量細(xì)胞水，所以小差速不適宜；只有增大差速，加快推料速率，才能使脫水過程順利進(jìn)行。當(dāng)差速達(dá)到18r/min時(shí)，脫水效果較好。
上述一系列的試驗(yàn)結(jié)果表明，對于藻類氣浮污泥，采用臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水是非常有效的，經(jīng)臥螺離心機(jī)脫水后的污泥，可以堆放、運(yùn)輸。
3 結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對環(huán)境保護(hù)的要求控制更嚴(yán)格。無論采用何種水處理的方法，總會產(chǎn)生污泥，如何處理這些污泥成了當(dāng)務(wù)之急。國際上，在水處理的后道工序，污泥脫水工藝中已普遍采用離心機(jī)脫水的方法，且其達(dá)到的處理效果已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)等達(dá)到的處理效果。我國未來在污泥脫水工藝中發(fā)展方向應(yīng)該是向國際看齊，采用臥螺離心機(jī)脫水的方法將會被廣泛應(yīng)用于各種水處理的過程中。
