LW450型臥螺離心機(jī)在污泥脫水中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
保定天鵝股份有限公司在粘膠長(zhǎng)絲生產(chǎn)過(guò)程中每天產(chǎn)生的各類廢水合計(jì)約2萬(wàn)噸。2007年公司在原廢水處理場(chǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改擴(kuò)建，采用生化和物化的處理方法。在物化中和階段產(chǎn)生的污泥量很大，經(jīng)設(shè)計(jì)方推薦和實(shí)際考察，該廠選用了三臺(tái)LW450型臥螺式離心脫水機(jī)，配置了三臺(tái)G-85型單螺桿泵作為進(jìn)料泵和一套PT6660型絮凝劑加藥系統(tǒng)，每天處理含水污泥500m3左右。
臥螺離心機(jī)是利用固液兩相的密度差，在離心力作用下實(shí)現(xiàn)固液分離的。其主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速系統(tǒng)、液位擋板、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。分離過(guò)程為：泥水和絮凝劑藥液被送入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下泥水實(shí)現(xiàn)分離，比重較大的固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成污泥層，再利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)速度差把污泥推向轉(zhuǎn)鼓錐端的排渣口排出，上清液從轉(zhuǎn)鼓大端排出，實(shí)現(xiàn)污泥脫水。
1 影響臥螺離心機(jī)分離效果的因素
1.1 不可調(diào)節(jié)的機(jī)械因素
1.1.1 轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長(zhǎng)度
離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑越大，有效長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其有效沉降面積越大，處理能力也越大。物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，在相同的轉(zhuǎn)速下，分離效果越好。但受到材料的限制，轉(zhuǎn)鼓直徑不可能過(guò)大，因?yàn)殡S著直徑的增加可允許的速度會(huì)隨材料堅(jiān)固性的降低而降低，從而離心力也相應(yīng)降低。
在相同處理量的情況下，大轉(zhuǎn)鼓直徑的離心機(jī)可以以較低的差速度完成，而小轉(zhuǎn)鼓直徑的離心機(jī)必須靠提高差速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.1.2 轉(zhuǎn)鼓半錐角
轉(zhuǎn)鼓半錐角是離心機(jī)設(shè)計(jì)中較為重要的參數(shù)。錐角的大小直接影響輸渣和脫水的效果。沉降在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)的污泥沿轉(zhuǎn)鼓錐端被推向排渣口時(shí)，受到向下滑移的回流力作用。從澄清效果來(lái)講，錐角越大越好；而從輸渣和脫水效果來(lái)講，錐角越小越好。
1.1.3 螺距
螺距即相鄰兩螺旋葉片的間距，直接影響輸渣的成敗。在螺旋直徑一定時(shí)，螺距越大，螺旋升角越大，物料在螺旋葉片間堵塞的機(jī)會(huì)就越大。同時(shí)大螺距會(huì)減小螺旋葉片的圈數(shù)，致使轉(zhuǎn)鼓錐端物料分布不均勻而引起機(jī)器振動(dòng)加大。因此對(duì)于難分離物料，輸渣較困難，螺距應(yīng)小些，以利于輸送。對(duì)于易分離物料，螺距應(yīng)大些，以提高輸送能力。
1.1.4 螺旋
螺旋是臥螺離心機(jī)的主要構(gòu)件，它的作用是輸送和排掉沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)的污泥。它不僅是卸料裝置，也決定了離心機(jī)的生產(chǎn)能力、使用壽命和分離效果。
1.2 可調(diào)節(jié)的機(jī)械因素
1.2.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可通過(guò)變頻電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越大，離心力越大，污泥含固率越高。但轉(zhuǎn)速過(guò)大會(huì)破壞污泥絮凝體，反而降低脫水效果。而且較高轉(zhuǎn)速對(duì)材料的要求高，對(duì)機(jī)器的磨損增大，動(dòng)力消耗、振動(dòng)及噪音也相應(yīng)增加。
1.2.2 差速度（差數(shù)比）
差速度=（轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速-螺旋轉(zhuǎn)速）/差速器速比，差速器速比由離心機(jī)內(nèi)的差速器決定，是一個(gè)固定值，每臺(tái)離心機(jī)的差速度都有一個(gè)參考范圍。差速度直接影響排渣能力、污泥干度和濾液質(zhì)量。提高差速度，有利于提高排渣能力，但污泥脫水時(shí)間會(huì)縮短，污泥含水率大。而且過(guò)大差速度會(huì)使螺旋對(duì)澄清區(qū)液池的擾動(dòng)加大，濾液質(zhì)量相對(duì)差一些，但螺旋推料的負(fù)荷較小。因此，應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)、處理量大小、處理要求及離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)確定差速度大小。
1.2.3 液相層厚度
液相層厚度直接影響離心機(jī)的有效沉降容積和干燥區(qū)長(zhǎng)度，進(jìn)而影響污泥脫水的處理效果。液相層厚度的調(diào)整是在停機(jī)狀態(tài)下通過(guò)調(diào)節(jié)液位擋板的高低來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)整時(shí)必須確保各個(gè)液位擋板的高低一致，否則離心機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。
液相層厚度增加，物料在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間相應(yīng)增加，濾液質(zhì)量提高，但干燥區(qū)長(zhǎng)度縮短，污泥干度降低。因此應(yīng)合理調(diào)節(jié)液位擋板的高低，使污泥干度與濾液質(zhì)量均達(dá)到要求。
1.3 工藝因素
離心機(jī)是利用固液兩相的密度差來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離的，污泥顆粒比重越大越易于分離。為改善污泥脫水性能，一般應(yīng)加入適量的有機(jī)高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺（PAM），使污泥固相和液相分離后更易于脫水。絮凝劑的選用須根據(jù)污泥的特性和離心機(jī)運(yùn)行工況而定。
臥螺離心機(jī)對(duì)污泥濃度有一定的要求，污泥濃度過(guò)低或過(guò)高均會(huì)影響脫水效果。設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，絮凝劑的用量和污泥的固含量近似成正比例關(guān)系，在一定污泥流量的情況下，絮凝劑的投加量要根據(jù)污泥的濃度進(jìn)行調(diào)整。由于污泥濃度發(fā)生變化，而絮凝劑投加量沒(méi)有及時(shí)調(diào)整會(huì)影響脫水效果。另外，若絮凝劑溶解的不好，也會(huì)影響絮凝效果。
2 運(yùn)行工藝調(diào)整
運(yùn)行工藝調(diào)整主要是尋找污泥、設(shè)備和絮凝劑三者之間較佳運(yùn)行組合參數(shù)，實(shí)現(xiàn)較低絮凝劑消耗、較佳處理效果和較大處理效率。
進(jìn)泥中如含有大量的大顆粒物和纖維狀物質(zhì)等雜質(zhì)，很容易堵塞設(shè)備。所以，如果條件許可的話，盡量在泵前加過(guò)濾設(shè)備。
2.1 污泥性質(zhì)和濃度變化時(shí)絮凝劑的調(diào)整
離心機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的離心力，對(duì)絮凝后的絮花有一定的破壞作用，因此一般選用分子量在1000萬(wàn)以上的聚丙烯酰胺作為絮凝劑。將顆粒狀的聚丙烯酰胺用清水配制成0.3%～0.5%濃度的溶液，攪拌均勻。在運(yùn)行過(guò)程中水質(zhì)、水量、水處理工藝運(yùn)行狀態(tài)和污泥性質(zhì)（如污泥濃度、污泥有機(jī)質(zhì)含量、污泥密度、污泥顆粒規(guī)格）等因素的變化對(duì)絮凝劑和脫水機(jī)有明顯的影響。進(jìn)料泥水濃度發(fā)生變化時(shí)，可調(diào)節(jié)加藥泵流量或者調(diào)整進(jìn)料泵流量，實(shí)現(xiàn)排出的污泥含固率達(dá)到要求。當(dāng)排出的污泥含水率較高時(shí)，可增大加藥泵流量或者降低進(jìn)料泵流量，使污泥含水率達(dá)到要求。
2.2 臥螺離心機(jī)設(shè)備處理能力的控制
在正常污泥濃度情況下，處理能力應(yīng)控制在設(shè)備理論負(fù)荷的70%～90%間。LW450型離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓電機(jī)功率為36kW、螺旋電機(jī)功率為11kW，離心機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)料泵的流量，將電機(jī)電流控制在55A和16A以下。電流太高，對(duì)設(shè)備不利，也易發(fā)生堵塞現(xiàn)象；電流太低，影響設(shè)備的處理效率。
2.3 分離因素的調(diào)整
分離因素表示離心力場(chǎng)的強(qiáng)弱，它通過(guò)調(diào)整離心機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制。提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，可使生產(chǎn)能力和分離效果提高，但也增大了功率消耗及轉(zhuǎn)鼓和螺旋的磨損，所以離心機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和離心機(jī)的說(shuō)明確定。LW450型離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為3200r/min，將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制在2950～2750r/min、螺旋轉(zhuǎn)速控制在1750～1650r/min，排出的污泥能滿足處理要求。如果排出的污泥達(dá)不到處理效果，可調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來(lái)改變離心機(jī)的分離效果。
2.4 差速度的調(diào)整
差速度大小，決定了處理能力和污泥干度。提高差速度，排渣迅速，處理能力增加，但出渣含水率高。差速度值要結(jié)合污泥流量和污泥干度、上清液狀況來(lái)確定。
LW450型離心機(jī)的差速器速比是11，差速度在5～25r/min時(shí)，效果較好。根據(jù)實(shí)際情況，將差速度控制在10r/min左右，即轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速控制在2950～2750r/min、螺旋的轉(zhuǎn)速控制在1750～1650r/min。當(dāng)進(jìn)料泥水和離心機(jī)排出的污泥發(fā)生變化時(shí)，可調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速或螺旋轉(zhuǎn)速，改變差速度，使排出的污泥和上清液滿足處理要求。
3 污泥脫水運(yùn)行工藝調(diào)整的原則
（1）結(jié)合污泥流量、絮凝劑流量和差速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使污泥脫水機(jī)的處理能力控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備較大的處理效率。
（2）污泥濃度發(fā)生變化要及時(shí)調(diào)整絮凝劑流量和差速度，既要保證處理效果又要避免浪費(fèi)。
（3）在不造成離心機(jī)堵塞并能滿足處理能力情況下，盡量使用較低差速度，這樣可節(jié)省絮凝劑的消耗，節(jié)省處理費(fèi)用。
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