離心脫水機(jī)在再生水廠污泥預(yù)處理改造中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
離心脫水機(jī)是污水處理行業(yè)污泥預(yù)脫水工序中的重點(diǎn)設(shè)備，用于處理初沉和剩余混合泥，保證其出泥含水率在83%左右、固體回收率在85%以上?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中出泥含水率較高，導(dǎo)致后端輸送系統(tǒng)壓力大，出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象；固體回收率較低，導(dǎo)致離心機(jī)利用率降低，增加能耗，產(chǎn)生污泥外循環(huán)，不利于預(yù)脫水以及前端污水處理區(qū)域壓力增大等一系列問(wèn)題。同時(shí)當(dāng)殘留的絮體沉渣以泡沫形式排出時(shí)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)鼓表面造成磨損，影響離心機(jī)本體使用壽命。因此，保證離心機(jī)高效、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
1 問(wèn)題現(xiàn)狀
現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用Centrisys CS26-4型臥螺式離心機(jī)，對(duì)混合污泥進(jìn)行固液分離，其脫水階段泥質(zhì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下表所示：
日期 | 進(jìn)泥含水率（%） | 出泥含水率（%） | 固體回收率（%） | 日期 | 進(jìn)泥含水率（%） | 出泥含水率（%） | 固體回收率（%） |
2019-1-1 | 97.17 | 81.54 | 50.37 | 2019-2-4 | 97.15 | 80.31 | 62.60 |
2019-1-2 | 97.25 | 82.2 | 50.75 | 2019-2-5 | 97.13 | 81.2 | 47.03 |
2019-1-3 | 96.94 | 81.38 | 53.83 | 2019-2-6 | 97.43 | 84.7 | 48.13 |
2019-1-4 | 97.64 | 83.05 | 47.51 | 2019-2-7 | 96.12 | 83.06 | 59.21 |
2019-1-5 | 97.04 | 83.22 | 49.47 | 2019-2-8 | 97.04 | 81.24 | 54.74 |
2019-1-6 | 97.73 | 82.51 | 42.78 | 2019-2-9 | 98.35 | 81.26 | 80.21 |
2019-1-7 | 97.15 | 80.31 | 55.83 | 2019-2-10 | 97.27 | 85.25 | 55.99 |
2019-1-8 | 97.25 | 80.32 | 53.58 | 2019-2-11 | 97.15 | 85.25 | 57.39 |
2019-1-9 | 97.27 | 82.11 | 55.88 | 2019-2-12 | 96.97 | 84.92 | 42.19 |
2019-1-10 | 97.15 | 83.06 | 57.26 | 2019-2-13 | 97.44 | 84.81 | 51.55 |
2019-1-11 | 97.19 | 81.29 | 53.97 | 2019-2-14 | 97.12 | 82.82 | 54.96 |
2019-1-12 | 97.1 | 80.94 | 51.98 | 2019-2-15 | 97.22 | 85.35 | 48.13 |
2019-1-13 | 97.22 | 83.32 | 56.62 | 2019-2-16 | 97.27 | 82.81 | 47.16 |
從表中數(shù)據(jù)看，污泥在離心機(jī)進(jìn)料階段，污泥含水率穩(wěn)定在97%左右，出料階段含水率浮動(dòng)較大，在80%～87%，出泥含水率勉強(qiáng)可以滿足生產(chǎn)工藝要求。但污泥固體回收率低至25%、高至51%，距離合格的回收率相差甚遠(yuǎn)。
從現(xiàn)場(chǎng)濾液排出口觀察，離心機(jī)分離后排出的濾液中含有較多泡沫，泡沫表面攜帶大量破碎絮體浮渣。由于泡沫浮在濾液表面，離心機(jī)無(wú)法將附著在泡沫中的污泥進(jìn)行沉淀處理，導(dǎo)致這部分污泥隨著濾液被排出到廠前區(qū)，進(jìn)入外循環(huán)增加前端污水處理單元運(yùn)行壓力。當(dāng)這部分污泥再次進(jìn)入預(yù)脫水工序時(shí)脫水難度增大，增加絮凝劑投配率、降低離心機(jī)利用率，造成成本、能耗升高。同時(shí)表面攜帶大量破碎絮體浮渣的泡沫也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)鼓造成較大磨損，產(chǎn)生高額維修費(fèi)用。
2 原因分析
Centrisys CS26-4型臥螺式離心機(jī)工作原理為預(yù)脫水污泥從固相端進(jìn)料口處（電機(jī)端）通過(guò)進(jìn)泥管進(jìn)入中空螺旋布料腔體內(nèi)部，通過(guò)螺旋出料口后進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)鼓。在離心力作用下污泥懸浮液會(huì)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成固環(huán)層，并且通過(guò)轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的速度之差將固體沉渣推送至干燥區(qū)。在螺旋輸送器推力和沉渣離心分力的雙向擠壓下使其得到進(jìn)一步擠壓脫水后通過(guò)排泥口排出，分離后的濾液則在重力作用下通過(guò)濾液口排出。
在運(yùn)行過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速相對(duì)于螺旋的轉(zhuǎn)速要快，而且轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑比螺旋內(nèi)徑大。通過(guò)公司w=2πn/60和v=rw=2πnr/60，得出轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁處的線速度要比螺旋處的線速度大得多。在污泥懸浮液從線速度小的螺旋出料口至線速度大的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁行進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生激烈碰撞，撞擊中的污泥懸浮液遇到空氣產(chǎn)生大量泡沫。同時(shí)離心機(jī)進(jìn)泥初期，在絮凝劑作用下，污泥懸浮液中的高分子有機(jī)物含有一些表面活性物質(zhì)，更容易產(chǎn)生表面泡沫。由于污泥懸浮液的泡沫比重相較濾液低得多，因此易于漂浮在濾液表面而難以沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，并且與氣泡、絮體顆?；旌隙傻呐菽哂蟹€(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點(diǎn)，因此會(huì)隨著沉降后的濾液從濾液口溢流而出，導(dǎo)致污泥二次循環(huán)。
同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)離心機(jī)本體裝有24h除臭系統(tǒng)，除臭的排風(fēng)管位置位于離心機(jī)外罩殼頂部，當(dāng)泡沫隨濾液排出時(shí)由于泡沫比重較輕，在排風(fēng)風(fēng)力作用下，大量泡沫會(huì)向上形成包裹在轉(zhuǎn)鼓外壁上的泡沫層。轉(zhuǎn)鼓在運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到2900r/min，因此在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與泡沫中的絮體浮渣產(chǎn)生的摩擦?xí)觿∞D(zhuǎn)鼓自身磨損程度。
3 確定目標(biāo)
根據(jù)離心脫水機(jī)運(yùn)行原理，從濾液排出口找尋問(wèn)題根源，泡沫的形成和排出造成的危害較大，因此需要達(dá)到的目的是減少濾液中泡沫的排出量并進(jìn)行二次處理，保證泡沫中的該部分浮渣完成沉降，作為干固排出。
4 改進(jìn)措施及效果
為防止污泥懸浮液中產(chǎn)生的泡沫隨濾液排出，導(dǎo)致固體回收率的降低，在螺旋輸送器的尾端即離心機(jī)液相端焊接1個(gè)環(huán)形消泡板，該消泡板的外緣可插入液環(huán)層20～30mm，從而在濾液溢流過(guò)程中大部分的表面泡沫可以被攔截在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部。隨著泡沫量不斷增多，在螺旋輸送器作用下被推送至錐段干燥區(qū)，泡沫在該階段受到進(jìn)一步擠壓后破裂，其表面絮體浮渣在完成分離沉降后通過(guò)出渣口排出離心機(jī)。
本次改進(jìn)，解決了離心機(jī)分離后產(chǎn)生的濾液泡沫量大的問(wèn)題，改進(jìn)后的離心機(jī)運(yùn)行固體回收率平均水平基本穩(wěn)定在85%左右，極大提升了污泥固體回收率，保障了再生水廠整體的穩(wěn)定運(yùn)行。
轉(zhuǎn)鼓是離心機(jī)設(shè)備的重要組成部分，加工技術(shù)要求較高，造價(jià)昂貴，并且其整體的動(dòng)平衡性能是保證離心機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
濾液中的絮體浮渣泡沫通過(guò)上述措施得到一定消除，但仍會(huì)有少量泡沫隨著濾液排出。為進(jìn)一步緩解離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的磨損，改造現(xiàn)有除臭系統(tǒng)中的排風(fēng)管。針對(duì)泡沫比重較濾液輕這一特點(diǎn)，將向上排風(fēng)改為向下排風(fēng)，密封原有排風(fēng)口用盲板，確保無(wú)臭氣溢出。在現(xiàn)有離心機(jī)平臺(tái)下的豎直濾液管線上開孔，用玻璃鋼管道進(jìn)行糊口連接至除臭總管，排風(fēng)管安裝角度為120°，以防止異物進(jìn)入。在少量隨濾液排出的泡沫失去頂部排風(fēng)管的吸力后會(huì)在重力作用下第一時(shí)間到達(dá)濾液管，縮短了泡沫在轉(zhuǎn)鼓上的停留時(shí)間，達(dá)到減少轉(zhuǎn)鼓磨損的目的。
