國產(chǎn)臥螺離心機在污泥脫水中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
淄博市污水處理公司一期工程采用AB工藝，設(shè)計處理污水量14萬m3/d，處理工藝所產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)濃縮和消化處理后，日產(chǎn)含水率94%左右的污泥近700m3，必須經(jīng)脫水處理將含水率降至75%左右才能外運處置。自1992年11月投產(chǎn)運行以來，先后采用國外進口和國產(chǎn)帶式壓濾機對污泥進行脫水處理，但隨著進水懸浮物的提高，污泥的產(chǎn)量越來越高，導(dǎo)致水處理工藝所產(chǎn)生的剩余污泥不能及時處理，嚴重影響水處理工藝的正常運行。經(jīng)過調(diào)研、考察論證，并在現(xiàn)場污泥脫水試驗的基礎(chǔ)上，決定采用國產(chǎn)臥螺離心污泥脫水機組，選用了3臺LW420×1750BD型臥螺離心機。
1 構(gòu)成及工作原理
1.1 機組構(gòu)成及工藝流程
LW420×1750BD型臥螺離心污泥脫水機主要由LW420×1750BD型臥螺離心機、全自動絮凝劑制備投加裝置、污泥粉碎切割機、進泥泵、加藥泵、單螺桿污泥輸送泵、流量計和全自動控制系統(tǒng)等構(gòu)成。
1.2 工作原理
臥螺離心機是臥式螺旋卸料離心機的簡稱，主要由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)速略低的螺旋和差速器等部件組成。當污泥進入離心機轉(zhuǎn)鼓腔后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強大的離心力，污泥顆粒由于密度大，離心力也大，因此污泥被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固環(huán)層；而水的密度較小，離心力也小，只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液環(huán)層。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速不同，二者存在相對運動（即差轉(zhuǎn)速），把沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的污泥推向轉(zhuǎn)鼓小端出口處排出，分離出的水從轉(zhuǎn)鼓的另一端排出。差速器的作用是使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間形成一定的轉(zhuǎn)速差。污泥中投加絮凝劑，以產(chǎn)生絮凝作用，使分散的污泥顆粒聚集產(chǎn)生較大的絮凝體，加速泥水分離。
1.3 技術(shù)性能
轉(zhuǎn)鼓直徑420mm，長度1750mm，長徑比4.17，轉(zhuǎn)速0～3400r/min；分離因數(shù)2700；主電機功率30kW，輔電機功率7.5kW；噪聲≤85dB；污泥處理能力20～30m3/h（污泥含水率為94%左右）；泥餅含水率≤75%，上清液含固率≤5‰；泥餅回收率≥94%；絮凝劑投加量≤4kg/tDS。
2 運行數(shù)據(jù)及分析
2.1 機組的處理能力
進泥含水率在94%左右的條件下，每臺機組的處理能力為20～30m3/h，每小時生產(chǎn)干泥（含水率為零的污泥）12～18t，每臺機組處理量為720m3/d。水處理工藝所產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)濃縮、消化后，每天約700m3左右（含水率94%左右），一臺機組運行就可滿足工藝要求。2m寬的帶式壓濾機每小時生產(chǎn)干污泥（含水率為零的污泥）量為500～600kg，處理能力不及臥螺離心機。
2.2 機組電耗
LW420×1750BD型臥螺離心脫水機采用雙電機雙變頻驅(qū)動方式，轉(zhuǎn)鼓和螺旋由主電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的差轉(zhuǎn)速靠差速器帶動輔電機發(fā)電產(chǎn)生制動力來實現(xiàn)，輔電機工作時處于發(fā)電狀態(tài)，不消耗電能，輔電機發(fā)出的電通過主、副變頻器共用母線，將電能反饋給主變頻器，離心機主機的耗電電流小于主電機的電流減去輔電機的發(fā)電電流。主電機功率為30kW，主要考慮到離心機的轉(zhuǎn)鼓和螺旋轉(zhuǎn)動慣量大，啟動電流高而配置的。主機實際耗電電流不到40A，離心機主機噸干泥的耗電量在11～13kW·h之間，6%左右進泥濃度條件下的帶式壓濾機主機噸干泥耗電量在16～20kW·h之間（主要是沖洗水泵的耗電）。
2.3 絮凝劑的消耗
臥螺離心脫水機組絮凝劑單耗為3～4kg/tDS，隨著離心機進泥量的增加，離心機絮凝劑的單耗也隨之增加，污泥回收率隨之降低。因進泥量增加后，污泥在離心機內(nèi)的停留時間縮短，必須通過增加絮凝劑量提高絮凝效果，使泥水分離速度加快。另外，絮凝劑的單耗還與污泥的性質(zhì)有關(guān)，如果污泥消化處理不徹底或濃縮池內(nèi)停留時間較長，正值酸化階段，污泥的比阻增大，這種污泥脫水比較困難，絮凝劑的單耗將增加。消化充分的污泥比未經(jīng)消化的污泥可節(jié)省1/4～1/3的絮凝劑投加量，因此在污泥處理的運行管理中要盡量避免污泥出現(xiàn)酸化。
2.4 機組差轉(zhuǎn)速
差轉(zhuǎn)速增大時，污泥在離心機內(nèi)的停留時間縮短，并加大了對液環(huán)層的擾動，污泥的回收率和泥餅的含固率都將降低，但增大差轉(zhuǎn)速可提高離心機的處理能力。差轉(zhuǎn)速減小時，污泥在離心機內(nèi)的停留時間延長，對液環(huán)層的擾動也減輕，污泥回收率和泥餅含固率都將提高，但離心機的處理能力將降低。因此，離心機的進泥量增加后，必須相應(yīng)地提高離心機的差轉(zhuǎn)速。
2.5 主輔電機電流
在主電機轉(zhuǎn)速一定的條件下，進泥量增加，主電機電流也相應(yīng)增加。在進泥量一定的條件下，輔電機的電流隨著差轉(zhuǎn)速的增加而減少，差轉(zhuǎn)速不能太低，否則將由于污泥在機內(nèi)積累過量，使固環(huán)層大于液環(huán)層，輔電機過載而損壞離心機。
3 機組運行中遇到的問題
（1）排泥和排水不暢，造成分離出的泥和水在轉(zhuǎn)鼓和罩殼之間相互串通。由于轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)，臥螺離心機分離出的泥和水也以比較高的流速從排泥口和排水口向外“噴射”。因轉(zhuǎn)鼓與罩殼之間存在間隙，排泥口和排水口之間是相通的，如果排泥和排水不暢，會造成離心機分離出的泥和水相互“串通”，使泥變稀或水中帶泥，嚴重影響分離效果。特別是排泥不暢，轉(zhuǎn)鼓和罩殼之間堵滿泥，會使主電機過載，而致離心機組不能正常運行。因此，離心機的排泥設(shè)備和排水系統(tǒng)，必須有足夠的能力，才能保證離心機正常運行。
（2）當污泥中含有比水密度小的有機顆粒時，其高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心機也小，這些有機顆粒無法沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上，只能懸浮在水中，隨水排出機外。臥螺離心污泥脫水機無法將密度較小的有機污泥顆粒分離出。
（3）污泥不宜提前絮凝。在離心機的進料口處污泥和絮凝劑同時進入轉(zhuǎn)鼓腔，瞬間絮凝并通過離心力的作用使泥水快速分離。如果污泥中提前加入絮凝劑，在進入轉(zhuǎn)鼓腔之前絮凝，形成大的絮團，絮團進入離心機后，將被打碎，使泥水不易分離，分離效果變差。
（4）進泥泵和加藥泵的流量選擇要合理，保證變頻器在合理的頻率范圍內(nèi)工作。離心機的進泥泵、加藥泵采用變頻器調(diào)節(jié)流量。變頻器在低頻率條件下長期連續(xù)運行時，因轉(zhuǎn)速低扭矩大，導(dǎo)致電機電流過高，容易出現(xiàn)故障，對電機也不利。
4 結(jié)語
國產(chǎn)LW420×1750BD型臥螺離心污泥脫水機組在淄博市污水處理公司近1年的應(yīng)用表現(xiàn)，其不但處理能力大，而且可自動連續(xù)可靠運行，滿足了剩余污泥全部脫水的要求，保證了水處理工藝的正常運行。
