離心式污泥脫水機在北江水廠的應用
行業(yè)動態(tài)
1 概述
北江水廠是佛山市三水區(qū)“村村通”重點供水工程，是進一步確保三水區(qū)安全優(yōu)質供水、促進社會經濟可持續(xù)發(fā)展和建設社會主義新農村的重點工程，工程首期供水能力為30×104m3/d，遠期供水能力為80×104m3/d。項目以北江為水源，位于三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)劉寨村委會新譚村，供水服務區(qū)域為三水區(qū)中北部區(qū)域，供水范圍涵蓋西南街道、樂平鎮(zhèn)（三水中心科技工業(yè)園）、蘆苞鎮(zhèn)、大塘鎮(zhèn)以及南山鎮(zhèn)五個鎮(zhèn)，約526km2，服務人口為36.5萬。
自來水廠生產廢水中含有大量來自原水的污染物，生產廢水直接排放會對地表水體造成污染，因此需要對其進行處理。自來水的污泥量受多種因素影響，包括原水水質，水處理藥劑投加量、受用的凈水工藝和排泥的方式等。
2 工藝原理
離心式污泥脫水機的分離原理與普通的沉降離心機相同，也是靠離心沉降的原理來實現(xiàn)濃縮脫水。由于污泥濃縮的工藝要求高，決定了該類型的離心機必須具有小差速、雙向擠壓并且?guī)в凶詣臃答佌{節(jié)裝置、推料功率自動補償?shù)墓δ?。其工藝原理為：待處理的污泥與一定劑量的高分子絮凝劑混合進入離心機后，絮凝成的礬花在離心力場的作用下固液分離，由于離心機的差速較小，整個系統(tǒng)推料過程非常慢，以至于在螺旋葉片之間的污泥越積越多，當螺旋錐段的葉片成全充滿時，就形成了雙向擠壓的狀態(tài)，這時脫水污泥被擠得非常干，當污泥越積越多達到半堵塞狀態(tài)時，自動反饋裝置將差速自動加大，推料功率增加，將擠干的污泥排出，從而達到污泥脫水的要求。
3 離心式污泥脫水機的應用
離心式污泥脫水機具有工藝過程簡單、操作控制方便、自動化程度高、耗藥量小、工作環(huán)境好等優(yōu)點。北江水廠采用佛山安德里茨有限公司制造的D5LL臥式螺旋離心機。D5LL離心式污泥脫水機的主要技術參數(shù)如下：
轉鼓長度：2600mm
額定扭矩：7960N·m
額定轉速：3000r/min
差速可調范圍：0～14r/min
在運行過程中，北江水廠的污泥濃度在99.5%～97.5%（含水率）之間，產水后經濃縮池濃縮的污泥經D5LL離心式污泥脫水處理后，脫水泥餅含固率≥35%，達到了預期的濃縮脫水效果。
3.1 投藥量與脫水泥餅含固率之間的關系
投藥量對脫水泥餅含固率變化的影響比較大，但當投藥量足夠大時，再增加投藥量對脫水泥餅含固率幾乎沒有影響。從工藝的要求和運行成本上考慮，絮凝劑的投加量在2.5～5kg/TDS內比較適宜。
3.2 螺旋差速與脫水泥餅含固率之間的關系
差速越大，推料速度越快，泥餅在機器中的停留時間越短，被擠壓的時間也越短，泥餅的含固率就低，分離水含固率就可能越大；反之，轉速差越小，污泥在離心機內停留時間越長，固液分離越徹底。要得到理想的泥餅，較佳的差速為6～10r/min。
4 干泥產量的確定
4.1 計算法
根據(jù)投加混凝劑在混凝過程中的化學反應、原水中懸浮固體對污泥量的貢獻及其他污泥的來源，可以近似地計算出污泥的產量。當硫酸鋁用作混凝劑時，氫氧化鋁是形成污泥的主要產物。根據(jù)方程式的計量關系，投加1mg/L的Al2(SO4)3·14H2O會產生0.26mg/L左右的氫氧化鋁沉淀物。原水中的懸浮物因為在混凝中不發(fā)生化學變化，它將產生相同重量的干污泥。其他水處理中的添加物，如高分子絮凝劑或粉末活性炭，也可認為以1:1的比例產生污泥。
根據(jù)以上分析，可以建立干泥量的計算公式。同樣的分析也適用于鐵鹽作為混凝劑的凈水工藝。
4.2 干污泥量的計算
原水濁度與懸浮物換算系數(shù)為1.1。
藥劑投加量：北江水廠采用聚合氧化鋁作為凈水劑，投加量為1.68mg/L。
表1：北江水廠2010年1-6月的干泥量
月份 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 |
平均濁度/NTU | 17.80 | 7.36 | 7.17 | 23.95 | 126.42 | 70.14 |
原水量/（1000m3/d） | 135.90 | 117.31 | 143.6 | 148.52 | 154.54 | 161.56 |
干污泥量/（t/d） | 3.16 | 1.31 | 1.58 | 4.51 | 22.98 | 13.52 |
采用重力濃縮池，濃縮后污泥含水率為99.5%～97.5%，而脫水離心機進機含固率不宜小于3%，故取濃縮后污泥含固率為3%計算。北江水廠1#離心機處理的污水脫泥量為15～30m3/h，以每小時處理20m3計算，得出表2所示北江水廠的運行時間。
表2：離心機運行時間
月份 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 |
需脫水污泥量/（m3/t） | 105.36 | 43.77 | 52.54 | 150.33 | 766.08 | 450.82 |
離心機運行時間/（h/t） | 5.27 | 2.19 | 2.63 | 7.51 | 38.3 | 22.54 |
從表2可見，河水處于低濁度期時，離心機每天需要處理的污水脫泥量少，運行的時間短，不利于離心機的運行，隔幾天才開一次機。
5 總結
（1）北江水廠排泥水處理工藝選擇合理，設計 ，占地面積小，運行管理方便，固液分離效果好，泥餅含固率高，分離水清，污泥回收率高。
（2）離心脫水機可作為北江水廠排泥水固液分離脫水機械，其密封運行，操作方便，自動調節(jié)差速，出泥含固率高，環(huán)境衛(wèi)生，耗藥量低，對進泥含固率的適應范圍寬，分離水質好。
（3）根據(jù)水廠每天的處理水量、原水平均濁度及當天的混凝劑投加量，可以計算出每天的干污泥量。然后對一段時期內日干污泥量進行統(tǒng)計分析，就可以得到平均每天的干污泥量和較高日的干污泥量。
