臥式螺旋離心機(jī)在污泥脫水中的運(yùn)行控制
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在污水處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥，其體積約占污水處理總量的0.3%～0.5%（以含水率97%計(jì)），含水量高達(dá)95%～99.5%。因此為了便于污泥的后續(xù)處理、減少后續(xù)處理的運(yùn)輸費(fèi)用，必須對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理減少污泥含水率來縮小污泥的體積。目前城市污水處理廠污泥脫水主要采用機(jī)械脫水，由于離心脫水具有分離效果好、工作效率高、使用維護(hù)簡(jiǎn)便，同時(shí)具有現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境好、設(shè)備體積小、能節(jié)約大量清洗水等優(yōu)點(diǎn)，因此在污泥脫水中被廣泛應(yīng)用。南通市污水處理中心在二期100000m3/d工程中使用福樂偉Z4E離心機(jī)污泥脫水，投入使用以來污泥脫水效果良好，泥餅含水率低于80%，固體回收率達(dá)到了85%以上。本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)了離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)整方法。
1 臥式螺旋離心機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋推進(jìn)器、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。污泥通過螺旋中間的進(jìn)料管到達(dá)離心機(jī)內(nèi)部，在轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)形成的離心力作用下，密度大的固相顆粒加速沉降來實(shí)現(xiàn)固液分離。物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁以設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，沿著轉(zhuǎn)鼓殼體形成同心液層，稱為液環(huán)層，物料中所含的固體在離心力的作用下沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上，水通過轉(zhuǎn)鼓后端的溢流口流出，污泥在螺旋的推動(dòng)下經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓前端錐段形成的脫水段后排出。
2 臥式螺旋離心機(jī)的運(yùn)行控制
（1）絮凝劑的選擇和投加。在污泥脫水過程中，為了改善其脫水性能，通常投加一定量的絮凝劑對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，選擇合適的絮凝劑對(duì)污泥離心脫水有著重要的影響?；钚晕勰嘀型ǔ]發(fā)性固體含量高，經(jīng)檢測(cè)該中心濃縮后的污泥濃度為32g/l，揮發(fā)性固體達(dá)55%。污泥中菌體蛋白質(zhì)是由許多氨基酸組成，氨基酸的等電位較低，在pH＞6的條件下多數(shù)氨基酸中的氨基電離受抑制，羥基電離菌體帶負(fù)電，因此活性污泥帶負(fù)電荷；同時(shí)活性污泥的絮體直徑在0.02～0.2mm較小。因此在絮凝劑的選擇上使用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（PAM），利用其分子上帶電的部位能中和污泥膠體顆粒所帶的負(fù)電荷，使污泥脫穩(wěn)；同時(shí)利用其高分子的長(zhǎng)鏈條左右把許多細(xì)小污泥顆粒吸附并纏結(jié)在一起，結(jié)成較大的顆粒?？紤]到高分子量的PAM會(huì)使污泥的粘度增加，影響分離效果，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，得出分子量在1000萬、離子度在45%以上的PAM適合該中心的污泥離心脫水，一般情況下PAM配置濃度2.5‰，和污泥混合時(shí)通過稀釋后PAM的濃度為1‰較為合適。當(dāng)然由于污泥性質(zhì)受進(jìn)水水質(zhì)、水量、污泥負(fù)荷、環(huán)境溫度等因素的影響，在污泥性質(zhì)較差時(shí)PAM的使用量會(huì)增加，特別在冬季低溫使聚丙烯酰胺絮凝作用降低，所以冬季的PAM用量有一定的增加，可將PAM配置濃度提高3‰。
（2）干固體負(fù)荷的確定。所謂干固體負(fù)荷是指每小時(shí)處理的不揮發(fā)固體重量，以kgDS（干污泥）/h表示。調(diào)整離心機(jī)的干固體負(fù)荷，對(duì)污泥脫水效果有很大影響，當(dāng)進(jìn)泥流量（即水力負(fù)荷）達(dá)到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過了離心機(jī)所能承受的干固體負(fù)荷時(shí)，會(huì)造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多。在實(shí)際運(yùn)行中，必須通過調(diào)整進(jìn)泥流量來保證進(jìn)入離心機(jī)干固體負(fù)荷不超過離心機(jī)的承受能力，否則，多余的干固體將從上清液中排出，上清液的懸浮物會(huì)急劇增多，但脫水泥餅的產(chǎn)量并沒有增加，會(huì)造成電耗、藥劑消耗、污泥泵磨損的增加，不利于污泥脫水成本的控制。該中心使用的是Z4E離心機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2660rpm、進(jìn)泥濃度為32g/L時(shí)，進(jìn)泥流量在16m3/h離心機(jī)運(yùn)行的干固體負(fù)荷可達(dá)435kg/h。
（3）離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓速度的確定。提高轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，作用在污泥上的離心力也會(huì)相應(yīng)增加，提高離心沉降速度，可以降低污泥的含水率，但是如果作用力太大可能導(dǎo)致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果，并且增加轉(zhuǎn)速，設(shè)備的磨損也會(huì)大大增加，經(jīng)過試驗(yàn)該中心的轉(zhuǎn)鼓速度在2600～2850rpm之間較佳。污泥性質(zhì)較好時(shí)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制在2660rpm，污泥性質(zhì)較差時(shí)特別是冬季控制在2850rpm。
（4）離心機(jī)差速的確定。差速是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和螺旋轉(zhuǎn)速之差，差速的大小決定污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間的多數(shù)，對(duì)污泥的脫水效果有著十分重要的影響，當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果差速比較低，污泥在離心機(jī)中停留時(shí)間較長(zhǎng)，脫水后的污泥會(huì)更干，但是由于出泥速度減小后泥層厚度會(huì)增加，導(dǎo)致固體顆粒向清液方向的滲透現(xiàn)象加大，清液中的含固量加大，固體回收率降低；如果差速比較高，污泥在離心機(jī)中停留時(shí)間較短，脫水后的泥餅含固量降低，出泥速度加大后泥層厚度會(huì)減小，導(dǎo)致固體顆粒向清液方向的滲透現(xiàn)象減小，清液中的含固量減小，固體回收率提高；差速越大，轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大，必然會(huì)增加對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)程度，固環(huán)層內(nèi)被分離出來的污泥會(huì)被重新泛至液環(huán)層，并有可能隨分離液流失。所以差速應(yīng)根據(jù)泥餅含水率、固體回收率的情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，在實(shí)際運(yùn)行中可以對(duì)應(yīng)進(jìn)泥量和進(jìn)泥濃度，觀察螺旋電機(jī)的扭矩進(jìn)行調(diào)整，Z4E離心機(jī)螺旋電機(jī)扭矩控制在10%～14%可以得到較好的泥餅含水率和固體回收率，如果泥餅較干、清液含固量較大可以加大差速，反之可以減小差速。在生產(chǎn)過程中一旦螺旋扭矩不斷上升時(shí)如超過25%，應(yīng)及時(shí)加大差速將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)污泥排出，避免造成螺旋電機(jī)過扭矩停車的情況。
（5）液環(huán)層厚度的確定（設(shè)定液位擋板高度）。臥螺離心機(jī)在進(jìn)行污泥脫水時(shí)，在離心力的作用下在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)會(huì)形成固環(huán)層、液環(huán)層和脫水段（指污泥離開液環(huán)層至排出口的距離），為轉(zhuǎn)鼓錐段的一部分。
當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果液環(huán)層厚度較大，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)，污泥在液環(huán)層內(nèi)進(jìn)行分離的時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)有更多的污泥被分離出來，可以提高固體回收率，但是液環(huán)層的增加會(huì)減小脫水段的距離使脫離液環(huán)層的污泥沒有充足的時(shí)間被甩干，會(huì)導(dǎo)致泥餅含水率升高；如果離心機(jī)內(nèi)的液環(huán)層厚度降低，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間短，會(huì)降低脫水后的污泥含水率，但是會(huì)降低固體回收率。在控制液環(huán)層厚度時(shí)應(yīng)在高固體回收率與泥餅含固率之間權(quán)衡。參考設(shè)備廠家提供的其他污水處理廠運(yùn)行情況，考慮到后續(xù)的泥餅的焚燒處置處，該中心確定泥餅含水率控制在80%以下，固體回收率大于85%。Z4E離心機(jī)通過調(diào)整銷在偏向盤位置來改變液位擋板的位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)整離心機(jī)的液環(huán)層厚度，因此調(diào)整較為方便，同時(shí)避免了通過測(cè)量方法來調(diào)整液環(huán)層厚度因誤差使得液位擋板不一致，導(dǎo)致離心機(jī)產(chǎn)生很大的不平衡，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，對(duì)設(shè)備造成損壞。離心機(jī)的液位擋板調(diào)整污泥脫水較為重要，在運(yùn)行中冬季要考慮適當(dāng)?shù)奶岣咭涵h(huán)層厚度。
3 結(jié)束語(yǔ)
臥式螺旋離心機(jī)在污泥脫水中需要藥劑、進(jìn)泥量、轉(zhuǎn)速、差速等多個(gè)參數(shù)的配合，達(dá)到優(yōu)化組合后，污泥脫水的能耗、藥耗、泥餅含水率、固體回收率能夠達(dá)到控制要求。同時(shí)由于有關(guān)參數(shù)如進(jìn)泥的濃度是不斷變化的，因此要求生產(chǎn)人員加強(qiáng)對(duì)泥餅含水率、清液含固率的觀察，及時(shí)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，不斷的優(yōu)化組合，這樣才能提高臥式螺旋離心機(jī)的脫水效能。Z4E離心機(jī)在該中心使用以來，設(shè)備能穩(wěn)定運(yùn)行，污泥處理效果良好。
由于在污泥脫水過程中，生產(chǎn)人員對(duì)污泥性質(zhì)進(jìn)行控制，污泥性質(zhì)又是影響污泥脫水的重要因素之一，為了保證污泥處理的效果，污水處理廠要加大生化池的運(yùn)行管理，來保障污泥的性質(zhì)處于較好的狀態(tài)。
