污泥離心脫水機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
技術(shù)支持
城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥（含水率為97%）一般占到污水處理量的0.3%～0.5%。一座處理量為20×104m3/d的污水處理廠產(chǎn)生的濕污泥量將達(dá)到600～1000m3/d。濕污泥必須經(jīng)過脫水后（含水率為75%左右）才能外運(yùn)進(jìn)行深度處理或填埋。
濟(jì)寧市污水處理廠設(shè)計(jì)污水處理量為20×104m3/d，實(shí)際處理量已接近滿負(fù)荷。采用AB工藝，B段的剩余污泥返回A段曝氣池，A段的剩余污泥排到預(yù)濃縮池進(jìn)行重力濃縮，然后直接進(jìn)行離心脫水處理。因進(jìn)水污染物濃度比設(shè)計(jì)值高，濕污泥產(chǎn)量達(dá)1400m3/d（含水率為96%～97%）。
污泥脫水分為自然脫水和機(jī)械脫水，其中機(jī)械脫水又可分為真空過濾脫水、壓濾脫水和離心脫水。離心脫水機(jī)體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，車間內(nèi)臭氣少，環(huán)境衛(wèi)生，采用自動(dòng)化操作，管理簡便，生產(chǎn)能力大。離心脫水機(jī)對絮凝劑的要求很高，必須使用有機(jī)高分子聚合物（PAM）。對離心脫水機(jī)性能參數(shù)的正確認(rèn)識以及合理篩選絮凝劑產(chǎn)品，是順利完成污泥離心脫水的關(guān)鍵。
1 離心脫水機(jī)的工作原理及性能參數(shù)
1.1 離心脫水機(jī)的構(gòu)造及工作原理
離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器組成。轉(zhuǎn)鼓在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大的離心力。因污泥顆粒比水的密度大，使污泥顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成固環(huán)層，水分在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液環(huán)層。固環(huán)層的污泥在螺旋輸送器的推動(dòng)下，被排出轉(zhuǎn)鼓形成泥餅，液環(huán)層的水分由堰口溢流出轉(zhuǎn)鼓，形成分離液，這樣就實(shí)現(xiàn)了固液分離。進(jìn)入離心脫水機(jī)的污泥沉降速度與d（顆粒直徑）、s-sl（兩相物體的密度差）、w2（w角速度）、r（顆粒到回轉(zhuǎn)中心的距離）都成正比，即顆粒直徑越大、兩相物體密度差越大、轉(zhuǎn)速越高、轉(zhuǎn)鼓直徑越大，物料沉降的速度越快。向污泥中添加絮凝劑，使小顆粒污泥聚集成較大的顆粒，提高顆粒直徑，則污泥分離得越快越徹底。轉(zhuǎn)鼓直徑r不能過大，否則機(jī)器的穩(wěn)定性難以保證，因此通過提高r來提高處理量是有限的。沉降速度與污泥粘度（η）成反比，污泥粘度越高，越不易脫水。
1.2 主轉(zhuǎn)速
主轉(zhuǎn)速即轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速。主轉(zhuǎn)速直接決定了污泥在離心機(jī)內(nèi)部受到的離心力大小，決定了污泥的沉降速度和處理量，主轉(zhuǎn)速上升能夠提高污泥的分離速度，獲得更為清澈的分離液，分離后污泥更緊密牢固，排出離心機(jī)的泥餅更干，同時(shí)由于增加了沉降速度，使得離心機(jī)的污泥通過能力增加，處理量也隨之上升。
但過高的主轉(zhuǎn)速也會帶來不利的一面。直接的表現(xiàn)是增加了不必要的轉(zhuǎn)鼓電機(jī)功耗，所以離心機(jī)沒必要在極高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，只要達(dá)到所需的處理效果就可以了。過高的主轉(zhuǎn)速產(chǎn)生了過高的離心力，隨之產(chǎn)生了過高的污泥沉降緊密度，增加了螺旋推料的負(fù)荷。所需要的主轉(zhuǎn)速高低主要與泥質(zhì)有關(guān)：對活性污泥、泥齡較長的污泥需要高的主轉(zhuǎn)速，初沉污泥需要低的主轉(zhuǎn)速。該廠的離心機(jī)主轉(zhuǎn)速一般在1900～2600r/min之間進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，在保證處理效果的前提下，應(yīng)盡量降低能耗。
1.3 差速
螺旋的推料差速作用是將轉(zhuǎn)鼓分離沉降好的泥餅連續(xù)不斷地推向離心機(jī)排渣口，使之排出機(jī)外。通常螺旋推料的差速比較小，一方面可有效抑制螺旋對水的擾動(dòng)，另一方面又延長了沉降污泥在離心機(jī)內(nèi)部受壓縮的時(shí)間，這樣才能得到較干燥的泥餅。差速越低，泥餅被推出離心機(jī)的速度越慢，對清液的排放形成了擾動(dòng)，泥餅向清液的滲透面加大，泥餅的含固率提高，但是清液比較渾濁，所以固體回收率降低。差速高時(shí)，泥餅被推出的速度加快，泥餅在離心機(jī)內(nèi)的壓縮時(shí)間縮短，泥餅含固率降低，但能夠減輕對清液的擾動(dòng)，可得到較清澈的分離液，使固體回收率提高。
泥餅的干度和分離液的清澈度是互相矛盾的。調(diào)試離心機(jī)的目的就是找出兼顧兩者平衡點(diǎn)的差速。一般脫水機(jī)的差速在2～35r/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，初沉污泥高一些，活性污泥低一些。該廠離心機(jī)的差速在4.0～5.5r/min之間調(diào)整，即可取得較好的處理效果。
1.4 液池深度
液池深度是污泥在離心力的作用下，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成的固渣和液體的混合圓環(huán)的厚度。因?yàn)榇嬖诠桃好芏炔?，固體在外，液體在內(nèi)，越往圓環(huán)內(nèi)側(cè)，液體越清澈，但固渣更濕。若液池深度減少，固渣更干，但分離液更渾濁。
離心機(jī)液環(huán)層厚度一般為50～150mm，具體取決于離心機(jī)的規(guī)格及進(jìn)泥泥質(zhì)。初沉污泥可相對薄一些，以便在保證高固體回收率的前提下，盡量提高泥餅的含固率?；钚晕勰嗝撍畷r(shí)，液環(huán)層應(yīng)相對厚一些，否則很難保證一定的固體回收率。混合污泥脫水時(shí)，液環(huán)層厚度介于二者之間。
1.5 進(jìn)泥量及進(jìn)泥含固率
每臺離心機(jī)都有一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)泥量和設(shè)計(jì)固體物濃度，實(shí)際運(yùn)行中若超過該值，離心機(jī)會受到損壞，因而運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制離心機(jī)的進(jìn)泥量及固體物濃度在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)進(jìn)泥含固率升高時(shí)，要相應(yīng)地降低進(jìn)泥量，以獲得較佳的處理效果。離心機(jī)使用中可找到一個(gè)較佳投泥量，當(dāng)超過該值時(shí)固體回收率和泥餅含固率都會降低。該廠離心機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)泥量為30m3/h，實(shí)際只能達(dá)到25m3/h，高于此值則處理效果就會下降。另外，離心機(jī)的處理量會隨著機(jī)器的老化磨損而逐漸降低。目前該廠離心機(jī)處理量已下降到20m3/h。
2 絮凝劑的合理選擇
離心機(jī)使用的陽離子PAM必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選，才能上機(jī)使用。具體做法：燒杯試驗(yàn)→上機(jī)試驗(yàn)→批量使用。絮凝劑藥液的濃度一般為0.1%～0.5%，針對某一產(chǎn)品可先參考其在其他污水廠的使用情況。
2.1 燒杯試驗(yàn)
若配制濃度為0.3%的藥液，取一燒杯裝入1L的清水，稱取3g絮凝劑干粉，緩緩倒入燒杯中，邊倒邊用玻璃棒快速攪拌（或使用專門的攪拌器以80～100r/min的速度攪拌），攪拌5min，停1min，約0.5h后藥品就能充分溶解，呈無色透明，用玻璃棒攪拌會感到有明顯的阻力。若把玻璃棒提出水面，可見長15cm左右的拉絲。取20、22、25mL新鮮污泥各一燒杯，用針管量取1mL藥液注入20mL的燒杯中，邊加藥邊攪拌。合適的藥品在十幾秒鐘內(nèi)會有明顯效果，污泥成直徑為3cm左右的團(tuán)狀，結(jié)合緊密，泥水界面清晰，分離的水中有很少量浮泥，則該藥品可以上機(jī)使用。不同的藥品單位投量處理的污泥量越多，效果就越好。若污泥基本不能成團(tuán)，該藥品就不能使用。當(dāng)然還要繼續(xù)試驗(yàn)22、25mL的污泥量，尋找較佳投藥量。
2.2 上機(jī)試驗(yàn)
該廠的配藥機(jī)容積為4m3，分3級，逐級溢流。若配制濃度為0.3%的藥液，所需絮凝劑干粉至少12kg才能裝滿藥箱。將濃度值輸入操作面板，配藥機(jī)就自動(dòng)吸藥和加水，靠一個(gè)變頻器控制的電機(jī)帶動(dòng)螺旋送藥，電磁閥控制加水量，從而達(dá)到所要求的濃度，配好的藥液需稀釋后加入離心機(jī)。藥液配好熟化30min后就可以開啟脫水機(jī)，將主轉(zhuǎn)速、差速設(shè)至經(jīng)驗(yàn)值，然后進(jìn)藥、進(jìn)泥，根據(jù)出泥情況再調(diào)整主轉(zhuǎn)速、差速，直到泥餅含固率為20%左右，分離液的SS為500mg/L左右（用肉眼觀察泥餅成拳頭般大小，有彈性，分離液中有很少的泥點(diǎn)），這樣的效果就可以達(dá)到使用要求。
2.3 批量使用
對于上機(jī)試驗(yàn)合格的藥品，就可以考慮批量購入用于生產(chǎn)。這一過程中要進(jìn)行細(xì)致調(diào)整，計(jì)算出干污泥投藥量。若計(jì)算出的干污泥投藥量＜5kg/t，該藥品即合格。干污泥投藥量越小，該藥品處理效果越好。還要計(jì)算干污泥處理成本，相同處理效果的絮凝劑產(chǎn)品，干污泥處理成本越低越好。
另外，絮凝劑的用量受溫度影響很大，就干污泥投藥量來說，冬季要比夏季高出近30%。
3 運(yùn)行中的常見問題
在實(shí)際運(yùn)行過程中，有時(shí)脫水后的泥餅突然變稀。造成這種情況的原因及解決方法如下：
（1）檢查絮凝劑配制系統(tǒng)。幾種可能的情況分別是：不配藥造成藥箱沒藥；只配水不配藥，造成藥液濃度過低；未及時(shí)添加絮凝劑造成原料短缺。
（2）檢查稀釋水系統(tǒng)。進(jìn)泥含固率過高時(shí)要多加些稀釋水，否則少加一些。該廠的稀釋水量在1.0～2.5m3/h之間調(diào)整可達(dá)到要求。
（3）檢查離心機(jī)主轉(zhuǎn)速、差速是否正常。
（4）進(jìn)泥濃度是否太低，例如含固率＜2%。若濃縮池的污泥層太薄，應(yīng)立即停運(yùn)離心機(jī)，待濃縮池污泥含固率提高后再生產(chǎn)。
離心脫水機(jī)是個(gè)敏感的設(shè)備，泥質(zhì)、絮凝劑濃度稍有變化，就會出現(xiàn)污泥隨地流的情況，在生產(chǎn)運(yùn)行中需要運(yùn)行人員細(xì)心觀察，加強(qiáng)管理，不斷總結(jié)生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
