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近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強和市政污水處理廠的大量興建，離心脫水機的應(yīng)用日益增多。2010年11月，環(huán)保部印發(fā)《關(guān)于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》，明確指出“污泥產(chǎn)生、運輸、貯存、處理處置的全過程應(yīng)當(dāng)遵守國家和地方相關(guān)污染控制標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范。污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下”。這樣一來，國內(nèi)許多將污泥離心脫水后外運填埋的污水廠將受到很大影響，因為經(jīng)離心脫水后污泥的含水率一般在80%左右，離國家環(huán)保部的要求有很大差距，所以這些污水廠將會考慮設(shè)備的替換。為了合理利用原有的離心脫水成套設(shè)備，有效降低設(shè)備改建成本，上海市某污水廠進行了設(shè)備改造，并通過更新升級控制系統(tǒng)，將原有的離心脫水系統(tǒng)改造成離心濃縮系統(tǒng)，使離心機的優(yōu)勢得以繼續(xù)發(fā)揮。

1 整體工藝改造方案

原有污泥脫水系統(tǒng)的工藝流程為：污水池內(nèi)的污水經(jīng)攪拌機攪動后自流進入泵房，經(jīng)污泥切割機打碎后，由污泥進料泵輸入離心機，與配藥系統(tǒng)配制的絮凝液在離心機內(nèi)混合后，上清液通過排水管道進入中水系統(tǒng)進行后續(xù)處理，脫水污泥通過無軸螺旋輸送器送入儲泥倉，而后外運。

原來的脫水車間改為濃縮車間，而原有的儲泥車間暫時保留，如果污泥深度脫水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可通過控制系統(tǒng)對離心脫水系統(tǒng)的運行參數(shù)進行調(diào)整，使離心機系統(tǒng)功能暫時恢復(fù)為脫水，并將脫水后的污泥暫時存儲到儲泥車間內(nèi)。在改造過程中，原有脫水車間內(nèi)的污泥螺桿泵（泵房內(nèi)）、污泥切割機（泵房內(nèi)）、配藥裝置、沖洗系統(tǒng)（泵房內(nèi)）、無軸螺旋輸送機等關(guān)鍵設(shè)備得以繼續(xù)利用，同時，在車間內(nèi)增設(shè)攪拌池以及濃縮污泥出泥泵（泵組）。

2 控制系統(tǒng)改造方案

原有離心脫水成套設(shè)備控制系統(tǒng)主要是用以控制污泥脫水效果（含水率保持在80%以下），而現(xiàn)行的改造方案要求污泥經(jīng)離心濃縮后，含水率要在95%～97%（該要求為污泥下道濃縮工序提供必要的工藝準(zhǔn)備），因此，原設(shè)備及控制邏輯需根據(jù)實際情況做出調(diào)整，而且為了滿足污水處理廠關(guān)于離心機脫水、濃縮切換的要求，也需要對控制系統(tǒng)進行升級改造。

控制系統(tǒng)在兩套模式中可進行切換：一為脫水模式，即將經(jīng)過離心脫水后的污泥通過無軸螺旋輸送機送到儲泥倉中；二為濃縮模式，即將經(jīng)過離心濃縮后的污泥先暫存在攪拌池中，然后再由出泥泵送出，通入儲泥池。

整套系統(tǒng)的電氣控制部分由一套系統(tǒng)控制柜AC1組成，用于對LW530NY污泥脫水/濃縮系統(tǒng)成套裝置的控制。

系統(tǒng)控制柜AC1上電后，將開關(guān)SA1置于“屏控”后，可直接將操作權(quán)交由觸摸屏進行自動、手動操作；當(dāng)觸摸屏出現(xiàn)故障后，則可以將開關(guān)SA1置于“停止”或“自動”，將操作權(quán)交還，可由控制柜面板上按鈕進行控制操作。

當(dāng)開關(guān)SA5置于“脫水”模式時，系統(tǒng)啟動流程如下：

（1）液壓站啟動，待達到脫水頻率后，指示燈長亮。

（2）離心機啟動，待達到脫水效率后，指示燈長亮。

（3）無軸螺旋輸送機啟動，與離心機出料口連接處閘閥開啟，上下連通。

（4）進料泵開啟，加藥泵開啟，泥藥混合后進入離心機脫水。

（5）脫水后的上清液自流進入廠區(qū)中水管道，污泥在無軸螺旋輸送機的推料過程中進入儲泥車間，由汽車外運。

當(dāng)開關(guān)SA5置于“濃縮”模式時，系統(tǒng)啟動流程如下：
（1）液壓站啟動，待達到濃縮頻率后，指示燈長亮。

（2）離心機啟動，待達到濃縮頻率后，指示燈長亮。

（3）攪拌池內(nèi)攪拌葉片啟動。

（4）離心機出料口與攪拌池連接處閘閥開啟，上下連通。

（5）進料泵開啟，加藥泵開啟，泥藥混合后進入離心機濃縮。

（6）分離后的上清液自流進入廠區(qū)中水管道，污泥在攪拌池內(nèi)被攪拌均勻后，由出泥泵輸送入由開關(guān)SA6指定的儲泥池內(nèi)，進入下一道深度處理過程中。

當(dāng)系統(tǒng)運行周期結(jié)束，需要對設(shè)備進行保養(yǎng)或維護時，系統(tǒng)控制停機流程如下：

（1）在“脫水”模式下：進料泵停，加藥泵停，切割機?！x心機降速至清洗速度→沖洗水泵啟動，清洗水閥打開，進行一次清洗→清洗時間到，沖洗水泵停，清洗水閥關(guān)閉→離心機再降速至“0”→輸送機關(guān)，泥餅排放閥閉→再次啟動離心機，離心機升速至清洗頻率→沖洗水泵啟動，清洗水閥打開，進行二次清洗→清洗時間到，沖洗水泵停，清洗水閥關(guān)閉→離心機再次降速至“0”（清洗時間和次數(shù)可由人機界面設(shè)定）→液壓站降速至“0”，至此設(shè)備停止完畢。

（2）在“濃縮”模式下：進料泵停，加藥泵停，切割機停→離心機降速至清洗速度→沖洗水泵啟動，清洗水閥打開，進行一次清洗→清洗時間到，沖洗水泵停，清洗水閥關(guān)閉→離心機再降速至“0”→濃縮后污泥排放閥關(guān)閉，污泥輸送泵停，攪拌池攪拌機停，攪拌池出口閥關(guān)閉。再次啟動離心機，離心機升速至清洗頻率→沖洗水泵啟動，清洗水閥打開，進行二次清洗→清洗時間到，沖洗水泵停，清洗水閥關(guān)閉→離心機再次降速至“0”（清洗時間和次數(shù)可由人機界面設(shè)定）→液壓站降速至“0”，至此設(shè)備停止完畢。

為保證離心機系統(tǒng)穩(wěn)定運行，控制系統(tǒng)會根據(jù)扭矩輸出自動調(diào)整液壓站頻率，控制進料泵和加藥泵運行和停止，對故障輸出進行處理，保證脫水正常平穩(wěn)運行。當(dāng)扭矩大于設(shè)定P0時，液壓站電機進入高速運行狀態(tài)（50Hz），進料泵、加藥泵進入低速運行狀態(tài)（15Hz）。快速將料推出，直到扭矩小于P0時，液壓站、進料泵、加藥泵、切割機恢復(fù)正常運行。當(dāng)扭矩大于設(shè)定P2時，輸出報警，轉(zhuǎn)入停機程序（不進行清洗），需要人工檢修排除故障。當(dāng)出現(xiàn)斷泥、斷藥信號報警時，進料泵和加藥泵停，當(dāng)短時間恢復(fù)時，按下“復(fù)位”按鈕，自動恢復(fù)進料。當(dāng)離心機溫度過高、振動過大、扭矩超過P2等嚴(yán)重事件出現(xiàn)時，立即停機。在“濃縮”模式下：當(dāng)濃縮后污泥在緩沖罐中液位高度高于設(shè)定的高位值時，進料泵停止進料，加藥泵停止加藥，當(dāng)液位高度低于設(shè)定的下限值時，濃縮液輸送泵停止，攪拌吃攪拌機停，停止向儲泥池輸送。

3 濃縮模式下的運行測試

經(jīng)系統(tǒng)改造后，在整個污泥處理流程中，設(shè)備主要用以完成濃縮工藝。為研究整套系統(tǒng)改造情況，在現(xiàn)場進行為期一個月的實地測試。以下表格為第一次調(diào)試參數(shù)記錄，在該次測試過程中，需要被濃縮的污泥含水率為99.12%，絮凝劑配比濃度2‰。在進料流量40m3/h的情況下，采用液壓驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動螺旋可使差速在運行中無級調(diào)節(jié)，當(dāng)將離心機的差速由21r/min逐步下調(diào)到13r/min后，即污泥濃度由98.21%下降到96.78%，達到了含水率92%～97%的要求，此時液壓站輸出壓力為0.9～1MPa，說明離心機受載較輕，對設(shè)備的長期運行提供了有利條件。

在濃縮后污泥含水率達到指定要求后，又進行了第二次測試，調(diào)試數(shù)據(jù)如下表所示。此次調(diào)試的目的在于，通過提高離心機的轉(zhuǎn)速，設(shè)法使絮凝劑使用量降低。在該次測試過程中，進入離心機濃縮的污泥含水率為99%，配藥濃度2‰。同樣在進料流量40m3/h的情況下，將離心機的轉(zhuǎn)速提高到2438r/min，濃縮后的污泥含水率，保持在96.83%～97.2%之間，而絮凝劑的投放量則較前次相比下降了1/3。說明在滿足濃縮污泥含水率的前提下，離心機提高轉(zhuǎn)速，可有效的降低絮凝劑的使用。

在濃縮后污泥含水率達到要求，絮凝劑使用量減少的前提下，還針對離心機系統(tǒng)濃縮性能進行第三次實驗測試，數(shù)據(jù)如下表所示。該次調(diào)試的目的在于檢測離心機是否能在進泥泵滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)下（進泥量70m3/h）達到濃縮要求。在該次調(diào)試過程中，進入離心機濃縮的污泥含水率為99.13%，絮凝劑配比濃度2‰。隨處理能力的逐步提高，加藥量也相應(yīng)提高。在進料流量50m3/h的情況下，假定干泥密度為1000kg/m3，藥耗大約是1.6kg/h；當(dāng)處理量達到70m3/h時，藥耗大約是2.4kg/h。

與第一次實驗數(shù)據(jù)對比，絮凝劑的使用量呈現(xiàn)上升趨勢，應(yīng)該是隨著離心機轉(zhuǎn)速的增大，絮凝作用部分失效，膠合物穩(wěn)定系統(tǒng)被破壞引起的。可以考慮在實際運行中適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)藥耗降低的目的。

4 結(jié)論

離心機濃縮系統(tǒng)性能的發(fā)揮還有一定的空間（在分離過程中絮凝劑的使用還有降低的空間）。后續(xù)可從以下幾方面入手：

（1）改進混合配藥系統(tǒng)，使絮凝劑、污泥的混合過程更充分。

（2）改進離心機腔體結(jié)構(gòu)，提高離心機成套設(shè)備的污泥濃縮處理能力。

（3）根據(jù)工藝情況進一步調(diào)整成套設(shè)備控制系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備自動化操作。

現(xiàn)場測試，改造后的離心濃縮成套系統(tǒng)基本達到預(yù)期分離效果。同時，也為進行離心脫水設(shè)備改造及控制系統(tǒng)升級提供了原始參考，使離心機在污水處理工藝工序中的應(yīng)用領(lǐng)域得到一定的擴展，并為后續(xù)需要轉(zhuǎn)型的污水處理改造工程項目提高了有利的數(shù)據(jù)支持。