污水處理廠臥螺離心機(jī)的運(yùn)行控制管理探討
技術(shù)支持
近年來(lái)，臥螺離心機(jī)在市政污水處理廠污泥脫水機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越多，臥螺離心機(jī)具有分離效果好，工作效率高，使用管理維護(hù)簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。雖然不同生產(chǎn)廠家的不同規(guī)格或型號(hào)的臥螺離心機(jī)具有不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)，設(shè)備材質(zhì)，規(guī)格和運(yùn)行調(diào)整機(jī)構(gòu)等，但是其基本設(shè)備原理是相似的。本文選取的是瑞典的NOXON DC20型臥螺離心機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)中的大量的試驗(yàn)結(jié)果，分析了影響臥螺離心機(jī)污泥脫水效果的主要因素（轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、液環(huán)層厚度、速差），摸索了提高離心機(jī)污泥脫水效果的控制方法，總結(jié)了使離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制管理方法。
1 臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及脫水原理
臥螺離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓，螺旋，差速系統(tǒng)，液位擋板，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成，臥螺離心機(jī)是利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離的，具體分離過程為污泥和絮凝劑藥液經(jīng)入口管道被送入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)混合腔，在此進(jìn)行混合絮凝（若為污泥泵前加藥或泵后管道加藥，則已提前絮凝反應(yīng)），由于轉(zhuǎn)子（螺旋和轉(zhuǎn)鼓）的高速旋轉(zhuǎn)和摩擦阻力，污泥在轉(zhuǎn)子內(nèi)部被加速并形成一個(gè)圓柱液環(huán)層（液環(huán)區(qū)），在離心力的作用下比重較大固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成泥層（固環(huán)層），再利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)速度差把固相推向轉(zhuǎn)鼓錐端，推出液面之后（岸區(qū)或稱干燥區(qū)）泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，濾液經(jīng)返流管從轉(zhuǎn)鼓大端排出，實(shí)現(xiàn)固液分離。
2 臥螺離心機(jī)運(yùn)行參數(shù)的控制
離心機(jī)運(yùn)行過程中，通過調(diào)整轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，干固體負(fù)荷，絮凝劑的種類，絮凝劑的配合測(cè)量，投加量及投加位置，液環(huán)層厚度，速差曲線等參數(shù)，改變泥餅的含固量和濾液的含固量，使離心機(jī)運(yùn)行在較佳狀態(tài)。通過實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，在上述的諸多因素中轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，液環(huán)層厚度的設(shè)定，速差的調(diào)整對(duì)離心機(jī)污泥脫水的效果的影響至關(guān)重要。
2.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)通常通過變頻電機(jī)或液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率，但轉(zhuǎn)速過大會(huì)使污泥絮凝劑被破壞，反而會(huì)降低脫水效果。同時(shí)，較高轉(zhuǎn)速對(duì)材料要求高，對(duì)機(jī)器的磨損增大，動(dòng)力消耗、振動(dòng)及噪聲水平也相應(yīng)增加。所以一般在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速時(shí)要根據(jù)污泥的絮凝體的情況來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，同時(shí)也要考慮離心機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)的承受能力。根據(jù)這一調(diào)試原則，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速固定在2100r/min（額定轉(zhuǎn)速2200r/min），取得良好的效果。
2.2 速差曲線的調(diào)整
“速差”是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與螺旋轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間相對(duì)轉(zhuǎn)速差，增加或者減小“速差”，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間也就發(fā)生了改變，對(duì)處理效果有著十分重要的影響。提高“速差”有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時(shí)間會(huì)縮短，脫水后含水率大，同時(shí)過大速差會(huì)使螺旋對(duì)澄清區(qū)液池?cái)_動(dòng)加大，濾液質(zhì)量相對(duì)差一些，降低速差會(huì)加大沉渣厚度，沉渣脫水時(shí)間增長(zhǎng)，脫水后泥餅含水率降低，但會(huì)增大螺旋推料的負(fù)荷，應(yīng)防止排渣量減少，造成離心機(jī)內(nèi)沉渣不能及時(shí)排出而引起的堵料現(xiàn)象，防止濾液大量帶泥，這時(shí)就必須減小進(jìn)料量或提高速差。
簡(jiǎn)單地說(shuō)就是：處理能力與處理效果存在矛盾，所以現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作就是需要尋找到符合各自現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際污泥性質(zhì)條件的較佳的設(shè)備運(yùn)行工況參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)較高設(shè)備運(yùn)行效率和較佳處理效果雙重目的，這沒有簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)可以計(jì)算，只有依靠長(zhǎng)期的實(shí)際調(diào)試積累經(jīng)驗(yàn)，并及時(shí)依照變化進(jìn)行調(diào)整。“速差”可以通過離心機(jī)自控系統(tǒng)的“綜合控制盤”來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。需要注意的是，在原則上要以較大的處理能力結(jié)合較佳的處理效果為原則來(lái)確定差速度參數(shù)，在絮凝劑用量保證在合理用量范圍內(nèi)，離心機(jī)轉(zhuǎn)速固定，進(jìn)泥的濃度相對(duì)穩(wěn)定的情況下，設(shè)備處理能力和脫水效果完全取決于差速度的控制。
2.3 液環(huán)層厚度的調(diào)整（設(shè)定液位擋板高度）
液環(huán)層厚度是設(shè)備優(yōu)化的一個(gè)重要參數(shù)，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)形成液環(huán)層（沉降區(qū)），固環(huán)層或岸區(qū)（干燥區(qū)）。轉(zhuǎn)鼓在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著轉(zhuǎn)鼓殼體形成一同心液層稱液環(huán)層，同時(shí)也會(huì)形成一同心脫水污泥固體層成為固環(huán)層。在此區(qū)間內(nèi)，污泥所含固體在離心力的作用下沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上，故也是稱為沉降區(qū)，干污泥通過螺旋的運(yùn)轉(zhuǎn)離開液環(huán)層送至排出口，這一段距離稱為岸區(qū)，為轉(zhuǎn)鼓錐體的一部分，在此區(qū)間內(nèi)，污泥完全離開液體并被繼續(xù)甩干，故也稱為干燥區(qū)。轉(zhuǎn)鼓有效半徑為液環(huán)層、固環(huán)層和岸區(qū)之和，轉(zhuǎn)鼓有效長(zhǎng)度為沉降區(qū)和干燥區(qū)之和，可以通過改變液位擋板的位置來(lái)調(diào)整離心機(jī)的液環(huán)層厚度，離心機(jī)的液位擋板調(diào)整十分重要，直接影響脫水效果和離心機(jī)的振動(dòng)程度，必須通過反復(fù)的試驗(yàn)，將液環(huán)層厚度設(shè)定在合適的水平，則可以保證污泥的含水率會(huì)降低，并且有較高的污泥產(chǎn)量。
當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果液環(huán)層厚度較小，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間短，脫水后的泥餅含固率較低，含水率較高；如果液環(huán)層厚度較大，污泥在離心機(jī)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)，泥餅含水率就越低，含固率越高。但液環(huán)層厚度過大，污泥在液環(huán)層內(nèi)進(jìn)行分離的時(shí)間更長(zhǎng)，但干污泥在岸區(qū)（干燥區(qū)）的停留時(shí)間縮短，會(huì)造成水隨脫水后的污泥從污泥出口溢出，反而使脫水泥餅的含固率降低，含水率升高，綜合以上兩方面的作用，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，確定了這一原則后，根據(jù)上述的試驗(yàn)結(jié)果，將離心機(jī)液位擋板的高度調(diào)整為171mm，使污泥在離心機(jī)中有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，取得良好的污泥脫水效果。
3 結(jié)語(yǔ)
通過以上對(duì)臥螺離心機(jī)實(shí)際使用情況的分析可以得出以下結(jié)論：
（1）離心機(jī)的運(yùn)行控制中，液位擋板的調(diào)整十分重要，直接影響脫水效果和離心機(jī)的振動(dòng)程度，必須通過反復(fù)的試驗(yàn)，將液環(huán)層厚度設(shè)定在合適的水平，則可以保證污泥的含水率會(huì)降低，并且有較高的污泥產(chǎn)量。
（2）速差的調(diào)整對(duì)離心機(jī)污泥脫水效果的影響非常大，應(yīng)根據(jù)污泥種類、性質(zhì)的不同，通過實(shí)驗(yàn)尋找離心機(jī)的較佳工作點(diǎn)，設(shè)定成不同的“速差曲線”，使離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在較佳的工作狀態(tài)。
（3）影響臥螺離心機(jī)脫水效果的因素很多，并且各個(gè)因素又互相影響，因此處理效果是以上各個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整應(yīng)從脫水后泥餅處置方法所要求的較佳泥餅含水率、固體回收率和經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮。
（4）所有現(xiàn)場(chǎng)管理和操作人員所要做的工作就是：不斷觀察、及時(shí)調(diào)整和善于總結(jié)，盡可能在可能發(fā)生的各種變化中尋求所有工況參數(shù)較佳的、相對(duì)穩(wěn)定的完美配合。
