臥螺離心脫水機的運行經(jīng)驗總結(jié)
技術(shù)支持
對北京盧溝橋污水處理廠臥螺離心機的常見問題及解決措施、運行成本進行了總結(jié)和分析，發(fā)現(xiàn)利用平、谷電價時段的間歇運行，相對于連續(xù)運行模式可大幅節(jié)約運行成本。
一、臥螺離心機的技術(shù)參數(shù)
盧溝橋污水處理廠的污泥經(jīng)離心脫水后外運進行堆肥處置，采用的臥螺離心機的主要技術(shù)參數(shù)如下：
轉(zhuǎn)鼓直徑：575mm；轉(zhuǎn)鼓長度：2440mm；轉(zhuǎn)速：2900r/min；轉(zhuǎn)鼓工作轉(zhuǎn)速：2600r/min；轉(zhuǎn)鼓與螺旋差：0～17r/min；離心力：2740g；水力負荷：75m3/h；進泥濃度：12kg·m3；固體負荷：500kg·h；轉(zhuǎn)鼓電機功率：75kW。
二、常見問題及解決措施
2.1 開機報警或振動報警
離心機開啟時低差速報警引起主電機停機或者離心機開啟時振動較大、聲音異常，造成報警停機。上述兩種情況均為上次停機前沖洗不徹底所致，即沖洗不徹底會導(dǎo)致兩種情況發(fā)生：一是離心機出泥端積泥多導(dǎo)致再次開啟時轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的速差過低而報警；二是轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上存在不規(guī)則的殘留固體導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動不平衡而產(chǎn)生振動報警。
在上述兩種情況下停機后，按復(fù)位鍵直至轉(zhuǎn)速上升至300r/min以上松開，待轉(zhuǎn)速升至600r/min時開始小水量沖洗。如果低速沖洗無效則打開機蓋，用自來水管伸進轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行人工沖洗，直至沖洗干凈。
停機前有效的沖洗方法：先在工作轉(zhuǎn)速下高速沖洗，目的是洗出停止進料后還留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的大量固體，沖洗水流量為120%的工作流量；濾液相對清澈后，調(diào)轉(zhuǎn)速至1000～1200r/min繼續(xù)沖洗至濾液清澈，然后降至600r/min左右低速沖洗，目的是將緊貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁和螺旋輸送器上的固體清洗下來，沖洗水流量為30%的工作流量；反復(fù)2～3次即可。當離心機轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速降到300r/min時，則停止用水沖洗。剛開始沖洗時，不要馬上關(guān)閉刀閘閥，等刀閘閥漏水時再關(guān)閉，這樣沖洗就比較干凈。需要特別注意的是，沖洗水的流量必須隨著轉(zhuǎn)速的下降而減少，同時把兩側(cè)的水管都打開，以避免液體從進料管處的間隙處溢出，造成沖洗水導(dǎo)流管被堵塞，甚至把離心機的軸淹沒。
正常停機沖洗時，判斷沖洗是否達到預(yù)期效果主要參考扭矩值，如果扭矩值＜1kN·m，則說明沖洗得比較干凈。非正常情況下檢查沖洗是否達到預(yù)期效果，可以使中心齒輪軸保持不動，用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓，看其是否轉(zhuǎn)動靈活。如果轉(zhuǎn)動不靈活，使轉(zhuǎn)鼓在轉(zhuǎn)速＞300r/min下旋轉(zhuǎn)并且用水徹底沖洗干凈。該工作需要在停車后立即進行，因為在未啟動的機器中清除潮濕和松軟的沉淀物比較容易。
2.2 軸溫過高報警
檢查發(fā)現(xiàn)，主要是由于潤滑脂油管堵塞導(dǎo)致潤滑不充分、軸溫過高。在盧溝橋污水處理廠運行初期，嚴格按照廠家提供的維護保養(yǎng)手冊進行主軸承的潤滑。但是由于離心機的潤滑脂投加裝置為半自動裝置，相對人工投加系統(tǒng)油管細長，間隔周期長，投加1次潤滑脂容易發(fā)生油管堵塞的現(xiàn)象。一旦發(fā)生，需要人工及時清理。經(jīng)與廠家溝通，廠家建議采用3倍于手動潤滑的用脂量，即每4h加脂5min，每個油嘴的加油速度約6g/h。其主要原理是較頻繁地加油以保證細長油管的有效暢通。
當然，潤滑脂亦不能加注過多，否則亦會引起軸承溫度升高。
2.3 溶、配藥系統(tǒng)漏斗處堵塞
聚丙烯酰胺的水溶液呈膠粘狀態(tài)，并且其溶解性較差，加上溶藥系統(tǒng)的稀釋水流量不夠，因而壓力不夠，很容易造成PAM錐形溶藥漏斗堵塞。運行中將設(shè)計為1用1備的兩臺增壓泵并聯(lián)、同時工作，發(fā)現(xiàn)絮凝劑堵塞漏斗的現(xiàn)象明顯降低。為確保運行的穩(wěn)定可靠，將增壓泵由ISG25-125管道泵改造為ISG40-125管道泵，壓力不變（保持0.2MPa），流量由4m3/h增加到12.5m3/h，功率由0.75kW增加到1.5kW，改造后該類故障再未發(fā)生。
2.4 主機報警而停機
開啟脫水機或運行過程中調(diào)節(jié)脫水機轉(zhuǎn)速，主電機變頻器調(diào)節(jié)過大或過快，容易造成加（減）速過電壓現(xiàn)象，導(dǎo)致主電機報警。運行中發(fā)現(xiàn)，一般變頻調(diào)節(jié)在2Hz左右比較安全。
開始啟動脫水機時，在主電機沒有穩(wěn)定時（啟動指示燈閃動）不要進泥或進水，否則亦會造成主電機報警現(xiàn)象。主電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，刀閘閥保持在關(guān)閉狀況，進泥3～5min，再開啟刀閘閥，期間可觀察扭矩，扭矩過大時可提早一些開啟刀閘閥，以免造成大量濾液進入輸送機。
脫水機在沖洗狀態(tài)下，尤其在高速沖洗時，也易造成加（減）速過電壓現(xiàn)象，所以在高速沖洗時脫水機旁應(yīng)有運行人員監(jiān)護。
2.5 脫水機不出泥
在脫水機正常運轉(zhuǎn)的情況下，相關(guān)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，但出現(xiàn)不出泥現(xiàn)象，濾液比較渾濁，差速比較高（8.5r/min左右），扭矩也較高（達7.0kN·m左右），無異響，無振動，高速和低速沖洗時扭矩左右變化不大，亦出現(xiàn)過扭矩忽高忽低（0～2.8kN·m）的現(xiàn)象，再啟動時困難，無差速。
此種情況多發(fā)生在雨季，由于來水量大，對曝氣池的污泥負荷沖擊大，導(dǎo)致剩余污泥松散、污泥顆粒小，而污泥顆粒越小，比表面積越大（呈指數(shù)規(guī)律增大），則其擁有更高的水合強度和對脫水過濾更大的阻力，污泥的絮凝效果差且不易脫水。此時，如不及時進行工藝調(diào)整，則離心機可能會出現(xiàn)扭矩力不從心的現(xiàn)象（過高），恒扭矩控制模式下差速會進行跟蹤。一旦差速過大，很容易導(dǎo)致污泥在脫水機內(nèi)停留時間短、固環(huán)層薄；另一方面，轉(zhuǎn)速差越大，由于轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對運動增大，對液環(huán)層的擾動程度必然增大，固環(huán)層內(nèi)部分被分離出來的污泥會重新泛至液環(huán)層，并有可能隨分離液流失。這種情況下有可能產(chǎn)生脫水機不出泥的現(xiàn)象。
一旦發(fā)生類似情況，則需要打開機蓋，將轉(zhuǎn)鼓大端上清液堰板做上記號拆下、螺栓按原位擰上（防止沖洗時進污泥或顆粒），接著蓋上轉(zhuǎn)鼓的外罩，進行高低速沖洗，直至出水清澈。然后打開機蓋，用手從轉(zhuǎn)鼓大端上清液出口伸進去確認是否沖洗干凈。沖洗干凈后把堰板按原位裝上，蓋上機蓋。
在進泥濃度較低且污泥松散的情況下，采用高轉(zhuǎn)速（2600r/min左右）、低差速（1.2r/min）和低進泥量（35m3/h）運行能夠有效解決不出泥的問題，并且運行效果也不錯。高轉(zhuǎn)速是為了增加分離因數(shù)，一般來說污泥顆粒越小密度越低，需要的分離因數(shù)較高，反之需要較低的分離因數(shù)；采用低差速可以延長污泥在脫水機內(nèi)停留時間，污泥絮凝效果增強的同時在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)接受離心分離的時間將延長，同時由于轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的相對運行減少，對液環(huán)層的擾動也減輕，因此固體回收率和泥餅含固率均將提高，低進泥量亦增加固體回收率和泥餅含固率。
三、運行模式
盧溝橋污水處理廠現(xiàn)有臥螺離心機3臺（2用1備）。脫水機理論水力負荷為75m3/h，固體負荷為500kg/h。自盧溝橋污水處理廠開始運行以來，脫水機一直采用連續(xù)運行方式。為了充分利用谷、平電價的成本優(yōu)勢，并極大限度提高單機處理能力，盧溝橋污水處理廠對離心機連續(xù)或間斷運行方式以及投運的臺數(shù)進行了對比研究。連續(xù)運行即單臺或2臺離心機連續(xù)24h運行，間斷運行就是在電價的谷、平階段提高脫水機單臺處理能力或增加脫水機運行臺數(shù)，在保證生產(chǎn)運行需要的情況下，減少或避開電價峰段的運行時間，以降低脫水機的綜合運行成本。
其他因素的對比如下：
①輸送機。連續(xù)運行時輸送量為3.33～3.75m3/h，間斷運行時輸送量為8.53～9.59m3/h（3臺），5.69～6.40m3/h（2臺）。輸送機設(shè)計額定輸送量為15m3/h（廠家提供數(shù)據(jù)），因此間斷運行的輸送能力完全可以保證。間斷運行還可以避免輸送機連續(xù)運行，減少其磨損。同時，3臺脫水機同時運行也避免了1”脫水機下面的輸送機干磨的問題。
②人工。連續(xù)運行需要24h有人值守，間斷運行值班人員操作時間約為12h，而且多為夜班操作，白班可以節(jié)約出1名值班人員從事其他工作。
③3臺脫水機間斷運行，沒有備用設(shè)備，如果出現(xiàn)設(shè)備故障可改成連續(xù)運行或2臺脫水機間斷運行以保證生產(chǎn)需要。
④沖洗水源?，F(xiàn)在脫水機沖洗使用的是自來水，如果通過管線改造使用中水或二沉池出水，將大大節(jié)約用水成本。由于盧溝橋污水處理廠中水處理能力為500m3/d，僅能滿足綠化和沖廁的需要，因此考慮使用二沉出水沖洗離心機。
如果使用自來水對脫水機進行沖洗，3臺脫水機間斷運行成本節(jié)約53元/d，2臺脫水機間斷運行成本甚至比脫水機連續(xù)運行成本約高出17元/d。改變現(xiàn)有運行方式的意義不大。如果經(jīng)過改造、使用二沉出水對脫水機進行沖洗，2臺脫水機間斷運行成本節(jié)約422元/d，3臺脫水機間斷運行成本節(jié)約741元/d。從經(jīng)濟效益角度，建議采取3臺脫水機間斷運行的方式。如果某臺離心機出現(xiàn)故障，可改為連續(xù)運行方式。日前，盧溝橋污水處理廠正在進行技術(shù)改造。
⑤絮凝劑溶液裝置。盧溝橋污水處理廠脫水用絮凝劑溶配裝置藥罐容積為2m3，溶配1罐藥所用時間約為1.5h。從實際運行情況看，絮凝度濃度為0.3%時每臺脫水機的投藥量為600～700L/h，濃度為0.4%時每臺脫水機的投藥量為500L/h左右。依此計算在1個溶配藥周期內(nèi)1套溶配藥裝置運行不能完全滿足3臺脫水機同時運行，為了保證運行效果，需要2套溶藥設(shè)備同時運行。
⑥剩余污泥泵。盧溝橋污水處理廠剩余污泥泵額定流量為144m3/h，3臺脫水機同時運行總的進泥量為174m3/h。因此，在3臺脫水機同時運行時需要2臺剩余污泥泵在程控狀態(tài)下運行。
四、結(jié)語
①掌握了正確的調(diào)控理論和方法，臥螺離心機完全可以取得良好的污泥脫水效果。
②在同等條件下臥螺離心機相對于帶式脫水機電耗要高。
③利用谷、平電價的成本優(yōu)勢間斷運行臥螺離心機，相對于連續(xù)運行模式可大幅節(jié)約運行成本。
