疊螺式污泥脫水機(jī)的工作原理及常見(jiàn)問(wèn)題的處理措施
技術(shù)支持
污泥處理是指對(duì)污泥進(jìn)行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過(guò)程。近年來(lái)，隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對(duì)已有污泥處理技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，世界各國(guó)都在投入重金研發(fā)新技術(shù)，爭(zhēng)取找到更經(jīng)濟(jì)、更合理的污泥處理方案。污泥處理市場(chǎng)未來(lái)幾年具有廣闊的發(fā)展前景。
為了滿(mǎn)足對(duì)污泥處理要求的不斷提升，2013年5月，天津鋼管公司東麗排水管理處污水處理中心對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的脫水機(jī)組進(jìn)行了大規(guī)模的設(shè)備更新和改造。淘汰了美國(guó)的NP型帶式壓濾機(jī)，引進(jìn)世界上高品質(zhì)的疊螺式污泥脫水機(jī)，可以連續(xù)壓濾大量的污泥。本次脫水機(jī)的更新?lián)Q代，大大提高了泥餅的含固率和脫水效率。本文首先介紹疊螺式污泥脫水機(jī)的工作原理，然后將近兩年在日常運(yùn)行維護(hù)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題和探索的處理措施做以下闡述。
1 起源發(fā)展
過(guò)濾設(shè)備出現(xiàn)在十九世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，問(wèn)世的工業(yè)過(guò)濾設(shè)備有壓濾機(jī)、葉濾機(jī)和螺旋過(guò)濾機(jī)等。
螺旋過(guò)濾機(jī)又稱(chēng)螺旋擠壓脫水機(jī)，二十世紀(jì)六十年代首先出現(xiàn)于德國(guó)，隨后前蘇聯(lián)、瑞典、美國(guó)等國(guó)也相繼制造該種過(guò)濾機(jī)，并應(yīng)用在榨油和魚(yú)肉磨碎后的碎肉壓榨脫水、魚(yú)、蝦廢料過(guò)濾中，近年來(lái)更是在污泥脫水以及其它工業(yè)流程脫水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
早期時(shí)，螺旋過(guò)濾機(jī)在過(guò)濾魚(yú)、蝦等廢料時(shí)發(fā)現(xiàn)這樣一種情況，過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，入料經(jīng)過(guò)擠壓，濾出液從濾網(wǎng)流出。但過(guò)濾一段時(shí)間后濾液就停止流動(dòng)了，濾餅也不會(huì)從卸料口排出，其主要原因是物料濃度增大，由于濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)原因?qū)е逻^(guò)濾效率降低而出現(xiàn)了堵塞。
隨著螺旋過(guò)濾技術(shù)的發(fā)展，為了避免出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，上世紀(jì)七十年代在德國(guó)等歐洲國(guó)出現(xiàn)了一張新型的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如柵條濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)、動(dòng)定環(huán)過(guò)濾結(jié)構(gòu)等。其中動(dòng)定環(huán)結(jié)構(gòu)濾網(wǎng)就是在螺旋軸上套滿(mǎn)多重環(huán)片，所套環(huán)片分兩種：固定環(huán)片和活動(dòng)環(huán)片。固定環(huán)與活動(dòng)環(huán)相互間隔，具有一定過(guò)濾間隙，通過(guò)活動(dòng)環(huán)與固定環(huán)環(huán)片間物料的摩擦，對(duì)物料擠出產(chǎn)生促進(jìn)作用大于阻礙作用的摩擦力，從而提高物料的過(guò)濾分離效果，避免了高粘度物料的堵塞現(xiàn)象。
例如德國(guó)的達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)、FAN公司及美國(guó)的LYCO公司生產(chǎn)的適用于漁業(yè)、農(nóng)場(chǎng)等領(lǐng)域的動(dòng)定環(huán)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)螺旋過(guò)濾設(shè)備----疊螺式污泥脫水機(jī)雛形開(kāi)始推出，能很好地避免因堵塞產(chǎn)生的問(wèn)題，并因此在漁業(yè)、食品業(yè)發(fā)達(dá)的日本、韓國(guó)等國(guó)開(kāi)始得到推廣。
近年來(lái)，疊螺式污泥脫水機(jī)在我國(guó)也得到了發(fā)展、創(chuàng)新和推廣，由于疊螺式污泥脫水機(jī)易分離，不堵塞的特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用在市政污水處理及工業(yè)廢水處理、石油化工、醫(yī)藥、防治、冶金、食品飲料、礦山等眾多領(lǐng)域。
隨著各種新材料與控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些公司也在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些創(chuàng)新、改進(jìn)，如針對(duì)螺旋軸的改進(jìn)、無(wú)磨損結(jié)構(gòu)、行業(yè)專(zhuān)用機(jī)型等。
2 工作原理
2.1 濃縮
當(dāng)螺旋推動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)在推動(dòng)軸外圍的多重固活疊片相對(duì)移動(dòng)，在重力作用下，水從相對(duì)移動(dòng)的疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)快速濃縮。
2.2 脫水
經(jīng)過(guò)濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷往前移動(dòng)；；沿泥餅出口方向，螺旋軸的螺距逐漸變小，環(huán)與環(huán)之間的間隙也逐漸變小，螺旋腔的體積不斷收縮；在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，在螺旋推動(dòng)軸依次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)下，污泥中的水分受擠壓排出，濾餅含固量不斷升高 ，實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。
2.3 自清洗
螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)游動(dòng)環(huán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備依靠固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自清洗過(guò)程，從而巧妙地避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的堵塞問(wèn)題。
3 構(gòu)造原理
脫水機(jī)的疊螺主體是由固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)相互層疊，螺旋軸貫穿其中形成的過(guò)濾裝置。前段為濃縮部，后段為脫水部。
固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間形成的濾縫以及螺旋軸的螺距從濃縮部到脫水部逐漸變小。
螺旋軸的旋轉(zhuǎn)在推動(dòng)污泥從濃縮部輸送到脫水部的同時(shí)，也不斷帶動(dòng)游動(dòng)環(huán)清掃濾縫，防止堵塞。
4 脫水原理
污泥在濃縮部經(jīng)過(guò)重力濃縮后，被運(yùn)輸?shù)矫撍?，在前進(jìn)的過(guò)程中隨著濾縫及螺距的逐漸變小，以及背壓板的阻擋作用下，產(chǎn)生極大的內(nèi)壓，容積不斷縮小，達(dá)到充分脫水的目的。
5 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
5.1 適用廣泛
適用于市政污水、食品、飲料、化工、皮革、焊材、造紙、印染、制藥等行業(yè)的污泥。
適用于高、低濃度污泥的脫水。進(jìn)行低濃度2000mg/L污泥脫水時(shí)，無(wú)需建設(shè)濃縮池、貯存池、降低建設(shè)成本，減少磷的釋放和厭氧臭氣的產(chǎn)生。
5.2 小型設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)緊湊，脫水機(jī)里面包含了電控柜、計(jì)量槽、絮凝混合槽和脫水機(jī)主體。
占地空間小，便于維修及更換；重量小，便于搬運(yùn)。
5.3 不易堵塞
具有自我清洗的功能。不需要為防止濾縫堵塞而進(jìn)行清洗，減少?zèng)_洗用水量，減少內(nèi)循環(huán)負(fù)擔(dān)。擅長(zhǎng)含油污泥的脫水。
5.4 低速運(yùn)轉(zhuǎn)
螺旋軸的轉(zhuǎn)速約2～3r/min，耗電極低。
故障少，噪音振動(dòng)小，操作安全。
5.5 操作簡(jiǎn)單
通過(guò)電控柜，與泡藥機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵等進(jìn)行連動(dòng)，實(shí)現(xiàn)24h連續(xù)無(wú)人運(yùn)行。
日常維護(hù)時(shí)間短，維護(hù)作業(yè)簡(jiǎn)單。
5.6 經(jīng)久耐用
機(jī)體幾乎全部采用不銹鋼材質(zhì)，能夠較大限度延長(zhǎng)使用壽命。
更換部件只有螺旋軸和游動(dòng)環(huán)，使用周期長(zhǎng)。
5.7 設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行成本縮減
產(chǎn)品規(guī)格多樣，系列齊全，針對(duì)不同的處理規(guī)模，可選擇合適的機(jī)型，避免大材小用。
機(jī)體設(shè)計(jì)緊湊，濃縮脫水一體化，本身帶有電控柜和污泥絮凝混合槽等輔助裝置，對(duì)配套設(shè)備兼容性強(qiáng)，便與設(shè)計(jì)。
小型設(shè)計(jì)，便于因地制宜，可減少脫水機(jī)本身的占地空間和建設(shè)成本。
具備污泥濃縮功能，故不需要濃縮及貯存單元，減少污水處理設(shè)施整體的占地空間和建設(shè)成本。
脫水機(jī)主體具有自我清洗功能，故不必為防止污泥堵塞而大量用水清洗。
采用低速螺旋擠壓技術(shù)，耗電低。
電控柜設(shè)自控裝置，從輸送污泥、注入藥液、濃縮脫水、至排出泥餅，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全自動(dòng)連續(xù)無(wú)人運(yùn)行，降低人工費(fèi)。
6 疊螺式污泥脫水機(jī)在運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施
6.1 脫水后的污泥含水率相對(duì)較高
經(jīng)疊螺式污泥脫水機(jī)脫出的泥餅含水率較高一直是一項(xiàng)硬傷。為了降低含水率做了一系列的探索和努力，無(wú)奈需處理的廢水水質(zhì)會(huì)根據(jù)季節(jié)和工藝的變化而產(chǎn)生較大的變化，存在著諸多不可控的因素。因此經(jīng)處理后的污泥也會(huì)相應(yīng)不同。單單靠設(shè)備自身的調(diào)節(jié)能力無(wú)法保證泥餅的含水率。所以在不同的季節(jié)要人為的進(jìn)行一些手動(dòng)調(diào)節(jié)以降低含水率。根據(jù)污泥含水量的不同，手動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備沖洗水閥門(mén)。水量大時(shí)關(guān)小，水量小時(shí)開(kāi)大，保證了脫水后的泥餅穩(wěn)定合格的含水率。
6.2 進(jìn)泥管道的堵塞不暢
在脫水過(guò)程中，進(jìn)泥管道堵塞不暢是常見(jiàn)的問(wèn)題。分析原因有兩點(diǎn)。
其一是污泥中含有大塊的雜物。整個(gè)污水的處理過(guò)程中，雖經(jīng)大、小格柵和旋流沉沙設(shè)備，往往還會(huì)有大塊的雜物成為漏網(wǎng)之魚(yú)溜進(jìn)脫水機(jī)造成溢流口堵塞冒泥，更有甚者會(huì)卡死設(shè)備，對(duì)疊螺式污泥脫水機(jī)的危害很大。溢流口的堵塞只需手動(dòng)清除大塊雜物即可。然而設(shè)備卡死就必須停機(jī)拆開(kāi)設(shè)備維修。怎樣避免大塊雜物的進(jìn)入不是單單一個(gè)脫水崗位可以解決的，需要的是各個(gè)崗位人員的統(tǒng)一協(xié)作。做法是遇到設(shè)備自身無(wú)法清除的大塊雜物，各崗位人員務(wù)必手動(dòng)清除，排除隱患。當(dāng)熱更多的是期待會(huì)有更先進(jìn)的設(shè)備能夠更加有效的自動(dòng)清除大塊雜物。
其二是跟季節(jié)有關(guān)的。冬季，尤其是進(jìn)入零度以下后污泥的流動(dòng)性會(huì)變得很差。這時(shí)候重點(diǎn)注意污泥管道的保溫，必須保證污泥有效的流動(dòng)性。在炎熱的夏季，由于氣溫較高，污泥容易干燥變硬，這是夏季堵管的重要原因。此時(shí)采取的措施是通過(guò)加入回用水引導(dǎo)污泥的流動(dòng)。雖然在運(yùn)行中會(huì)先有一部分的回用水過(guò)來(lái)，但是很快就可以將流動(dòng)性較差的干硬污泥引導(dǎo)過(guò)來(lái)。此時(shí)即可關(guān)閉回用水。整個(gè)過(guò)程還要配合進(jìn)泥泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)才能夠穩(wěn)定有效的使污泥進(jìn)入脫水機(jī)。水多的情況下進(jìn)泥泵轉(zhuǎn)速可適當(dāng)調(diào)快，進(jìn)泥穩(wěn)定后可恢復(fù)正常。
6.3 加藥過(guò)程的多發(fā)問(wèn)題
我們?cè)谖鬯幚磉^(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥，是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。其特點(diǎn)是有機(jī)物含量高，顆粒較細(xì)，密度小，含水率高，不易脫水，該污泥經(jīng)濃縮后含水率約為95%～97%。為了滿(mǎn)足疊螺式污泥脫水機(jī)對(duì)污泥處理連續(xù)性工作的要求，必須加藥對(duì)污泥進(jìn)行充分的調(diào)節(jié)，以改善污泥脫水性能。
眾所周知，要使脫出的泥餅成形穩(wěn)固必須加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）。目前絮凝劑的添加是按照萬(wàn)分之二的劑量投入的。為了配合新引進(jìn)的疊螺式污泥脫水機(jī)，新配置了一套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，保證了絮凝劑的穩(wěn)定加入。在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這套自動(dòng)加藥系統(tǒng)對(duì)水壓的要求非常嚴(yán)格。尤其是在設(shè)備啟動(dòng)自動(dòng)配藥的過(guò)程中，如果水壓達(dá)不到要求會(huì)直接導(dǎo)致藥量過(guò)大，無(wú)法一下被水溶解，堵塞藥粉入口。如此一來(lái)，不但浪費(fèi)了成本很高的絮凝劑，清理設(shè)備和工作空間的工作也十分困難。因此在運(yùn)行中要求工作人員密切關(guān)注自動(dòng)配藥系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)自動(dòng)配藥，嚴(yán)禁大量用水的一切行為。
6.4 一些注意事項(xiàng)
污泥可以說(shuō)是我們?cè)谖鬯幚碇械睦?，其中含有諸多有害物質(zhì)。長(zhǎng)期存于管道會(huì)揮發(fā)出許多有害氣體，諸如硫化氫、氰化氫、一氧化碳、氯氣、二氧化氯、甲烷、氫氣等等。在這些氣體中硫化氫、氰化氫和一氧化碳屬于有毒氣體，氯氣、二氧化氯屬于腐蝕性氣體，而甲烷和氫氣屬于易燃易爆氣體。這些氣體無(wú)疑都對(duì)人類(lèi)是有害的。所以在污泥的處理過(guò)程中我們必須引起足夠的重視，注意做好防護(hù)措施。保證自己和他人的安全。
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