臥螺離心脫水機(jī)的運(yùn)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(jī)的常見問題及解決措施、運(yùn)行成本進(jìn)行了總結(jié)和分析，發(fā)現(xiàn)利用平、谷電價時段的間歇運(yùn)行，相對于連續(xù)運(yùn)行模式可大幅節(jié)約運(yùn)行成本。
一、臥螺離心機(jī)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(yùn)進(jìn)行堆肥處置，采用的臥螺離心機(jī)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(fù)荷：75m3/h；進(jìn)泥濃度：12kg·m3；固體負(fù)荷：500kg·h；轉(zhuǎn)鼓電機(jī)功率：75kW。
二、常見問題及解決措施
2.1 開機(jī)報警或振動報警
離心機(jī)開啟時低差速報警引起主電機(jī)停機(jī)或者離心機(jī)開啟時振動較大、聲音異常，造成報警停機(jī)。上述兩種情況均為上次停機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)蓋，用自來水管伸進(jìn)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行人工沖洗，直至沖洗干凈。
停機(jī)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(jìn)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(dāng)離心機(jī)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(jìn)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(jī)的軸淹沒。
正常停機(jī)沖洗時，判斷沖洗是否達(dá)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(dá)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(jìn)行，因為在未啟動的機(jī)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(yùn)行初期，嚴(yán)格按照廠家提供的維護(hù)保養(yǎng)手冊進(jìn)行主軸承的潤滑。但是由于離心機(jī)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(xì)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(xì)長油管的有效暢通。
當(dāng)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(yùn)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(yùn)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(jī)報警而停機(jī)
開啟脫水機(jī)或運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)脫水機(jī)轉(zhuǎn)速，主電機(jī)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(jī)報警。運(yùn)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(jī)時，在主電機(jī)沒有穩(wěn)定時（啟動指示燈閃動）不要進(jìn)泥或進(jìn)水，否則亦會造成主電機(jī)報警現(xiàn)象。主電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，刀閘閥保持在關(guān)閉狀況，進(jìn)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(jìn)入輸送機(jī)。
脫水機(jī)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(jī)旁應(yīng)有運(yùn)行人員監(jiān)護(hù)。
2.5 脫水機(jī)不出泥
在脫水機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)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(dá)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(fù)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(qiáng)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(jìn)行工藝調(diào)整，則離心機(jī)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(jìn)行跟蹤。一旦差速過大，很容易導(dǎo)致污泥在脫水機(jī)內(nèi)停留時間短、固環(huán)層??；另一方面，轉(zhuǎn)速差越大，由于轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對運(yùn)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(jī)不出泥的現(xiàn)象。
一旦發(fā)生類似情況，則需要打開機(jī)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(jìn)污泥或顆粒），接著蓋上轉(zhuǎn)鼓的外罩，進(jìn)行高低速沖洗，直至出水清澈。然后打開機(jī)蓋，用手從轉(zhuǎn)鼓大端上清液出口伸進(jìn)去確認(rèn)是否沖洗干凈。沖洗干凈后把堰板按原位裝上，蓋上機(jī)蓋。
在進(jìn)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(jìn)泥量（35m3/h）運(yùn)行能夠有效解決不出泥的問題，并且運(yùn)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(jī)內(nèi)停留時間，污泥絮凝效果增強(qiáng)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(yùn)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(jìn)泥量亦增加固體回收率和泥餅含固率。
三、運(yùn)行模式
盧溝橋污水處理廠現(xiàn)有臥螺離心機(jī)3臺（2用1備）。脫水機(jī)理論水力負(fù)荷為75m3/h，固體負(fù)荷為500kg/h。自盧溝橋污水處理廠開始運(yùn)行以來，脫水機(jī)一直采用連續(xù)運(yùn)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(jī)處理能力，盧溝橋污水處理廠對離心機(jī)連續(xù)或間斷運(yùn)行方式以及投運(yùn)的臺數(shù)進(jìn)行了對比研究。連續(xù)運(yùn)行即單臺或2臺離心機(jī)連續(xù)24h運(yùn)行，間斷運(yùn)行就是在電價的谷、平階段提高脫水機(jī)單臺處理能力或增加脫水機(jī)運(yùn)行臺數(shù)，在保證生產(chǎn)運(yùn)行需要的情況下，減少或避開電價峰段的運(yùn)行時間，以降低脫水機(jī)的綜合運(yùn)行成本。
其他因素的對比如下：
①輸送機(jī)。連續(xù)運(yùn)行時輸送量為3.33～3.75m3/h，間斷運(yùn)行時輸送量為8.53～9.59m3/h（3臺），5.69～6.40m3/h（2臺）。輸送機(jī)設(shè)計額定輸送量為15m3/h（廠家提供數(shù)據(jù)），因此間斷運(yùn)行的輸送能力完全可以保證。間斷運(yùn)行還可以避免輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)行，減少其磨損。同時，3臺脫水機(jī)同時運(yùn)行也避免了1”脫水機(jī)下面的輸送機(jī)干磨的問題。
②人工。連續(xù)運(yùn)行需要24h有人值守，間斷運(yùn)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(jī)間斷運(yùn)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(yùn)行或2臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行以保證生產(chǎn)需要。
④沖洗水源?，F(xiàn)在脫水機(jī)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(jī)。
如果使用自來水對脫水機(jī)進(jìn)行沖洗，3臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行成本節(jié)約53元/d，2臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行成本甚至比脫水機(jī)連續(xù)運(yùn)行成本約高出17元/d。改變現(xiàn)有運(yùn)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(jī)進(jìn)行沖洗，2臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行成本節(jié)約422元/d，3臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行成本節(jié)約741元/d。從經(jīng)濟(jì)效益角度，建議采取3臺脫水機(jī)間斷運(yùn)行的方式。如果某臺離心機(jī)出現(xiàn)故障，可改為連續(xù)運(yùn)行方式。日前，盧溝橋污水處理廠正在進(jìn)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(yùn)行情況看，絮凝度濃度為0.3%時每臺脫水機(jī)的投藥量為600～700L/h，濃度為0.4%時每臺脫水機(jī)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(yùn)行不能完全滿足3臺脫水機(jī)同時運(yùn)行，為了保證運(yùn)行效果，需要2套溶藥設(shè)備同時運(yùn)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(jī)同時運(yùn)行總的進(jìn)泥量為174m3/h。因此，在3臺脫水機(jī)同時運(yùn)行時需要2臺剩余污泥泵在程控狀態(tài)下運(yùn)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(jī)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(jī)相對于帶式脫水機(jī)電耗要高。
③利用谷、平電價的成本優(yōu)勢間斷運(yùn)行臥螺離心機(jī)，相對于連續(xù)運(yùn)行模式可大幅節(jié)約運(yùn)行成本。
