摘要: 詳述了臥螺離心脫水機(jī)的工作原理、控制方法、運(yùn)行效果，摸索了離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、干固體負(fù)荷、PAM的投加量及投加位置、液環(huán)層厚度、速差、工作壓力等控制條件對(duì)污泥脫水效果的影響，總結(jié)了使離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)整方法。
關(guān)鍵詞：臥螺離心脫水機(jī) 轉(zhuǎn)鼓 螺旋
1引言
臥螺離心脫水機(jī)具有分離效果良好、工作效率高、使用管理維護(hù)簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，并且臥螺離心脫水機(jī)采用全封閉的結(jié)構(gòu)，避免了帶式壓慮機(jī)存在的種種弊端（如現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、臭味大、大量使用絮凝劑和清洗水、設(shè)備體積大、日常使用維護(hù)麻煩），目前在污水處理、食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的固液分離中得到廣泛的應(yīng)用，本研究根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，探索了速差、工作壓力等控制條件對(duì)污泥脫水效果影響的變化規(guī)律，總結(jié)了使離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)整方法。
2.1技術(shù)參數(shù)
2.2NOXON臥螺離心脫水機(jī)的工作原理
離心機(jī)的主要構(gòu)件是由中央一根獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的螺旋推進(jìn)器機(jī)和外部的轉(zhuǎn)鼓組成。污泥經(jīng)入口管道送入螺旋推進(jìn)器首部的混合腔，在此加入絮凝劑并使污泥絮凝，隨著旋轉(zhuǎn)和脫水的開始，由于離心力的作用，比重較大的污泥通過混合腔出口向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁移動(dòng)，進(jìn)行固液分離。螺旋推進(jìn)器與轉(zhuǎn)鼓同向旋轉(zhuǎn)但螺 旋 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 比 轉(zhuǎn) 鼓 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 快 0 ～ 10 r/min，即螺旋推進(jìn)器上面的螺旋刮刀與轉(zhuǎn)鼓之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，將脫水后的污泥由螺旋刮刀輸送出離心機(jī)，上清液通過中央管道從水槽內(nèi)表面溢出，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液環(huán)層厚度可根據(jù)處理的物料特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為使離心機(jī)在任何時(shí)刻都能保持很高的處理效率，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)整極為重要，本離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速通過變頻器來調(diào)整。
螺旋的作用是將脫水后的污泥從離心機(jī)中輸送出排渣口，離心機(jī)通過一套液壓系統(tǒng)，使螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速差，稱之為“速差”，通過調(diào)整“速差”的大小，離心機(jī)的污泥脫水性能會(huì)有很大的變化；
3 NOXON 臥螺離心脫水機(jī)的系統(tǒng)集成性能
NOXON 臥螺離心脫水機(jī)的整體集成性能優(yōu)良，絮凝劑投加裝置、絮凝劑泵、污泥泵等均隨離心機(jī)配套供應(yīng)，在自控系統(tǒng)的支持下，組成了一個(gè)有機(jī)整體，其工藝流程如圖 2 所示。
離心機(jī)的自控系統(tǒng)采用大屏幕顯示，可對(duì)上圖所示污泥脫水系統(tǒng)中所有設(shè)備的運(yùn)行情況、控制參數(shù)等連續(xù)監(jiān)控，通過控制屏幕可以實(shí)時(shí)觀察到集泥池液位、污泥泵的運(yùn)行狀況、污泥流量、絮凝劑泵的運(yùn)行狀態(tài)、絮凝劑流量、螺旋速度、轉(zhuǎn)鼓速度、速差、速差曲線、工作壓力等，并根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
4.2干固體負(fù)荷的確定
4.1轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的選擇
轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速可在 1000 rpm～2800 rpm 之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，作用在污泥上的離心力也相應(yīng)增加，可以使污泥進(jìn)一步脫水。但如果作用力太大，可能導(dǎo)致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果；并且，隨著轉(zhuǎn)速的增加，設(shè)備的機(jī)械磨損也大大增加。綜合上述因素考慮，在實(shí)際應(yīng)用中，我們將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速設(shè)定在 2200rpm～2400rpm 之間。
4.2干固體負(fù)荷的確定
所謂干固體負(fù)荷是指每小時(shí)處理的不揮發(fā)固體重量，以 KgDS(干污泥)/h 表示。調(diào)整離心機(jī)的干固體負(fù)荷，對(duì)污泥脫水效果有很大影響，當(dāng)進(jìn)泥流量（即“水力負(fù)荷”）達(dá)到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過了離心機(jī)所能承受的最大干固體負(fù)荷時(shí)，會(huì)造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多，此時(shí)應(yīng)該減少進(jìn)泥流量，使離心機(jī)脫出的上清液清澈在實(shí)際運(yùn)行中，必須通過調(diào)整水力負(fù)荷，來保證進(jìn)入離心機(jī)干固體負(fù)荷不超過離心機(jī)的最大承受能力，否則，多余的干固體將從上清液中排出，上清液的懸浮物會(huì)急劇增多，但脫水泥餅的產(chǎn)量并沒有增加。該廠使用的離心機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為 2300rpm、進(jìn)泥濃度為 35 g/L 時(shí),離心機(jī)運(yùn)行的干固體負(fù)荷可達(dá) 405kg/h。當(dāng)離心機(jī)磚鼓轉(zhuǎn)速增加時(shí)，干固體負(fù)荷也會(huì)相應(yīng)增加，圖 3 是最大干固體負(fù)荷隨離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速變化的曲線。
4.3絮凝劑投加位置的確定
離心機(jī)的絮凝劑有兩個(gè)投加位置可供選擇，一個(gè)是在污泥螺桿泵的入口處，另一個(gè)位于離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的入口處。如果是比較容易破碎的污泥絮體，可在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的入口處加入，一般情況在污泥螺桿泵的入口處加入，這樣可以增加污泥與 PAM 的反應(yīng)時(shí)間，并且可以獲得較高穩(wěn)定的工作壓力。
圖3、干固體負(fù)荷隨離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速變化的曲線
4.4液環(huán)層厚度的確定（設(shè)定液位擋板高度）
臥螺離心脫水機(jī)在進(jìn)行污泥脫水時(shí)，在離心力的作用下在轉(zhuǎn)股內(nèi)會(huì)形成固環(huán)層、液環(huán)層和岸區(qū)（岸區(qū)：指污泥離開液環(huán)層至排出口的距離），為轉(zhuǎn)鼓錐體的一部分，如圖 4 所示
當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果液環(huán)層厚度較大，污泥在離心機(jī)內(nèi)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)，會(huì)有更多的污泥被分離出來，并能夠降低某些小顆粒受擾動(dòng)而隨分離液流失的可能性，但液環(huán)層厚度過大，會(huì)造成水隨脫水后的污泥從污泥出口溢出；如果離心機(jī)內(nèi)的液環(huán)層厚度較小，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間短，工作壓力不容易提高，但脫水后的污泥含水率也較低。綜合以上兩方面的作用，液環(huán)層增厚一般會(huì)提高脫水的固體回收率，但液環(huán)層增厚，相應(yīng)會(huì)使岸區(qū)縮短，如上圖所示，使脫離液環(huán)層的污泥沒有充足的時(shí)間被甩干，因此泥餅含固率將下降。在控制液環(huán)層厚度時(shí)間應(yīng)
在高固體回收率與泥餅含固率之間權(quán)衡。除污泥脫水后進(jìn)行焚燒處置外，一般情況下無需追求過高的泥餅含固率，而固體回收率則越高越好，因此液環(huán)層厚度應(yīng)盡可能調(diào)大一些。通過改變液位擋板的位置來調(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)的震動(dòng)程度。調(diào)整液位擋板的高度時(shí)，應(yīng)注意必須確保所有的液位擋板都在相同的高度上，否則將會(huì)導(dǎo)致離心機(jī)產(chǎn)生很大的不平衡，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，并應(yīng)保證液位擋板高度的公差為±0.25 mm。
表 2 反應(yīng)了不同液位擋板高度時(shí)脫水效果的變化.
4.5速差曲線的選擇
“速差”是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與螺旋轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速，增加或減小“速差”，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間也就發(fā)生改變，對(duì)處理效果有著十分重要的影響?！八俨睢睉?yīng)按下列原則進(jìn)行選擇：
當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果速差比較低，污泥在離心機(jī)中停留時(shí)間較長(zhǎng)，脫水后的污泥會(huì)更干，但處理能力也比較低；如果速差比較高，污泥在離心機(jī)中停留時(shí)間較短，脫水后的污泥會(huì)更濕，但處理能力也比較高；速差越大，轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大，必然會(huì)增加對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)程度，固環(huán)層內(nèi)被分離出來的污泥會(huì)被重新泛至液環(huán)層，并有可能隨分離液流失；
如果上清液含固量較多，表明在此速差離心機(jī)的干固體負(fù)荷較大，因此要相應(yīng)增大速差，速差增大后，減少污泥在離心集中的停留時(shí)間，將已經(jīng)脫水的干污泥快速的從離心機(jī)中推出來，使其沒有機(jī)會(huì)回到液相中，這樣會(huì)增加干污泥產(chǎn)量，也會(huì)使上清液的含固量降低。
如果“螺旋壓力”過高，表明在此速差下污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間過長(zhǎng)，污泥太干，因此要相應(yīng)增大速差，減少干污泥停留時(shí)間，降低“螺旋壓力”；
速差可以通過“綜合控制盤”來進(jìn)行極精確的調(diào)節(jié)，這種極精確的調(diào)節(jié)對(duì)于各種不同性質(zhì)的污泥都能獲得最佳處理效果。技術(shù)人員通過根據(jù)污泥種類、性質(zhì)的不同，將脫水效果最佳時(shí)的速差和工作壓力設(shè)定成不同的“速差曲線”，貯存在“綜合控制盤”中，設(shè)備操作人員根據(jù)所處理的污泥類型進(jìn)行選擇。
4.6離心機(jī)運(yùn)行工況的綜合調(diào)整
離心機(jī)的調(diào)整原則是：在固定一個(gè)參數(shù)（進(jìn)泥流量或者絮凝劑投加量）的情況下，調(diào)整速差和另外一個(gè)工作參數(shù)（絮凝劑投加量或者進(jìn)泥流量）。
具體操作時(shí)，初始階段，按每公斤干污泥投加 6克 PAM 的投藥量，在保持絮凝劑投加量固定不變的前提下，通過調(diào)整污泥螺桿泵的轉(zhuǎn)速，按最大流量進(jìn)泥，從低到高逐漸提高速差，直至上清也完全清澈，如果速差已經(jīng)提高到 7 r/min 以上，上清液的懸浮物含量仍然較多，說明進(jìn)泥量已超過離心機(jī)的最大干固體負(fù)荷，此時(shí)按 100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%的梯度逐漸降低進(jìn)泥流量，直到出現(xiàn)良好的上清夜；經(jīng)過上述調(diào)整，待離心機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，逐漸降低絮凝劑的投加量，直至在最少的 PAM 的投藥量情況下，都能獲得良好的泥餅含固率和上清液含固率為止。離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)見表 3。
5 結(jié)論
(1) 臥螺離心脫水機(jī)具有分離效果良好、工作效率高、使用管理維護(hù)簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，運(yùn)行前設(shè)定好相關(guān)的參數(shù)，離心機(jī)會(huì)根據(jù)速差曲線來自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，操作人員只需要定期巡檢，不需要專人值守。
(2) 選 擇 離 心 機(jī) 磚 鼓 轉(zhuǎn) 速 在 適 當(dāng) 的 范 圍 內(nèi)2200～2400 rpm，可以取得良好的污泥脫水效果，減少設(shè)備的機(jī)械磨損；
(3) 必須控制離心機(jī)的干固體負(fù)荷接近并小于其在使用轉(zhuǎn)速下的最大干固體負(fù)荷，才能取得最高
的效率和最好的污泥脫水效果；
(4) 通過離心機(jī)上機(jī)試驗(yàn)，確定絮凝劑的投加量在 3.2～4.0 g/kg 干污泥，較帶式壓濾機(jī)要小；
(5) 選擇在離心機(jī)的污泥螺桿泵的入口處絮凝
劑，可以增加污泥與 PAM 的反應(yīng)時(shí)間，取得更好的污泥脫水效果；
(6) 通過改變液位擋板的位置來調(diào)整離心機(jī)的液環(huán)層厚度，對(duì)離心機(jī)污泥脫水效果的影響非常大，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；
(7) 設(shè)定良好的“速差曲線”，可以使離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在最佳的工作狀態(tài)；
(8) 必須對(duì)離心機(jī)的工況進(jìn)行綜合調(diào)整，將轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、干固體負(fù)荷、絮凝劑投加量及投加位置、液環(huán)層厚度、速差、工作壓力等參數(shù)協(xié)調(diào)平衡，使其運(yùn)行在最佳工況；
