城鎮(zhèn)污水處理廠離心脫水機(jī)調(diào)試
技術(shù)支持
在市政污水處理中，為避免污水產(chǎn)生的污泥造成二次污染，污泥處理與處置成為了非常重要的一環(huán)。污水處理過程中產(chǎn)生的污泥主要為初沉污泥、剩余污泥、硝化污泥及化學(xué)污泥，這些污泥的含水率基本上在90%以上，不便于運(yùn)輸和處置，因此污泥必須經(jīng)過脫水后（含水率≤80%）才能進(jìn)行處理和處置。
目前污水處理廠污泥脫水均采用機(jī)械脫水方式，污泥機(jī)械脫水主要包括：真空過濾脫水、壓濾脫水、離心脫水。污泥經(jīng)過脫水后其體積減至脫水前的1/5，大大降低了后續(xù)污泥處理和處置的難度。本文以溫江科技園污水處理廠為例，通過對污泥離心脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)，離心脫水機(jī)達(dá)到較優(yōu)運(yùn)行工況，并總結(jié)了脫水機(jī)優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)行中的控制措施。
1 離心脫水機(jī)基本概況
1.1 基本情況介紹
某污水處理廠污泥脫水機(jī)采用德國韋斯伐利亞離心脫水機(jī)，一用一備，離心機(jī)主要由主驅(qū)動電機(jī)、輔助驅(qū)動電機(jī)、滾筒、調(diào)節(jié)盤、螺旋、外機(jī)殼及電器控制柜組成，其中副電機(jī)采用變頻控制。
1.2 主要技術(shù)參數(shù)
離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：
額定滾筒速度：3000rpm
轉(zhuǎn)速差可調(diào)范圍：4～12.5rpm
調(diào)節(jié)盤可調(diào)范圍：47.5～50.5mm
處理能力：30m3/h
2 脫水機(jī)工作原理及性能參數(shù)
2.1 工作原理
污泥通過位于中心部位的送料管進(jìn)入離心機(jī)，由于離心力的作用，固體顆粒物質(zhì)在短時間內(nèi)粘附于滾筒壁體，螺旋的轉(zhuǎn)動速度稍微比滾筒壁體的速度高，污泥在螺旋的推動下經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓前端錐形段后排出，上清液則通過溢流口流出，從而達(dá)到固液分離的目的。
2.2 性能參數(shù)
2.2.1 滾筒轉(zhuǎn)速
滾動速度決定了污泥在脫水機(jī)里離心力的大小，決定著處理量和沉降速度。高速的轉(zhuǎn)速帶來的離心力使固體物質(zhì)在較短的時間內(nèi)粘附于滾筒壁體，從而改善澄清和分離的效果，有助于提高泥餅含固率。但滾筒速度過大會使污泥絮凝體的結(jié)構(gòu)被破壞，反而降低脫水效果。
2.2.2 轉(zhuǎn)速差
滾筒與螺旋之間的轉(zhuǎn)速差，它的大小直接反應(yīng)出螺旋轉(zhuǎn)動的快慢，同時也影響著脫水機(jī)的分離效果和處理能力，是離心機(jī)運(yùn)行中重要的需要根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)節(jié)的參數(shù)之一。提高轉(zhuǎn)速差有利于提高排渣能力，但過高的轉(zhuǎn)速差會使岸區(qū)縮短，導(dǎo)致污泥含水率升高，同時對上清液產(chǎn)生擾動，降低上清液的質(zhì)量。
2.2.3 調(diào)節(jié)盤
離心脫水機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于離心機(jī)的作用使固體物質(zhì)在滾筒內(nèi)壁形成固、液環(huán)層。通過調(diào)整調(diào)節(jié)盤位置改變液環(huán)層厚度，從而改變分離與澄清效果。同一工況下把調(diào)節(jié)盤向外部移動形成一個較長的岸區(qū)，帶來相應(yīng)良好的脫水效率，同時澄清區(qū)縮短，帶來相應(yīng)較差的澄清效率，調(diào)節(jié)盤向內(nèi)部移動則相反。
2.2.4 進(jìn)泥量及干固體負(fù)荷
進(jìn)泥量及干固體負(fù)荷影響離心脫水機(jī)的分離與澄清效果。當(dāng)進(jìn)泥量高于極限值時，扭矩隨著進(jìn)泥量增大而增大，同時不再受轉(zhuǎn)速差控制，分離與澄清效果變差。在干固體負(fù)荷到達(dá)極限時，滾筒內(nèi)壁環(huán)層厚度增加，在離心力作用下部分固相顆粒物質(zhì)隨料液排出機(jī)體，澄清效果變差。扭矩也隨之不斷的升高，直到離心脫水機(jī)自動停機(jī)。
3 離心脫水機(jī)運(yùn)行控制實(shí)驗(yàn)分析
離心脫水機(jī)自運(yùn)行以來，進(jìn)泥量一直在10m3/h左右，每噸干污泥消耗藥劑量約為9.84kg，稍微增加進(jìn)泥量或降低加藥量，就會出現(xiàn)堵機(jī)的情況，并且要連續(xù)運(yùn)行才能滿足生產(chǎn)需求。為了提高離心脫水機(jī)工作效率和降低運(yùn)行成本，并結(jié)合工藝實(shí)際條件，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
通過調(diào)整調(diào)節(jié)盤的高度從而改變液環(huán)層厚度，在不同的調(diào)節(jié)盤高度情況下，離心脫水機(jī)脫水效果見下表：
調(diào)節(jié)盤高度（mm） | 進(jìn)泥量（L/h） | 進(jìn)料濃度（g/L） | 轉(zhuǎn)速差（r/min） | 泥餅含水率（%） | 上清液含固率（%） |
47.5 | 10.1 | 24 | 6 | 78.5 | 0.28 |
48.5 | 10.0 | 24 | 6 | 78.9 | 0.21 |
49.5 | 9.9 | 24 | 6 | 79.1 | 0.15 |
50.5 | 10.0 | 24 | 6 | 80.2 | 0.09 |
由上表可知，當(dāng)離心脫水機(jī)調(diào)節(jié)盤高度增加時，泥餅含水率逐步升高，上清液含固率下降。當(dāng)調(diào)節(jié)盤高度為在47.5mm、48.5mm、49.5mm時，離心脫水機(jī)泥餅含水率滿足含水率≤80%的要求，且調(diào)節(jié)盤高度為49.5mm時，上清液含固率較低，因此采用調(diào)節(jié)盤高度為49.5mm作為調(diào)試離心脫水機(jī)脫水能力的恒定參數(shù)。
當(dāng)進(jìn)泥量、加藥量分別每30min以2m3、50L遞增，觀察泥餅含水率、上清液含固率。當(dāng)進(jìn)泥量大于24m3/h，泥餅含水率和上清液含固率升高，通過增加藥劑量上清液渾濁度與泥餅含水率無明顯改變。通過實(shí)驗(yàn)當(dāng)離心脫水機(jī)進(jìn)泥量在18～26m3/h時，離心脫水機(jī)干固體負(fù)荷在432～624kg/h，當(dāng)進(jìn)泥量達(dá)到26m3/h時，離心脫水機(jī)分離、澄清效果明顯變差。為確保離心機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，干固體負(fù)荷應(yīng)控制在624kg/h以下。
實(shí)驗(yàn)過程中通過調(diào)整進(jìn)料濃度，當(dāng)進(jìn)料濃度在12g/L以下，干固體負(fù)荷在359kg/h，離心脫水機(jī)進(jìn)泥量能夠達(dá)到設(shè)計處理能力，且泥餅含水率滿足要求，但因出泥螺桿泵功電機(jī)功率的原因，導(dǎo)致堵機(jī)。
離心脫水機(jī)在運(yùn)行過程中不僅受進(jìn)泥量、污泥濃度的影響，其轉(zhuǎn)速差、藥劑量也直接影響著后續(xù)處理效果。通過調(diào)整離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)速差、加藥量，從而確保污泥含水率達(dá)標(biāo)。
當(dāng)轉(zhuǎn)速差小于5.4rpm時，離心脫水機(jī)扭矩不斷升高，導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定，因此脫水機(jī)轉(zhuǎn)速差應(yīng)控制在5.4rpm以上。
當(dāng)加藥量控制在630～910L/h時，離心脫水機(jī)均能取得較好的泥餅含水率，上清液含固率較為理想，從藥耗控制方面考慮，離心脫水機(jī)加藥量應(yīng)控制在630～770L/h之間。
目前離心脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)控制在進(jìn)泥量為20m3/h，加藥量為640L/h，轉(zhuǎn)速差為5.5rpm時，脫水機(jī)運(yùn)行效果良好。實(shí)驗(yàn)前離心脫水機(jī)處理每噸干污泥消耗藥劑量約為9.84kg，在現(xiàn)運(yùn)行工況下處理每噸干污泥消耗藥劑量約為3.41kg，較實(shí)驗(yàn)前藥耗得到有效的降低，同時也縮短了離心脫水機(jī)運(yùn)行時間。
4 結(jié)論
（1）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，該污水處理廠離心脫水機(jī)在調(diào)節(jié)盤高度為49.5mm，進(jìn)泥量在20m3/h，加藥量在630L/h，轉(zhuǎn)速差在5.5rpm時，離心脫水機(jī)運(yùn)行效果良好，藥耗得到有效降低，滿足生產(chǎn)需求，同時也縮短了離心脫水機(jī)運(yùn)行時間。
（2）對離心脫水機(jī)性能參數(shù)的正確認(rèn)識和掌握，是順利完成污泥離心脫水的關(guān)鍵。
（3）控制離心脫水機(jī)進(jìn)泥干固體負(fù)荷，降低對脫水機(jī)的沖擊，從而確保離心脫水機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
