1.構(gòu)成及工作原理

1.1機(jī)組構(gòu)成

臥螺離心污泥脫水機(jī)組主要由臥螺離心機(jī)、全自動絮凝劑制備投加裝置、污泥粉碎切割機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵、單螺桿污泥輸送泵、流量計和全自動控制系統(tǒng)等構(gòu)成。

1.2工藝流程

1.3工作原理

臥螺離心機(jī)是臥式螺旋卸料離心機(jī)的簡稱，主要由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)速略低的螺旋和差速器等部件組成。

當(dāng)污泥進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓腔后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，污泥顆粒由于密度大，離心力也大，因此污泥被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固環(huán)層;而水的密度較小，離心力也小，只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液環(huán)層。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速不同，二者存在相對運動(即差轉(zhuǎn)速)，把沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的污泥推向轉(zhuǎn)鼓小端出口處排出，分離出的水從轉(zhuǎn)鼓的另一端排出。差速器的作用是使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間形成一定的轉(zhuǎn)差速。污泥中投加絮凝劑，以產(chǎn)生絮凝作用，使分散的污泥顆粒聚集產(chǎn)生較大的絮凝體，加速泥水分離。

2.臥螺離心機(jī)運行參數(shù)的調(diào)整及處理效果

2.1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，在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速設(shè)定在2200rpm～2400rpm之間。

2.2干固體負(fù)荷的確定

干固體負(fù)荷是指每小時處理的不揮發(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，會造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多，此時應(yīng)該減少進(jìn)泥流量，使離心機(jī)脫出的上清液清澈。在實際運行中，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，上清液的懸浮物會急劇增多，但脫水泥餅的產(chǎn)量并沒有增加。當(dāng)離心機(jī)磚鼓轉(zhuǎn)速增加時，干固體負(fù)荷也會相應(yīng)增加。

2.3絮凝劑投加位置的確定

離心機(jī)的絮凝劑有兩個投加位置可供選擇，一個是在污泥螺桿泵的入口處，另一個位于離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的入口處。一般在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的入口處加入，反應(yīng)時間為7～10秒。

2.4液環(huán)層厚度的確定(設(shè)定液位擋板高度)

臥螺離心機(jī)在進(jìn)行污泥脫水時，在離心力的作用下在轉(zhuǎn)股內(nèi)會形成固環(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。

當(dāng)進(jìn)泥量一定時，如果液環(huán)層厚度較大，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時間長，污泥在液環(huán)層內(nèi)進(jìn)行分離的時間越長，會有更多的污泥被分離出來，并能夠降低某些小顆粒受擾動而隨分離液流失的可能性，但液環(huán)層厚度過大，會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)層增厚一般會提高脫水的固體回收率(上清液清)，但液環(huán)層增厚，相應(yīng)會使岸區(qū)縮短，如上圖所示，使脫離液環(huán)層的污泥沒有充足的時間被甩干，因此泥餅含固率將下降。在控制液環(huán)層厚度時間應(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)的震動程度。調(diào)整液位擋板的高度時，應(yīng)注意必須確保所有的液位擋板都在相同的高度上，否則將會導(dǎo)致離心機(jī)產(chǎn)生很大的不平衡，產(chǎn)生劇烈振動，并應(yīng)保證液位擋板高度的公差為±0.25 mm。

2.5差速

“差速”是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與螺旋轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間的相對轉(zhuǎn)速，增加或減小“差速”，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間也就發(fā)生改變，對處理效果有著十分重要的影響。

“差速”應(yīng)按下列原則進(jìn)行選擇：當(dāng)進(jìn)泥量一定時，如果差速比較低，污泥在離心機(jī)中停留時間較長，脫水后的污泥會更干，上清液渾濁，處理能力也比較低;如果差速比較高，污泥在離心機(jī)中停留時間較短，脫水后的污泥會更濕，但處理能力也比較高;同時，經(jīng)離心機(jī)甩干的污泥及時被螺旋推出，不會因停留時間過長再返回到上清液中，固體回收率也大幅度增加，上清液清。但差速過大，轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對運動越大，會增加對液環(huán)層的擾動程度，固環(huán)層內(nèi)被分離出來的污泥會被重新泛至液環(huán)層，并有可能隨分離液流失(上清液渾濁)。

如果上清液含固量較多，表明在此差速離心機(jī)的干固體負(fù)荷較大，因此要相應(yīng)增大差速，差速增大后，減少污泥在離心集中的停留時間，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)會回到液相中，這樣會增加干污泥產(chǎn)量，也會使上清液的含固量降低。一些型號的設(shè)備具有自動加快排渣的功能，既當(dāng)設(shè)定扭矩達(dá)到某一限定值后，設(shè)備會自動降低進(jìn)泥量和進(jìn)藥量，增加差速度，將堆積的泥環(huán)層快速推出，待扭矩降低到某一數(shù)值后，流量和差數(shù)度再自動恢復(fù)正常。因此，應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)、處理量大小、處理要求及離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)來確定差速度大小。就是說，在現(xiàn)場要根據(jù)情況尋找到最佳的處理量、處理效果需求的差速值范圍，以實現(xiàn)滿足泥餅干度的情況下盡可能高的處理能力。差速調(diào)整幅度，一般按照每次增加或減少1來變化，幅度不宜過大。

簡單地說就是：處理能力和處理效果存在矛盾，要提高處理能力，就要增加差速比，但可能會降低泥餅干度;要提高泥餅干度，就要降低差數(shù)度，從而降低了處理能力，所以，現(xiàn)場的調(diào)試工作就是要尋找到符合各自現(xiàn)場實際污泥性質(zhì)條件時最佳的設(shè)備運行工況參數(shù)，以實現(xiàn)最高設(shè)備運行效率和最佳處理效果雙重目的。這沒有簡單的數(shù)據(jù)可以計算，只有依靠長期的實際調(diào)試積累經(jīng)驗，并及時依照變化進(jìn)行調(diào)整。

2.6長徑比

在轉(zhuǎn)鼓速度一定的情況下，長徑比越大，處理能力越大，固體物料在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部相對沉降時間越長，分理處的固體物質(zhì)中含水率越低，分離效果越好;反之，分離效果越差。

2.7離心機(jī)運行工況的綜合調(diào)整

離心機(jī)的調(diào)整原則是：在固定一個參數(shù)(進(jìn)泥流量或者絮凝劑投加量)的情況下，調(diào)整差速和另外一個工作參數(shù)(絮凝劑投加量或者進(jìn)泥流量)。具體操作時，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，從低到高逐漸提高差速，直至上清也完全清澈，如果差速已經(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。

3.機(jī)組運行中遇到的問題

(1) 排泥和排水不暢,造成分離出的泥和水在轉(zhuǎn)鼓和罩殼之間相互串通。由于轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn),臥螺離心機(jī)分離出的泥和水也以比較高的流速從排泥口和排水口向外“噴射”。因轉(zhuǎn)鼓與罩殼之間存在間隙,排泥口和排水口之間是相通的,如果排泥和排水不暢,會造成離心機(jī)分離出的泥和水相互“串通”,使泥變稀或水中帶泥,嚴(yán)重影響分離效果。特別是排泥不暢,轉(zhuǎn)鼓和罩殼之間堵滿泥,會使主電機(jī)過載,而致離心機(jī)組不能正常運行。因此,離心機(jī)的排泥設(shè)備和排水系統(tǒng),必須有足夠的能力,才能保證離心機(jī)正常運行。

(2) 當(dāng)污泥中含有比水密度小的有機(jī)顆粒時,其高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力也小,這些有機(jī)顆粒無法沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上,只能懸浮在水中,隨水排出機(jī)外。臥螺離心污泥脫水機(jī)無法將密度較小的有機(jī)污泥顆粒分離出。

(3) 污泥不宜提前絮凝。在離心機(jī)的進(jìn)料口處污泥和絮凝劑同時進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓腔,瞬間絮凝并通過離心力的作用使泥水快速分離。如果污泥中提前加入絮凝劑,在進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓腔之前絮凝,形成大的絮團(tuán),絮團(tuán)進(jìn)入離心機(jī)后,將被打碎,使泥水不易分離,分離效果變差。

4.其他

4.1是否設(shè)有濃縮池對污泥含水率及用藥量

濃縮一體的情況下，用藥量略少，因為在濃縮池濃縮過程中，需要加藥，整體來說，濃縮一體設(shè)計要比設(shè)置二沉池——濃縮池的情況下加藥量要偏低。

4.2污泥含水率

對于不同的污泥，經(jīng)離心脫水后，含水率一般不同。一般說來，初沉池污泥由于含泥沙等無機(jī)物較多，經(jīng)離心脫水后，含水率一般為70%;二沉池污泥含有機(jī)物成分較多，脫水后含水率一般為80%。

對于含有機(jī)物成分較多的污泥比如二沉池污泥，經(jīng)離心機(jī)加藥脫水后，含水率很難降到80%以下。

現(xiàn)在正在研究的剛化脫水一體機(jī)其原理是將離心脫水后的污泥通過加熱進(jìn)一步降低其含水率，含水率可降低到60%。

二沉池污泥含水分布：

(1)間隙水，占70%，可通過重力濃縮分離。

(2)毛細(xì)水，占20%，施加離心力，負(fù)壓力，以破壞毛細(xì)表面的張力，凝聚力。

(3)表面吸附水，占7%，混凝，通過膠體顆粒相互絮凝，排除附著表面的水。

(4)內(nèi)部水，占3%，存在于污泥顆粒內(nèi)部或微生物細(xì)胞內(nèi)的水，采用生物法破壞細(xì)胞膜除去細(xì)胞內(nèi)的水，或采用高溫加熱法。