摘  要：本文介紹了循環(huán)水污泥處理系統的概況，重點(diǎn)論述了臥螺離心機在污泥脫水處理中的運行管理，簡(jiǎn)要分析了試運行期間遇到的問(wèn)題及解決方法，并討論了臥螺離心機的重要作用。

關(guān)鍵詞：臥螺離心機；循環(huán)水；污泥處理

山東某鋁業(yè)公司是我國最早的鋁行業(yè)基地，隨著(zhù)生產(chǎn)規模的不斷擴大和生產(chǎn)流程的不斷革新，各生產(chǎn)工序的給排水也隨之變化。近年來(lái)通過(guò)對生產(chǎn)排水漸進(jìn)式的優(yōu)化改造，目前已發(fā)展成以污水處理和蒸發(fā)循環(huán)水系統為主、不同水質(zhì)獨立循環(huán)處理為輔、污泥集中處理的科學(xué)模式。其中在污泥的機械脫水處理中，主要設備為臥螺離心機，在長(cháng)時(shí)間的運行管理中，積累了可指導性的運行經(jīng)驗，優(yōu)化臥螺離心機的運行對企業(yè)實(shí)現可持續發(fā)展具有積極意義。

山東某鋁業(yè)公司循環(huán)水系統主要承擔著(zhù)氧化鋁廠(chǎng)（燒結法）、化學(xué)品氧化鋁公司等生產(chǎn)單位各工序排水的沉淀處理、冷卻降溫和循環(huán)供應任務(wù)。

循環(huán)水污水處理系統主要包括水處理西站、水處理東站、大泵房（蒸發(fā)循環(huán)水）三個(gè)子系統，處理工藝為傳統污水處理方法。因各生產(chǎn)崗位排水復雜，回水水質(zhì)和水量時(shí)常變化，其中水處理西站日處理污水量為2.5~3萬(wàn)m3，水處理東站日處理污水量為2.5~3萬(wàn)m3，大泵房系統日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16~20萬(wàn)m3。

循環(huán)水污泥處理系統包括重力濃縮處理及機械脫水處理（臥螺離心機），因來(lái)泥為各污水處理各設施排泥，污水本身水質(zhì)變化較大，所以污泥性質(zhì)不穩定。其中重力濃縮日處理量為2500~7200m3，離心機日處理量約為360~960m3。

2.1  臥螺離心機的技術(shù)參數及工作原理

公司采用的是麗水市恒力離心機械設備有限公司生產(chǎn)的LW530A×2230NY型臥式螺旋卸料沉降離心機，它主要由轉鼓、螺旋、液壓差速器、液壓站、主軸承、液固相收集器、電機傳動(dòng)裝置、變頻器等部件組成。該離心機具有輸出扭矩大，差速自動(dòng)反饋調節，推料功率自動(dòng)補償，不易發(fā)生堵料情況，分離效率高的特點(diǎn)。

主要技術(shù)參數為：

轉鼓直徑530mm；轉鼓有效工作長(cháng)度2230mm；最大分離因素2327g；轉鼓與螺旋差轉速10~30r/min；轉鼓轉速0~2800r/min無(wú)級可調；懸浮液處理能力20~70m3/h；電機功率55kW；螺旋形式：?jiǎn)晤^、左旋、超前；轉鼓形式：圓柱-圓錐型。

工作原理是通過(guò)轉鼓與螺旋的差轉速△n實(shí)現固液的高效分離。

2.2  試驗期間運行分析

2010年10月底，公司選用麗水市恒力離心機械設備有限公司的LW350A型臥螺離心機對循環(huán)水污泥進(jìn)行了定性試驗，LW350A型離心機的主要參數為：螺旋差速10~30r/min、轉鼓轉速2800r/min、電機功率55kW。絮凝劑選用濃度為1.5‰的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗數據見(jiàn)表1。

從運行數據可以得出：

①  在污泥參數基本相同的情況，差速越大，泥餅在離心機中停留時(shí)間也越短，泥餅含固率越低，相應的固體回收率也越低。

②  對比第2組和第3組數據，在離心機參數及污泥固體總量一定時(shí)，加絮凝劑調節后，濾液濁度明顯降低，固體回收率提高了20%，脫水性能得到改善。

③  因污泥粘度小、堿性大，絮凝劑的用量較多，按進(jìn)機污泥與加藥瞬時(shí)流量的對應關(guān)系，假設進(jìn)機污泥性質(zhì)穩定，連續運行下日均消耗1.5‰的絮凝劑約0.128kg/m3(泥)，加藥成本為5.1元/m3(泥)（此絮凝劑按40元/kg計）。

2.3  試運行期間運行分析

2009年4月24日，新建臥螺離心機項目投入試運行，試運行工藝流程大致同圖2，離心機上清濾液不經(jīng)過(guò)溢流水箱和溢流水泵到16米沉降槽，直接經(jīng)過(guò)排水管排入下水道。

因前期試驗時(shí)加絮凝劑成本太高，且公司循環(huán)水污泥為無(wú)機污泥，成分復雜多變，泥沙含量大，同時(shí)含有鋁、鐵、鈣、鈉、鉀等金屬離子，粘性小，堿度大，懸浮物含量高，所以項目沒(méi)有安裝加藥系統。

試運行期間，進(jìn)機污泥參數變化不大，離心機各項參數基本保持為：污泥流量20m3/h、差速8r/min、轉速1800r/min、主機電流30A。試運行數據見(jiàn)表2。

根據以上數據可知：

①離心機參數一定時(shí)，泥餅含固率隨污泥濃度的升高而降低。

②在不加絮凝劑的情況下，泥餅含固率均大于50%，相應的固體回收率約為60%左右，每天外送干泥約20噸。

③脫水處理后的濾液濁度太高，因離心機的分離范圍有限，大量的小顆粒在沒(méi)有絮凝劑的作用下不能有效地脫除，溢流到下水道后進(jìn)入污水處理系統，直接影響了循環(huán)水的水質(zhì)（循環(huán)水供水主要控制濁度）。

為了確保離心機系統的高效安全經(jīng)濟運行，現對試驗及試運行存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出合理的整改方案。

①  絮凝劑的取舍

因污泥本身濁度較高、固體顆粒比重小且屬于難分離物料，絮凝劑的投加量會(huì )很大，同時(shí)形成的絮團強度不夠，在重力濃縮階段加入絮凝劑可以極大的減少進(jìn)離心機的污泥量，但是進(jìn)入攪拌槽后，在連續強力攪拌下，絮團極易破碎，容易造成后續投加絮凝劑過(guò)量。投加絮凝劑成本太高，不利于經(jīng)濟運行。

②  改變離心機濾液排放流程

針對前期試運行時(shí)濾液中大量微小顆粒進(jìn)入了循環(huán)水系統，影響了循環(huán)水供水水質(zhì)，在實(shí)際中，可以改變?yōu)V液的去路，將排入下水道的溢流水改到16米沉降槽，進(jìn)行進(jìn)一步的重力濃縮處理，再回流到離心機繼續處理。流程改造方案為：將濾液收集到溢流水箱，通過(guò)溢流水泵排至16米沉降槽。

③  優(yōu)化重力濃縮處理流程

在機械脫水前，有兩級重力濃縮處理設施，水處理西站的排泥連續且泥量較多，經(jīng)過(guò)16米沉降槽一級濃縮處理后，進(jìn)入3#、4#濃縮槽進(jìn)行二級濃縮處理，且大泵房系統的排泥間斷性進(jìn)入3#、4#濃縮槽。

為最大限度地利用兩級重力濃縮處理設施，改變運行方式為：在大泵房不排泥時(shí)，16米沉降槽底流排泥量為50m3/h；大泵房排泥時(shí)，大泵房排泥量限定為20m3/h、16米沉降槽底流排泥量為30m3/h。因為大泵房處理蒸發(fā)循環(huán)水，水源較少，水處理西站回水復雜，外來(lái)水源較多，沉淀池中污泥量較多，所以應壓低大泵房的排泥，壓低總排泥量，延長(cháng)污泥在濃縮槽內的停留時(shí)間（12~16小時(shí)）。這樣不僅可以保證濃縮槽的溢流水質(zhì)，確保污泥的有效濃縮時(shí)間，盡可能降低污泥中的空隙水，提高進(jìn)離心機的污泥含固率。同時(shí)可以減少進(jìn)機泥沙含量，降低濾液的含固率，進(jìn)而確保離心機的機動(dòng)平衡。

④  合理化離心機運行參數

LW530A×2230NY型離心機的徑長(cháng)比（L/D=4.3）確定了離心機的體積流量，對于可調的運行參數，結合進(jìn)機污泥的狀況，保持進(jìn)泥量不變，適當增加轉鼓轉速，穩步降低差速，以提高濾液澄清效率，增加泥餅含固率。

在參數的摸索調節中，轉鼓轉速過(guò)大會(huì )造成離心機本體的磨損和增加動(dòng)力消耗，轉速過(guò)小，達不到處理效果，在前期運行轉速1800r/min的情況下，適當調節到2100~2500r/min范圍內；同時(shí)結合污泥含固率的減少和物料的難分離特性，將差速由前期的8r/min降低到2.5~6r/min范圍內，延長(cháng)固體顆粒在離心機內的停留時(shí)間。調節后運行數據見(jiàn)表3（選擇上午8時(shí)數據）。

4.1  階段性效果

結合表3的運行數據可以看出，前段時(shí)間的調試取得了階段性的效果，隨著(zhù)進(jìn)機污泥含固率的降低，通過(guò)適當增加轉鼓轉速和減小差速，經(jīng)過(guò)離心脫水后的濾液液固比基本保持在80:1，泥餅含固率在48%左右，但相應的固體回收率低于50%。

現選取5月底每天的輸送泵外排污泥量進(jìn)行分析，見(jiàn)下表4。

從以上數據知，現階段日均外排泥量為103/8=12.9m3，循環(huán)水系統日均可減少43.98/8=5.5t干泥，從根本上可確保循環(huán)水的供水水質(zhì)。

4.2  下一步離心機的運行要點(diǎn)

為科學(xué)合理的確保離心機的高效經(jīng)濟運行，在前一階段的基礎上，下一步應重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)：

①  以設備安全經(jīng)濟運行為出發(fā)點(diǎn)，在保證泥餅含固率的基礎上，調高溢流板的直徑，適度降低差速，合理控制轉鼓轉速，盡量減少濾液含固率，提高固體回收率，通過(guò)有計劃的實(shí)驗尋找離心機的最佳經(jīng)濟運行點(diǎn)，并設計出不同條件下的差速變化曲線(xiàn)，指導離心機的運行。

②  繼續摸索重力濃縮處理系統的運行，結合進(jìn)機污泥含固率持續低值的現狀，間斷運行排泥，即縮短排泥時(shí)間，增加排泥頻次，延長(cháng)污泥的濃縮時(shí)間，減少進(jìn)離心機污泥的泥沙含量，保證進(jìn)離心機的污泥具有較高濃度, 確保離心機充分發(fā)揮脫水性能。

③  加強離心機系統的運行維護，形成一套嚴格有效的管理制度，對關(guān)鍵設備或關(guān)鍵部件進(jìn)行定期維護，確保系統的良好運行狀態(tài)。

結合試驗及試運行期間的實(shí)際數據，通過(guò)對離心機關(guān)鍵參數進(jìn)行階段性調試，使脫水處理的效果不斷改善，外排干泥量趨于穩定，反映了臥螺離心機在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的重要作用。在確保污泥處理成效的同時(shí)，保證了循環(huán)水的供水水質(zhì)，對公司的安全高效生產(chǎn)和落實(shí)節能減排具有重要意義。