摘要: 詳述了臥螺離心脫水機的工作原理、控制方法、運行效果，摸索了離心機轉鼓的轉速、干固體負荷、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污泥脫水效果的影響，總結了使離心機的穩定運行的調整方法。
關(guān)鍵詞：臥螺離心脫水機 轉鼓 螺旋
1引言
臥螺離心脫水機具有分離效果良好、工作效率高、使用管理維護簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，并且臥螺離心脫水機采用全封閉的結構，避免了帶式壓慮機存在的種種弊端（如現場(chǎng)環(huán)境惡劣、臭味大、大量使用絮凝劑和清洗水、設備體積大、日常使用維護麻煩），目前在污水處理、食品、醫藥、化工等領(lǐng)域的固液分離中得到廣泛的應用，本研究根據生產(chǎn)實(shí)踐，探索了速差、工作壓力等控制條件對污泥脫水效果影響的變化規律，總結了使離心機的穩定運行的調整方法。
2.1技術(shù)參數
2.2NOXON臥螺離心脫水機的工作原理
離心機的主要構件是由中央一根獨立旋轉的螺旋推進(jìn)器機和外部的轉鼓組成。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(zhù)旋轉和脫水的開(kāi)始，由于離心力的作用，比重較大的污泥通過(guò)混合腔出口向轉鼓內壁移動(dòng)，進(jìn)行固液分離。螺旋推進(jìn)器與轉鼓同向旋轉但螺 旋 的 轉 動(dòng) 速 度 比 轉 鼓 的 轉 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鼓之間有相對轉動(dòng)，將脫水后的污泥由螺旋刮刀輸送出離心機，上清液通過(guò)中央管道從水槽內表面溢出，轉鼓內的液環(huán)層厚度可根據處理的物料特性進(jìn)行調節。
為使離心機在任何時(shí)刻都能保持很高的處理效率，轉鼓轉速的調整極為重要，本離心機轉鼓的轉速通過(guò)變頻器來(lái)調整。
螺旋的作用是將脫水后的污泥從離心機中輸送出排渣口，離心機通過(guò)一套液壓系統，使螺旋與轉鼓之間的形成穩定的轉速差，稱(chēng)之為“速差”，通過(guò)調整“速差”的大小，離心機的污泥脫水性能會(huì )有很大的變化；
3 NOXON 臥螺離心脫水機的系統集成性能
NOXON 臥螺離心脫水機的整體集成性能優(yōu)良，絮凝劑投加裝置、絮凝劑泵、污泥泵等均隨離心機配套供應，在自控系統的支持下，組成了一個(gè)有機整體，其工藝流程如圖 2 所示。
離心機的自控系統采用大屏幕顯示，可對上圖所示污泥脫水系統中所有設備的運行情況、控制參數等連續監控，通過(guò)控制屏幕可以實(shí)時(shí)觀(guān)察到集泥池液位、污泥泵的運行狀況、污泥流量、絮凝劑泵的運行狀態(tài)、絮凝劑流量、螺旋速度、轉鼓速度、速差、速差曲線(xiàn)、工作壓力等，并根據需要進(jìn)行實(shí)時(shí)調整。
4.2干固體負荷的確定
4.1轉鼓轉速的選擇
轉鼓的轉速可在 1000 rpm～2800 rpm 之間進(jìn)行調節，增加離心機的轉速，作用在污泥上的離心力也相應增加，可以使污泥進(jìn)一步脫水。但如果作用力太大，可能導致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果；并且，隨著(zhù)轉速的增加，設備的機械磨損也大大增加。綜合上述因素考慮，在實(shí)際應用中，我們將轉鼓轉速設定在 2200rpm～2400rpm 之間。
4.2干固體負荷的確定
所謂干固體負荷是指每小時(shí)處理的不揮發(fā)固體重量，以 KgDS(干污泥)/h 表示。調整離心機的干固體負荷，對污泥脫水效果有很大影響，當進(jìn)泥流量（即“水力負荷”）達到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過(guò)了離心機所能承受的最大干固體負荷時(shí)，會(huì )造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多，此時(shí)應該減少進(jìn)泥流量，使離心機脫出的上清液清澈在實(shí)際運行中，必須通過(guò)調整水力負荷，來(lái)保證進(jìn)入離心機干固體負荷不超過(guò)離心機的最大承受能力，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(méi)有增加。該廠(chǎng)使用的離心機，當轉鼓轉速為 2300rpm、進(jìn)泥濃度為 35 g/L 時(shí),離心機運行的干固體負荷可達 405kg/h。當離心機磚鼓轉速增加時(shí)，干固體負荷也會(huì )相應增加，圖 3 是最大干固體負荷隨離心機轉鼓轉速變化的曲線(xiàn)。
4.3絮凝劑投加位置的確定
離心機的絮凝劑有兩個(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)位于離心機轉鼓的入口處。如果是比較容易破碎的污泥絮體，可在離心機轉鼓的入口處加入，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 的反應時(shí)間，并且可以獲得較高穩定的工作壓力。
圖3、干固體負荷隨離心機轉鼓轉速變化的曲線(xiàn)
4.4液環(huán)層厚度的確定（設定液位擋板高度）
臥螺離心脫水機在進(jìn)行污泥脫水時(shí)，在離心力的作用下在轉股內會(huì )形成固環(huán)層、液環(huán)層和岸區（岸區：指污泥離開(kāi)液環(huán)層至排出口的距離），為轉鼓錐體的一部分，如圖 4 所示
當進(jìn)泥量一定時(shí)，如果液環(huán)層厚度較大，污泥在離心機內的停留時(shí)間長(cháng)，污泥在液環(huán)層內進(jìn)行分離的時(shí)間越長(cháng)，會(huì )有更多的污泥被分離出來(lái)，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(guò)大，會(huì )造成水隨脫水后的污泥從污泥出口溢出；如果離心機內的液環(huán)層厚度較小，污泥在離心機內的停留時(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，相應會(huì )使岸區縮短，如上圖所示，使脫離液環(huán)層的污泥沒(méi)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
在高固體回收率與泥餅含固率之間權衡。除污泥脫水后進(jìn)行焚燒處置外，一般情況下無(wú)需追求過(guò)高的泥餅含固率，而固體回收率則越高越好，因此液環(huán)層厚度應盡可能調大一些。通過(guò)改變液位擋板的位置來(lái)調整離心機的液環(huán)層厚度。離心機的液位擋板調整十分重要，直接影響脫水效果和離心機的震動(dòng)程度。調整液位擋板的高度時(shí)，應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 )導致離心機產(chǎn)生很大的不平衡，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，并應保證液位擋板高度的公差為±0.25 mm。
表 2 反應了不同液位擋板高度時(shí)脫水效果的變化.
4.5速差曲線(xiàn)的選擇
“速差”是轉鼓轉速與螺旋轉速之差，即兩者之間的相對轉速，增加或減小“速差”，污泥在轉鼓內的停留時(shí)間也就發(fā)生改變，對處理效果有著(zhù)十分重要的影響?！八俨睢睉聪铝性瓌t進(jìn)行選擇：
當進(jìn)泥量一定時(shí)，如果速差比較低，污泥在離心機中停留時(shí)間較長(cháng)，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，轉鼓與螺旋之間的相對運動(dòng)越大，必然會(huì )增加對液環(huán)層的擾動(dòng)程度，固環(huán)層內被分離出來(lái)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的干固體負荷較大，因此要相應增大速差，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中推出來(lái)，使其沒(méi)有機會(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(guò)高，表明在此速差下污泥在離心機內的停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，污泥太干，因此要相應增大速差，減少干污泥停留時(shí)間，降低“螺旋壓力”；
速差可以通過(guò)“綜合控制盤(pán)”來(lái)進(jìn)行極精確的調節，這種極精確的調節對于各種不同性質(zhì)的污泥都能獲得最佳處理效果。技術(shù)人員通過(guò)根據污泥種類(lèi)、性質(zhì)的不同，將脫水效果最佳時(shí)的速差和工作壓力設定成不同的“速差曲線(xiàn)”，貯存在“綜合控制盤(pán)”中，設備操作人員根據所處理的污泥類(lèi)型進(jìn)行選擇。
4.6離心機運行工況的綜合調整
離心機的調整原則是：在固定一個(gè)參數（進(jìn)泥流量或者絮凝劑投加量）的情況下，調整速差和另外一個(gè)工作參數（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(guò)調整污泥螺桿泵的轉速，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(shuō)明進(jìn)泥量已超過(guò)離心機的最大干固體負荷，此時(shí)按 100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%的梯度逐漸降低進(jìn)泥流量，直到出現良好的上清夜；經(jīng)過(guò)上述調整，待離心機運行穩定后，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。離心機穩定運行時(shí)的數據見(jiàn)表 3。
5 結論
(1) 臥螺離心脫水機具有分離效果良好、工作效率高、使用管理維護簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，運行前設定好相關(guān)的參數，離心機會(huì )根據速差曲線(xiàn)來(lái)自動(dòng)進(jìn)行調整，操作人員只需要定期巡檢，不需要專(zhuān)人值守。
(2) 選 擇 離 心 機 磚 鼓 轉 速 在 適 當 的 范 圍 內2200～2400 rpm，可以取得良好的污泥脫水效果，減少設備的機械磨損；
(3) 必須控制離心機的干固體負荷接近并小于其在使用轉速下的最大干固體負荷，才能取得最高
的效率和最好的污泥脫水效果；
(4) 通過(guò)離心機上機試驗，確定絮凝劑的投加量在 3.2～4.0 g/kg 干污泥，較帶式壓濾機要??；
(5) 選擇在離心機的污泥螺桿泵的入口處絮凝
劑，可以增加污泥與 PAM 的反應時(shí)間，取得更好的污泥脫水效果；
(6) 通過(guò)改變液位擋板的位置來(lái)調整離心機的液環(huán)層厚度，對離心機污泥脫水效果的影響非常大，必須通過(guò)反復的試驗，將液環(huán)層厚度設定在合適的水平，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) 設定良好的“速差曲線(xiàn)”，可以使離心機穩定運行在最佳的工作狀態(tài)；
(8) 必須對離心機的工況進(jìn)行綜合調整，將轉鼓的轉速、干固體負荷、絮凝劑投加量及投加位置、液環(huán)層厚度、速差、工作壓力等參數協(xié)調平衡，使其運行在最佳工況；
