影響臥螺離心脫水機(jī)正常運(yùn)行的問(wèn)題及處理措施

陳偉東

（廣東粵電新會(huì)發(fā)電有限公司，廣東 江門(mén) 529149）

火力發(fā)電廠水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥，這些污泥主要有廢水預(yù)處理系統(tǒng)（凈水站）沉淀的污泥、工業(yè)廢水處理站沉淀的污泥和脫硫廢水處理站沉淀的污泥?！吨腥A人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定，需定期將該部分普通污泥轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放、制磚與利用處置，做到資源化利用，不對(duì)環(huán)境造成任何二次污染，不得發(fā)生環(huán)境危害事件。電廠一般都委托有污泥處理資質(zhì)的市政垃圾處理公司分類回收處理。

火力發(fā)電廠水處理中產(chǎn)生的污泥，含水率高達(dá)96%，不利于運(yùn)輸和資源再利用，一般均會(huì)采用機(jī)械脫水產(chǎn)出泥塊。機(jī)械脫水的種類很多，按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。電廠脫硫廢水處理站沉淀的污泥脫水多選用板框壓濾脫水機(jī)，凈水站和工業(yè)廢水處理站普遍選用臥螺離心脫水機(jī)。而臥螺離心脫水機(jī)的運(yùn)行問(wèn)題更為突出，如果系統(tǒng)設(shè)置不完整，使用或維護(hù)不當(dāng)都會(huì)造成機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行。

1 臥螺離心脫水機(jī)組系統(tǒng)組成及其工作原理

臥螺離心脫水機(jī)組系統(tǒng)主要由臥式螺旋離心脫水機(jī)、絮凝劑配藥投加裝置、污泥調(diào)配池、破碎切割機(jī)、進(jìn)料泵、加藥泵、污泥輸送機(jī)、液壓站、清水泵和全自動(dòng)控制系統(tǒng)等裝置構(gòu)成，如圖1所示。

臥螺離心脫水機(jī)是臥式螺旋沉降離心機(jī)的簡(jiǎn)稱，它主要由帶空腔的轉(zhuǎn)鼓、差速器、螺旋輸送器、殼體和電機(jī)等組成，其工作原理為：當(dāng)要分離的液態(tài)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，比液相密度大的污泥顆粒在離心力的作用下快速沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，形成固環(huán)層，離心機(jī)內(nèi)部的螺旋輸送器把沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的固相污泥顆粒推向轉(zhuǎn)鼓小端錐形脫水段進(jìn)一步脫水，然后經(jīng)固體出渣口排出，分離后的水則從轉(zhuǎn)鼓大端的溢流堰流出。臥螺離心脫 水機(jī)本體基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 臥螺離心脫水機(jī)組系統(tǒng)

圖2 臥螺離心脫水機(jī)本體基本結(jié)構(gòu)

2 影響臥螺離心機(jī)正常運(yùn)行的選型設(shè)置問(wèn)題

2.1 沒(méi)選用成套設(shè)備

人們不選用成套設(shè)備，會(huì)造成系統(tǒng)設(shè)置不合理、參數(shù)不匹配、缺少必需的設(shè)備以及自動(dòng)化水平低等問(wèn)題，如沒(méi)設(shè)置污泥調(diào)配池、絮凝劑配藥投加系統(tǒng)自動(dòng)化水平低、沒(méi)設(shè)置污泥破碎切割機(jī)等。

2.2 轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)徑比選擇不正確

轉(zhuǎn)鼓的長(zhǎng)度與直徑的比值叫長(zhǎng)徑比，長(zhǎng)徑比值越大，脫水的含固率就越高，當(dāng)長(zhǎng)徑比小于4時(shí)，泥水還沒(méi)有完全分離就被甩出，因而脫泥不會(huì)太干，但轉(zhuǎn)鼓過(guò)長(zhǎng)又會(huì)使性價(jià)比下降，增加能耗。

3 影響臥螺離心脫水機(jī)運(yùn)行的主要問(wèn)題及處理措施

影響臥螺離心脫水機(jī)正常運(yùn)行的問(wèn)題有很多，本文提出了一些可提高機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的處理措施。

3.1 確定開(kāi)機(jī)順序

一定要遵守螺旋離心機(jī)先開(kāi)原則，以確保離心機(jī)運(yùn)行的安全。在設(shè)備清洗之后，離心機(jī)內(nèi)部總有少量的物料殘?jiān)粝?，如果離心機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間停放未運(yùn)行，殘留的固渣會(huì)沉積在底部并且比較堅(jiān)硬。所以，人們利用螺旋先開(kāi)的原則，能夠更大程度地保證以后轉(zhuǎn)鼓的順利啟動(dòng)。在離心機(jī)轉(zhuǎn)速完全達(dá)到設(shè)定值且運(yùn)轉(zhuǎn)完全正常后，才可以啟動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)。

3.2 投加合適的絮凝劑

在污泥脫水處理過(guò)程中，投加一定量的絮凝劑對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，這對(duì)污泥脫水性能的有著非常重要的影響。實(shí)際運(yùn)行中，選擇陽(yáng)離子的聚丙烯酰胺類絮凝劑較多，但人們需要根據(jù)前端水來(lái)水的特性來(lái)判斷，也有使用陰離子聚丙烯酰胺。臥螺離心脫水機(jī)組絮凝劑單耗通常為2～5 kg/tDS，隨著離心脫水機(jī)進(jìn)泥量的增加，離心脫水機(jī)絮凝劑的單耗也不斷增加，污泥回收率隨之降低。實(shí)際運(yùn)行情況表明，在絮凝劑投加量達(dá)到一定程度后，投加絮凝劑的多少對(duì)離心脫水的泥塊含固率的影響很小。絮凝劑用量太大，不僅造成浪費(fèi)，而且處理效果沒(méi)有顯著提高。由于離心脫水機(jī)設(shè)備性能的差異，同樣性質(zhì)的污泥在使用相同型號(hào)絮凝劑的情況下，要達(dá)到理想的出泥效果也會(huì)產(chǎn)生不同的絮凝劑消耗量。

3.3 確定合理的污泥處理負(fù)荷

污泥負(fù)荷是指每小時(shí)處理的污泥的重量。調(diào)整離心體的污泥處理負(fù)荷，對(duì)污泥脫水效果有很大影響，當(dāng)進(jìn)泥流量達(dá)到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過(guò)離心脫水機(jī)所能承受的最大污泥負(fù)荷時(shí)，脫水機(jī)扭矩力增加，脫水機(jī)保護(hù)動(dòng)作，機(jī)器將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)若是采用液壓馬達(dá)差速器的離心脫水機(jī)，壓差也將達(dá)到峰值。然后反饋給脫水機(jī)螺旋一個(gè)速度調(diào)整信號(hào)，轉(zhuǎn)鼓與螺旋的轉(zhuǎn)速差會(huì)增大，加快速度推出固體物料，但因?yàn)楣腆w物料分離的時(shí)間較短，沉降時(shí)間有限，脫出的固體物料含水量會(huì)比較大。而在排水側(cè)，因?yàn)楣腆w物料沒(méi)有充分分離就排出，所以排出的水會(huì)比較渾濁。此時(shí)，若污泥泵具備變頻調(diào)速功能，離心脫水機(jī)會(huì)給出一個(gè)反饋信號(hào)，影響污泥泵減小出力，降低負(fù)荷。

3.4 調(diào)節(jié)并確定轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需要通過(guò)變頻電機(jī)或液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速鼓的提高，作用在污泥上的離心力也會(huì)相應(yīng)增加，污泥沉降與分離速度更快。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。另外，轉(zhuǎn)速增加導(dǎo)致設(shè)備的磨損也可能增加。通常，脫水機(jī)廠家在出廠設(shè)計(jì)時(shí)將轉(zhuǎn)速范圍控制在2 500～2 850 r/min，這是一個(gè)比較好的平衡點(diǎn)。使用人員可以在廠家的配合下，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，產(chǎn)出滿意的泥塊后確定合理的轉(zhuǎn)速。

3.5 確定合適的差速

出泥干度、清液質(zhì)量和排渣能力是臥螺離心脫水機(jī)運(yùn)行中最重要的指標(biāo)，該指標(biāo)受脫水機(jī)差速直接影響。目前，大多使用的臥螺離心脫水機(jī)采用的是機(jī)械齒輪箱式的差速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是由電機(jī)裝上皮帶，帶動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，與同樣旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓形成轉(zhuǎn)速差，從而獲得扭矩力推動(dòng)物料。電機(jī)上裝有變頻器調(diào)整頻率來(lái)改變轉(zhuǎn)速，從而獲得不同的扭矩力。

另一種差速調(diào)節(jié)采用驅(qū)動(dòng)。液壓螺旋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由液壓差速器、液壓泵站和控制系統(tǒng)組成。差速器殼體（定子）直接用螺栓連接到離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)子通過(guò)花鍵軸連接到離心脫水機(jī)的螺旋上。液壓差速器是一個(gè)低速高扭矩的液壓馬達(dá)，具有恒定的工作容積。液壓油在液壓差速器和液壓泵站之間循環(huán)流動(dòng)。液壓油通過(guò)分配器由活塞施加力在凸輪盤(pán)上。這個(gè)力的切向分力引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)。

很多電廠污泥濃度波動(dòng)頻繁，機(jī)械齒輪箱式的差速調(diào)節(jié)系統(tǒng)反饋精度跟不上，設(shè)備沒(méi)做到完全自動(dòng)，造成了頻繁故障情況的出現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速增大時(shí)，污泥在離心脫水機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間縮短，并加大了對(duì)液環(huán)層濾池的擾動(dòng)，污泥的回收率和泥塊的含固率都將降低，但增大差轉(zhuǎn)速可提高離心脫水機(jī)的處理能力。差轉(zhuǎn)速減少時(shí)，污泥在離心脫水機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)液環(huán)層濾池的擾動(dòng)也減輕，污泥回收率和泥塊含固率都將提高，但離心脫水機(jī)的處理能力將降低。所以，人們應(yīng)根據(jù)出泥干度、清液質(zhì)量的情況來(lái)及時(shí)調(diào)整差速。在實(shí)際運(yùn)行中，人們可以觀察主電機(jī)的扭矩值來(lái)調(diào)整差速，當(dāng)離心脫水機(jī)主電機(jī)扭矩控制在10%～14%，可以得到較好的泥塊含水率和污泥回收率；當(dāng)螺旋扭矩不斷上升且超過(guò)25%時(shí)，就應(yīng)及時(shí)加大差速將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的污泥排出，避免造成主電機(jī)過(guò)扭矩停車(chē)[1]。

3.6 調(diào)整和確定液環(huán)層厚度

臥螺離心脫水機(jī)在進(jìn)行污泥脫水時(shí)，轉(zhuǎn)鼓螺旋外會(huì)形成固環(huán)層、液環(huán)層和脫水段。當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，如果液環(huán)層（即液池）厚度較大，污泥在離心脫水機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間就長(zhǎng)，污泥在液環(huán)層內(nèi)進(jìn)行分離的時(shí)間就越長(zhǎng)，使得固液分離更徹底。如果離心脫水機(jī)內(nèi)的液環(huán)層厚度降低，污泥在離心脫水機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間短，還沒(méi)有充分沉降分離就從排水側(cè)排出，會(huì)導(dǎo)致排水渾濁、含泥量高。但液環(huán)層（即液池）厚度較大會(huì)導(dǎo)致脫水機(jī)處理量的降低。所以，液環(huán)層濾池深度也是離心脫水機(jī)非常關(guān)鍵的輔助參數(shù)之一。根據(jù)實(shí)際情況，泥餅含水率控制在80%以下，固體含固量大于25%時(shí)，更有利于泥塊包裝運(yùn)輸或制磚等處置。因此，合理地調(diào)節(jié)液環(huán)層高度能使泥塊干度與清液質(zhì)量達(dá)到最佳組合[2]。一般情況下，很多設(shè)備供應(yīng)商在設(shè)備出廠時(shí)預(yù)先對(duì)液位擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，但因不同的使用現(xiàn)場(chǎng)條件存在差異，若運(yùn)行狀態(tài)不理想，使用者可請(qǐng)?jiān)O(shè)備廠家工程師配合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)液位擋板的調(diào)整，使其更加滿足實(shí)際需求。

3.7 保證設(shè)備及時(shí)自動(dòng)清洗

即使設(shè)備有很好的使用效果，人們也需注意臥螺離心脫水機(jī)的內(nèi)部清洗。例如，停機(jī)前充分清洗上清液返流管，清理進(jìn)泥螺桿泵，定期檢查臥螺離心機(jī)內(nèi)部是否已沖洗干凈，預(yù)防下次使用時(shí)堵塞。

4 結(jié)語(yǔ)

影響離心機(jī)脫水效果的問(wèn)題因素很多，并且各個(gè)問(wèn)題又互相影響。因此，在臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行污泥脫水的過(guò)程中，人們必須保證正確的開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)順序，選擇合適的藥劑、進(jìn)泥量、轉(zhuǎn)速和差速等參數(shù)，掌握正確的操作方法，這樣才能較好地達(dá)到脫水產(chǎn)泥要求，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。