試析污泥脫水臥螺離心機分離性能的影響因素

衛(wèi)華+黃正漢+牛禮躍

摘 要：臥螺離心機具有節(jié)省絮凝劑投加量（一般絮凝劑投加量為1.2kg/t DS）、避免濾網(wǎng)沖洗和定期更換、不需要操作人員進行調(diào)控、占地面積小且對工作環(huán)境污染小等優(yōu)勢，因此近年來在國內(nèi)污水處理廠的應用日益廣泛。影響臥螺離心機分離性能的因素很多，且這些因素間的關(guān)系錯綜復雜，因此本文將對臥螺離心機分離性能的影響因素進行探討，以期指導臥螺離心機的工程設計與應用工作。

關(guān)鍵詞：臥螺離心機；分離性能；影響因素

中圖分類號：X703.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0004-01

1 結(jié)構(gòu)參數(shù)對臥螺離心機分離性能的影響

第一，轉(zhuǎn)鼓長徑比的影響。大長徑比可以延長污泥在臥螺離心機內(nèi)沉降停留時間以及脫水干燥時間，從而提高臥螺離心機的分離性能。然而當轉(zhuǎn)鼓長徑比增大到一定程度時，雖然可以延長污泥沉降停留時間，提高污泥脫水分離效果，但是整個污泥脫水過程需要很大的能耗、占地面積大也增加了轉(zhuǎn)鼓在長度方向上的燒度彎曲與工作不穩(wěn)定性。綜合考慮上述因素，在機械設備設計時，應根據(jù)臥螺離心機處理污泥的特性及轉(zhuǎn)速等因素來選擇適宜的長徑比。近年來國內(nèi)廠商生產(chǎn)的臥螺離心機和污水處理廠使用的臥螺離心機向著適當加大長徑比的方向發(fā)展，例如海申機電生產(chǎn)的LW520EII及LW620EII的長徑比達到了4.1，深圳濱河污水廠進口的臥螺離心機的長徑比達到4.3。

第二，轉(zhuǎn)鼓半錐角的影響。較小的半錐角有利于污泥的沉降停留，不利于污泥在在轉(zhuǎn)鼓錐段處的擠壓脫水；較大的半錐角有利于固相脫水，但是要以增大軸向推力、輸渣功率、增加螺旋葉片的磨損為代價并使輸渣效率降低。雖然半錐角大則懸浮液受到的離心擠壓力大而利于脫水，但是螺旋推料器的推料扭矩需要增大，葉片的磨損也會加大，若磨損嚴重會降低脫水效果，同時也會因為半錐角大導致臥螺離心機不能正常工作。

第三，進口入射角的影響。不同的入射角直接反映污泥入射到臥螺離心機螺旋流道內(nèi)的流速不同，對螺旋流道內(nèi)污泥的擾動情況也不同。為了說明進口入射角對臥螺離心機分離性能的影響，有研究者分別采取進口入射角30°、45°、60°和90°來進行模擬仿真，結(jié)果表明在進口入射角為30°時，臥螺離心機內(nèi)流道內(nèi)流體的湍動能較小，說明進料污泥在徑向方向上對污泥的擾動作用較小，污泥的軸向速度更加適合污泥進入到流道內(nèi)，而且有利于污泥固液兩相的分離，從而加快了污泥在轉(zhuǎn)鼓錐段處的污泥擠壓脫水。為在螺旋推料器管道上體現(xiàn)進口入射角30°，只需要根據(jù)流體流線型來設計污泥進口管道路線，沿著螺旋流道設置傾斜的擋板，同時也可避免污泥進口入射角為90°時轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)死區(qū)。

2 差轉(zhuǎn)速和液環(huán)層對臥螺離心機分離性能的影響

2.1 差轉(zhuǎn)速對臥螺離心機分離性能的影響

差轉(zhuǎn)速體現(xiàn)污泥在轉(zhuǎn)鼓沉降段的停留時間，小差轉(zhuǎn)速體現(xiàn)沉渣停留時間長，離心時間長，擠壓時間長，液相擠出的越多，沉渣含水率越低，但是污泥處理量很低而導致經(jīng)濟效益較差；大差轉(zhuǎn)速體現(xiàn)沉渣停留時間短，固液分離時間短，對污泥的擾動較大，污泥處理量大。但我們必須清醒地認識到，沉渣停留的時間并非越長越好，停留時間過長將導致沉渣無法從排渣口及時排出，堆壓在螺旋通道上易造成堵料使輸渣失敗。

2.2 液環(huán)層厚度對臥螺離心機分離性能的影響

作為臥螺離心機進行工藝優(yōu)化時的一項重要參數(shù)，液環(huán)層厚度一般是在停機狀態(tài)下通過手動調(diào)節(jié)液位擋板的高低來改變的。通過調(diào)節(jié)液環(huán)層的厚度可以改變轉(zhuǎn)鼓內(nèi)干燥區(qū)的長度，降低液環(huán)層厚度，濾液的含固量會增加，泥餅含水率會隨著降低；增加液環(huán)層厚度，可以提高濾液質(zhì)量，但泥餅含水率也隨之增加。因此，在調(diào)控液環(huán)層厚度時必須要兼顧泥餅含水率和濾液濃度兩個方面。

3 污泥性質(zhì)對臥螺離心機分離性能的影響

實踐表明，污泥的性質(zhì)（如污泥顆粒的大小及分布、表面電荷情況、進泥含水率、糖類含量、蛋白質(zhì)含量、污泥齡及絲狀菌長度等）會對臥螺離心機的分離性能產(chǎn)生影響。以污泥化學組成為例，污泥中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和核酸等有機物對水分具有吸附能力，研究表明污泥中每克蛋白質(zhì)可吸附約4～5g水，另外在微生物表面包裹的大分子胞外聚合物對水分也有很強的吸附能力，因此降低污泥中有機物含量可以提高臥螺離心機的分離性能；以水分布為例，污泥中的自由水可以通過機械力來去除，而束縛水與污泥中的固體顆粒有較強的結(jié)合力，不能被常規(guī)的機械力分離，很難通過機械法降低泥餅的含水率，為此有研究者研究了污泥經(jīng)凍融處理后再進行臥螺離心機脫水的效果，結(jié)果表明，污泥經(jīng)過凍融處理后，其中的自由水可以通過離心脫水完全去除，同時約50%的間隙水也可以被除去，脫水后泥餅的含水率可以從90%降低到64%。

4 結(jié)語

在幾十年的發(fā)展歷史中，臥螺離心機在結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能上變化很大，在污水處理廠中得到了廣泛的應用。本文的研究表明，為了提高臥螺離心機的分離性能，需要從結(jié)構(gòu)參數(shù)、差轉(zhuǎn)速、液環(huán)層及污泥性質(zhì)等多個方面考量。

參考文獻

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