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污泥脱水中用到的卧式沉降离心机

发布时间:2021-04-26      点击次数:585

1.构成及工作原理

  1.1机组构成

  卧螺离心污泥脱水机组主要由卧螺离心机、全自动絮凝剂制备投加装置、污泥粉碎切割机、进泥泵、加药泵、单螺杆污泥输送泵、流量计和全自动控制系统等构成。

  1.2工艺流程

  1.3 工作原理

  卧螺离心机是卧式螺旋卸料离心机的简称,主要由高速旋转的转鼓,与转鼓转向相同转速略低的螺旋和差速器等部件组成。

  当污泥进入离心机转鼓腔后,高速旋转的转鼓产生强大的离心力,污泥颗粒由于密度大,离心力也大,因此污泥被甩贴在转鼓内壁上,形成固环层;而水的密度较小,离心力也小,只能在固环层内侧形成液环层。由于螺旋和转鼓的转速不同,二者存在相对运动(即差转速),把沉积在转鼓内壁的污泥推向转鼓小端出口处排出,分离出的水从转鼓的另一端排出。差速器的作用是使转鼓和螺旋之间形成一定的转差速。污泥中投加絮凝剂,以产生絮凝作用,使分散的污泥颗粒聚集产生较大的絮凝体,加速泥水分离。

  2.卧螺离心机运行参数的调整及处理效果

  2.1 转鼓转速的选择

  转鼓的转速可在1000 rpm~2800 rpm 之间进行调节,增加离心机的转速,作用在污泥上的离心力也相应增加,可以使污泥进一步脱水。但如果作用力太大,可能导致污泥絮体分解破碎,反而影响脱水效果;并且,随着转速的增加,设备的机械磨损也大大增加。综合上述因素考虑,在实际应用中,转鼓转速设定在2200rpm~2400rpm 之间。

  2.2 干固体负荷的确定

  干固体负荷是指每小时处理的不挥发固体重量,以KgDS(干污泥)/h 表示。调整离心机的干固体负荷,对污泥脱水效果有很大影响,当进泥流量(即“水力负荷”)达到一定程度,所带入的悬浮物含量超过了离心机所能承受的zui大干固体负荷时,会造成泥饼含水率增加,上清液带泥增多,此时应该减少进泥流量,使离心机脱出的上清液清澈。

  在实际运行中,必须通过调整水力负荷,来保证进入离心机干固体负荷不超过离心机的zui大承受能力,否则,多余的干固体将从上清液中排出,上清液的悬浮物会急剧增多,但脱水泥饼的产量并没有增加。当离心机砖鼓转速增加时,干固体负荷也会相应增加。

  2.3 絮凝剂投加位置的确定

  离心机的絮凝剂有两个投加位置可供选择,一个是在污泥螺杆泵的入口处,另一个位于离心机转鼓的入口处。一般在离心机转鼓的入口处加入,反应时间为7~10秒。

  2.4 液环层厚度的确定(设定液位挡板高度)

  卧螺离心机在进行污泥脱水时,在离心力的作用下在转股内会形成固环层、液环层和岸区(岸区:指污泥离开液环层至排出口的距离),为转鼓锥体的一部分。

  当进泥量一定时,如果液环层厚度较大,污泥在离心机内的停留时间长,污泥在液环层内进行分离的时间越长,会有更多的污泥被分离出来,并能够降低某些小颗粒受扰动而随分离液流失的可能性,但液环层厚度过大,会造成水随脱水后的污泥从污泥出口溢出;如果离心机内的液环层厚度较小,污泥在离心机内的停留时间短,工作压力不容易提高,但脱水后的污泥含水率也较低。

  综合以上两方面的作用,液环层增厚一般会提高脱水的固体回收率(上清液清),但液环层增厚,相应会使岸区缩短,如上图所示,使脱离液环层的污泥没有充足的时间被甩干,因此泥饼含固率将下降。在控制液环层厚度时间应在高固体回收率与泥饼含固率之间权衡。除污泥脱水后进行焚烧处置外,一般情况下无需追求过高的泥饼含固率,而固体回收率则越高越好,因此液环层厚度应尽可能调大一些。

  通过改变液位挡板的位置来调整离心机的液环层厚度。离心机的液位挡板调整十分重要,直接影响脱水效果和离心机的震动程度。调整液位挡板的高度时,应注意必须确保所有的液位挡板都在相同的高度上,否则将会导致离心机产生很大的不平衡,产生剧烈振动,并应保证液位挡板高度的公差为±0.25 mm。

  2.5 差速

  “差速”是转鼓转速与螺旋转速之差,即两者之间的相对转速,增加或减小“差速”,污泥在转鼓内的停留时间也就发生改变,对处理效果有着十分重要的影响。

  “差速”应按下列原则进行选择:当进泥量一定时,如果差速比较低,污泥在离心机中停留时间较长,脱水后的污泥会更干,上清液浑浊,处理能力也比较低;如果差速比较高,污泥在离心机中停留时间较短,脱水后的污泥会更湿,但处理能力也比较高;同时,经离心机甩干的污泥及时被螺旋推出,不会因停留时间过长再返回到上清液中,固体回收率也大幅度增加,上清液清。

  但差速过大,转鼓与螺旋之间的相对运动越大,会增加对液环层的扰动程度,固环层内被分离出来的污泥会被重新泛至液环层,并有可能随分离液流失(上清液浑浊)。

  如果上清液含固量较多,表明在此差速离心机的干固体负荷较大,因此要相应增大差速,差速增大后,减少污泥在离心集中的停留时间,将已经脱水的干污泥快速的从离心机中推出来,使其没有机会回到液相中,这样会增加干污泥产量,也会使上清液的含固量降低。

  一些型号的设备具有自动加快排渣的功能,既当设定扭矩达到某一限定值后,设备会自动降低进泥量和进药量,增加差速度,将堆积的泥环层快速推出,待扭矩降低到某一数值后,流量和差数度再自动恢复正常。

  因此,应根据物料性质、处理量大小、处理要求及离心机结构参数来确定差速度大小。就是说,在现场要根据情况寻找到zui佳的处理量、处理效果需求的差速值范围,以实现满足泥饼干度的情况下尽可能高的处理能力。

  差速调整幅度,一般按照每次增加或减少1来变化,幅度不宜过大。

  简单地说就是:处理能力和处理效果存在矛盾,要提高处理能力,就要增加差速比,但可能会降低泥饼干度;要提高泥饼干度,就要降低差数度,从而降低了处理能力,所以,现场的调试工作就是要寻找到符合各自现场实际污泥性质条件时zui佳的设备运行工况参数,以实现zui高设备运行效率和zui佳处理效果双重目的。这没有简单的数据可以计算,只有依靠长期的实际调试积累经验,并及时依照变化进行调整。

  2.6 长径比

  在转鼓速度一定的情况下,长径比越大,处理能力越大,固体物料在离心机转鼓内部相对沉降时间越长,分理处的固体物质中含水率越低,分离效果越好;反之,分离效果越差。

  2.7 离心机运行工况的综合调整

  离心机的调整原则是:在固定一个参数(进泥流量或者絮凝剂投加量)的情况下,调整差速和另外一个工作参数(絮凝剂投加量或者进泥流量)。具体操作时,初始阶段,按每公斤干污泥投加6克PAM 的投药量,在保持絮凝剂投加量固定不变的前提下,通过调整污泥螺杆泵的转速,按zui大流量进泥,从低到高逐渐提高差速,直至上清也完全清澈,如果差速已经提高到7 r/min 以上,上清液的悬浮物含量仍然较多,说明进泥量已超过离心机的zui大干固体负荷,此时按100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%的梯度逐渐降低进泥流量,直到出现良好的上清夜;经过上述调整,待离心机运行稳定后,逐渐降低絮凝剂的投加量,直至在zui少的PAM 的投药量情况下,都能获得良好的泥饼含固率和上清液含固率为止。

  3.机组运行中遇到的问题

  (1)排泥和排水不畅,造成分离出的泥和水在转鼓和罩壳之间相互串通。由于转鼓高速旋转,卧螺离心机分离出的泥和水也以比较高的流速从排泥口和排水口向外“喷射”。因转鼓与罩壳之间存在间隙,排泥口和排水口之间是相通的,如果排泥和排水不畅,会造成离心机分离出的泥和水相互“串通”,使泥变稀或水中带泥,严重影响分离效果。特别是排泥不畅,转鼓和罩壳之间堵满泥,会使主电机过载,而致离心机组不能正常运行。因此,离心机的排泥设备和排水系统,必须有足够的能力,才能保证离心机正常运行。

  (2)当污泥中含有比水密度小的有机颗粒时,其高速旋转产生的离心力也小,这些有机颗粒无法沉积到转鼓壁上,只能悬浮在水中,随水排出机外。卧螺离心污泥脱水机无法将密度较小的有机污泥颗粒分离出。

  (3)污泥不宜提前絮凝。在离心机的进料口处污泥和絮凝剂同时进入转鼓腔,瞬间絮凝并通过离心力的作用使泥水快速分离。如果污泥中提前加入絮凝剂,在进入转鼓腔之前絮凝,形成大的絮团,絮团进入离心机后,将被打碎,使泥水不易分离,分离效果变差。

  4.其他

  4.1 是否设有浓缩池对污泥含水率及用药量

  浓缩一体的情况下,用药量略少,因为在浓缩池浓缩过程中,需要加药,整体来说,浓缩一体设计要比设置二沉池——浓缩池的情况下加药量要偏低。

  4.2 污泥含水率

  对于不同的污泥,经离心脱水后,含水率一般不同。一般说来,初沉池污泥由于含泥沙等无机物较多,经离心脱水后,含水率一般为70%;二沉池污泥含有机物成分较多,脱水后含水率一般为80%。

  对于含有机物成分较多的污泥比如二沉池污泥,经离心机加药脱水后,含水率很难降到80%以下。

  现在正在研究的刚化脱水一体机其原理是将离心脱水后的污泥通过加热进一步降低其含水率,含水率可降低到60%。

  二沉池污泥含水分布:

  (1)间隙水,占70%,可通过重力浓缩分离。

  (2)毛细水,占20%,施加离心力,负压力,以破坏毛细表面的张力,凝聚力。

  (3)表面吸附水,占7%,混凝,通过胶体颗粒相互絮凝,排除附着表面的水。

  (4)内部水,占3%,存在于污泥颗粒内部或微生物细胞内的水,采用生物法破坏细胞膜除去细胞内的水,或采用高温加热法。

 

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