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    臥螺離心脫水機在城市污水中的應用

    作者:  來源:  添加時間:2013-1-3 11:10:05
    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、使用管理維護簡單方便的特點,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(如現場環境惡劣、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、化工等領域的固液分離中得到廣泛的應用,本研究根據生產實踐,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 NOXON 臥螺離心脫水機的技術參數及工作原理
    2.1技術參數
    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器機和外部的轉鼓組成。污泥經入口管道送入螺旋推進器首部的混合腔,在此加入絮凝劑并使污泥絮凝,隨著旋轉和脫水的開始,由于離心力的作用,比重較大的污泥通過混合腔出口向轉鼓內壁移動,進行固液分離。螺旋推進器與轉鼓同向旋轉但螺 旋 的 轉 動 速 度 比 轉 鼓 的 轉 動 速 度 快 0 ~ 10 r/min,即螺旋推進器上面的螺旋刮刀與轉鼓之間有相對轉動,將脫水后的污泥由螺旋刮刀輸送出離心機,上清液通過中央管道從水槽內表面溢出,轉鼓內的液環層厚度可根據處理的物料特性進行調節。
    為使離心機在任何時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變頻器來調整。
    螺旋的作用是將脫水后的污泥從離心機中輸送出排渣口,離心機通過一套液壓系統,使螺旋與轉鼓之間的形成穩定的轉速差,稱之為“速差”,通過調整“速差”的大小,離心機的污泥脫水性能會有很大的變化;
    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,通過控制屏幕可以實時觀察到集泥池液位、污泥泵的運行狀況、污泥流量、絮凝劑泵的運行狀態、絮凝劑流量、螺旋速度、轉鼓速度、速差、速差曲線、工作壓力等,并根據需要進行實時調整。
    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處理的不揮發固體重量,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了離心機所能承受的最大干固體負荷時,會造成泥餅含水率增加,上清液帶泥增多,此時應該減少進泥流量,使離心機脫出的上清液清澈在實際運行中,必須通過調整水力負荷,來保證進入離心機干固體負荷不超過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,上清液的懸浮物會急劇增多,但脫水泥餅的產量并沒有增加。該廠使用的離心機,當轉鼓轉速為 2300rpm、進泥濃度為 35 g/L 時,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,干固體負荷也會相應增加,圖 3 是最大干固體負荷隨離心機轉鼓轉速變化的曲線。
    4.3絮凝劑投加位置的確定
    離心機的絮凝劑有兩個投加位置可供選擇,一個是在污泥螺桿泵的入口處,另一個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
        4.4液環層厚度的確定(設定液位擋板高度)
    臥螺離心脫水機在進行污泥脫水時,在離心力的作用下在轉股內會形成固環層、液環層和岸區(岸區:指污泥離開液環層至排出口的距離),為轉鼓錐體的一部分,如圖 4 所示
    當進泥量一定時,如果液環層厚度較大,污泥在離心機內的停留時間長,污泥在液環層內進行分離的時間越長,會有更多的污泥被分離出來,并能夠降低某些小顆粒受擾動而隨分離液流失的可能性,但液環層厚度過大,會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層厚度較小,污泥在離心機內的停留時間短,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,液環層增厚一般會提高脫水的固體回收率,但液環層增厚,相應會使岸區縮短,如上圖所示,使脫離液環層的污泥沒有充足的時間被甩干,因此泥餅含固率將下降。在控制液環層厚度時間應
    在高固體回收率與泥餅含固率之間權衡。除污泥脫水后進行焚燒處置外,一般情況下無需追求過高的泥餅含固率,而固體回收率則越高越好,因此液環層厚度應盡可能調大一些。通過改變液位擋板的位置來調整離心機的液環層厚度。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程度。調整液位擋板的高度時,應注意必須確保所有的液位擋板都在相同的高度上,否則將會導致離心機產生很大的不平衡,產生劇烈振動,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脫水效果的變化.
       
    4.5速差曲線的選擇
    “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間也就發生改變,對處理效果有著十分重要的影響?!八俨睢睉聪铝性瓌t進行選擇:
    當進泥量一定時,如果速差比較低,污泥在離心機中停留時間較長,脫水后的污泥會更干,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間較短,脫水后的污泥會更濕,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越大,必然會增加對液環層的擾動程度,固環層內被分離出來的污泥會被重新泛至液環層,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間,將已經脫水的干污泥快速的從離心機中推出來,使其沒有機會回到液相中,這樣會增加干污泥產量,也會使上清液的含固量降低。
    如果“螺旋壓力”過高,表明在此速差下污泥在離心機內的停留時間過長,污泥太干,因此要相應增大速差,減少干污泥停留時間,降低“螺旋壓力”;
    速差可以通過“綜合控制盤”來進行極精確的調節,這種極精確的調節對于各種不同性質的污泥都能獲得最佳處理效果。技術人員通過根據污泥種類、性質的不同,將脫水效果最佳時的速差和工作壓力設定成不同的“速差曲線”,貯存在“綜合控制盤”中,設備操作人員根據所處理的污泥類型進行選擇。
    4.6離心機運行工況的綜合調整
    離心機的調整原則是:在固定一個參數(進泥流量或者絮凝劑投加量)的情況下,調整速差和另外一個工作參數(絮凝劑投加量或者進泥流量)。
    具體操作時,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,通過調整污泥螺桿泵的轉速,按最大流量進泥,從低到高逐漸提高速差,直至上清也完全清澈,如果速差已經提高到 7 r/min 以上,上清液的懸浮物含量仍然較多,說明進泥量已超過離心機的最大干固體負荷,此時按 100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%的梯度逐漸降低進泥流量,直到出現良好的上清夜;經過上述調整,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。離心機穩定運行時的數據見表 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、使用管理維護簡單方便的特點,運行前設定好相關的參數,離心機會根據速差曲線來自動進行調整,操作人員只需要定期巡檢,不需要專人值守。
    (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 的反應時間,取得更好的污泥脫水效果;
    (6) 通過改變液位擋板的位置來調整離心機的液環層厚度,對離心機污泥脫水效果的影響非常大,必須通過反復的試驗,將液環層厚度設定在合適的水平,則可以保證污泥的含水率會降低,并且有較高的污泥產量;
    (7) 設定良好的“速差曲線”,可以使離心機穩定運行在最佳的工作狀態;
    (8) 必須對離心機的工況進行綜合調整,將轉鼓的轉速、干固體負荷、絮凝劑投加量及投加位置、液環層厚度、速差、工作壓力等參數協調平衡,使其運行在最佳工況;
    污泥離心脫水處理成套裝置(臥螺離心機),全稱:臥式螺旋卸料沉降離心機,是城市生活污水處理、自來水生產過程中的污泥處理、工農業污水處理工程中的重要設備。
    “臥式螺旋卸料沉降離心機(簡稱臥螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備。對固相顆粒當量直徑=3um、重量濃度比:10%或體積濃度比=70%、液固比重差:0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機進行液固分離或顆粒分級。
    獨一無二的焚燒裝置結構和干燥裝置設計,可使含水率40%的污泥完全燃燒,燃燒溫度高達850~1100℃。