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卧螺离心脱水机在城市污水中的应用

作者:  来源:  添加时间:2013-1-3 11:10:05
摘要: 详述了卧螺离心脱水机的工作原理、控制方法、运行效果,摸索了离心机转鼓的转速、干固体负荷、PAM的投加量及投加位置、液环层厚度、速差、工作压力等控制条件对污泥脱水效果的影响,总结了使离心机的稳定运行的调整方法。
 
关键词:卧螺离心脱水机 转鼓 螺旋
1引言
卧螺离心脱水机具有分离效果良好、工作效率高、使用管理维护简单方便的特点,并且卧螺离心脱水机采用全封闭的结构,避免了带式压虑机存在的种种弊端(如现场环境恶劣、臭味大、大量使用絮凝剂和清洗水、设备体积大、日常使用维护麻烦),目前在污水处理、食品、医药、化工等领域的固液分离中得到广泛的应用,本研究根据生产实践,探索了速差、工作压力等控制条件对污泥脱水效果影响的变化规律,总结了使离心机的稳定运行的调整方法。
2 NOXON 卧螺离心脱水机的技术参数及工作原理
2.1技术参数
2.2NOXON卧螺离心脱水机的工作原理
 
离心机的主要构件是由中央一根独立旋转的螺旋推进器机和外部的转鼓组成。污泥经入口管道送入螺旋推进器首部的混合腔,在此加入絮凝剂并使污泥絮凝,随着旋转和脱水的开始,由于离心力的作用,比重较大的污泥通过混合腔出口向转鼓内壁移动,进行固液分离。螺旋推进器与转鼓同向旋转但螺 旋 的 转 动 速 度 比 转 鼓 的 转 动 速 度 快 0 ~ 10 r/min,即螺旋推进器上面的螺旋刮刀与转鼓之间有相对转动,将脱水后的污泥由螺旋刮刀输送出离心机,上清液通过中央管道从水槽内表面溢出,转鼓内的液环层厚度可根据处理的物料特性进行调节。
为使离心机在任何时刻都能保持很高的处理效率,转鼓转速的调整极为重要,本离心机转鼓的转速通过变频器来调整。
螺旋的作用是将脱水后的污泥从离心机中输送出排渣口,离心机通过一套液压系统,使螺旋与转鼓之间的形成稳定的转速差,称之为“速差”,通过调整“速差”的大小,离心机的污泥脱水性能会有很大的变化;
3 NOXON 卧螺离心脱水机的系统集成性能
NOXON 卧螺离心脱水机的整体集成性能优良,絮凝剂投加装置、絮凝剂泵、污泥泵等均随离心机配套供应,在自控系统的支持下,组成了一个有机整体,其工艺流程如图 2 所示。
离心机的自控系统采用大屏幕显示,可对上图所示污泥脱水系统中所有设备的运行情况、控制参数等连续监控,通过控制屏幕可以实时观察到集泥池液位、污泥泵的运行状况、污泥流量、絮凝剂泵的运行状态、絮凝剂流量、螺旋速度、转鼓速度、速差、速差曲线、工作压力等,并根据需要进行实时调整。
4.2干固体负荷的确定
4.1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,我们将转鼓转速设定在 2200rpm~2400rpm 之间。
4.2干固体负荷的确定
所谓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最大干固体负荷时,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最大承受能力,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。该厂使用的离心机,当转鼓转速为 2300rpm、进泥浓度为 35 g/L 时,离心机运行的干固体负荷可达 405kg/h。当离心机砖鼓转速增加时,干固体负荷也会相应增加,图 3 是最大干固体负荷随离心机转鼓转速变化的曲线。
4.3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。如果是比较容易破碎的污泥絮体,可在离心机转鼓的入口处加入,一般情况在污泥螺杆泵的入口处加入,这样可以增加污泥与 PAM 的反应时间,并且可以获得较高稳定的工作压力。
图3、干固体负荷随离心机转鼓转速变化的曲线
    4.4液环层厚度的确定(设定液位挡板高度)
卧螺离心脱水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,如图 4 所示
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,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。
 
表 2 反应了不同液位挡板高度时脱水效果的变化.
   
4.5速差曲线的选择
“速差”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“速差”,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。“速差”应按下列原则进行选择:
当进泥量一定时,如果速差比较低,污泥在离心机中停留时间较长,脱水后的污泥会更干,但处理能力也比较低;如果速差比较高,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;速差越大,转鼓与螺旋之间的相对运动越大,必然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;
如果上清液含固量较多,表明在此速差离心机的干固体负荷较大,因此要相应增大速差,速差增大后,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。
如果“螺旋压力”过高,表明在此速差下污泥在离心机内的停留时间过长,污泥太干,因此要相应增大速差,减少干污泥停留时间,降低“螺旋压力”;
速差可以通过“综合控制盘”来进行极精确的调节,这种极精确的调节对于各种不同性质的污泥都能获得最佳处理效果。技术人员通过根据污泥种类、性质的不同,将脱水效果最佳时的速差和工作压力设定成不同的“速差曲线”,贮存在“综合控制盘”中,设备操作人员根据所处理的污泥类型进行选择。
4.6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,调整速差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,按最大流量进泥,从低到高逐渐提高速差,直至上清也完全清澈,如果速差已经提高到 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最大干固体负荷,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,直至在最少的 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。离心机稳定运行时的数据见表 3。
5 结论
(1) 卧螺离心脱水机具有分离效果良好、工作效率高、使用管理维护简单方便的特点,运行前设定好相关的参数,离心机会根据速差曲线来自动进行调整,操作人员只需要定期巡检,不需要专人值守。
(2) 选 择 离 心 机 砖 鼓 转 速 在 适 当 的 范 围 内2200~2400 rpm,可以取得良好的污泥脱水效果,减少设备的机械磨损;
(3) 必须控制离心机的干固体负荷接近并小于其在使用转速下的最大干固体负荷,才能取得最高
的效率和最好的污泥脱水效果;
(4) 通过离心机上机试验,确定絮凝剂的投加量在 3.2~4.0 g/kg 干污泥,较带式压滤机要小;
(5) 选择在离心机的污泥螺杆泵的入口处絮凝
剂,可以增加污泥与 PAM 的反应时间,取得更好的污泥脱水效果;
(6) 通过改变液位挡板的位置来调整离心机的液环层厚度,对离心机污泥脱水效果的影响非常大,必须通过反复的试验,将液环层厚度设定在合适的水平,则可以保证污泥的含水率会降低,并且有较高的污泥产量;
(7) 设定良好的“速差曲线”,可以使离心机稳定运行在最佳的工作状态;
(8) 必须对离心机的工况进行综合调整,将转鼓的转速、干固体负荷、絮凝剂投加量及投加位置、液环层厚度、速差、工作压力等参数协调平衡,使其运行在最佳工况;
污泥离心脱水处理成套装置(卧螺离心机),全称:卧式螺旋卸料沉降离心机,是城市生活污水处理、自来水生产过程中的污泥处理、工农业污水处理工程中的重要设备。
“卧式螺旋卸料沉降离心机(简称卧螺离心机)是利用离心沉降原理分离悬浮液的设备。对固相颗粒当量直径=3um、重量浓度比:10%或体积浓度比=70%、液固比重差:0.05g/cm3的各种悬浮液均适合采用该类离心机进行液固分离或颗粒分级。
独一无二的焚烧装置结构和干燥装置设计,可使含水率40%的污泥完全燃烧,燃烧温度高达850~1100℃。