影響臥螺離心脫水機正常運行的問題及處理措施

陳偉東

（廣東粵電新會發(fā)電有限公司，廣東 江門 529149）

火力發(fā)電廠水處理過程中會產(chǎn)生一定量的污泥，這些污泥主要有廢水預處理系統(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。《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定，需定期將該部分普通污泥轉(zhuǎn)運、堆放、制磚與利用處置，做到資源化利用，不對環(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96%，不利于運輸和資源再利用，一般均會采用機械脫水產(chǎn)出泥塊。機械脫水的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、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，凈水站和工業(yè)廢水處理站普遍選用臥螺離心脫水機。而臥螺離心脫水機的運行問題更為突出，如果系統(tǒng)設置不完整，使用或維護不當都會造成機組無法正常運行。

1 臥螺離心脫水機組系統(tǒng)組成及其工作原理

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

臥螺離心脫水機是臥式螺旋沉降離心機的簡稱，它主要由帶空腔的轉(zhuǎn)鼓、差速器、螺旋輸送器、殼體和電機等組成，其工作原理為：當要分離的液態(tài)污泥進入離心機轉(zhuǎn)鼓腔后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強大的離心力，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 水機本體基本結構如圖2所示。

圖1 臥螺離心脫水機組系統(tǒng)

圖2 臥螺離心脫水機本體基本結構

2 影響臥螺離心機正常運行的選型設置問題

2.1 沒選用成套設備

人們不選用成套設備，會造成系統(tǒng)設置不合理、參數(shù)不匹配、缺少必需的設備以及自動化水平低等問題，如沒設置污泥調(diào)配池、絮凝劑配藥投加系統(tǒng)自動化水平低、沒設置污泥破碎切割機等。

2.2 轉(zhuǎn)鼓長徑比選擇不正確

轉(zhuǎn)鼓的長度與直徑的比值叫長徑比，長徑比值越大，脫水的含固率就越高，當長徑比小于4時，泥水還沒有完全分離就被甩出，因而脫泥不會太干，但轉(zhuǎn)鼓過長又會使性價比下降，增加能耗。

3 影響臥螺離心脫水機運行的主要問題及處理措施

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

3.1 確定開機順序

一定要遵守螺旋離心機先開原則，以確保離心機運行的安全。在設備清洗之后，離心機內(nèi)部總有少量的物料殘渣留下，如果離心機較長時間停放未運行，殘留的固渣會沉積在底部并且比較堅硬。所以，人們利用螺旋先開的原則，能夠更大程度地保證以后轉(zhuǎn)鼓的順利啟動。在離心機轉(zhuǎn)速完全達到設定值且運轉(zhuǎn)完全正常后，才可以啟動進料系統(tǒng)。

3.2 投加合適的絮凝劑

在污泥脫水處理過程中，投加一定量的絮凝劑對污泥進行預處理，這對污泥脫水性能的有著非常重要的影響。實際運行中，選擇陽離子的聚丙烯酰胺類絮凝劑較多，但人們需要根據(jù)前端水來水的特性來判斷，也有使用陰離子聚丙烯酰胺。臥螺離心脫水機組絮凝劑單耗通常為2～5 kg/tDS，隨著離心脫水機進泥量的增加，離心脫水機絮凝劑的單耗也不斷增加，污泥回收率隨之降低。實際運行情況表明，在絮凝劑投加量達到一定程度后，投加絮凝劑的多少對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，而且處理效果沒有顯著提高。由于離心脫水機設備性能的差異，同樣性質(zhì)的污泥在使用相同型號絮凝劑的情況下，要達到理想的出泥效果也會產(chǎn)生不同的絮凝劑消耗量。

3.3 確定合理的污泥處理負荷

污泥負荷是指每小時處理的污泥的重量。調(diào)整離心體的污泥處理負荷，對污泥脫水效果有很大影響，當進泥流量達到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過離心脫水機所能承受的最大污泥負荷時，脫水機扭矩力增加，脫水機保護動作，機器將無法正常運轉(zhuǎn)。這時若是采用液壓馬達差速器的離心脫水機，壓差也將達到峰值。然后反饋給脫水機螺旋一個速度調(diào)整信號，轉(zhuǎn)鼓與螺旋的轉(zhuǎn)速差會增大，加快速度推出固體物料，但因為固體物料分離的時間較短，沉降時間有限，脫出的固體物料含水量會比較大。而在排水側，因為固體物料沒有充分分離就排出，所以排出的水會比較渾濁。此時，若污泥泵具備變頻調(diào)速功能，離心脫水機會給出一個反饋信號，影響污泥泵減小出力，降低負荷。

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)需要通過變頻電機或液壓馬達來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速鼓的提高，作用在污泥上的離心力也會相應增加，污泥沉降與分離速度更快。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。另外，轉(zhuǎn)速增加導致設備的磨損也可能增加。通常，脫水機廠家在出廠設計時將轉(zhuǎn)速范圍控制在2 500～2 850 r/min，這是一個比較好的平衡點。使用人員可以在廠家的配合下，經(jīng)過多次調(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運行中最重要的指標，該指標受脫水機差速直接影響。目前，大多使用的臥螺離心脫水機采用的是機械齒輪箱式的差速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是由電機裝上皮帶，帶動螺旋轉(zhuǎn)動，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物料。電機上裝有變頻器調(diào)整頻率來改變轉(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。液壓螺旋驅(qū)動系統(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轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)子通過花鍵軸連接到離心脫水機的螺旋上。液壓差速器是一個低速高扭矩的液壓馬達，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。液壓油通過分配器由活塞施加力在凸輪盤上。這個力的切向分力引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動螺旋的轉(zhuǎn)動。

很多電廠污泥濃度波動頻繁，機械齒輪箱式的差速調(diào)節(jié)系統(tǒng)反饋精度跟不上，設備沒做到完全自動，造成了頻繁故障情況的出現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速增大時，污泥在離心脫水機內(nèi)的停留時間縮短，并加大了對液環(huán)層濾池的擾動，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的處理能力。差轉(zhuǎn)速減少時，污泥在離心脫水機內(nèi)的停留時間延長，對液環(huán)層濾池的擾動也減輕，污泥回收率和泥塊含固率都將提高，但離心脫水機的處理能力將降低。所以，人們應根據(jù)出泥干度、清液質(zhì)量的情況來及時調(diào)整差速。在實際運行中，人們可以觀察主電機的扭矩值來調(diào)整差速，當離心脫水機主電機扭矩控制在10%～14%，可以得到較好的泥塊含水率和污泥回收率；當螺旋扭矩不斷上升且超過25%時，就應及時加大差速將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的污泥排出，避免造成主電機過扭矩停車[1]。

3.6 調(diào)整和確定液環(huán)層厚度

臥螺離心脫水機在進行污泥脫水時，轉(zhuǎn)鼓螺旋外會形成固環(huán)層、液環(huán)層和脫水段。當進泥量一定時，如果液環(huán)層（即液池）厚度較大，污泥在離心脫水機內(nèi)的停留時間就長，污泥在液環(huán)層內(nèi)進行分離的時間就越長，使得固液分離更徹底。如果離心脫水機內(nèi)的液環(huán)層厚度降低，污泥在離心脫水機內(nèi)的停留時間短，還沒有充分沉降分離就從排水側排出，會導致排水渾濁、含泥量高。但液環(huán)層（即液池）厚度較大會導致脫水機處理量的降低。所以，液環(huán)層濾池深度也是離心脫水機非常關鍵的輔助參數(shù)之一。根據(jù)實際情況，泥餅含水率控制在80%以下，固體含固量大于25%時，更有利于泥塊包裝運輸或制磚等處置。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)量達到最佳組合[2]。一般情況下，很多設備供應商在設備出廠時預先對液位擋板進行調(diào)節(jié)，但因不同的使用現(xiàn)場條件存在差異，若運行狀態(tài)不理想，使用者可請設備廠家工程師配合進行現(xiàn)場液位擋板的調(diào)整，使其更加滿足實際需求。

3.7 保證設備及時自動清洗

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

4 結語

影響離心機脫水效果的問題因素很多，并且各個問題又互相影響。因此，在臥式螺旋離心機進行污泥脫水的過程中，人們必須保證正確的開機和關機順序，選擇合適的藥劑、進泥量、轉(zhuǎn)速和差速等參數(shù)，掌握正確的操作方法，這樣才能較好地達到脫水產(chǎn)泥要求，保證設備穩(wěn)定運行和延長設備使用壽命。