離心脫水機在閔行水廠排泥水處理工程中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
水廠排泥水處理，其目的是把排泥水中大量懸浮物質(zhì)（SS）經(jīng)過排泥水收集濃縮，使上清液外排水質(zhì)符合 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)和市污水排放標(biāo)準(zhǔn)。要達到分離的水質(zhì)為環(huán)境所接受的目的就必須選用機械脫水方法較大限度地把液體污泥中的水分分離出來，從而使污泥成為可塑型固體狀，一般要求凈水廠脫水后的污泥含固率≥35%。
污泥脫水的效率與污泥的性質(zhì)、脫水機械的選擇等直接有關(guān)，具體選擇何種類型的脫水機械，應(yīng)根據(jù)排泥水污泥的沉降性質(zhì)、污泥粒徑分布、現(xiàn)場條件等，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境和運行管理等因素，全面分析判斷后作出合理恰當(dāng)?shù)倪x擇。
目前，國內(nèi)外采用的機械脫水方式有真空過濾、帶式壓濾、板框壓濾和離心脫水等。從查閱的資料來看，西歐 平均有69.3%污泥經(jīng)過脫水處理，而進行機械脫水處理的污泥達51.4%，其中離心脫水機占21.7%，板框壓濾機占15.8%，帶式壓濾機占11.4%，其它脫水機械占2.5%，現(xiàn)主要介紹閔行水廠采用離心脫水機的情況。
閔行水廠一車間的原水取自黃浦江上游，濁度較高，約70NTU～80NTU，在水處理過程中投加硫酸鋁等混凝劑。據(jù)測定，污泥中SiO2含量達50%以上，Al2O3含量在17%～20%左右，有機成分灼燒減量為10%～13%，污泥中無機成分含量高，無明顯的親水性，污泥離心脫水較容易。另外，由于閔行水廠一車間可供污泥處理利用的場地面積有限，所以在選用設(shè)備時，應(yīng)重視設(shè)備的占地面積。由于離心脫水機具有占地少、自動化程度高、能連續(xù)運行、運行管理方便、土建投資低、污泥處理成本較低、出泥含固率高、不需投加石灰、后繼處置費用低等眾多突出優(yōu)點，非常適合閔行水廠一車間的實際情況和要求，因此選用離心脫水機進行污泥脫水，在技術(shù)上是合理的，經(jīng)濟上是可行的。
根據(jù)排泥水污泥顆粒大小以及場地面積局限性、自動化程度要求的特點，本工程選用DSNX-4550離心機。
DSNX-4550離心脫水機進泥含固率4%時處理量15m3/h，進泥含固率5%時處理量12m3/h，轉(zhuǎn)筒Φ450/266mm，轉(zhuǎn)筒長度與直徑比為4.17，錐角為10°，離心機轉(zhuǎn)筒速度3250r/min，工作速度2600r/min、2900r/min。
在確定了離心機脫水以后，根據(jù)水廠排泥水處理工藝要求相應(yīng)配備了其它主要設(shè)備。
1 離心機構(gòu)造與工作原理
NX-4550離心機由渦流制動器、行星齒輪箱、枕座、離心轉(zhuǎn)筒、輪送螺桿、進料管、可調(diào)溢流堰板、控制箱、機座等組成。
離心機工作原理：當(dāng)水廠濃縮污泥或者加高分子絮凝劑的濃縮污泥從進料口輸入高速旋轉(zhuǎn)（約2900r/min）的離心機內(nèi)時，進泥中比重大的固體顆粒在離心力作用下迅速沉降、聚集到轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上并形成泥餅，而比重小的液體則匯集在污泥的表面。在高速旋轉(zhuǎn)的離心機內(nèi)，轉(zhuǎn)筒與螺旋狀導(dǎo)流輸送器之間有5r/min～12r/min的轉(zhuǎn)速差，聚集在轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁的污泥被移到轉(zhuǎn)筒錐形末端壓密、排出，比重小的分離水經(jīng)回流管從轉(zhuǎn)筒圓柱端溢流口排出。只要進泥不斷均勻地輸入高速旋轉(zhuǎn)的離心機，比重大的顆粒就連續(xù)沉降、聚集、形成泥餅、壓密、排出，分離水也不斷地溢流排出，使進泥得到處理，達到固液分離的目的。
2 影響污泥離心脫水效果的因素
要使離心機能對水廠排泥水污泥進行有效的固液分離，必須研究影響離心機固液分離的各種因素，歸納起來有如下幾點：
（1）不可調(diào)節(jié)機械因素：轉(zhuǎn)筒長度、轉(zhuǎn)筒直徑、螺距長度、錐體長度（即岸區(qū)長度）、錐體直徑、錐角、錐體半徑。
（2）可調(diào)節(jié)機械因素：轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)角速度、螺旋輸送器角速度、轉(zhuǎn)速差、水池深度、水池表面半徑、泥餅厚度。
（3）工藝因素：污泥性質(zhì)、投配速率、停留時間、高分子絮凝劑加注量等、進泥含固率。
在離心機型號和幾何尺寸一定的情況下，即“不可調(diào)節(jié)的機械因素”無法改變時，若要使被處理的排泥水污泥達到預(yù)期的固液分離效果，可以調(diào)整“可調(diào)節(jié)的機械因素”。如改變離心機轉(zhuǎn)筒速度、調(diào)節(jié)G的作用力，使分離因數(shù)增大，這樣有利于固液分離；反之，使分離因數(shù)減小，即可減小轉(zhuǎn)筒速度，這不利于固液分離。但是，過分增大轉(zhuǎn)筒速度，必定增大機器的磨損，產(chǎn)生大的噪音。
本研究根據(jù)上海黃浦江污泥的特性，為兩臺離心機選擇了兩個不同的分離因數(shù)， 臺離心機分離因數(shù)為1700.3，第二臺離心機分離因數(shù)為2115.3。
實際運行 臺離心機的出泥泥餅含固率小于第二臺離心脫水機泥餅含固率。
選擇不同的擋板可以調(diào)節(jié)液體水位（池子深度），使分離水達到較佳清澈度和泥餅較佳干燥度之間的平衡?？偟膩碚f，當(dāng)減小液體半徑時，分離水變得更加透明，泥餅含水率增高。又如：轉(zhuǎn)速差越大，污泥在離心機內(nèi)停留時間越短，泥餅含水率就越高，分離水含固率就可能越大。反之，轉(zhuǎn)速差越小，污泥在離心機內(nèi)停留時間越長，固液分離越徹底，但必須防止污泥堵塞。利用轉(zhuǎn)速差可以自動地進行調(diào)節(jié)，以補償進料中變化的固體含量。
此外，還可以調(diào)整工藝因素。當(dāng)污泥性質(zhì)已經(jīng)確定時，可以改變進料投配速率，減少投配量改善固液分離；增加絮凝劑加注率，可以加速固液分離速度，提高分離效果?？傊顾畯S排泥水處理達到理想的分離效果，可以從可調(diào)節(jié)機械因素和工藝因素兩方面來考慮。
3 絮凝劑加注設(shè)備
絮凝劑的溶解和加注設(shè)備的性能直接影響到PAM絮凝劑的使用效果和實際加注量。本工程選用自動吸藥、自動溶解、自動加注的PAM絮凝劑配制系統(tǒng)，系統(tǒng)由真空吸料機、貯料筒、雙螺旋定量加注器、配制水管道系統(tǒng)、溶解池、投加池等組成。整套系統(tǒng)能實現(xiàn)自動運行。袋裝的PAM絮凝劑固體顆粒由真空吸料機送入貯料筒、雙螺旋定量加注器、配制水管道系統(tǒng)、溶解池、投加池等組成。整套系統(tǒng)能實現(xiàn)自動運行。袋裝的PAM絮凝劑固體顆粒由真空吸料機送入貯料筒，配制溶液時雙螺旋定量加注器準(zhǔn)確計量一定量的PAM固體顆粒，依靠安裝在配制水管道系統(tǒng)上的水射器的吸力送入溶解池中。溶解池內(nèi)安裝攪拌機，不斷地攪動水體，使PAM固體顆粒能均勻地溶解在水中。此外，溶解池內(nèi)安裝有一組液位開關(guān)，當(dāng)池內(nèi)液位達到設(shè)定的較低值時能自動發(fā)出信號并啟動配制工作液的相關(guān)設(shè)備。溶解完全后的PAM工作液由電磁放空閥自動排入投加池。投加池內(nèi)同樣設(shè)置液位開關(guān)，當(dāng)池內(nèi)液位達到設(shè)定值時即開啟電磁放空閥，同時還有計量泵空轉(zhuǎn)保護功能等。
藥劑的投加由3臺計量泵完成（2用1備），在投加池的出口處設(shè)有計量儀標(biāo)定PAM投加量。計量泵后面設(shè)有藥劑稀釋管路和切換裝置。
4 離心機脫水工程運行效果
采用離心機對水廠排泥水濃縮污泥進行固液分離，需選擇較佳工藝參數(shù)。即應(yīng)研究進離心機的濃縮污泥含固率的要求范圍，進料量（裝機容量），產(chǎn)量，離心機差速、轉(zhuǎn)速，不同類型聚丙烯酰胺（PAM）加注率、投加濃度對離心機脫水后的污泥含固率、分離水SS值和回收率的影響。上述試驗采用DSNX-4550型離心機運行，運行結(jié)果如下。
4.1 陽離子型PAM加注率的影響
其運行工況為進泥流量9m3/h；產(chǎn)量648kg/h；進泥濃度7.2%；轉(zhuǎn)速2920r/min；差速5.4r/min～7.4r/min。從試驗中可以得出以下結(jié)論：
（1）在一定產(chǎn)量下，當(dāng)PAM加注率大于0.10%時，隨PAM加注率的增加，污泥回收率也增加；當(dāng)PAM加注率為0.10%時，污泥回收率即可達到99%。
（2）PAM加注率在0.08～0.16%的范圍內(nèi)，均可保證離心機出泥含固率≥43%。
（3）使用陽離子型PAM，處理后分離水色度（目測）較低，脫色效果較佳。
4.2 陰離子型PAM加注率的影響
其運行工況為進泥流量11m3/h；轉(zhuǎn)速2920r/min；進泥濃度5.8%；產(chǎn)量638kg/h；差速7.2r/min～10.5r/min。從試驗中可以得出以下結(jié)論：
（1）在一定的產(chǎn)量下，當(dāng)PAM加注率大于0.08%時，隨PAM加注率的增加，污泥回收率也增加；當(dāng)PAM加注率為0.08%時，污泥回收率即可達到99%。
（2）PAM加注率在0.08%～0.23%的范圍內(nèi)，均可保證離心機出泥含固率≥42%。
（3）使用陰離子型PAM，處理后分離水色度（目測）較高，脫色效果不佳。
4.3 進泥流量和產(chǎn)量的影響
其運行工況為PAM加注率0.115%（陽離子）；轉(zhuǎn)速2920r/min；差速5.4r/min～10.5r/min；進泥濃度7.7%。從中可以得出以下結(jié)論：
（1）在產(chǎn)量達1248kg/h，進泥流量達16m3/h的情況下，仍可取得良好的處理效果。通常運行條件為產(chǎn)量640kg/h，進泥流量10m3/h。
（2）進泥流量范圍為6m3/h～16m3/h，污泥回收率均在98%以上。
（3）進泥流量范圍為6m3/h～16m3/h下，泥餅含固率≥42%。
4.4 進泥濃度的影響
其運行工況為進泥流量10m3/h；轉(zhuǎn)速2920r/min；產(chǎn)量680kg/h；差速6.5r/min～9.2r/min。PAM加注率0.136%（陰離子）；進泥濃度6.8%。從中可以得出以下結(jié)論：
離心機對進泥濃度的要求不高，在3%～6.5%的范圍內(nèi)，均可保證較高的污泥回收率（≥98.9%）和泥餅含固率（≥43%）。
4.5 離心機差速的影響
其運行工況為進泥流量9m3/h；轉(zhuǎn)速2600r/min；產(chǎn)量698kg/h；進泥濃度7.8%；PAM投加率除差速為12r/min時加注率為0.223%，其它均為0.149%。從中可以得出以下結(jié)論：
（1）差速范圍在7r/min～11r/min時，泥餅含固率均大于44%，分離水SS值為166mg/L～218mg/L。但當(dāng)差速高達12r/min時，污泥含固率降低，僅為39%，分離水SS值較高。
（2）差速基本上對泥餅含固率影響不大，但視進泥濃度和裝機容量，選擇相應(yīng)差速。進泥量大時，差速太小，可能堵塞離心機；差速太大，出泥泥餅含固率會降低。
5 工程運行工藝參數(shù)
從上述結(jié)果可得出，閔行水廠一車間排泥水處理離心機運行較佳工藝參數(shù)：
（1）進離心機濃縮污泥濃度3%～7%。
（2）可用陽、陰離子型PAM藥劑。
（3）PAM加注率為1.0kg/t干泥～1.5kg/t干泥。
（4）PAM儲液配制濃度為陽離子0.5%；陰離子型0.3%，PAM投加濃度為0.2%。
（5）離心機轉(zhuǎn)速2600r/min和2900r/min。
（6）離心機差速：5r/min～12r/min。
離心機在上述工藝參數(shù)情況下，對水廠排泥水進行處理，可以得出如下結(jié)論：
（1）陽離子PAM加注率0.10%～0.15%（kg/t干泥）時，污泥回收率＞99%，泥餅含固率≥43%。
（2）陰離子PAM加注率0.08%～0.15%（kg/t干泥）時，污泥回收率＞99%，泥餅含固率≥42%。
（3）投加陽離子時，分離水佳；投加陰離子時，分離水色度較差。
（4）選用離心機對水廠濃縮污泥進行固液分離，運行管理方便、固液分離效果好、泥餅含固率高、分離水清，能為黃埔江水系水廠對排泥水處理提供污泥脫水機械選擇及運行模式的依據(jù)。
