摘 要：本文介紹了循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)的概況，重點論述了
臥螺離心機(jī)在
污泥脫水處理中的運行管理，簡要分析了試運行期間遇到的問題及解決方法，并討論了臥螺離心機(jī)的重要作用。
關(guān)鍵詞：臥螺離心機(jī)；循環(huán)水；污泥處理
山東某鋁業(yè)公司是我國最早的鋁行業(yè)基地，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)流程的不斷革新，各生產(chǎn)工序的給排水也隨之變化。近年來通過對生產(chǎn)排水漸進(jìn)式的優(yōu)化改造，目前已發(fā)展成以污水處理和蒸發(fā)循環(huán)水系統(tǒng)為主、不同水質(zhì)獨立循環(huán)處理為輔、污泥集中處理的科學(xué)模式。其中在污泥的機(jī)械脫水處理中，主要設(shè)備為臥螺離心機(jī)，在長時間的運行管理中，積累了可指導(dǎo)性的運行經(jīng)驗，優(yōu)化臥螺離心機(jī)的運行對企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。
1 循環(huán)水污泥系統(tǒng)概況
山東某鋁業(yè)公司循環(huán)水系統(tǒng)主要承擔(dān)著氧化鋁廠（燒結(jié)法）、化學(xué)品氧化鋁公司等生產(chǎn)單位各工序排水的沉淀處理、冷卻降溫和循環(huán)供應(yīng)任務(wù)。
循環(huán)水污水處理系統(tǒng)主要包括水處理西站、水處理東站、大泵房（蒸發(fā)循環(huán)水）三個子系統(tǒng)，處理工藝為傳統(tǒng)污水處理方法。因各生產(chǎn)崗位排水復(fù)雜，回水水質(zhì)和水量時常變化，其中水處理西站日處理污水量為2.5~3萬m3，水處理東站日處理污水量為2.5~3萬m3，大泵房系統(tǒng)日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16~20萬m3。
循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)包括重力濃縮處理及機(jī)械脫水處理（臥螺離心機(jī)），因來泥為各污水處理各設(shè)施排泥，污水本身水質(zhì)變化較大，所以污泥性質(zhì)不穩(wěn)定。其中重力濃縮日處理量為2500~7200m3，離心機(jī)日處理量約為360~960m3。
2 離心機(jī)在試驗和試運行期間的運行情況
2.1 臥螺離心機(jī)的技術(shù)參數(shù)及工作原理
公司采用的是麗水市恒力離心機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LW530A×2230NY型
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，它主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、液壓差速器、液壓站、主軸承、液固相收集器、電機(jī)傳動裝置、變頻器等部件組成。該離心機(jī)具有輸出扭矩大，差速自動反饋調(diào)節(jié)，推料功率自動補償，不易發(fā)生堵料情況，分離效率高的特點。
主要技術(shù)參數(shù)為：
轉(zhuǎn)鼓直徑530mm；轉(zhuǎn)鼓有效工作長度2230mm；最大分離因素2327g；轉(zhuǎn)鼓與螺旋差轉(zhuǎn)速10~30r/min；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速0~2800r/min無級可調(diào)；懸浮液處理能力20~70m3/h；電機(jī)功率55kW；螺旋形式：單頭、左旋、超前；轉(zhuǎn)鼓形式：圓柱-圓錐型。
工作原理是通過轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速△n實現(xiàn)固液的高效分離。
2.2 試驗期間運行分析
2010年10月底，公司選用麗水市恒力離心機(jī)械設(shè)備有限公司的LW350A型臥螺離心機(jī)對循環(huán)水污泥進(jìn)行了定性試驗，LW350A型離心機(jī)的主要參數(shù)為：螺旋差速10~30r/min、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速2800r/min、電機(jī)功率55kW。絮凝劑選用濃度為1.5‰的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗數(shù)據(jù)見表1。
從運行數(shù)據(jù)可以得出：
① 在污泥參數(shù)基本相同的情況，差速越大，泥餅在離心機(jī)中停留時間也越短，泥餅含固率越低，相應(yīng)的固體回收率也越低。
② 對比第2組和第3組數(shù)據(jù)，在離心機(jī)參數(shù)及污泥固體總量一定時，加絮凝劑調(diào)節(jié)后，濾液濁度明顯降低，固體回收率提高了20%，脫水性能得到改善。
③ 因污泥粘度小、堿性大，絮凝劑的用量較多，按進(jìn)機(jī)污泥與加藥瞬時流量的對應(yīng)關(guān)系，假設(shè)進(jìn)機(jī)污泥性質(zhì)穩(wěn)定，連續(xù)運行下日均消耗1.5‰的絮凝劑約0.128kg/m3(泥)，加藥成本為5.1元/m3(泥)（此絮凝劑按40元/kg計）。
2.3 試運行期間運行分析
2009年4月24日，新建臥螺離心機(jī)項目投入試運行，試運行工藝流程大致同圖2，離心機(jī)上清濾液不經(jīng)過溢流水箱和溢流水泵到16米沉降槽，直接經(jīng)過排水管排入下水道。
因前期試驗時加絮凝劑成本太高，且公司循環(huán)水污泥為無機(jī)污泥，成分復(fù)雜多變，泥沙含量大，同時含有鋁、鐵、鈣、鈉、鉀等金屬離子，粘性小，堿度大，懸浮物含量高，所以項目沒有安裝加藥系統(tǒng)。
試運行期間，進(jìn)機(jī)污泥參數(shù)變化不大，離心機(jī)各項參數(shù)基本保持為：污泥流量20m3/h、差速8r/min、轉(zhuǎn)速1800r/min、主機(jī)電流30A。試運行數(shù)據(jù)見表2。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知：
①離心機(jī)參數(shù)一定時，泥餅含固率隨污泥濃度的升高而降低。
②在不加絮凝劑的情況下，泥餅含固率均大于50%，相應(yīng)的固體回收率約為60%左右，每天外送干泥約20噸。
③脫水處理后的濾液濁度太高，因離心機(jī)的分離范圍有限，大量的小顆粒在沒有絮凝劑的作用下不能有效地脫除，溢流到下水道后進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，直接影響了循環(huán)水的水質(zhì)（循環(huán)水供水主要控制濁度）。
3 問題分析及優(yōu)化方案的選擇
為了確保離心機(jī)系統(tǒng)的高效安全經(jīng)濟(jì)運行，現(xiàn)對試驗及試運行存在的問題進(jìn)行分析，并提出合理的整改方案。
① 絮凝劑的取舍
因污泥本身濁度較高、固體顆粒比重小且屬于難分離物料，絮凝劑的投加量會很大，同時形成的絮團(tuán)強(qiáng)度不夠，在重力濃縮階段加入絮凝劑可以極大的減少進(jìn)離心機(jī)的污泥量，但是進(jìn)入攪拌槽后，在連續(xù)強(qiáng)力攪拌下，絮團(tuán)極易破碎，容易造成后續(xù)投加絮凝劑過量。投加絮凝劑成本太高，不利于經(jīng)濟(jì)運行。
② 改變離心機(jī)濾液排放流程
針對前期試運行時濾液中大量微小顆粒進(jìn)入了循環(huán)水系統(tǒng)，影響了循環(huán)水供水水質(zhì)，在實際中，可以改變?yōu)V液的去路，將排入下水道的溢流水改到16米沉降槽，進(jìn)行進(jìn)一步的重力濃縮處理，再回流到離心機(jī)繼續(xù)處理。流程改造方案為：將濾液收集到溢流水箱，通過溢流水泵排至16米沉降槽。
③ 優(yōu)化重力濃縮處理流程
在機(jī)械脫水前，有兩級重力濃縮處理設(shè)施，水處理西站的排泥連續(xù)且泥量較多，經(jīng)過16米沉降槽一級濃縮處理后，進(jìn)入3#、4#濃縮槽進(jìn)行二級濃縮處理，且大泵房系統(tǒng)的排泥間斷性進(jìn)入3#、4#濃縮槽。
為最大限度地利用兩級重力濃縮處理設(shè)施，改變運行方式為：在大泵房不排泥時，16米沉降槽底流排泥量為50m3/h；大泵房排泥時，大泵房排泥量限定為20m3/h、16米沉降槽底流排泥量為30m3/h。因為大泵房處理蒸發(fā)循環(huán)水，水源較少，水處理西站回水復(fù)雜，外來水源較多，沉淀池中污泥量較多，所以應(yīng)壓低大泵房的排泥，壓低總排泥量，延長污泥在濃縮槽內(nèi)的停留時間（12~16小時）。這樣不僅可以保證濃縮槽的溢流水質(zhì)，確保污泥的有效濃縮時間，盡可能降低污泥中的空隙水，提高進(jìn)離心機(jī)的污泥含固率。同時可以減少進(jìn)機(jī)泥沙含量，降低濾液的含固率，進(jìn)而確保離心機(jī)的機(jī)動平衡。
④ 合理化離心機(jī)運行參數(shù)
LW530A×2230NY型離心機(jī)的徑長比（L/D=4.3）確定了離心機(jī)的體積流量，對于可調(diào)的運行參數(shù)，結(jié)合進(jìn)機(jī)污泥的狀況，保持進(jìn)泥量不變，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，穩(wěn)步降低差速，以提高濾液澄清效率，增加泥餅含固率。
在參數(shù)的摸索調(diào)節(jié)中，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速過大會造成離心機(jī)本體的磨損和增加動力消耗，轉(zhuǎn)速過小，達(dá)不到處理效果，在前期運行轉(zhuǎn)速1800r/min的情況下，適當(dāng)調(diào)節(jié)到2100~2500r/min范圍內(nèi)；同時結(jié)合污泥含固率的減少和物料的難分離特性，將差速由前期的8r/min降低到2.5~6r/min范圍內(nèi)，延長固體顆粒在離心機(jī)內(nèi)的停留時間。調(diào)節(jié)后運行數(shù)據(jù)見表3（選擇上午8時數(shù)據(jù)）。
4 階段性效果及下一步運行要點
4.1 階段性效果
結(jié)合表3的運行數(shù)據(jù)可以看出，前段時間的調(diào)試取得了階段性的效果，隨著進(jìn)機(jī)污泥含固率的降低，通過適當(dāng)增加轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和減小差速，經(jīng)過離心脫水后的濾液液固比基本保持在80:1，泥餅含固率在48%左右，但相應(yīng)的固體回收率低于50%。
現(xiàn)選取5月底每天的輸送泵外排污泥量進(jìn)行分析，見下表4。
從以上數(shù)據(jù)知，現(xiàn)階段日均外排泥量為103/8=12.9m3，循環(huán)水系統(tǒng)日均可減少43.98/8=5.5t干泥，從根本上可確保循環(huán)水的供水水質(zhì)。
4.2 下一步離心機(jī)的運行要點
為科學(xué)合理的確保離心機(jī)的高效經(jīng)濟(jì)運行，在前一階段的基礎(chǔ)上，下一步應(yīng)重點做好以下幾點：
① 以設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運行為出發(fā)點，在保證泥餅含固率的基礎(chǔ)上，調(diào)高溢流板的直徑，適度降低差速，合理控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，盡量減少濾液含固率，提高固體回收率，通過有計劃的實驗尋找離心機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)運行點，并設(shè)計出不同條件下的差速變化曲線，指導(dǎo)離心機(jī)的運行。
② 繼續(xù)摸索重力濃縮處理系統(tǒng)的運行，結(jié)合進(jìn)機(jī)污泥含固率持續(xù)低值的現(xiàn)狀，間斷運行排泥，即縮短排泥時間，增加排泥頻次，延長污泥的濃縮時間，減少進(jìn)離心機(jī)污泥的泥沙含量，保證進(jìn)離心機(jī)的污泥具有較高濃度, 確保離心機(jī)充分發(fā)揮脫水性能。
③ 加強(qiáng)離心機(jī)系統(tǒng)的運行維護(hù)，形成一套嚴(yán)格有效的管理制度，對關(guān)鍵設(shè)備或關(guān)鍵部件進(jìn)行定期維護(hù)，確保系統(tǒng)的良好運行狀態(tài)。
5、結(jié)論
結(jié)合試驗及試運行期間的實際數(shù)據(jù)，通過對離心機(jī)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行階段性調(diào)試，使脫水處理的效果不斷改善，外排干泥量趨于穩(wěn)定，反映了臥螺離心機(jī)在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的重要作用。在確保污泥處理成效的同時，保證了循環(huán)水的供水水質(zhì)，對公司的安全高效生產(chǎn)和落實節(jié)能減排具有重要意義。
