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影響臥螺式離心機效果的因素 |
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點擊次數(shù)：18485 更新時間：2015-06-16 |
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zui近幾年來，隨著我國污水處理事業(yè)的蓬勃發(fā)展，污水處理普及率的提高及深度處理的采用，產生的污泥量也日益增加，污水污泥的處理及處置問題在城市污水處理中的地位日益突出?？紤]到脫水后泥餅填埋、堆肥、焚燒等后處理工段，對污泥脫水的要求也日益提高，因此，臥式螺旋卸料沉降離心機(以下簡稱離心機)因其脫水后泥餅含水率低、自動化程度高、操作環(huán)境好等優(yōu)點而倍受水處理行業(yè)青昧，其應用大有取代帶式壓濾機之勢。根據離心機的使用調查情況，結合調試和使用經驗，就影響離心機脫水效果的因素做以下探討。
1結構及脫水原理
離心機主要由轉鼓、螺旋、差速系統(tǒng)、液位擋板、驅動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。
離心機是利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實現(xiàn)固液分離的。具體分離過程為污泥和絮凝劑藥液經入口管道被送入轉鼓內混合腔，在此進行混合絮凝，由于轉子(螺旋和轉鼓)的高速旋轉和摩擦阻力，污泥在轉子內部被加速并形成一個圓柱液環(huán)層，在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁，再利用螺旋和轉鼓的相對速度差把固相推向轉鼓錐端，推出液面之后泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉鼓大端排出，實現(xiàn)固液分離。
2影響離心機效果的因素
2．1不可調節(jié)的機械因素
(1)轉鼓直徑和有效長度
轉鼓直徑越大，有效長度越長，其有效沉降面積越大，處理能力也越大，物料在轉鼓內的停留時間也越長，在相同的轉速下，其分離因數(shù)就越大，分離效果越好。但受到材料的限制，離心機的轉鼓直徑不可能無限制地增加，因為隨著直徑的增加可允許的zui大速度會隨材料堅固性的降低而降低，從而離心力也相應降低。通常轉鼓直徑在200～1000mm之間，長徑比在3～4之間。
另外，在相同處理量的情況下，大轉鼓直徑的離心機可以以較低的差速度運行，原因是大轉鼓直徑的螺旋輸渣能力較大，要達到相同的輸渣能力小轉鼓直徑的離心機必須靠提高差速度來實現(xiàn)。減小差速度可以增加沉渣脫水時間，降低螺旋對澄清區(qū)的擾動，從而提高脫水效果。
(2)轉鼓半錐角
沉降在離心機轉鼓內側的沉渣沿轉鼓錐端被推向出料口時，由于離心力的作用，因而受到向下滑移的回流力作用。半錐角越大，污泥受到的離心擠壓力越大，螺旋推力的扭矩越大，葉片磨損越大，以致產生沉渣回流現(xiàn)象而導致螺旋推料器無法排渣。如果半錐角小，其有效沉降面積將大為減小，進而降低離心機的使用性能。
從以上分析可看出，轉鼓半錐角是離心機設計中較為重要的參數(shù)。從澄清效果來講，要求錐角盡可能大一些；而從輸渣和脫水效果來講，要求錐角盡可能小些。由于輸渣是離心機正常工作的必要條件，因此*設計必須首先滿足輸渣條件。對于難分離的物料如活性污泥半錐角一般在6度以內，以便降低沉渣的回流速度。對普通一般物料半錐角在10度以內就能保證沉渣的順利輸送。
(3)螺距
螺距即相鄰兩螺旋葉片的間距，是一項很重要的結構參數(shù)，直接影響輸渣的成敗。在螺旋直徑一定時，螺距越大，螺旋升角越大，物料在螺旋葉片間堵塞的機會就越大。同時大螺距會減小螺旋葉片的圈數(shù)，致使轉鼓錐端物料分布不均勻而引起機器振動加大。因此對于難分離物料如活性污泥，輸渣較困難，螺距應小些，一般是轉鼓直徑的1／5～1／6，以利于輸送。對于易分離物料，螺距應大些，一般為轉鼓直徑的1／2～1／5，以提高沉渣的輸送能力。
(4)螺旋類型
螺旋是離心機的主要構件，它的作用是輸送沉降在轉鼓內側的沉渣和順利排掉沉渣，它不僅是卸料裝置，也決定了生產能力、使用壽命和分離效果。螺旋的類型根據液體和固體在轉鼓內相對移動方式的不同分為逆流式和順流式。逆流式離心機的加料腔在螺旋中部，也就是位于干燥區(qū)和沉降區(qū)之間的邊界附近，以保證液相有足夠的沉降距離，但固相僅能停留其通過圓錐部位所需的時間，因此要求有較高的離心力；物料由這里進入轉鼓內會引起此區(qū)已沉降的固體顆粒因擾動再度浮起，還會產生湍流和附加渦流，使分離效果降低。順流式離心機由于進料口在轉鼓端部，避免了逆流式的湍流，保證沉渣不受干擾，離心機全長都起到了沉降作用，擴大了沉降面積，懸浮液在機內停留時間增長，從而使分離效果得到提高。由于延長和沒有干擾的沉降可有效地減少絮凝劑的使用量，使機內流體的流動狀態(tài)得到很大改善，并且可通過加大轉鼓直徑來提高離心力，因此可顯著降低轉速，節(jié)省電力消耗，同時減少噪聲，延長機器的壽命。順流式螺旋結構的離心機特別適用于固液密度差小，固相沉降性能差，固相含量低的難分離物料。但順流式離心機的濾液是靠撇液管排出，濾液通過撇液管時未分離出的固相顆粒會再分離沉積在撇液管內，日久會堵塞撇液管通道，需定期沖洗。
近年來，隨著對污泥脫水要求的日益提高，出現(xiàn)了型螺旋結構。如瑞典AlfaLaval公司的BD擋板技術，即在離心機錐段的螺旋出料端設置一個特殊擋板，可使離心機處于超深液池狀態(tài)，以增加對泥餅的壓渣力，并且只輸送下部沉渣，而將上部含水率高的污泥截留在壓榨錐段外側，實現(xiàn)壓榨脫水，使出泥更干。瑞典NOXON公司采用斜板沉淀原理的Lamella技術，則將離心機螺旋推料器葉片設計成*傾斜狀態(tài)，其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數(shù)均經過優(yōu)化設計，處理能力提高，降低了絮凝劑的消耗量及泥餅含水率。
2.2可調節(jié)的機械因素
(1)轉鼓轉速
轉鼓轉速的調節(jié)通常通過變頻電機或液壓馬達來實現(xiàn)。轉速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率。但轉速過大會使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時較高轉速對材料的要求高，對機器的磨損增大，動力消耗、振動及噪聲水平也會相應增加。
(2)差速度
差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質量。提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時間會縮短，脫水后泥餅含水率大，同時過大差速度會使螺旋對澄清區(qū)液池的擾動加大，濾液質量相對差一些。降低差速度，會加大沉渣厚度，沉渣脫水時間增長，脫水后泥餅含水率降低，同時螺旋對澄清區(qū)物料的擾動小，濾液質量也相對好些，但會增大螺旋推料的負荷，應防止排渣量減小造成離心機內沉渣不能及時排出而引起的堵料現(xiàn)象，防止濾液大量帶泥，這時就必須減小進料量或提高差速度。因此應根據物料性質、處理量大小、處理要求及離心機結構參數(shù)來確定差速度大小。一般認為泥餅在干燥區(qū)的脫水時間應控制在4～6S秒之間，時間再長效果也不會明顯變化。
(3)液環(huán)層厚度
液環(huán)層厚度是工藝優(yōu)化的一個重要參數(shù)，直接影響離心機的有效沉降容積和干燥區(qū)長度，進而影響離心機的處理效果。一般在停機狀態(tài)下通過手動調節(jié)液位擋板的高低來實現(xiàn)，調整時必須確保各個液位擋板的高低一致，否則會導致離心機運行時劇烈振動，也有部分國外廠商的產品可以實現(xiàn)液環(huán)層厚度的自動調節(jié)。液環(huán)層厚度增加，會使沉降面積增大，物料在機內停留時間也會相應增加，濾液質量提高，但同時機內的干燥區(qū)長度縮短，導致泥餅干度降低。相反，調低液環(huán)層厚度可獲得較高的泥餅含固率，但要以犧牲濾液質量為代價。因此應合理地調節(jié)液位擋板的高低使泥餅干度與濾液質量達到*組合。
2.3工藝因素
由于離心機是利用固液兩相的密度差來實現(xiàn)固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。城市污水處理廠的初沉污泥較易脫水，剩余污泥較難脫水，而混合污泥的脫水性能介于兩者之間。
為改善污泥脫水性能，進行機械脫水前一般應均勻加入適量的有機高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來降低污泥的比阻，使其易于脫水。絮凝劑的種類必須和污泥特性相適應，聚丙烯酰胺有陽離子型、陰離子型和非離子型三類，選擇時應從技術、經濟方面綜合衡量，通過試驗篩選合適的絮凝劑類型和品牌，絮凝劑的分子量也要達到一定要求。
根據實際運行情況表明，投加絮凝劑的多少對離心脫水的泥餅含固率的影響很小，對濾液的質量影響較大。因此采用離心脫水可以不投加或少投加絮凝劑進行脫水工藝，從而降低運行費用，但投加適量、合適的絮凝劑可顯著提高固體回收率。絮凝劑用量和濃度不足，則難以形成絮體，影響濾液質量；而絮凝劑濃度太大，活性基團則金由于相互屏蔽總量反而下降，且再分散作用也會破壞絮體穩(wěn)定性，絮凝效果同樣不好；絮凝劑用量太大，則不僅造成浪費，而且處理效果沒有顯著提高。市政污泥處理中，有機高分子絮凝劑藥液的配置濃度一般為1‰～5‰，絮凝劑用量一般3～5kg／TDS。
3結語
影響離心機脫水效果的因素很多，并且各個因素又互相影響，因此處理效果是以上所述各個因素綜合作用的結果，離心機的選型應結合工程項目的實際情況進行，運行參數(shù)的調整應從脫水后泥餅zui終處置方法所要求*泥餅含水率、固體回收率和經濟性等因素綜合考慮。 |
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