影响离心式污泥脱水机效果的因素有哪些?

离心式污泥脱水机的效果分为可调因素和不可调因素。

不可调炮泥机系数

滚筒直径和有效长度

滚筒直径越大,有效长度越长,有效沉降面积越大,处理能力越大,物料在滚筒内停留时间越长。在相同速度下,分离因子越大,分离效果越好。但由于材料的限制,不可能无限增大离心机转鼓的直径,因为随着直径的增大,允许的最大速度会随着材料坚固程度的降低而降低,所以离心力也会相应降低。一般滚筒直径在200 ~ 1000mm之间,长径比在3 ~ 4之间。目前,离心式污泥脱水机向高转速、大长径比方向发展。这种压球机更适合低浓度污泥的处理,饼干度更好。另外,在处理量相同的情况下,大鼓径的离心机可以以较低的差速运行,因为大鼓径的螺旋输送能力更大,而要达到同样的输送能力,必须通过提高差速来实现小鼓径的离心机。

b滚筒半锥角

当沉降在离心机转筒内侧的沉淀物沿着转筒的锥形端被推到排出口时,由于离心力,沉淀物受到向下滑动的回流力。转鼓半锥角是离心机设计中的一个重要参数。澄清效果方面,锥角要尽量大;从输渣和脱水效果考虑,要求锥角尽可能小。因为输渣是离心机正常运行的必要条件,所以优化设计首先要满足输渣条件。对于活性污泥等难以分离的物料,半锥角一般在6度以内,以降低沉淀物的回流速度。对于普通物料,半锥角在10度以内,可以保证泥沙的顺利输送。

c音调

螺距,即相邻两螺旋叶片之间的距离,是一个非常重要的结构参数,它直接影响到输渣的成败。当螺旋直径固定时,螺距越大,螺旋角度越大,螺旋叶片之间物料堵塞的机会越大。同时,大螺距会减少螺旋叶片的转数,导致滚筒锥端物料分布不均匀,增加机器振动。因此,对于活性污泥等难以分离的物料,输送炉渣比较困难,节距要小一些,一般为滚筒直径的1/5 ~ 1/6,以方便输送。对于易分离的物料,螺距应较大,一般为滚筒直径的1/2 ~ 1/5,以提高输送泥沙的能力。

d螺旋型

螺杆是离心式污泥脱水机的主要部件。它的作用是输送沉淀在滚筒内的沉淀物,并顺利排出。它不仅是一种卸料装置,而且决定着生产能力、使用寿命和分离效果。根据转鼓内液体和固体相对运动方式的不同,螺旋的类型分为逆流和平行流。逆流离心机的进料腔位于螺旋的中部,即靠近干燥区和沉降区的边界,保证液相有足够的沉降距离,但固相只能停留通过锥体所需的时间,因此需要较高的离心力;当物料从这里进入转鼓时,会使该区域已沉降的固体颗粒由于扰动而再次上浮,还会产生紊流和附加涡流,降低分离效果。由于平行流离心机的进料口在转鼓的末端,避免了逆流湍流,沉淀物不受扰动。离心机全长起沉降作用,扩大了沉降面积,增加了悬浮液在机内的停留时间,从而提高了分离效果。由于延长的、无扰动的沉降可以有效地减少絮凝剂的用量,大大改善流体在机器内的流动状态,并通过增大滚筒直径来增加离心力,因此可以显著降低转速,节省电耗,降低噪音,延长机器寿命。平行螺旋结构的离心机特别适用于固液密度差小、固相沉降性能差、含固量低的难分离物料。而平行流离心机的滤液是通过撇渣管排出的,滤液通过撇渣管时没有分离出来的固体颗粒会被分离出来沉积在撇渣管内,会长期堵塞撇渣管的通道,需要定期清洗。

近年来,随着污泥脱水需求的增加,一种高效的螺旋结构应运而生。如瑞典阿法拉伐公司的BD挡板技术,即在离心机锥段螺旋出料端设置特殊挡板,可使离心机处于超深液池状态以增加对泥饼的压力,只输送下部的沉淀物,而将上部含水量高的污泥保留在压锥段外侧,实现压榨脱水和防水套管,使污泥更加干燥。瑞典NOXON公司采用斜板沉降原理专利技术,将离心机叶轮叶片设计成最佳倾斜状态。对叶片倾角、螺距和叶片间距等参数进行了优化,提高了处理能力,降低了絮凝剂用量和泥饼含水率。

2个可调机械因素

鼓的速度

滚筒速度的调节通常由变频电机或液压马达来实现。转速越大,离心力越大,有助于提高泥饼的含固量。但转速过高会破坏污泥絮体,降低脱水效果。同时,更高的转速对材料的要求也更高,会增加机器的磨损、功耗、振动和噪音水平。

差速(差比)

差速直接影响排渣量、泥饼度和滤液质量,是离心式污泥脱水机运行中需要根据运行情况进行调整的重要参数之一。提高差速有利于提高排渣能力,但沉淀物脱水时间会缩短,脱水后泥饼含水量高。同时,过大的差速会增加螺旋对澄清区液池的扰动,滤液质量相对较差(俗称“返混”)。降低差速会增加沉淀物的厚度,延长沉淀物的脱水时间,降低脱水后泥饼的含水率。同时,螺旋对澄清区物料扰动小,滤液质量相对更好,但会增加螺旋推料的负荷。既要防止出渣量减少造成离心机内沉淀物堵塞,又要防止滤液携带大量泥浆。此时,需要降低进给速度或增加差速。有些型号的设备有自动加速排渣的功能。当设定的扭矩达到一定的极限值时,设备会自动减少泥浆和药物的用量,提高差速,快速推出堆积的泥环层。扭矩降低到一定值后,流量和差度会自动恢复正常。这是保护设备的有效措施。但在长期运行中,应经常避免这种情况,因为这容易使设备经常处于不稳定的流量和不稳定的压差状态,过程中的波动会影响处理效果,降低处理能力。因此,应根据物料性质、处理能力、处理要求和离心机结构参数来确定差速。也就是说,要根据情况现场寻找最佳的处理能力和处理效果要求的级差范围,在满足泥饼度的条件下,达到尽可能高的处理能力。简单来说,就是处理能力和处理效果之间的矛盾。提高加工能力,需要提高差动速比,但可能会降低饼干度;为了提高泥饼度,需要降低区分度,从而降低处理量。因此,现场调试工作就是要找到符合各自领域实际污泥性质的设备最佳运行参数,从而达到设备运行效率最高和处理效果最佳的双重目的。没有简单的数据可以计算,只能靠长期的实际调试积累经验,根据变化及时调整。同时,在一定范围内,差异度的控制和絮凝剂用量的控制是相辅相成的。在要求泥饼度达到一定程度的情况下,当差异度减小时,同时可以节约絮凝剂用量。简单来说就是增加设备的处理压力,降低絮凝剂的使用压力。因此,适当采用最低区分度可以在一定程度上降低絮凝剂的用量。俗话说的好,叫做“设备运行好了省药,设备运行不好了浪费药”。设备的质量不仅取决于设备本身的设计和加工精度,还取决于对设备运行参数的控制。

对于具有差度自动调节功能的离心机,应结合长期使用情况确定差度的参数设置,并根据可能的变化随时修正。

c液体环层厚度

液环层厚度是设备优化的重要参数,直接影响离心机的有效沉降体积和干燥区(岸区)长度,进而影响污泥脱水的处理效果。一般通过停机时手动调节液位挡板的高度来实现。调整时要保证每个液位挡板的高度一致,否则离心机运转时会剧烈振动,国外厂家的一些产品可以自动调整液环层的厚度。

随着液环层厚度的增加,沉降面积增大,物料在机内停留时间也相应增加,滤液质量提高,但同时机内干燥区(岸区)长度缩短,导致泥饼度降低。相反,降低液环层厚度可以获得更高的泥饼固相含量,但会牺牲滤液质量。因此,应合理调整液位挡板的高度,以达到泥饼度和滤液质量的最佳组合。

一般情况下,很多设备供应商在出厂前都会提前调整好液位挡板。但由于不同现场条件的差异,如果运行状态不理想,可以请设备厂家的工程师配合调整液位挡板,使其更符合实际需要。

2.3流程因素

因为离心机是利用固液的密度差来实现固液分离的,污泥颗粒比重越大,越容易分离。一般来说,城市污水处理厂的初沉污泥容易脱水,剩余污泥很难脱水,而混合污泥的脱水性能介于两者之间。不同污水水质产生的污泥和不同水处理工艺得到的污泥会有很大的不同,因此在污泥脱水方面会有不同的表现。为了提高污泥的脱水性能,在机械脱水前应均匀加入适量的有机高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺(PAM),以降低污泥的比阻,使固液相分离后更容易脱水。絮凝剂的类型必须适合污泥的特性以及设备类型和操作条件。在很多情况下,在絮凝剂选择的烧杯试验中表现良好的试剂在实际应用中并没有表现得更好。重要原因是药剂的特性虽然在一定程度上符合污泥的特性,但不能完全满足设备的运行条件。根据实际运行情况,絮凝剂(污泥脱水剂)投加量达到一定水平后,絮凝剂投加量对离心脱水泥饼含固量影响不大,但对滤液质量影响较大。因此,在污泥脱水过程中,在满足泥饼度和上清液质量要求的情况下,完全没有必要继续增加絮凝剂的投加量,这也是现场造成絮凝剂浪费的主要原因。此外,随着絮凝剂用量的增加,上清液的质量越好。但很多情况下,过分追求上清液质量,多加絮凝剂,是得不偿失的。提高几个百分点的污泥回收率,消耗更多的絮凝剂(就像花100元买10元的商品)是不划算的。只要将上清液的固含量控制在一定的指标范围内。

一般情况下,设备能适应的污泥浓度有一定的范围。过低或过高的污泥浓度会消耗更多的絮凝剂。在设备正常运行的污泥浓度条件下,絮凝剂的用量与待处理污泥的固体含量大致成正比。因此,在污泥流量一定的情况下,絮凝剂的投加量应根据污泥浓度进行调整。很多时候,由于污泥浓度的变化,没有及时调整絮凝剂的投加量,导致现场作业性能差或药剂消耗增加。

如果提高污泥浓度但不增加絮凝剂的投加量,会影响处理效果,使污泥的饼干度降低,上清液浑浊。另一方面,如果污泥浓度降低,絮凝剂的用量也不会减少,造成絮凝剂的浪费,但处理效果并不明显。

此外,如果由于絮凝剂溶解不良导致实际用量不足或由于絮凝剂浓度低导致药液中有效成分供应不足,将难以形成相应干燥度的泥饼,影响上清液质量;但如果絮凝剂浓度过高,絮凝剂高分子链上的活性基团会相互屏蔽包裹,使有效成分难以充分发挥药效,从而造成药物的浪费;由于絮凝剂用量过大,絮体的再分散也会破坏絮体的稳定性,絮凝效果也不好。

过多的絮凝剂不仅造成浪费,而且不能显著提高处理效果。在城市污泥处理中,有机高分子絮凝剂溶液的浓度一般为1 ‰ ~ 5 ‰,絮凝剂的用量一般为3 ~ 5 kg/TDS。某些工业污泥的絮凝剂用量可能达到或超过10kg/TDS,这取决于污泥的性质和污泥脱水机的性能。由于脱水机设备的性能不同,相同性质的污泥在使用同类型絮凝剂时会有不同的絮凝剂消耗性能。

影响离心式污泥脱水机脱水效果的因素很多,各因素之间相互影响,所以处理效果是上述因素综合作用的结果。离心机的选择应结合工程实际情况,运行参数的调整应从脱水后最终处置方式所需的泥饼最佳含水量、固体回收率、经济性等因素综合考虑。