国产卧螺离心机在污泥脱水中的应用

国产卧螺离心机在污泥脱水中的应用

摘要主要介绍了国产卧螺离心机组的构成、工作原理、技术性能,并对运行数据以及机组运行中遇到的问题进行了分析,卧螺离心机处理量大,发生故障率低等特性能够满足污泥处理的要求。

关键词卧螺离心机污泥脱水絮凝剂

淄博市污水处理公司一期工程采用AB 工艺,设计处理污水量14 万m3/ d ,处理工艺所产生的剩余污泥经浓缩和消化处理后,日产含水率94 %左右的污泥近700 m3 ,必须经脱水处理将含水率降至75 %左右才能外运处置。自1992 年11 月投产运行以来,先后采用国外进口和国产带式压滤机对污泥进行脱水处理,但随着进水悬浮物的提高,污泥的产量越来越高,导致水处理工艺所产生的剩余污泥不能及时处理,严重影响水处理工艺的正常运行。经过调研、考察论证,并在现场污泥脱水试验的基础上,决定采用国产卧螺离心污泥脱水机组,选用了3台LW420 ×1750BD 型卧螺离心机。

1 构成及工作原理

1.1 机组构成及工艺流程

LW420 ×1750BD 型卧螺离心污泥脱水机组主要由LW420 ×1750BD 型卧螺离心机、全自动絮凝剂制备投加装置、污泥粉碎切割机、进泥泵、加药泵、单螺杆污泥输送泵、流量计和全自动控制系统等构成。其工艺流程见图1 。

1.2 工作原理

卧螺离心机是卧式螺旋卸料离心机的简称,主要由高速旋转的转鼓,与转鼓转向相同转速略低的螺旋和差速器等部件组成。当污泥进入离心机转鼓腔后,高速旋转的转鼓产生强大

的离心力,污泥颗粒由于密度大,离心力也大,因此污泥被甩贴在转鼓内壁上,形成固环层;而水的密度较小,离心力也小,只能在固环层内侧形成液环层。由于螺旋和转鼓的转速不同,二者存在相对运动(即差转速) ,把沉积在转鼓内壁的污泥推向转鼓小端出口处排出,分离出的水从转鼓的另一端排出。差速器的作用是使转鼓和螺旋之间形成一定的转速差。污泥中投加絮凝剂,以产生絮凝作用,使分散的污泥颗粒聚集产生较大的絮凝体,加速泥水分离。

1.3 技术性能

转鼓直径420 mm , 长度1 750 mm , 长径比4117 ,转速0～3 400 r/ min ;分离因数2 700 ;主电机功率30 kW ,辅电机功率715 kW;噪声≤85 dB ;污泥处理能力20～30 m3/ h (污泥含水率为94 %左右) ;泥饼含水率≤75 % ,上清液含固率≤5 ‰;泥饼回收率≥94 %;絮凝剂投加量≤4 kg/ tDS。

2 运行数据及分析

机组运行数据见表1 。

2.1 机组的处理能力

进泥含水率在94 %左右的条件下,每台机组的处理能力为20～30 m3/ h ,每小时生产干泥(含水率为零的污泥) 112～118 t ,每台机组最大处理量为720 m3/ d。水处理工艺所产生的剩余污泥经浓缩、消化后,每天约700 m3 左右(含水率94 %左右) ,一台机组运行就可满足工艺要求。2 m 宽的带式压滤机每小时生产干污泥(含水率为零的污泥) 量为500～600 kg ,处理能力不及卧螺离心机。

2.2 机组电耗

LW420 ×1750BD 型卧螺离心脱水机采用双电机双变频驱动方式,转鼓和螺旋由主电机驱动,转鼓和螺旋之间的差转速靠差速器带动辅电机发电产生制动力来实现,辅电机工作时处于发电状态,不消耗电能,辅电机发出的电通过主、副变频器共用母线,将电能反馈给主变频器,离心机主机的耗电电流小于主电机的电流减去辅电机的发电电流。主电机功率为30 kW ,主要考虑到离心机的转鼓和螺旋转动惯量大,启动电流高而配置的。主机实际耗电电流不到40 A ,离心机主机吨干泥的耗电量在11～13kW·h 之间,6 %左右进泥浓度条件下的带式压滤机主机吨干泥耗电量在16～20 kW·h 之间(主要是冲洗水泵的耗电) 。

2.3 絮凝剂的消耗

卧螺离心脱水机组絮凝剂单耗为3～4 kg/ tDS ,由表1 可以看出,随着离心机进泥量的增加,离心机絮凝剂的单耗也随之增加,污泥回收率随之降低。因进泥量增加后,污泥在离心机内的停留时间缩短,必须通过增加絮凝剂量提高絮凝效果,使泥水分离速度加快。另外,絮凝剂的单耗还与污泥的性质有关,如果污泥消化处理不彻底或浓缩池内停留时间较长,正值酸化阶段,污泥的比阻增大,这种污泥脱水比较困难,絮凝剂的单耗将增加。消化充分的污泥

比未经消化的污泥可节省1/ 4～1/ 3 的絮凝剂投加量,因此在污泥处理的运行管理中要尽量避免污泥出现酸化。

2.4 机组差转速

差转速增大时,污泥在离心机内的停留时间缩短,并加大了对液环层的扰动,污泥的回收率和泥饼的含固率都将降低,但增大差转速可提高离心机的处理能力。差转速减少时,污泥在离心机内的停留时间延长,对液环层的扰动也减轻,污泥回收率和泥饼含固率都将提高,但离心机的处理能力将降低。因此,离心机的进泥量增加后,必须相应地提高离心机的差转速。

2.5 主辅电机电流

由表1 可看出,在主电机转速一定的条件下,进泥量增加,主电机电流也相应增加。在进泥量一定的条件下,辅电机的电流随着差转速的增加而减少,差转速不能太低,否则将由于污泥在机内积累过量,使固环层大于液环层,辅电机过载而损坏离心机。

3 机组运行中遇到的问题

(1) 排泥和排水不畅,造成分离出的泥和水在转鼓和罩壳之间相互串通。由于转鼓高速旋转,卧螺离心机分离出的泥和水也以比较高的流速从排泥口和排水口向外“喷射”。因转鼓与罩壳之间存在间隙,排泥口和排水口之间是相通的,如果排泥和排水不畅,会造成离心机分离出的泥和水相互“串通”,使泥变稀或水中带泥,严重影响分离效果。特别是排泥不畅,转鼓和罩壳之间堵满泥,会使主电机过载,而致离心机组不能正常运行。因此,离心机的排泥设备和排水系统,必须有足够的能力,才能保证离心机正常运行。

(2) 当污泥中含有比水密度小的有机颗粒时,其高速旋转产生的离心力也小,这些有机颗粒无法沉积到转鼓壁上,只能悬浮在水中,随水排出机外。卧螺离心污泥脱水机无法将密度较小的有机污泥颗粒分离出。

(3) 污泥不宜提前絮凝。在离心机的进料口处污泥和絮凝剂同时进入转鼓腔,瞬间絮凝并通过离心力的作用使泥水快速分离。如果污泥中提前加入絮凝剂,在进入转鼓腔之前絮凝,形成大的絮团,絮团进入离心机后,将被打碎,使泥水不易分离,分离效果变差。

(4) 进泥泵和加药泵的流量选择要合理,保证变频器在合理的频率范围内工作。离心机的进泥泵、加药泵采用变频器调节流量。变频器在低频率条件下长期连续运行时,因转速低扭矩大,导致电机电流过高,容易出现故障,对电机也不利。

4 结语

国产LW420 ×1750BD 型卧螺离心污泥脱水机组在淄博市污水处理公司近1 年的应用表明,其不但处理能力大,而且可自动连续可靠运行,满足了剩余污泥全部脱水的要求,保证了水处理工艺的正常运行。