污水處理廠臥螺離心機的運行控制管理
摘要 根據NOXON DC20型臥螺離心機的特點，分析影響離心機污泥脫水效果的主要因素，找出提高離心機脫水效果的控制方法，從而充分發揮離心機的的效能。
關鍵詞 臥螺離心機 液環 速差 含水率
1、 前言
近年來，臥螺離心機在市政污水處理廠污泥脫水機中的應用越來越多，臥螺離心機具有分離效果好，工作效率高，使用管理維護簡單方便的特點。雖然不同生產廠家的不同規格或型號的臥螺離心機具有不同的設備結構，設備材質，規格和運行調整機構等，但是其基本設備原理是相似的，我廠選用的是瑞典的NOXON DC20型臥螺離心機，根據生產中的大量的試驗結果，分析了影響離心機污泥脫水效果的主要因素（轉鼓轉速、液環層厚度、速差），摸索了提高離心機污泥脫水效果的控制方法，總結了使離心機穩定運行的控制管理方法。
2、 臥螺離心機的結構及脫水原理
臥螺離心機主要由轉鼓，螺旋，差速系統，液位擋板，驅動系統及控制系統等組成，臥螺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（若為污泥泵前加藥或泵后管道加藥，則已提前絮凝反應），由于轉子（螺旋和轉鼓）的高速旋轉和磨擦阻力，污泥在轉子內部被加速并形成一個圓柱液環層（液環區），在離心力的作用下比重較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁形成泥層（固環層），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（岸區或稱干燥區）泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，濾液經返流管從轉鼓大端排出，實現固液分離。
3、 臥螺離心機運行參數的控制
離心機運行過程中，通過調整轉豉的轉速，干固體負荷，絮凝劑的種類，絮凝劑的配合測量，投加量及投加位置，液環層厚度，速差曲線等參數，改變泥餅的含固量和濾液的含固量，使離心機運行在最佳狀態，我們通過實際運行發現，在上述的諸多因素中轉鼓轉速，液環層厚度的設定，速差的調整對離心機污泥脫水的效果的影響至關重要。
A：轉鼓轉速的調節
轉鼓轉速的調節通常通過變頻電機或液壓馬達來實現。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蓄凝體被破壞，反而會降低脫水效果，同時較高轉速對材料要求高，對機器的磨損增大，動力消耗、振動及燥聲水平也相應增加。所以一般在調節轉鼓轉速時要根據污泥的蓄凝體的情況來調節轉鼓轉速，同時也要考慮離心機在高轉速時機械結構的承受能力。根據這一調試原則，經反復試驗，我們最終將轉鼓轉速固定在2100rpm/min(額定轉速2200 rpm/min)，取得良好的效果。
B：速差曲線的調整
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“ 速差”是轉鼓轉速與螺旋轉速之差，即兩者之間相對轉速差，增加或者減小“速差”，污泥在轉鼓內的停留時間也就發生了改變，對處理效果有著十分重要的影響。提高“速差“有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時間會縮短，脫水后含水率大，同時過大速差會使螺旋對澄清區液池擾動加大，濾液質量相對差一些，降低速差會加大沉渣厚度，沉渣脫水時間增長，脫水后泥餅含水率降低，但會增大螺旋推料的負荷，應防止排渣量減少，造成離心機內沉渣不能及時排出而引起的堵料現象，防止濾液大量帶泥，這時就必須減小進料量或提高速差。簡單地說就是：處理能力與處理效果存在矛盾，所以現場的調試工作就是需要尋找到符合各自現場實際污泥性質條件的最佳的設備運行工況參數，以實現最高設備運行效率和最佳處理效果雙重目的，這沒有簡單的數據可以計算，只有依靠長期的實際調試積累經驗，并及時依照變化進行調整。“速差”可以通過離心機自控系統的“綜合控制盤”來進行調節。“速差”與工作壓力之間的變化關系能夠形成一條“速差曲線”，顯示在“綜合控制盤”的大屏幕上，圖1是離心機實際運行進的一條“速差曲線”，圖中的十字交叉點為離心機當前的工作點，其中最佳的工作點為第2點與第3點之間，如果進泥的狀況發生波動，如污泥濃度突然升高或流量突然變大，將會引起工作壓力的升高，如“速差曲線”中所設定的十字交叉點向右移動，“速差”將會加大，干污泥將會被更快速的從轉鼓中推出，工作壓力下降，離心機的工作點又回到第2點與第3點之間；反之，如污泥濃度突然降低或流量突然減小，將會引起工作壓力的下降，“速差”將會減小，污泥在離心機中的停留時間加長，污泥變得更干，工作壓力又回升，離心機的工作點又回到第2點與第3點之間，這樣，技術人員根據污泥種類，性質的不同，將脫水效果最佳時的速差和工作壓力設定成不同的“速差曲線”，貯存在“綜合控制盤”中，設備操作人員根據所處理的污泥類型進行選擇，控制系統將根據設定的自動調整轉鼓轉速與螺旋轉速之差，使設備運行在最佳狀態。
需要注意的是，在原則上要以最大的處理能力結合最佳的處理效果為原則來確定差速度參數，在絮凝劑用量保證在合理用量范圍內，離心機轉速固定，進泥的濃度相對穩定的情況下，設備處理能力和脫水效果完全取決于差速度的控制。
C、液環層厚度的調整（設定液位擋板高度）
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液環層厚度是設備優化的一個重要參數，臥螺離心機在進行污泥脫水時，在離心力的作用下在轉鼓內會形成液環層（沉降區），固環層或岸區（干燥區），如圖2，轉鼓在高速旋轉時，沿著轉鼓圖2 液環層厚度與岸區長度的關系示意圖殼體形成一同心液層稱液環層，同時也會形成一同心脫水污泥固體層稱為固環層，在此區間內，污泥所含固體在離心力的作用下沉積到轉鼓壁上，故也是稱為沉降區，干污泥通過螺旋的運轉離開液環層送至排出口，這一段距離稱為岸區，為轉鼓錐體的一部分，在此區間內，污泥完全離開液體并被繼續甩干，故也稱為干燥區。轉鼓有效半徑為液環層，固環層和岸區之和，轉鼓有效長度為沉降區和干燥區之和，可以通過改變液位擋板的位置來調整離心機的液環層厚度，離心機的液位擋板調整十分重要，直接影響脫水效果和離心機的振動程度，必須通過反復的試驗，將液環層厚度設定在合適的水平，則可以保證污泥的含水率會降低，并且有較高的污泥產量。
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圖3是離心機液位擋板設定在不同高度的運行數據，結合臥螺離心機的工作原理，我們對圖2進行分析，當進泥量一定時，如果液環層厚度較小，污泥在離心機內的停留時間短，脫水后的泥餅含固率較低，含水率較高；如果液環層厚度較大，污泥在離心機的停留時間長，污泥在液環層內進行分離的時間越長，泥餅含水率就越低，含固量越高。但液環層厚度過大，污泥在液環層內進行分離的時間更長，但干污泥在岸區（干燥區）的停留時間縮短，會造成水隨脫水后的污泥從污泥出口溢出，反而使脫水泥餅的含固降低，含水率升高，綜合以上兩方面的作用，在控制液環層厚度時應在高固體回收率與泥餅含固率之間權衡，確定了這一原則后，根據上述的試驗結果，我們將離心機液位擋板的高度調整為171mm，使污泥在離心機中有較長的停留時間，取得良好的污泥脫水效果。
4、結語
通過以上對臥螺離心機實際使用情況的分析可以得出以下結論：
（1）離心機的運行控制中，液位擋板的調整十分重要，直接影響脫水效果和離心機的振動程度，必須通過反復的試驗，將液環層厚度設定在合適的水平，則可以保證污泥的含水率會降低，并且有較高的污泥產量。
（2）速差的調整對離心機污泥脫水效果的影響非常大，應根據污泥種類，性質的不同，通過實驗尋找離心機的最佳工作點，設定成不同的“速差曲線”，使離心機穩定運行在最佳的工作狀態。
（3）影響臥螺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各個因素綜合作用的結果，運行參數的調整應從脫水后泥餅最終處置方法所要求的最佳泥餅含水率、固體回收率和經濟性等因素綜合考慮。
（4）所有現場管理和操作人員所要做的工作就是：不斷觀察、及時調整和善于總結，盡可能在可能發生的各種變化中尋求所有工況參數最佳的、相對穩定的完美配合。
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