影響臥螺離心脫水機正常運行的問題及處理措施

陳偉東

（廣東粵電新會發電有限公司，廣東 江門 529149）

火力發電廠水處理過程中會產生一定量的污泥，這些污泥主要有廢水預處理系統（凈水站）沉淀的污泥、工業廢水處理站沉淀的污泥和脫硫廢水處理站沉淀的污泥。《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》規定，需定期將該部分普通污泥轉運、堆放、制磚與利用處置，做到資源化利用，不對環境造成任何二次污染，不得發生環境危害事件。電廠一般都委托有污泥處理資質的市政垃圾處理公司分類回收處理。

火力發電廠水處理中產生的污泥，含水率高達96%，不利于運輸和資源再利用，一般均會采用機械脫水產出泥塊。機械脫水的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。電廠脫硫廢水處理站沉淀的污泥脫水多選用板框壓濾脫水機，凈水站和工業廢水處理站普遍選用臥螺離心脫水機。而臥螺離心脫水機的運行問題更為突出，如果系統設置不完整，使用或維護不當都會造成機組無法正常運行。

1 臥螺離心脫水機組系統組成及其工作原理

臥螺離心脫水機組系統主要由臥式螺旋離心脫水機、絮凝劑配藥投加裝置、污泥調配池、破碎切割機、進料泵、加藥泵、污泥輸送機、液壓站、清水泵和全自動控制系統等裝置構成，如圖1所示。

臥螺離心脫水機是臥式螺旋沉降離心機的簡稱，它主要由帶空腔的轉鼓、差速器、螺旋輸送器、殼體和電機等組成，其工作原理為：當要分離的液態污泥進入離心機轉鼓腔后，高速旋轉的轉鼓產生強大的離心力，比液相密度大的污泥顆粒在離心力的作用下快速沉降到轉鼓內壁，形成固環層，離心機內部的螺旋輸送器把沉積在轉鼓內壁的固相污泥顆粒推向轉鼓小端錐形脫水段進一步脫水，然后經固體出渣口排出，分離后的水則從轉鼓大端的溢流堰流出。臥螺離心脫 水機本體基本結構如圖2所示。

圖1 臥螺離心脫水機組系統

圖2 臥螺離心脫水機本體基本結構

2 影響臥螺離心機正常運行的選型設置問題

2.1 沒選用成套設備

人們不選用成套設備，會造成系統設置不合理、參數不匹配、缺少必需的設備以及自動化水平低等問題，如沒設置污泥調配池、絮凝劑配藥投加系統自動化水平低、沒設置污泥破碎切割機等。

2.2 轉鼓長徑比選擇不正確

轉鼓的長度與直徑的比值叫長徑比，長徑比值越大，脫水的含固率就越高，當長徑比小于4時，泥水還沒有完全分離就被甩出，因而脫泥不會太干，但轉鼓過長又會使性價比下降，增加能耗。

3 影響臥螺離心脫水機運行的主要問題及處理措施

影響臥螺離心脫水機正常運行的問題有很多，本文提出了一些可提高機組系統運行質量的處理措施。

3.1 確定開機順序

一定要遵守螺旋離心機先開原則，以確保離心機運行的安全。在設備清洗之后，離心機內部總有少量的物料殘渣留下，如果離心機較長時間停放未運行，殘留的固渣會沉積在底部并且比較堅硬。所以，人們利用螺旋先開的原則，能夠更大程度地保證以后轉鼓的順利啟動。在離心機轉速完全達到設定值且運轉完全正常后，才可以啟動進料系統。

3.2 投加合適的絮凝劑

在污泥脫水處理過程中，投加一定量的絮凝劑對污泥進行預處理，這對污泥脫水性能的有著非常重要的影響。實際運行中，選擇陽離子的聚丙烯酰胺類絮凝劑較多，但人們需要根據前端水來水的特性來判斷，也有使用陰離子聚丙烯酰胺。臥螺離心脫水機組絮凝劑單耗通常為2～5 kg/tDS，隨著離心脫水機進泥量的增加，離心脫水機絮凝劑的單耗也不斷增加，污泥回收率隨之降低。實際運行情況表明，在絮凝劑投加量達到一定程度后，投加絮凝劑的多少對離心脫水的泥塊含固率的影響很小。絮凝劑用量太大，不僅造成浪費，而且處理效果沒有顯著提高。由于離心脫水機設備性能的差異，同樣性質的污泥在使用相同型號絮凝劑的情況下，要達到理想的出泥效果也會產生不同的絮凝劑消耗量。

3.3 確定合理的污泥處理負荷

污泥負荷是指每小時處理的污泥的重量。調整離心體的污泥處理負荷，對污泥脫水效果有很大影響，當進泥流量達到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過離心脫水機所能承受的最大污泥負荷時，脫水機扭矩力增加，脫水機保護動作，機器將無法正常運轉。這時若是采用液壓馬達差速器的離心脫水機，壓差也將達到峰值。然后反饋給脫水機螺旋一個速度調整信號，轉鼓與螺旋的轉速差會增大，加快速度推出固體物料，但因為固體物料分離的時間較短，沉降時間有限，脫出的固體物料含水量會比較大。而在排水側，因為固體物料沒有充分分離就排出，所以排出的水會比較渾濁。此時，若污泥泵具備變頻調速功能，離心脫水機會給出一個反饋信號，影響污泥泵減小出力，降低負荷。

3.4 調節并確定轉鼓轉速

轉鼓轉速的調節需要通過變頻電機或液壓馬達來實現。轉轉速鼓的提高，作用在污泥上的離心力也會相應增加，污泥沉降與分離速度更快。如果作用力太大，可能導致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果。另外，轉速增加導致設備的磨損也可能增加。通常，脫水機廠家在出廠設計時將轉速范圍控制在2 500～2 850 r/min，這是一個比較好的平衡點。使用人員可以在廠家的配合下，經過多次調試，產出滿意的泥塊后確定合理的轉速。

3.5 確定合適的差速

出泥干度、清液質量和排渣能力是臥螺離心脫水機運行中最重要的指標，該指標受脫水機差速直接影響。目前，大多使用的臥螺離心脫水機采用的是機械齒輪箱式的差速調節系統，是由電機裝上皮帶，帶動螺旋轉動，與同樣旋轉的轉鼓形成轉速差，從而獲得扭矩力推動物料。電機上裝有變頻器調整頻率來改變轉速，從而獲得不同的扭矩力。

另一種差速調節采用驅動。液壓螺旋驅動系統由液壓差速器、液壓泵站和控制系統組成。差速器殼體（定子）直接用螺栓連接到離心脫水機轉鼓，轉子通過花鍵軸連接到離心脫水機的螺旋上。液壓差速器是一個低速高扭矩的液壓馬達，具有恒定的工作容積。液壓油在液壓差速器和液壓泵站之間循環流動。液壓油通過分配器由活塞施加力在凸輪盤上。這個力的切向分力引起轉子轉動，從而帶動螺旋的轉動。

很多電廠污泥濃度波動頻繁，機械齒輪箱式的差速調節系統反饋精度跟不上，設備沒做到完全自動，造成了頻繁故障情況的出現。差轉速增大時，污泥在離心脫水機內的停留時間縮短，并加大了對液環層濾池的擾動，污泥的回收率和泥塊的含固率都將降低，但增大差轉速可提高離心脫水機的處理能力。差轉速減少時，污泥在離心脫水機內的停留時間延長，對液環層濾池的擾動也減輕，污泥回收率和泥塊含固率都將提高，但離心脫水機的處理能力將降低。所以，人們應根據出泥干度、清液質量的情況來及時調整差速。在實際運行中，人們可以觀察主電機的扭矩值來調整差速，當離心脫水機主電機扭矩控制在10%～14%，可以得到較好的泥塊含水率和污泥回收率；當螺旋扭矩不斷上升且超過25%時，就應及時加大差速將轉鼓內的污泥排出，避免造成主電機過扭矩停車[1]。

3.6 調整和確定液環層厚度

臥螺離心脫水機在進行污泥脫水時，轉鼓螺旋外會形成固環層、液環層和脫水段。當進泥量一定時，如果液環層（即液池）厚度較大，污泥在離心脫水機內的停留時間就長，污泥在液環層內進行分離的時間就越長，使得固液分離更徹底。如果離心脫水機內的液環層厚度降低，污泥在離心脫水機內的停留時間短，還沒有充分沉降分離就從排水側排出，會導致排水渾濁、含泥量高。但液環層（即液池）厚度較大會導致脫水機處理量的降低。所以，液環層濾池深度也是離心脫水機非常關鍵的輔助參數之一。根據實際情況，泥餅含水率控制在80%以下，固體含固量大于25%時，更有利于泥塊包裝運輸或制磚等處置。因此，合理地調節液環層高度能使泥塊干度與清液質量達到最佳組合[2]。一般情況下，很多設備供應商在設備出廠時預先對液位擋板進行調節，但因不同的使用現場條件存在差異，若運行狀態不理想，使用者可請設備廠家工程師配合進行現場液位擋板的調整，使其更加滿足實際需求。

3.7 保證設備及時自動清洗

即使設備有很好的使用效果，人們也需注意臥螺離心脫水機的內部清洗。例如，停機前充分清洗上清液返流管，清理進泥螺桿泵，定期檢查臥螺離心機內部是否已沖洗干凈，預防下次使用時堵塞。

4 結語

影響離心機脫水效果的問題因素很多，并且各個問題又互相影響。因此，在臥式螺旋離心機進行污泥脫水的過程中，人們必須保證正確的開機和關機順序，選擇合適的藥劑、進泥量、轉速和差速等參數，掌握正確的操作方法，這樣才能較好地達到脫水產泥要求，保證設備穩定運行和延長設備使用壽命。