污水处理厂卧螺离心机的运行控制管理
摘要 根据NOXON DC20型卧螺离心机的特点，分析影响离心机污泥脱水效果的主要因素，找出提高离心机脱水效果的控制方法，从而充分发挥离心机的的效能。
关键词 卧螺离心机 液环 速差 含水率
1、 前言
近年来，卧螺离心机在市政污水处理厂污泥脱水机中的应用越来越多，卧螺离心机具有分离效果好，工作效率高，使用管理维护简单方便的特点。虽然不同生产厂家的不同规格或型号的卧螺离心机具有不同的设备结构，设备材质，规格和运行调整机构等，但是其基本设备原理是相似的，我厂选用的是瑞典的NOXON DC20型卧螺离心机，根据生产中的大量的试验结果，分析了影响离心机污泥脱水效果的主要因素（转鼓转速、液环层厚度、速差），摸索了提高离心机污泥脱水效果的控制方法，总结了使离心机稳定运行的控制管理方法。
2、 卧螺离心机的结构及脱水原理
卧螺离心机主要由转鼓，螺旋，差速系统，液位挡板，驱动系统及控制系统等组成，卧螺离心机是利用固液两相的密度差，在离心力的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的，具体分离过程为污泥和絮凝剂药液经入口管道被送入转鼓内混合腔，在此进行混合絮凝（若为污泥泵前加药或泵后管道加药，则已提前絮凝反应），由于转子（螺旋和转鼓）的高速旋转和磨擦阻力，污泥在转子内部被加速并形成一个圆柱液环层（液环区），在离心力的作用下比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层（固环层），再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端，推出液面之后（岸区或称干燥区）泥渣得以脱水干燥，推向排渣口排出，滤液经返流管从转鼓大端排出，实现固液分离。
3、 卧螺离心机运行参数的控制
离心机运行过程中，通过调整转豉的转速，干固体负荷，絮凝剂的种类，絮凝剂的配合测量，投加量及投加位置，液环层厚度，速差曲线等参数，改变泥饼的含固量和滤液的含固量，使离心机运行在最佳状态，我们通过实际运行发现，在上述的诸多因素中转鼓转速，液环层厚度的设定，速差的调整对离心机污泥脱水的效果的影响至关重要。
A：转鼓转速的调节
转鼓转速的调节通常通过变频电机或液压马达来实现。转速越大，离心力越大，有助于提高泥饼含固率，但转速过大会使污泥蓄凝体被破坏，反而会降低脱水效果，同时较高转速对材料要求高，对机器的磨损增大，动力消耗、振动及燥声水平也相应增加。所以一般在调节转鼓转速时要根据污泥的蓄凝体的情况来调节转鼓转速，同时也要考虑离心机在高转速时机械结构的承受能力。根据这一调试原则，经反复试验，我们最终将转鼓转速固定在2100rpm/min(额定转速2200 rpm/min)，取得良好的效果。
B：速差曲线的调整
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“ 速差”是转鼓转速与螺旋转速之差，即两者之间相对转速差，增加或者减小“速差”，污泥在转鼓内的停留时间也就发生了改变，对处理效果有着十分重要的影响。提高“速差“有利于提高排渣能力，但沉渣脱水时间会缩短，脱水后含水率大，同时过大速差会使螺旋对澄清区液池扰动加大，滤液质量相对差一些，降低速差会加大沉渣厚度，沉渣脱水时间增长，脱水后泥饼含水率降低，但会增大螺旋推料的负荷，应防止排渣量减少，造成离心机内沉渣不能及时排出而引起的堵料现象，防止滤液大量带泥，这时就必须减小进料量或提高速差。简单地说就是：处理能力与处理效果存在矛盾，所以现场的调试工作就是需要寻找到符合各自现场实际污泥性质条件的最佳的设备运行工况参数，以实现最高设备运行效率和最佳处理效果双重目的，这没有简单的数据可以计算，只有依靠长期的实际调试积累经验，并及时依照变化进行调整。“速差”可以通过离心机自控系统的“综合控制盘”来进行调节。“速差”与工作压力之间的变化关系能够形成一条“速差曲线”，显示在“综合控制盘”的大屏幕上，图1是离心机实际运行进的一条“速差曲线”，图中的十字交叉点为离心机当前的工作点，其中最佳的工作点为第2点与第3点之间，如果进泥的状况发生波动，如污泥浓度突然升高或流量突然变大，将会引起工作压力的升高，如“速差曲线”中所设定的十字交叉点向右移动，“速差”将会加大，干污泥将会被更快速的从转鼓中推出，工作压力下降，离心机的工作点又回到第2点与第3点之间；反之，如污泥浓度突然降低或流量突然减小，将会引起工作压力的下降，“速差”将会减小，污泥在离心机中的停留时间加长，污泥变得更干，工作压力又回升，离心机的工作点又回到第2点与第3点之间，这样，技术人员根据污泥种类，性质的不同，将脱水效果最佳时的速差和工作压力设定成不同的“速差曲线”，贮存在“综合控制盘”中，设备操作人员根据所处理的污泥类型进行选择，控制系统将根据设定的自动调整转鼓转速与螺旋转速之差，使设备运行在最佳状态。
需要注意的是，在原则上要以最大的处理能力结合最佳的处理效果为原则来确定差速度参数，在絮凝剂用量保证在合理用量范围内，离心机转速固定，进泥的浓度相对稳定的情况下，设备处理能力和脱水效果完全取决于差速度的控制。
C、液环层厚度的调整（设定液位挡板高度）
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液环层厚度是设备优化的一个重要参数，卧螺离心机在进行污泥脱水时，在离心力的作用下在转鼓内会形成液环层（沉降区），固环层或岸区（干燥区），如图2，转鼓在高速旋转时，沿着转鼓图2 液环层厚度与岸区长度的关系示意图壳体形成一同心液层称液环层，同时也会形成一同心脱水污泥固体层称为固环层，在此区间内，污泥所含固体在离心力的作用下沉积到转鼓壁上，故也是称为沉降区，干污泥通过螺旋的运转离开液环层送至排出口，这一段距离称为岸区，为转鼓锥体的一部分，在此区间内，污泥完全离开液体并被继续甩干，故也称为干燥区。转鼓有效半径为液环层，固环层和岸区之和，转鼓有效长度为沉降区和干燥区之和，可以通过改变液位挡板的位置来调整离心机的液环层厚度，离心机的液位挡板调整十分重要，直接影响脱水效果和离心机的振动程度，必须通过反复的试验，将液环层厚度设定在合适的水平，则可以保证污泥的含水率会降低，并且有较高的污泥产量。
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图3是离心机液位挡板设定在不同高度的运行数据，结合卧螺离心机的工作原理，我们对图2进行分析，当进泥量一定时，如果液环层厚度较小，污泥在离心机内的停留时间短，脱水后的泥饼含固率较低，含水率较高；如果液环层厚度较大，污泥在离心机的停留时间长，污泥在液环层内进行分离的时间越长，泥饼含水率就越低，含固量越高。但液环层厚度过大，污泥在液环层内进行分离的时间更长，但干污泥在岸区（干燥区）的停留时间缩短，会造成水随脱水后的污泥从污泥出口溢出，反而使脱水泥饼的含固降低，含水率升高，综合以上两方面的作用，在控制液环层厚度时应在高固体回收率与泥饼含固率之间权衡，确定了这一原则后，根据上述的试验结果，我们将离心机液位挡板的高度调整为171mm，使污泥在离心机中有较长的停留时间，取得良好的污泥脱水效果。
4、结语
通过以上对卧螺离心机实际使用情况的分析可以得出以下结论：
（1）离心机的运行控制中，液位挡板的调整十分重要，直接影响脱水效果和离心机的振动程度，必须通过反复的试验，将液环层厚度设定在合适的水平，则可以保证污泥的含水率会降低，并且有较高的污泥产量。
（2）速差的调整对离心机污泥脱水效果的影响非常大，应根据污泥种类，性质的不同，通过实验寻找离心机的最佳工作点，设定成不同的“速差曲线”，使离心机稳定运行在最佳的工作状态。
（3）影响卧螺离心机脱水效果的因素很多，并且各个因素又互相影响，因此处理效果是以上各个因素综合作用的结果，运行参数的调整应从脱水后泥饼最终处置方法所要求的最佳泥饼含水率、固体回收率和经济性等因素综合考虑。
（4）所有现场管理和操作人员所要做的工作就是：不断观察、及时调整和善于总结，尽可能在可能发生的各种变化中寻求所有工况参数最佳的、相对稳定的完美配合。
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