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影響臥螺式離心機(jī)效果的因素 |
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點(diǎn)擊次數(shù)：18489 更新時間：2015-06-16 |
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zui近幾年來，隨著我國污水處理事業(yè)的蓬勃發(fā)展，污水處理普及率的提高及深度處理的采用，產(chǎn)生的污泥量也日益增加，污水污泥的處理及處置問題在城市污水處理中的地位日益突出?？紤]到脫水后泥餅填埋、堆肥、焚燒等后處理工段，對污泥脫水的要求也日益提高，因此，臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)(以下簡稱離心機(jī))因其脫水后泥餅含水率低、自動化程度高、操作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)而倍受水處理行業(yè)青昧，其應(yīng)用大有取代帶式壓濾機(jī)之勢。根據(jù)離心機(jī)的使用調(diào)查情況，結(jié)合調(diào)試和使用經(jīng)驗，就影響離心機(jī)脫水效果的因素做以下探討。
1結(jié)構(gòu)及脫水原理
離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速系統(tǒng)、液位擋板、驅(qū)動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。
離心機(jī)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(xiàn)固液分離的。具體分離過程為污泥和絮凝劑藥液經(jīng)入口管道被送入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)混合腔，在此進(jìn)行混合絮凝，由于轉(zhuǎn)子(螺旋和轉(zhuǎn)鼓)的高速旋轉(zhuǎn)和摩擦阻力，污泥在轉(zhuǎn)子內(nèi)部被加速并形成一個圓柱液環(huán)層，在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，再利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對速度差把固相推向轉(zhuǎn)鼓錐端，推出液面之后泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉(zhuǎn)鼓大端排出，實現(xiàn)固液分離。
2影響離心機(jī)效果的因素
2．1不可調(diào)節(jié)的機(jī)械因素
(1)轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長度
轉(zhuǎn)鼓直徑越大，有效長度越長，其有效沉降面積越大，處理能力也越大，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間也越長，在相同的轉(zhuǎn)速下，其分離因數(shù)就越大，分離效果越好。但受到材料的限制，離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑不可能無限制地增加，因為隨著直徑的增加可允許的zui大速度會隨材料堅固性的降低而降低，從而離心力也相應(yīng)降低。通常轉(zhuǎn)鼓直徑在200～1000mm之間，長徑比在3～4之間。
另外，在相同處理量的情況下，大轉(zhuǎn)鼓直徑的離心機(jī)可以以較低的差速度運(yùn)行，原因是大轉(zhuǎn)鼓直徑的螺旋輸渣能力較大，要達(dá)到相同的輸渣能力小轉(zhuǎn)鼓直徑的離心機(jī)必須靠提高差速度來實現(xiàn)。減小差速度可以增加沉渣脫水時間，降低螺旋對澄清區(qū)的擾動，從而提高脫水效果。
(2)轉(zhuǎn)鼓半錐角
沉降在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)的沉渣沿轉(zhuǎn)鼓錐端被推向出料口時，由于離心力的作用，因而受到向下滑移的回流力作用。半錐角越大，污泥受到的離心擠壓力越大，螺旋推力的扭矩越大，葉片磨損越大，以致產(chǎn)生沉渣回流現(xiàn)象而導(dǎo)致螺旋推料器無法排渣。如果半錐角小，其有效沉降面積將大為減小，進(jìn)而降低離心機(jī)的使用性能。
從以上分析可看出，轉(zhuǎn)鼓半錐角是離心機(jī)設(shè)計中較為重要的參數(shù)。從澄清效果來講，要求錐角盡可能大一些；而從輸渣和脫水效果來講，要求錐角盡可能小些。由于輸渣是離心機(jī)正常工作的必要條件，因此*設(shè)計必須首先滿足輸渣條件。對于難分離的物料如活性污泥半錐角一般在6度以內(nèi)，以便降低沉渣的回流速度。對普通一般物料半錐角在10度以內(nèi)就能保證沉渣的順利輸送。
(3)螺距
螺距即相鄰兩螺旋葉片的間距，是一項很重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，直接影響輸渣的成敗。在螺旋直徑一定時，螺距越大，螺旋升角越大，物料在螺旋葉片間堵塞的機(jī)會就越大。同時大螺距會減小螺旋葉片的圈數(shù)，致使轉(zhuǎn)鼓錐端物料分布不均勻而引起機(jī)器振動加大。因此對于難分離物料如活性污泥，輸渣較困難，螺距應(yīng)小些，一般是轉(zhuǎn)鼓直徑的1／5～1／6，以利于輸送。對于易分離物料，螺距應(yīng)大些，一般為轉(zhuǎn)鼓直徑的1／2～1／5，以提高沉渣的輸送能力。
(4)螺旋類型
螺旋是離心機(jī)的主要構(gòu)件，它的作用是輸送沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)的沉渣和順利排掉沉渣，它不僅是卸料裝置，也決定了生產(chǎn)能力、使用壽命和分離效果。螺旋的類型根據(jù)液體和固體在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)相對移動方式的不同分為逆流式和順流式。逆流式離心機(jī)的加料腔在螺旋中部，也就是位于干燥區(qū)和沉降區(qū)之間的邊界附近，以保證液相有足夠的沉降距離，但固相僅能停留其通過圓錐部位所需的時間，因此要求有較高的離心力；物料由這里進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)會引起此區(qū)已沉降的固體顆粒因擾動再度浮起，還會產(chǎn)生湍流和附加渦流，使分離效果降低。順流式離心機(jī)由于進(jìn)料口在轉(zhuǎn)鼓端部，避免了逆流式的湍流，保證沉渣不受干擾，離心機(jī)全長都起到了沉降作用，擴(kuò)大了沉降面積，懸浮液在機(jī)內(nèi)停留時間增長，從而使分離效果得到提高。由于延長和沒有干擾的沉降可有效地減少絮凝劑的使用量，使機(jī)內(nèi)流體的流動狀態(tài)得到很大改善，并且可通過加大轉(zhuǎn)鼓直徑來提高離心力，因此可顯著降低轉(zhuǎn)速，節(jié)省電力消耗，同時減少噪聲，延長機(jī)器的壽命。順流式螺旋結(jié)構(gòu)的離心機(jī)特別適用于固液密度差小，固相沉降性能差，固相含量低的難分離物料。但順流式離心機(jī)的濾液是靠撇液管排出，濾液通過撇液管時未分離出的固相顆粒會再分離沉積在撇液管內(nèi)，日久會堵塞撇液管通道，需定期沖洗。
近年來，隨著對污泥脫水要求的日益提高，出現(xiàn)了型螺旋結(jié)構(gòu)。如瑞典AlfaLaval公司的BD擋板技術(shù)，即在離心機(jī)錐段的螺旋出料端設(shè)置一個特殊擋板，可使離心機(jī)處于超深液池狀態(tài)，以增加對泥餅的壓渣力，并且只輸送下部沉渣，而將上部含水率高的污泥截留在壓榨錐段外側(cè)，實現(xiàn)壓榨脫水，使出泥更干。瑞典NOXON公司采用斜板沉淀原理的Lamella技術(shù)，則將離心機(jī)螺旋推料器葉片設(shè)計成*傾斜狀態(tài)，其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數(shù)均經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，處理能力提高，降低了絮凝劑的消耗量及泥餅含水率。
2.2可調(diào)節(jié)的機(jī)械因素
(1)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)通常通過變頻電機(jī)或液壓馬達(dá)來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率。但轉(zhuǎn)速過大會使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時較高轉(zhuǎn)速對材料的要求高，對機(jī)器的磨損增大，動力消耗、振動及噪聲水平也會相應(yīng)增加。
(2)差速度
差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質(zhì)量。提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時間會縮短，脫水后泥餅含水率大，同時過大差速度會使螺旋對澄清區(qū)液池的擾動加大，濾液質(zhì)量相對差一些。降低差速度，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，同時螺旋對澄清區(qū)物料的擾動小，濾液質(zhì)量也相對好些，但會增大螺旋推料的負(fù)荷，應(yīng)防止排渣量減小造成離心機(jī)內(nèi)沉渣不能及時排出而引起的堵料現(xiàn)象，防止濾液大量帶泥，這時就必須減小進(jìn)料量或提高差速度。因此應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)、處理量大小、處理要求及離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)來確定差速度大小。一般認(rèn)為泥餅在干燥區(qū)的脫水時間應(yīng)控制在4～6S秒之間，時間再長效果也不會明顯變化。
(3)液環(huán)層厚度
液環(huán)層厚度是工藝優(yōu)化的一個重要參數(shù)，直接影響離心機(jī)的有效沉降容積和干燥區(qū)長度，進(jìn)而影響離心機(jī)的處理效果。一般在停機(jī)狀態(tài)下通過手動調(diào)節(jié)液位擋板的高低來實現(xiàn)，調(diào)整時必須確保各個液位擋板的高低一致，否則會導(dǎo)致離心機(jī)運(yùn)行時劇烈振動，也有部分國外廠商的產(chǎn)品可以實現(xiàn)液環(huán)層厚度的自動調(diào)節(jié)。液環(huán)層厚度增加，會使沉降面積增大，物料在機(jī)內(nèi)停留時間也會相應(yīng)增加，濾液質(zhì)量提高，但同時機(jī)內(nèi)的干燥區(qū)長度縮短，導(dǎo)致泥餅干度降低。相反，調(diào)低液環(huán)層厚度可獲得較高的泥餅含固率，但要以犧牲濾液質(zhì)量為代價。因此應(yīng)合理地調(diào)節(jié)液位擋板的高低使泥餅干度與濾液質(zhì)量達(dá)到*組合。
2.3工藝因素
由于離心機(jī)是利用固液兩相的密度差來實現(xiàn)固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。城市污水處理廠的初沉污泥較易脫水，剩余污泥較難脫水，而混合污泥的脫水性能介于兩者之間。
為改善污泥脫水性能，進(jìn)行機(jī)械脫水前一般應(yīng)均勻加入適量的有機(jī)高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來降低污泥的比阻，使其易于脫水。絮凝劑的種類必須和污泥特性相適應(yīng)，聚丙烯酰胺有陽離子型、陰離子型和非離子型三類，選擇時應(yīng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面綜合衡量，通過試驗篩選合適的絮凝劑類型和品牌，絮凝劑的分子量也要達(dá)到一定要求。
根據(jù)實際運(yùn)行情況表明，投加絮凝劑的多少對離心脫水的泥餅含固率的影響很小，對濾液的質(zhì)量影響較大。因此采用離心脫水可以不投加或少投加絮凝劑進(jìn)行脫水工藝，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，但投加適量、合適的絮凝劑可顯著提高固體回收率。絮凝劑用量和濃度不足，則難以形成絮體，影響濾液質(zhì)量；而絮凝劑濃度太大，活性基團(tuán)則金由于相互屏蔽總量反而下降，且再分散作用也會破壞絮體穩(wěn)定性，絮凝效果同樣不好；絮凝劑用量太大，則不僅造成浪費(fèi)，而且處理效果沒有顯著提高。市政污泥處理中，有機(jī)高分子絮凝劑藥液的配置濃度一般為1‰～5‰，絮凝劑用量一般3～5kg／TDS。
3結(jié)語
影響離心機(jī)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所述各個因素綜合作用的結(jié)果，離心機(jī)的選型應(yīng)結(jié)合工程項目的實際情況進(jìn)行，運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整應(yīng)從脫水后泥餅zui終處置方法所要求*泥餅含水率、固體回收率和經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮。 |
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