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1 前言

目前國(guó)內(nèi)城市污水處理廠的污泥脫水采用沉降式離心脫水機(jī)已成為趨勢(shì)，而沉降式離心脫水機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水主要是利用絮凝劑（PAM）的絮凝作用、脫水機(jī)的離心沉降作用和擠壓作用來(lái)完成的，其中絮凝作用和離心作用是脫水的主要方面，擠壓作用則是脫水的次要方面，這種主次作用的區(qū)分容易使操作人員在生產(chǎn)中注重前兩者而忽視后者，也就造成了在降低泥餅的含水率和降低運(yùn)行成本時(shí)，主要關(guān)注絮凝和離心作用而忽視擠壓作用。但是通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用好脫水機(jī)的擠壓作用，可以在保證泥餅質(zhì)量的前提下，有效降低絮凝劑的使用量，提高脫水機(jī)的處理能力，降低運(yùn)行成本。擠壓作用可以成為新的節(jié)能降耗點(diǎn)。

2 沉降式離心脫水機(jī)的工作原理

需要進(jìn)行固液分離的物料與絮凝劑混合絮凝后，進(jìn)入脫水機(jī)的布料口、分離轉(zhuǎn)筒內(nèi)，在離心力的作用下，物料被甩到轉(zhuǎn)筒壁上，形成環(huán)狀沉淀層，再由螺旋轉(zhuǎn)子將其從沉淀區(qū)轉(zhuǎn)至干燥區(qū)，進(jìn)一步擠壓脫水后，由物料排出口排出。在沉淀物形成過(guò)程中，轉(zhuǎn)筒中的液體不斷澄清并向溢流口流動(dòng)，從溢流口排出，實(shí)現(xiàn)固液分離。物料的脫水分為三個(gè)階段， 階段是PAM的混凝作用，使污泥中的膠粒脫穩(wěn)凝聚，第二階段是物料在脫水機(jī)的沉降區(qū)受離心力作用進(jìn)行沉降，形成沉淀層，第三階段是擠壓脫水，由螺旋轉(zhuǎn)子的擠壓作用擠出沉淀物中殘余水分，其中第二階段是主要的脫水過(guò)程。

3 利用脫水機(jī)的擠壓作用

通過(guò)沉降式離心脫水機(jī)脫水原理可以看出，PAM的絮凝作用和脫水機(jī)的沉降作用是影響脫水機(jī)脫水效果、泥餅含水率的兩個(gè)主要方面，但是不應(yīng)該忽視擠壓脫水的作用。如同擠壓作用在壓濾式脫水機(jī)中是起主要作用的，在離心式脫水機(jī)中將擠壓作用作為新的研究對(duì)象并加以利用，就可以起到降低絮凝劑的使用量，提高脫水機(jī)的處理能力，降低運(yùn)行成本的作用。

3.1 降低絮凝劑耗用量

實(shí)際生產(chǎn)中往往認(rèn)為提高脫水機(jī)進(jìn)泥量必然提高泥餅含水率，但通過(guò)在青島市李村河污水處理廠的生產(chǎn)試驗(yàn)得到的進(jìn)泥量和泥餅含水率卻并非如此。試驗(yàn)中試驗(yàn)的脫水機(jī)型號(hào)為：CP3054離心脫水機(jī)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺旋，分別保持PAM投加量800L/h、900L/h、1000L/h（常用投加量）不變，增加進(jìn)泥量的試驗(yàn)結(jié)果。脫水機(jī)差速2.4r/min，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速2780r/min，絮凝劑濃度3.3‰，進(jìn)泥含固率3.06%。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，前期加藥量與進(jìn)泥量比例過(guò)高時(shí)，即PAM投加量過(guò)大時(shí)，使膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象，凝聚效果下降，出現(xiàn)了進(jìn)泥量少（12m3/h）含水率高的現(xiàn)象；當(dāng)達(dá)到加藥量與進(jìn)泥量比例較佳時(shí)，泥餅的含水率較低；其后隨著進(jìn)泥量的增加，PAM的投加量偏小，泥餅含水率升高；當(dāng)達(dá)到22～24m3/h之后，含水率又呈下降趨勢(shì)，其原因就是擠壓脫水造成：由于螺旋差速是影響污泥在脫水機(jī)中停留時(shí)間的主要因素，在脫水機(jī)差速未改變時(shí)，污泥的脫水時(shí)間基本不變，但隨著進(jìn)入脫水機(jī)的污泥的增加，進(jìn)入沉降區(qū)的污泥增多，由此產(chǎn)生的螺旋的擠壓作用增加，更加有利于污泥中殘留的水分的擠出，使泥餅的含水率下降。當(dāng)然隨著泥量的進(jìn)一步增加，含水率下降趨勢(shì)變緩，直至升高，主要是由于藥量過(guò)少的原因。

在進(jìn)泥量達(dá)到26m3/h以后，泥餅的含水率也可以達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，與19m3/h左右的進(jìn)泥量時(shí)的泥餅含水率相當(dāng)，PAM的單耗卻可以降低1/3左右，并且泥餅含水率與起初PAM的投加量關(guān)系不大。這種現(xiàn)象的存在提供了新的思路：利用增加進(jìn)泥量提高擠壓作用力的方法，在脫水機(jī)和泥餅含水率允許的前提下，提高脫水機(jī)單位時(shí)間的進(jìn)泥量，降低PAM的單耗；在擠壓時(shí)發(fā)揮主要作用（隨著進(jìn)泥量增加含水率降低的區(qū)間）時(shí)，可以適當(dāng)降低加藥量。而在變頻控制的脫水機(jī)中可以反行之，即增加進(jìn)泥量，降低加藥量，降低脫水機(jī)的差速，增加擠壓脫水的時(shí)間，提高泥餅的質(zhì)量，以節(jié)約運(yùn)行成本。

3.2 提高進(jìn)泥含固率

生產(chǎn)中有些操作人員認(rèn)為進(jìn)泥含固率不影響泥餅含水率，甚至?xí)岣吒赡鄦魏?，但是近期的一些研究結(jié)果表明這種觀點(diǎn)是不正確的，進(jìn)泥含固率增加會(huì)使污泥易于脫水，降低泥餅含水率，降低干泥單耗。在污水處理廠的試驗(yàn)結(jié)果也表明提高進(jìn)泥含固率有利于降低泥餅含水率和干泥單耗，而且通過(guò)液壓馬達(dá)壓力的記錄發(fā)現(xiàn)，進(jìn)泥含固率較高時(shí)不僅污泥易于脫水，同時(shí)也提高了脫水機(jī)的擠壓作用力，在進(jìn)泥含固率較高的情況下可以降低加藥量來(lái)降低干泥單耗并能保證泥餅的質(zhì)量。在脫水機(jī)經(jīng)常采用的運(yùn)行條件下，進(jìn)泥含固率與泥餅含水率及干泥單耗的試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

進(jìn)泥含固率為1.72、1.91時(shí)，如果進(jìn)泥量較大，加藥量由于設(shè)備的限制可加到1200L/h，泥餅含水率太高，故采用進(jìn)泥量為12m3/h；進(jìn)泥含固率2.30～3.28時(shí)加藥量保持不變；進(jìn)泥含固率3.16～4.95時(shí)保持脫水機(jī)壓力相同。由于脫水機(jī)壓力的大小相應(yīng)地反映擠壓作用力的大小，所以通過(guò)試驗(yàn)可以看出，隨著進(jìn)泥含固率的增加，加藥量保持不變時(shí)，脫水機(jī)的擠壓作用在增加，并伴隨著泥餅含水率的降低和干泥單耗的降低；隨著進(jìn)泥含固率的增加，降低加藥量，使擠壓作用力保持不變，可以降低泥餅含水率和干泥單耗。對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析，應(yīng)該有兩個(gè)原因，一是進(jìn)泥含固率的增加，降低了脫水的難度；第二就是在離心脫水機(jī)中常被忽視的擠壓脫水在起作用。由于進(jìn)泥的含固率的升高，在相同進(jìn)泥量、差速不變的情況下，沉降到轉(zhuǎn)筒上的污泥增加，螺旋的擠壓作用增加，降低了泥餅的含水率，同時(shí)也降低了干泥單耗。所以在生產(chǎn)中可以通過(guò)增加進(jìn)泥含固率來(lái)增加擠壓作用，實(shí)現(xiàn)少加藥劑而降低泥餅含水率。而在變頻控制的離心脫水機(jī)中，當(dāng)進(jìn)泥含固率增加時(shí)，可以通過(guò)降低PAM的投加量，保持轉(zhuǎn)矩和差速的穩(wěn)定來(lái)保證泥餅質(zhì)量和降低干泥單耗。在生產(chǎn)中應(yīng)該利用擠壓作用的存在，通過(guò)調(diào)節(jié)污泥在進(jìn)行脫水處理前的工藝，提高進(jìn)泥含固率的方法，降低藥耗，降低運(yùn)行成本。

4 結(jié)論

（1）提高進(jìn)泥量不一定升高泥餅的含水率，在一定條件下充分利用脫水機(jī)的擠壓作用，可以降低泥餅含水率，提高污泥處理量，降低藥耗。

（2）進(jìn)泥含固率會(huì)影響泥餅的質(zhì)量，污泥含固率升高有利于降低單耗，提高泥餅質(zhì)量，降低成本。

（3）可以通過(guò)對(duì)不同脫水機(jī)的研究，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行規(guī)律，找到適合的工作曲線，降低運(yùn)行成本。

（4）重視離心脫水機(jī)的擠壓作用，在生產(chǎn)中加以利用，可以找到新的節(jié)能降耗點(diǎn)。