卧式离心机的运行体会

姚惠江
仪征化纤股份公司给排水厂，仪征211900

　　摘要：根据离心沉降原理及污水处理场的实际工况，选择适用的离心机机型。对离心机连续运行的特点，进料污泥中杂质的处理、影响成本的主要因素；PAM的投加量等问题提出了运行中的体会。
　　关键词：离心机；运行
　　中图分类号： TU992.1
　　文献标识码：B
　　文章编号： 1009-2455(2000)02-0045-02

　　仪征化纤股份公司给排水厂于1996年引进一台瑞典阿法拉代(Alfa Laval)公司生产的NX4555型卧螺离心机及相应的配套设备：污泥切割机、污泥输送泵、加药及稀释装置、无轴螺旋输送器等。污泥脱水工艺流程见图1：

　　卧螺离心机的主要特点是连续生产、污泥含水率较低、操作可调性较大、现场环境和工人操作条件较好可在隔音的控制室内的控制屏上操作；但由于离心机的高速转动，现场的噪音比带式压滤机要高。

1　离心沉降原理

　　经浓缩后的污泥和高分子絮凝剂共同进入卧螺离心机的空心轴进泥孔，在混凝剂的作用下，污泥形成体积较大、比重较重的絮凝体，在筒体的高速旋转过程中，含水率较低比重大的污泥被甩至筒壁，经筒体和螺旋的速差被螺旋推出。
　　根据斯托克定律：
　　V_g = d²(ρ_p-ρ₁)g/(18η)
　　V_g—重力沉降速度，m／s；
　　d—固体粒子直径，m；
　　ρ_p—固体粒子密度，kg/m³；
　　ρ₁—液相密度，kg/m³；
　　η—液相粘度，kg/m·s；
　　g—重力加速度，9.81m／s²；

　　由上式可以得出离心沉降公式：
　　V_c=d²(ρ_p-ρ₁)rω²/(18η)
　　V_c—离心沉降速度，m／s?
　　r—离心半径，m?
　　ω—角速度，1／s?
　　ω＝2πN／60
　　N—r／min

　　根据公式可知只有离心机的半径r和角速度ω达到一定的值，在离心机有限的空间内，尽可能短的时间里方可获得满意的沉降效果，所以离心机的高速旋转是必然的。

2　离心机及絮凝剂的选择

　　根据我厂工业污水与生活污水的比例、初沉污泥与二沉污泥的比例，经重力浓缩后，取不同分子量和阳离子度的聚丙烯（PAM）在实验室进行搅拌离心试验，结合经济、技术方面的考虑，最后选用瑞典阿法拉伐公司NX4555卧式螺旋离心机，配用絮凝剂为英国联合胶体公司生产的PAM－Z89药剂。
　　絮凝剂的选用要考虑：① 分子量；② 阳离子度；③ 有效成份。除有效成分从经济核算角度看越高越好外，分子量与脱水设备的机型（带滤、板框、离心）有关，阳离子度与污泥所含的成份有关，选用药剂时，并非PAM所含阳离子度和分子量越高污泥的脱水效果越好，这是值得引起重视的。
　　按实验结果，最佳情况下，NX4555离心机的参数如下：
　　电机配置功率：45 kW
　　含水污泥处理量：21 m³／h?(初沉∶二沉＝1∶4)?
　　进料污泥含固率：≤30％?(d.s.)?
　　脱水后污泥含固率≥20％ d.s.
　　PAM 投加量：约3 kg／t ?(d.s)?
　　固相回收率：平均≥90％

3　运行管理中的几点体会

3.1　卧式螺旋离心机的停机
　　卧式螺旋离心机是连续工作的，停机前必须做到：关闭进料泵、进料阀，离心机仍在转动时用适当温度的水(一般用自来水)通过污泥切割机、污泥输送泵引入离心机冲洗，直至排出清水后方可停车。如果转鼓未充分地洗净就停车，则可能在设备停下时或下次开车时产生严重的振动。
3.2　污泥中杂质对卧式螺旋离心机的影响
　　进料污泥中一般含有多种杂质，如未经破碎，在离心力作用下，贴附在转鼓壁上，由于杂质比重不同，也会使机器产生较大的振动。所以在离心机前配置污泥切割机尤显必要。由于我公司产品特点，污泥进入离心机前虽经隔栅栏污机除污和污泥切割机对杂质的粉碎，仍有一些涤纶短纤维随污泥一起进入离心机，将螺旋轴进泥口局部堵塞引起机器的严重振动。据资料介绍，在离心机前加一套旋风分离装置，对去除纤维状杂质十分有效。
3.3　气候对卧式螺旋离心机运行的影响
　　卧螺机的运行成本，PAM的投加量是影响成本的主要因素。
　　据资料介绍：重力脱水试验表明，采用聚合铁与PAM组合投加法，可以大大减少阳离子聚丙烯酸胺的用量，从而有效降低污泥脱水的药剂费用。我厂曾用几种无机絮凝剂与PAM进行组合投加试验，没有获得降低PAM用最量满意的结果，估计与污泥的成份有关。
　　在运行中我们发现在冬季（11月、12月、1月、2月）要保证较好的脱水效果，需投加的PAM—289明显增加。根据分析估计与污泥温度及Z89溶液温度低有关。
　　我们知道Z—89的溶解性如何直接影响药耗高低，在Z—89本身化学性质不变的条件下，溶解水温是最为关键的因素之一，因为絮凝剂的溶解过程就是水分子对高分子的吸引过程，通过水分子的吸引力作用，使Z－89的高分子链与链之间发生断裂，即所谓的溶解过程。冬季水温低，水分子运行速率降低，活动能力差，对高分子的吸引力也降低，许多高分子链与链之间很难断开，许多高分子聚在一起，导致Z—89难溶于水，溶解引液粘度增加。水温越低，越易形成所谓的“鱼眼珠”粒状颗粒，药剂与水分子之间发生碰撞机率减少，许多粉末颗粒外面被湿润了，外圈颗粒发生膨胀，生成了粘度极高的溶液，保护了颗粒内部的粉末，以致使水分子无法进入颗粒内部，导致整个絮凝剂溶液浓度下降，想要达到要求的浓度，势必增加投药量。
　　1998年冬季，我们在溶解罐和储液罐内装置蛇形紫铜管，通蒸汽将水温和溶液温度加至25℃－26℃。从表1可以看出1998年冬季比1997年冬季，药单耗和固相回收率有较明显改善。
　　卧螺机在运行过程中根据污泥的配比、进泥量大小，离心机筒体的转速、筒体与螺旋轴的差速、澄清液溢流口的高度等都可以凋节，可以取得较为满意的脱水效果。

表1 1997-1998年药单耗和固相回收率 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1997年药耗/(kg/t.ds) 9.33 8.95 5.72 4.47 5.00 3.30 3.14 3.28 3.58 5.50 4.48 5.60 1998年药耗/（kg/t.ds) 4.93 5.21 5.01 4.17 4.53 3.39 4.79 3.01 3.05 5.23 3.91 4.37 1997年固相回收率/% 70.27 82.54 82.24 95.3 95.9 92.7 95.5 91.6 81.6 89.2 94.2 71.5 1998年固相回收率/% 93.2 90.1 92.4 93.1 923.6 93.9 92.6 95.6 95.8 94.0 95.8 92.5

---

作者简介：
　　姚惠江?(1945－)，男，55岁，高级工程师，副厂长。