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簡(jiǎn)述：臥式螺旋推料沉降式簡(jiǎn)稱(chēng)臥螺，在污水處理廠(chǎng)的污泥脫水處理中得到了廣泛的應用。雖然不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的不同規格或型號的臥螺具有不同的設備結構、設備材質(zhì)、規格和運行調整機構等，但是其基本設備原理是相似的，現對其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，以便于現場(chǎng)用戶(hù)更好的使用和調整。

湘潭離心機 湘達為您解答臥螺離心機的操作技術(shù)

臥式螺旋推料沉降式簡(jiǎn)稱(chēng)臥螺，在污水處理廠(chǎng)的污泥脫水處理中得到了廣泛的應用。雖然不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的不同規格或型號的臥螺具有不同的設備結構、設備材質(zhì)、規格和運行調整機構等，但是其基本設備原理是相似的，現對其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，以便于現場(chǎng)用戶(hù)更好的使用和調整。

1、結構及脫水原理

臥螺離心機主要由轉鼓、螺旋、差速系統、液位擋板、驅動(dòng)系統及控制系統等組成。

臥螺離心機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(lái)實(shí)現固液分離的。具體分離過(guò)程為污泥和絮凝劑藥液經(jīng)入口管道被送入轉鼓內混合腔，在此進(jìn)行混合絮凝(若為污泥泵前加藥或泵后管道加藥，則已提前絮凝反應)，由于轉子(螺旋和轉鼓)的高速旋轉和摩擦阻力，污泥在轉子內部被加速并形成一個(gè)圓柱液環(huán)層(液環(huán)區)，在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁形成泥層(固環(huán)層)，再利用螺旋和轉鼓的相對速度差把固相推向轉鼓錐端，推出液面之后(岸區或稱(chēng)干燥區)泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉鼓大端排出，實(shí)現固液分離。

2、影響臥螺離心機使用效果的因素

臥螺離心機的使用效果，其機械部分帶來(lái)的影響分為可調節因素和不可調節因素，現分別進(jìn)行說(shuō)明，首先了解了其作用原理，就能夠在使用中對其進(jìn)行有效的掌控。

2.1不可調節的機械因素

A、轉鼓直徑和有效長(cháng)度

轉鼓直徑越大，有效長(cháng)度越長(cháng)，其有效沉降面積越大，處理能力也越大，物料在轉鼓內的停留時(shí)間也越長(cháng)，在相同的轉速下，其分離因數就越大，分離效果越好。但受到材料的限制，離心機的轉鼓直徑不可能無(wú)限制地增加，因為隨著(zhù)直徑的增加可允許的最大速度會(huì )隨材料堅固性的降低而降低，從而離心力也相應降低。通常轉鼓直徑在200～1000mm之間，長(cháng)徑比在3～4之間。現在的臥螺離心機的發(fā)展有傾向于高轉速的大長(cháng)徑比的趨勢，這種設備更加能夠適應低濃度污泥的處理，泥餅干度更好。

另外，在相同處理量的情況下，大轉鼓直徑的離心機可以以較低的差速度運行，原因是大轉鼓直徑的螺旋輸渣能力較大，要達到相同的輸渣能力，小轉鼓直徑的離心機必須靠提高差速度來(lái)實(shí)現。

B、轉鼓半錐角

沉降在離心機轉鼓內側的沉渣沿轉鼓錐端被推向出料口時(shí)，由于離心力的作用而受到向下滑移的回流力作用。轉鼓半錐角是離心機設計中較為重要的參數。從澄清效果來(lái)講，要求錐角盡可能大一些；而從輸渣和脫水效果來(lái)講，要求錐角盡可能小些。由于輸渣是離心機正常工作的必要條件，因此最佳設計必須首先滿(mǎn)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?xún)龋�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?xún)染湍鼙ＷC沉渣的順利輸送。

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C、螺距

螺距即相鄰兩螺旋葉片的間距，是一項很重要的結構參數，直接影響輸渣的成敗。在螺旋直徑一定時(shí)，螺距越大，螺旋升角越大，物料在螺旋葉片間堵塞的機會(huì )就越大。同時(shí)大螺距會(huì )減小螺旋葉片的圈數，致使轉鼓錐端物料分布不均勻而引起機器振動(dòng)加大。因此對于難分離物料如活性污泥，輸渣較困難，螺距應小些，一般是轉鼓直徑的1／5～1／6，以利于輸送。對于易分離物料，螺距應大些，一般為轉鼓直徑的1／2～1／5，以提高沉渣的輸送能力。

D、螺旋類(lèi)型

螺旋是臥螺離心機的主要構件，它的作用是輸送沉降在轉鼓內側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(lèi)型根據液體和固體在轉鼓內相對移動(dòng)方式的不同分為逆流式和順流式。逆流式離心機的加料腔在螺旋中部，也就是位于干燥區和沉降區之間的邊界附近，以保證液相有足夠的沉降距離，但固相僅能停留其通過(guò)圓錐部位所需的時(shí)間，因此要求有較高的離心力；物料由這里進(jìn)入轉鼓內會(huì )引起此區已沉降的固體顆粒因擾動(dòng)再度浮起，還會(huì )產(chǎn)生湍流和附加渦流，使分離效果降低。

順流式離心機由于進(jìn)料口在轉鼓端部，避免了逆流式的湍流，保證沉渣不受干擾，離心機全長(cháng)都起到了沉降作用，擴大了沉降面積，懸浮液在機內停留時(shí)間增長(cháng)，從而使分離效果得到提高。由于延長(cháng)和沒(méi)有干擾的沉降可有效地減少絮凝劑的使用量，使機內流體的流動(dòng)狀態(tài)得到很大改善，并且可通過(guò)加大轉鼓直徑來(lái)提高離心力，因此可顯著(zhù)降低轉速，節省電力消耗，同時(shí)減少，延長(cháng)機器的壽命。

順流式螺旋結構的離心機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。但順流式離心機的濾液是靠撇液管排出，濾液通過(guò)撇液管時(shí)未分離出的固相顆粒會(huì )再分離沉積在撇液管內，日久會(huì )堵塞撇液管通道，需定期沖洗。

近年來(lái)，隨著(zhù)對污泥脫水要求的日益提高，出現了高效型螺旋結構。如瑞典AlfaLaval的BD擋板技術(shù)，即在離心機錐段的螺旋出料端設置一個(gè)特殊擋板，可使離心機處于超深液池狀態(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，實(shí)現壓榨脫水，使出泥更干。瑞典N(xiāo)OXON采用斜板沉淀原理的Lamella技術(shù)，則將離心機螺旋推料器葉片設計成最佳傾斜狀態(tài)，其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數均經(jīng)過(guò)優(yōu)化設計，處理能力提高，降低了絮凝劑的消耗量及泥餅含水率。

2.2、可調節的機械因素

A、轉鼓轉速

轉鼓轉速的調節通常通過(guò)變頻電機或液壓馬達來(lái)實(shí)現。轉速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率。但轉速過(guò)大會(huì )使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時(shí)較高轉速對材料的要求高，對機器的磨損增大，動(dòng)力消耗、振動(dòng)及水平也會(huì )相應增加。

B、差速度(差數比)

差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質(zhì)量，是臥螺離心機運行中重要的需要根據運行情況進(jìn)行調節的參數之一。

提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時(shí)間會(huì )縮短，脫水后泥餅含水率大，同時(shí)過(guò)大差速度會(huì )使螺旋對澄清區液池的擾動(dòng)加大，濾液質(zhì)量相對差一些(俗稱(chēng)“返混”)。

降低差速度，會(huì )加大沉渣厚度，沉渣脫水時(shí)間增長(cháng)，脫水后泥餅含水率降低，同時(shí)螺旋對澄清區物料的擾動(dòng)小，濾液質(zhì)量也相對好些，但會(huì )增大螺旋推料的負荷，應防止排渣量減小造成離心機內沉渣不能及時(shí)排出而引起的堵料現象，防止濾液大量帶泥，這時(shí)就必須減小進(jìn)料量或提高差速度，一些型號的設備具有自動(dòng)加快排渣的功能，既當設定扭矩達到某一限定值后，設備會(huì )自動(dòng)降低進(jìn)泥量和進(jìn)藥量，增加差速度，將堆積的泥環(huán)層快速推出，待扭矩降低到某一數值后，流量和差數度再自動(dòng)恢復正常。這是一種有效保護設備的措施，但是，在長(cháng)期運行中，應避免頻繁出現這種情況，因為這樣容易使設備經(jīng)常處于不穩定流量和不穩定差數度狀況，過(guò)程中的波動(dòng)會(huì )影響處理效果和使處理能力下降。

因此，應根據物料性質(zhì)、處理量大小、處理要求及離心機結構參數來(lái)確定差速度大小。就是說(shuō)，在現場(chǎng)要根據情況尋找到最佳的處理量、處理效果需求的差速值范圍，以實(shí)現滿(mǎn)足泥餅干度的情況下盡可能高的處理能力。

簡(jiǎn)單地說(shuō)就是：處理能力和處理效果存在矛盾，要提高處理能力，就要增加差速比，但可能會(huì )降低泥餅干度；要提高泥餅干度，就要降低差數度，從而降低了處理能力，所以，現場(chǎng)的調試工作就是要尋找到符合各自現場(chǎng)實(shí)際污泥性質(zhì)條件時(shí)最佳的設備運行工況參數，以實(shí)現最高設備運行效率和最佳處理效果雙重目的。這沒(méi)有簡(jiǎn)單的數據可以計算，只有依靠長(cháng)期的實(shí)際調試積累經(jīng)驗，并及時(shí)依照變化進(jìn)行調整。

同時(shí)，在一定范圍內，差數度的控制和絮凝劑投加量的控制互為補充，在要求達到一定泥餅干度情況下，當差數度降低時(shí)，可同時(shí)節省絮凝劑投加量。簡(jiǎn)單講就是增加了設備處理壓力也就減少了絮凝劑使用壓力。所以說(shuō)，適當地采用盡可能低的差數度可以在一定程度上減少絮凝劑的消耗，俗話(huà)講叫做“設備運轉好就省藥、設備運轉不好就費藥”，設備的好壞不僅僅取決于設備本身的設計和加工精度問(wèn)題，同時(shí)也涉及對設備運轉工況參數的控制。

對于具有差數度自動(dòng)調節功能的離心機，差數度的參數設定要結合長(cháng)期的使用情況確定，并根據可能發(fā)生的各種變化隨時(shí)修正。

C、液環(huán)層厚度

液環(huán)層厚度是設備優(yōu)化的一個(gè)重要參數，直接影響離心機的有效沉降容積和干燥區(岸區)長(cháng)度，進(jìn)而影響污泥脫水的處理效果。一般在停機狀態(tài)下通過(guò)手動(dòng)調節液位擋板的高低來(lái)實(shí)現，調整時(shí)必須確保各個(gè)液位擋板的高低一致，否則會(huì )導致離心機運行時(shí)劇烈振動(dòng)，也有部分國外廠(chǎng)商的產(chǎn)品可以實(shí)現液環(huán)層厚度的自動(dòng)調節。

液環(huán)層厚度增加，會(huì )使沉降面積增大，物料在機內停留時(shí)間也會(huì )相應增加，濾液質(zhì)量提高，但同時(shí)機內的干燥區(岸區)長(cháng)度縮短，導致泥餅干度降低。相反，調低液環(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(jià)。

因此應合理地調節液位擋板的高低使泥餅干度與濾液質(zhì)量達到最佳組合。一般情況下，很多設備供應商將液位擋板在設備出廠(chǎng)時(shí)預先進(jìn)行了調節，但因不同的使用現場(chǎng)條件存在差異，若運行狀態(tài)不理想，可請設備廠(chǎng)家工程師配合進(jìn)行現場(chǎng)液位擋板的調整，使其更加滿(mǎn)足實(shí)際需求。

2.3、工藝因素

由于離心機是利用固液兩相的密度差來(lái)實(shí)現固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。一般情況下，污水處理廠(chǎng)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，不同污水水質(zhì)產(chǎn)生的污泥和采用不同水處理工藝得到的污泥會(huì )有較大的差異，因此在污泥脫水中會(huì )有不同的表現。

為改善污泥脫水性能，進(jìn)行機械脫水前一般應均勻加入適量的有機高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來(lái)降低污泥的比阻，使污泥固相和液相分離后更易于脫水，絮凝劑的種類(lèi)必須和污泥特性相適應及與設備類(lèi)型和運行工況相適應。很多情況下，在絮凝劑選型燒杯試驗中表現較好的藥劑，并沒(méi)有在實(shí)際應用中有更好的表現，很重要的原因就是藥劑特性雖然在一定程度上滿(mǎn)足污泥特性，但是與設備的運行工況并不能完全滿(mǎn)足。

根據實(shí)際運行情況表明，在絮凝劑(污泥)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餅含固率的影響很小，對濾液的質(zhì)量影響較大。因此進(jìn)行污泥脫水時(shí)，在滿(mǎn)足泥餅干度要求和上清液質(zhì)量要求情況下，繼續增加絮凝劑的使用量是完全沒(méi)有必要的，也是現場(chǎng)造成絮凝劑浪費的主要原因。另外，隨著(zhù)絮凝劑用量的增加，上清液質(zhì)量更好，但是，很多情況下過(guò)分追求上清液質(zhì)量而多投加絮凝劑是得不償失的，僅僅多增加了數個(gè)百分點(diǎn)的污泥率而消耗了更多的絮凝劑消耗是劃不來(lái)的(就好像花費了10元購買(mǎi)了5元的商品)。只要將上清液固含量控制在某一指標范圍內即可。

在一般情況下，設備能夠適合的污泥濃度有一定的范圍要求，污泥濃度過(guò)低或過(guò)高均會(huì )消耗更多的絮凝劑。在設備正常運轉的污泥濃度情況下，絮凝劑的用量和待處理污泥的固含量近似成正比例關(guān)系，所以，在一定污泥流量的情況下，絮凝劑的投加量要根據污泥的濃度進(jìn)行調整，很多時(shí)候，由于污泥濃度發(fā)生變化，而絮凝劑投加量沒(méi)有及時(shí)調整而使現場(chǎng)運行表現不佳或產(chǎn)生藥耗增加。

若污泥濃度增加了而絮凝劑投加量并沒(méi)有增加就會(huì )影響了處理效果，會(huì )表現出泥餅干度降低，上清液渾濁；反之，若污泥濃度降低了，絮凝劑投加量沒(méi)有降低就形成了絮凝劑的浪費，而處理效果增加并不明顯。

另外，若絮凝劑溶解狀況不好導致實(shí)際用量不足或絮凝劑配置濃度過(guò)低使藥液有效成分供應不足，則難以形成相應干度的泥餅，影響上清液質(zhì)量；而絮凝劑濃度太大，絮凝劑高分子鏈上的活性基團則會(huì )由于相互屏蔽、包裹而使有效成分難以充分發(fā)揮功效，從而造成藥劑的浪費；由于絮凝劑投加量過(guò)量較多，絮凝體的再分散作用也會(huì )破壞絮體穩定性，絮凝效果同樣不好。

絮凝劑用量太大，不僅造成浪費，而且處理效果沒(méi)有顯著(zhù)提高。市政污泥處理中，有機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，某些工業(yè)污泥絮凝劑用量可能會(huì )達到或超過(guò)10kg／TDS，這取決于污泥性質(zhì)和污泥脫水機性能。由于脫水機設備性能差異，同樣性質(zhì)的污泥在使用相同型號絮凝劑的情況下也會(huì )有不同的絮凝劑消耗表現。

影響臥螺離心機脫水效果的因素很多，并且各個(gè)因素又互相影響，因此處理效果是以上所述各個(gè)因素綜合作用的結果，離心機的選型應結合工程項目的實(shí)際情況進(jìn)行，運行參數的調整應從脫水后泥餅最終處置方法所要求最佳泥餅含水率、固體率和經(jīng)濟性等因素綜合考慮。