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污泥处理知识篇:离心式污泥脱水机调试和运行技术分析

国际节能环保网  来源:土木在线论坛  日期:2017-01-06

作为污泥脱水的调试,其工作的主要任务就是依照现有条件,寻找到污泥、设备和絮凝剂三者之间最佳的运行组合参数,三者之间单纯依赖于某一方或忽视其它方都会使运行出现问题。控制好这些运行工况参数保证长期稳定运行,并在现场出现了变化情况下及时进行科学有效的调整,使其仍然满足完美配合,实现最低絮凝剂消耗情况下,最佳的污泥处理效果和最大的处理效率,从而实现最低的运行费用,满足最佳技术经济要求。

1、污泥性质和浓度发生变化的絮凝剂调整

在污水处理厂工艺、设备调试初期,由于受到水质、水量、水处理工艺运行状态等因素的影响,待处理污泥的性质可能会发生很多变化,这种变化对污泥脱水机和絮凝剂的依赖性会产生波动,污泥龄或污泥存放时间会影响到污泥性质,如污泥浓度、污泥有机质含量(或灰分含量)、污泥密度、污泥颗粒规格(污泥自身骨架结构状况)等对絮凝剂和脱水机的依赖波动会更加明显,因此在现场要根据情况及时进行调整来保证能够正常的污泥脱水运行管理。这个阶段的污泥脱水效果和药耗可能会和正常运行有一定的差异,这种差异会随着现场水处理设施运行的逐渐正常和污泥排放处理的逐渐稳定而趋向稳定。

即使在污水厂实现了正常运行后,待处理污泥的实际性质或浓度也会发生变化,特别是对于那些没有污泥浓缩池而直接将污泥进行脱水处理的现场来讲,这种变化可能就会更频繁,波动幅度也会较大,有污泥浓缩池的现场相对变化幅度小些,这些情况往往会被忽略或小视。产生这种变化的主要原因是:

A、由于污水厂进水负荷变化,导致沉淀池(一沉池或二沉池)停留时间发生变化,沉淀池中的悬浮物实际沉淀时间发生变化,导致污泥密度和浓度发生变化;

B、由于沉淀池向污泥脱水车间的排放的待处理污泥流量或排泥周期发生了变化,导致污泥浓度实际在发生变化;

C、由于现场运行的异常情况(如维修等)导致污泥发生变化,或由于季节性原因,特别是气候交替导致污泥性质和浓度发生变化等。这些变化往往表面上不易观察得到,也容易被忽视,但是简单计算一下就知道这个变化幅度的可能带来的影响。

以待处理污泥浓度为例:若排放到污泥脱水车间的待处理污泥含水率从96%变化为97%,即固含量从4%变成了3%,这1%的浓度绝对数值变化其实相对值幅度竟然达到了25%,由于絮凝剂消耗与待处理污泥固含量成正比,在正常运转时,絮凝剂的消耗也也相应减少25%左右。如果这时候没有及时调整来降低絮凝剂投加量,在同一污泥流量和絮凝剂流量情况下,絮凝剂就会被浪费了25%左右,而表观泥饼状况并不会有明显的变化。反之,若污泥浓度增加,而絮凝剂没有跟踪增加,则污泥脱水效果会相应下降。

这种变化在污水处理厂运行过程中是在不知不觉中发生的,特别是没有污泥浓缩池的现场,这种变化幅度会更显着。因此,在现场要随时注意这个重要的影响絮凝剂消耗的因素,在污泥性质发生较大的变化时,要及时调整适用的絮凝剂来配合污泥脱水运行;在污泥浓度发生变化时,要及时调整絮凝剂供应流量使其既能满足处理效果又能够避免浪费。

具体的方法就是经常观察出泥效果,然后适当降低絮凝剂工作液供应流量,可以每次降低絮凝剂加药泵频率0.5-1.0Hz左右,数分钟后观察泥饼和上清液状况及扭矩数据,根据情况决定是否继续降低加药泵频率,直至找到最经济加药泵运行频率,或者可以采用每次增加进泥泵频率0.5-1.0Hz左右来观察和调节。反之,当污泥浓度增加,按照相反的方向进行调整。

另外,由于离心机结构决定了对进泥质量要求较高,进泥中不能有大量的大规格颗粒物和纤维状物质,否则容易导致设备堵塞、震动加大,影响处理效能。所以,对这种污泥必须做好污泥进入离心机前的破碎切割处理。

2、离心式污泥脱水机设备处理能力的控制

任何离心式污泥脱水机都有一个最大处理能力要求,这种要求有两方面的数据参考指导:

A、最大可处理干固体负荷,即每小时处理的最大不挥发固体固体重量,以KGDS(干固体)/h表示;

B、最大可处理水力负荷,即进入设备的污泥流量,以m3/h表示,它与进泥浓度(固含量)的乘积即为干固体负荷。

在正常污泥浓度情况下,应保证最大处理干固体负荷在设备厂商标定的设备理论负荷的70%-90%为好,要避免设备利用率过低,同时避免设备长期在高负荷下运转而造成设备损耗加快,维护周期缩短。在设备负荷过大的情况下,无论如何增加絮凝剂用量,也不会使处理效果好转,表现为泥饼干度不理想,上清液携带固体偏高、回收率下降,由于上清液携带的泥沙溢流造成设备磨损,动平衡破坏、震动加剧。有些时候,由于污泥浓度增加,造成按照原流量进泥时,实际进泥负荷超过了该设备的可接纳负荷指标使处理效果下降。这时要及时逐渐降低进泥频率,观察效果,待效果稳定后,继续尝试絮凝剂流量控制到最经济投加量。反之,当污泥浓度降低了,要逐渐增加进泥流量,同期配合加药泵流量调整。若进泥浓度过低,虽然设备的干固体负荷不高,但水力负荷却很大,进入的低浓度污泥由于在高水力负荷下,设备不能形成有效的、厚度均匀的泥环层,沉降的固体会被大量的上清液携带溢流,从而直接影响了处理效果和处理效率。故对于低浓度的污泥,如二沉池未浓缩污泥最好经过浓缩处理(如浓缩机浓缩后处理),或者与高浓度污泥(如一沉池污泥)混合后进行脱水处理。要避免由于进泥负荷过大而导致扭矩过大造成离心机过载,就要适当降低进泥泵频率,这种情况主要发生在进泥浓度增加,却仍然以原进泥流量操作的状况。

3、分离因素的调整根据斯托克定律:

Vg = d2(ρp-ρ1)g/(18η)

Vg-重力沉降速度,m/s;

d-固体粒子直径,m;

ρp-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:

Vc=d2(ρp-ρ1)rω2/(18η)

Vc—离心沉降速度,r-离心半径,ω-角速度,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,所以希望得到更好的污泥处理效果,离心机的高速旋转是必然的。

分离因素表示离心力场的强弱,它通过调整离心机的转速来控制。提高分离因素,使生产能力和分离效果提高,但也增大了功率消耗及转鼓和螺旋的磨损,应在较低的分离因素下满足生产能力和分离要求,这个数据请参考设备说明和实际运行状况来确定,离心机转速的控制要以实现设备正常稳定运转和正常污泥脱水处理效果为基准。

4、差速度的调整

差速度大小,决定了处理能力和泥饼干度。提高差速度,排渣迅速,处理能力增加,但出渣含水率高,回收率低;降低差转速,泥饼干度增加,表现出螺旋扭矩大,处理能力降低。所以在满足最大处理能力和最佳处理效果这一对矛盾中,要找到最佳差速度值,这个数值可以根据实际情况进行上下调整,结合污泥流量和泥饼干度、上清液状况来确定。

需要注意的是,在同等污泥流量和污泥浓度的情况下,差速度增加,扭矩降低,泥饼含水率增加;反之,差速度降低,扭矩增加,泥饼含水率降低。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。

而扭矩同时还与离心机中干固体负荷有关,所以要结合进泥负荷来调整。在污泥浓度变化后,同等进泥流量情况下,设备干固体负荷变化会导致扭矩变化,相同的差速度时,进泥浓度增加,扭矩增加。所以,在现场经常会出现这样的情况,很多时候扭矩很大,但出来的泥饼干度并不高,而有时候扭矩并不高,但泥饼干度很好,这就是由于不同设备负荷造成的影响,所以,了解泥饼干度,不仅仅是观察设备扭矩参数,最终要以实际出泥泥饼为准。

如果进泥负荷过大,差数度过大,不但会影响泥饼干度,同时也会使上清液质量下降,影响污泥处理回收率。

5、絮凝剂加药点的调整

絮凝剂加药点的不同,会直接影响到药泥混合、反应状况,从而影响到絮体的状态、强度和泥水分离状态,最终影响到絮凝剂的消耗量和污泥处理效果。絮凝剂加药点有多种选择,一般情况下,可以设置成污泥泵前加药、污泥泵管道加药和离心机污泥入口加药。具体加药点的设置和调整是根据污泥性质、设备特点和絮凝剂特点决定的,一般通过实际应用试验确定。

目前部分厂商生产的的离心机采用了物料混合液进入离心机位置可调的方式,具体的调整可根据实际情况决定。

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