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離心式汙泥脫水機調試和運行技術分析

作者:肖健人  來源:互聯網  更新時間:2019-12-07 17:30:39  點擊次數:

作為汙泥脫水的調試,其工作的主要任務就是依照現有條件,尋找到汙泥、設備和絮凝劑三者之間最佳的運行組合參數,三者之間單純依賴於某一方或忽視其它方都會使運行出現問題。控製好這些運行工況參數保證長期穩定運行,並在現場出現了變化情況下及時進行科學有效的調整,使其仍然滿足完美配合,實現最低絮凝劑消耗情況下,最佳的汙泥處理效果和最大的處理效率,從而實現最低的運行費用,滿足最佳技術經濟要求。


1、汙泥性質和濃度發生變化的絮凝劑調整


  在汙水處理廠工藝、設備調試初期,由於受到水質、水量、水處理工藝運行狀態等因素的影響,待處理汙泥的性質可能會發生很多變化,這種變化對汙泥脫水機和絮凝劑的依賴性會產生波動,汙泥齡或汙泥存放時間會影響到汙泥性質,如汙泥濃度、汙泥有機質含量(或灰分含量)、汙泥密度、汙泥顆粒規格(汙泥自身骨架結構狀況)等對絮凝劑和脫水機的依賴波動會更加明顯,因此在現場要根據情況及時進行調整來保證能夠正常的汙泥脫水運行管理。這個階段的汙泥脫水效果和藥耗可能會和正常運行有一定的差異,這種差異會隨著現場水處理設施運行的逐漸正常和汙泥排放處理的逐漸穩定而趨向穩定。


  即使在汙水廠實現了正常運行後,待處理汙泥的實際性質或濃度也會發生變化,特別是對於那些沒有汙泥濃縮池而直接將汙泥進行脫水處理的現場來講,這種變化可能就會更頻繁,波動幅度也會較大,有汙泥濃縮池的現場相對變化幅度小些,這些情況往往會被忽略或小視。產生這種變化的主要原因是:


  A、由於汙水廠進水負荷變化,導致沉澱池(一沉池或二沉池)停留時間發生變化,沉澱池中的懸浮物實際沉澱時間發生變化,導致汙泥密度和濃度發生變化;


  B、由於沉澱池向汙泥脫水車間的排放的待處理汙泥流量或排泥周期發生了變化,導致汙泥濃度實際在發生變化;


  C、由於現場運行的異常情況(如維修等)導致汙泥發生變化,或由於季節性原因,特別是氣候交替導致汙泥性質和濃度發生變化等。這些變化往往表麵上不易觀察得到,也容易被忽視,但是簡單計算一下就知道這個變化幅度的可能帶來的影響。


  以待處理汙泥濃度為例:若排放到汙泥脫水車間的待處理汙泥含水率從96%變化為97%,即固含量從4%變成了3%,這1%的濃度絕對數值變化其實相對值幅度竟然達到了25%,由於絮凝劑消耗與待處理汙泥固含量成正比,在正常運轉時,絮凝劑的消耗也也相應減少25%左右。如果這時候沒有及時調整來降低絮凝劑投加量,在同一汙泥流量和絮凝劑流量情況下,絮凝劑就會被浪費了25%左右,而表觀泥餅狀況並不會有明顯的變化。反之,若汙泥濃度增加,而絮凝劑沒有跟蹤增加,則汙泥脫水效果會相應下降。


  這種變化在汙水處理廠運行過程中是在不知不覺中發生的,特別是沒有汙泥濃縮池的現場,這種變化幅度會更顯著。因此,在現場要隨時注意這個重要的影響絮凝劑消耗的因素,在汙泥性質發生較大的變化時,要及時調整適用的絮凝劑來配合汙泥脫水運行;在汙泥濃度發生變化時,要及時調整絮凝劑供應流量使其既能滿足處理效果又能夠避免浪費。


  具體的方法就是經常觀察出泥效果,然後適當降低絮凝劑工作液供應流量,可以每次降低絮凝劑加藥泵頻率0.5-1.0Hz左右,數分鍾後觀察泥餅和上清液狀況及扭矩數據,根據情況決定是否繼續降低加藥泵頻率,直至找到最經濟加藥泵運行頻率,或者可以采用每次增加進泥泵頻率0.5-1.0Hz左右來觀察和調節。反之,當汙泥濃度增加,按照相反的方向進行調整。


  另外,由於離心機結構決定了對進泥質量要求較高,進泥中不能有大量的大規格顆粒物和纖維狀物質,否則容易導致設備堵塞、震動加大,影響處理效能。所以,對這種汙泥必須做好汙泥進入離心機前的破碎切割處理。


2、離心式汙泥脫水機設備處理能力的控製


  任何離心式汙泥脫水機都有一個最大處理能力要求,這種要求有兩方麵的數據參考指導:


  A、最大可處理幹固體負荷,即每小時處理的最大不揮發固體固體重量,以KGDS(幹固體)/h表示;


  B、最大可處理水力負荷,即進入設備的汙泥流量,以m3/h表示,它與進泥濃度(固含量)的乘積即為幹固體負荷。


  在正常汙泥濃度情況下,應保證最大處理幹固體負荷在設備廠商標定的設備理論負荷的70%-90%為好,要避免設備利用率過低,同時避免設備長期在高負荷下運轉而造成設備損耗加快,維護周期縮短。在設備負荷過大的情況下,無論如何增加絮凝劑用量,也不會使處理效果好轉,表現為泥餅幹度不理想,上清液攜帶固體偏高、回收率下降,由於上清液攜帶的泥沙溢流造成設備磨損,動平衡破壞、震動加劇。有些時候,由於汙泥濃度增加,造成按照原流量進泥時,實際進泥負荷超過了該設備的可接納負荷指標使處理效果下降。這時要及時逐漸降低進泥頻率,觀察效果,待效果穩定後,繼續嚐試絮凝劑流量控製到最經濟投加量。反之,當汙泥濃度降低了,要逐漸增加進泥流量,同期配合加藥泵流量調整。若進泥濃度過低,雖然設備的幹固體負荷不高,但水力負荷卻很大,進入的低濃度汙泥由於在高水力負荷下,設備不能形成有效的、厚度均勻的泥環層,沉降的固體會被大量的上清液攜帶溢流,從而直接影響了處理效果和處理效率。故對於低濃度的汙泥,如二沉池未濃縮汙泥最好經過濃縮處理(如濃縮機濃縮後處理),或者與高濃度汙泥(如一沉池汙泥)混合後進行脫水處理。要避免由於進泥負荷過大而導致扭矩過大造成離心機過載,就要適當降低進泥泵頻率,這種情況主要發生在進泥濃度增加,卻仍然以原進泥流量操作的狀況。


3、分離因素的調整根據斯托克定律


  Vg = d2(ρp-ρ1)g/(18η)

  Vg-重力沉降速度,m/s;

  d-固體粒子直徑,m;

  ρp-固體粒子密度,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;

  由上式可以得出離心沉降公式:

  Vc=d2(ρp-ρ1)rω2/(18η)

  Vc—離心沉降速度,r-離心半徑,ω-角速度,ω=2πN/60,N—r/min


  根據公式可知隻有離心機的半徑r和角速度ω達到一定的值,在離心機有限的空間內,盡可能短的時間裏方可獲得滿意的沉降效果,所以希望得到更好的汙泥處理效果,離心機的高速旋轉是必然的。


  分離因素表示離心力場的強弱,它通過調整離心機的轉速來控製。提高分離因素,使生產能力和分離效果提高,但也增大了功率消耗及轉鼓和螺旋的磨損,應在較低的分離因素下滿足生產能力和分離要求,這個數據請參考設備說明和實際運行狀況來確定,離心機轉速的控製要以實現設備正常穩定運轉和正常汙泥脫水處理效果為基準。


4、差速度的調整


  差速度大小,決定了處理能力和泥餅幹度。提高差速度,排渣迅速,處理能力增加,但出渣含水率高,回收率低;降低差轉速,泥餅幹度增加,表現出螺旋扭矩大,處理能力降低。所以在滿足最大處理能力和最佳處理效果這一對矛盾中,要找到最佳差速度值,這個數值可以根據實際情況進行上下調整,結合汙泥流量和泥餅幹度、上清液狀況來確定。


  需要注意的是,在同等汙泥流量和汙泥濃度的情況下,差速度增加,扭矩降低,泥餅含水率增加;反之,差速度降低,扭矩增加,泥餅含水率降低。原則上要以最大的處理能力結合最佳的處理效果為原則來確定差速度參數,在絮凝劑用量保證在合理用量範圍內,離心機轉速固定,進泥的濃度相對穩定情況下,設備處理能力和脫水效果完全取決於差速度的控製。


  而扭矩同時還與離心機中幹固體負荷有關,所以要結合進泥負荷來調整。在汙泥濃度變化後,同等進泥流量情況下,設備幹固體負荷變化會導致扭矩變化,相同的差速度時,進泥濃度增加,扭矩增加。所以,在現場經常會出現這樣的情況,很多時候扭矩很大,但出來的泥餅幹度並不高,而有時候扭矩並不高,但泥餅幹度很好,這就是由於不同設備負荷造成的影響,所以,了解泥餅幹度,不僅僅是觀察設備扭矩參數,最終要以實際出泥泥餅為準。


  如果進泥負荷過大,差數度過大,不但會影響泥餅幹度,同時也會使上清液質量下降,影響汙泥處理回收率。


5、絮凝劑加藥點的調整


  絮凝劑加藥點的不同,會直接影響到藥泥混合、反應狀況,從而影響到絮體的狀態、強度和泥水分離狀態,最終影響到絮凝劑的消耗量和汙泥處理效果。絮凝劑加藥點有多種選擇,一般情況下,可以設置成汙泥泵前加藥、汙泥泵管道加藥和離心機汙泥入口加藥。具體加藥點的設置和調整是根據汙泥性質、設備特點和絮凝劑特點決定的,一般通過實際應用試驗確定。


目前部分廠商生產的的離心機采用了物料混合液進入離心機位置可調的方式,具體的調整可根據實際情況決定。


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