污泥脱水的运行研究_高分子絮凝剂-聚丙烯酰胺

目前，国内外对污泥脱水处理的方法很多，可分为干化脱水、真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水。由于各种脱水设备的工作原理不同，其具体使用情况存在很大的差别。干化脱水产生的恶臭范围大，维护管理大，只适合小型污水处理厂；真空过滤脱水产生的噪音大，泥饼含水率高，操作麻烦；压滤脱水虽然泥饼含水率较低，但污泥脱水敞开式进行，恶臭大；离心脱水由于PMA的普遍使用，其脱水效果好且噪音低处理量大，它是当前较为先进而逐渐被广泛应用的污泥处理方法。
1.工艺流程及工作原理
1.1.工艺流程浓缩后的污泥含水率虽然达到95％，但不具备固态属性，无法进行运输和处置。为进一步降低含水率使污泥含水率近可能的低，必须对污泥进行脱水，以减少污泥体积和便于运输。
污泥池中的污泥经破碎机对其中的大块物体和纤维物质等杂质进行切割后，由进料泵经过流量计泵往脱水机。为了取得更好的分离效果，需往污泥中添加絮凝剂。絮凝剂在制备池中按比
例稀释并搅拌后，进入储药池，由加药泵输入进泥管道与污泥混合，混合污泥进入脱水机。脱水后的污泥由螺旋输送机送到泥车，上清液排入管道。
1.2.工作原理
离心脱水是利用水分和污泥在转筒高速旋转过程中产生的离心力之差使之相互分离，实现脱水目的。污泥通过空心轴中的中心进料管进入转筒，在离心力的作用下，污泥因比重大，离心力大而被甩至筒体壁面，转筒与螺旋输送机之间的转速差使螺旋输送机连续不断地将污泥固体推到转筒的圆锥端进一步压缩排出。水分由于比重小，离心力小，在内侧形成液体层，水分则将通过转筒的圆筒端排出。
2.絮凝剂的选择及调节

2.1的选择
浓缩污泥虽然在体积上发生了很大的变化，但是污泥的脱水性能差，如果直接进行脱水，污泥处理效果不好且不经济。因此，污泥在脱水前一般都要进行预处理，提高脱水性能，降低处理难度。离心脱水一般采用高分子絮凝剂。这是因为离心机内空间较小，必须控制泥量增加。采用高分子絮凝剂时，泥量基本不发生变化，其肥效和热值都不降低，如果采用无机药剂，泥量会明显增加，使脱水机的处理能力大大降低。

取配水井中心回流污泥处的污泥，静置30分钟，去除上清液，分别取泥100ml盛入四个烧杯，再分别加入不同型号的絮凝剂溶液(浓度为0.1％)3ml。静置，观察絮体大小和上清液，经人工搅动破坏絮体后，再次观察絮体大小和上清液的情况。实验情况结果如表1所示。
表1 不同絮凝剂的试验结果
型号破坏前絮体破坏前上清液破坏后絮体破坏后上清液
Z15 大清较大清
Z57 较大清小浑浊
Z63 大清小清
Z92 大较清小浑浊

在实验室条件下，絮体人工破坏相当于高速旋转的离心力作用下。从表中可知，破坏前，形成的污泥絮体小的型号首先被淘汰，在外力的破坏下，污泥仍能保持较大絮体的，说明其粘合力强，抗离心强度也大，有效地保证絮体在高速旋转的脱水机中进行脱水时，仍能凝结在一起而不至于分散，从而确保实际生产运行中有良好的脱水效果。从理论上可以判定Z15和Z63均能达到较好的分离效果。但是在实验室条件下的结果与实际运行操作有一定的差别，应依照具体情况选择。从实际使用情况来看，Z63的脱水效果明显比Z1的脱水效果好，Z15絮体经过脱水机的高速旋转后，其粘合力减小，絮体遭破坏而无法凝结造成泥饼含水率高。

2.2浓度的调节
试机时，一般采用高浓度到低浓度的配制方法。在不同的浓度下，根据污泥饼的含水率，上清液的清澈度及旋转扭矩来选择{zj0}投配浓度。从实际运转情况看，并不是絮凝剂浓度越高，泥饼的含固率也越高(见表2)。另外，絮凝剂的浓度可以通过静态混合器调节水和絮凝剂溶液的药液比进行稀释以满足工艺要求。
在不同浓度下脱水污泥的情况
浓度泥饼上清液产泥速度
0.5％大而稀较清(含泡沫多) 慢 (间断)
0.3％小而干清快(连续)

2.3用量的确定
絮凝剂的投药量与污泥本身的性质、污泥进泥浓度、进泥温度等因素有关。应根据具体情况寻求{zj0}用量。絮凝剂用量是随着加药泵(偏心螺杆泵)的运转频率的改变而改变的(见表3)。
泵的频率与流量关系
频率(HZ) 40 50 60 70 80
流量(L/H) 857 1058 1258 1440 1636

2.4絮凝剂的设备
絮凝剂的设备是通过一套TomalSV交钥匙自动化制备设备完成的。该套设备具有防潮、防尘、xx进料、溶解效果好等特点。每次配料的循环时间为66～81分钟，成熟时间为45～60分钟。絮凝剂的加入量是根据控制箱上的时间继电器设置的絮凝剂加药时间进行计算的。

3.脱水机的参数控制

3.1转筒转速
转速是由变频器设定的频率决定的，可在允许的范围内通过电位计调整转速。

3.2转速差
转速差是指转筒与螺旋输送机的转速之差。AVNX455型脱水机的转速差是由ECB(涡流制动装置)控制的。设备中的扭矩管旋转产生磁极运动，由于磁极的运动又形成涡流电流，xx扭矩转动，达到制动效果。因此可以通过改变电流的大小调节制动器的转速，改变转速差，电流越大，制动效果越强，转速差越大。

3.3进泥量
在进泥泵(偏心螺杆泵)运行时，通过改变泵的频率调节进泥量。

4脱水机的运行机制

4.1脱水机的运行
脱水机的脱水效果主要取决于转筒转速、转速差、调整环、进泥速度、输送力矩。其中，转筒转速是预调好的，取转速允许的{zd0}值，调整环在调试时已经确认其{zj0}堰板半径，因而其值是相对固定的。由于水处理系统产泥量大，需处理的泥量多，因而进泥速度设在{zd0}值。在启动前，加药泵的频率开关置于中间值位置，启动后将设定力矩值逐渐增大(1.3KN-1.6KN)，随着泥药混合液进入转筒，脱水机的负荷逐渐增大至设定力矩附近。
①若出泥效果好，则在保证出泥效果的情况下，适当降低加药频率，以减少用药量，降低生产成本。
②若出泥效果差，则提高加药频率，增大用药量，提高泥饼含固率。如果增大加药量，处理效果仍不佳，则可采取减少进泥量的方法，以提高出泥质量。
③若实际力矩超过设定力矩，则提高进料泵的加料频率，增大加药量，系统会根据情况在运转过程中自动xx过载，若实际力矩超过限定值，系统会自动停止进料，打开进水阀门进行冲洗，xx内部的固体物料。
④过载发生的原因：a.物料通过量大；b.进料浓度过高；c.固体的性质的影响；d.转速差过低；e.在固体排放时受到堵塞。过载停机后重新启动前应检查；机壳是否留有固体、排料口是否打开、转筒是否易于手动转动、保护装置是否设置。

4.2存在问题
①水压：由于供水水压低，物料加料器的溶解漏斗无法将絮凝剂送到制备池而发生堵塞现象。在这种情况下，可以将一台小型增压泵安装于供水管线上提高水压，防止堵塞再次发生。
②絮凝剂溶液隔夜放置后再使用，其处理效果明显降低，因此药量就按实际所需处理泥量的多少进行配制，以免造成不必要的浪费。
③当浓缩污泥浓度偏低，无法进行处理时，应将污泥静置一段时间，用小型泵抽走上清液，提高污泥浓度后再进行处理。
④清洗时间不能太短，否则易粘结的固体仍然残留在转筒内，引起转筒不平衡而导致过载。
⑤脱水机振动太剧烈时，应立即停止进料，输送冲洗减轻振动。
⑥脱水机运行时，一次只能调节一个参数，每隔15分钟后再进行调节，不允许多个参数同时调节。
4.结语
离心脱水工艺简单、操作方便、适合大型污水处理厂、它在污泥处理领域中的应用潜力很大。在应用中，应综合考虑各种因素对脱水效果的影响，合理调节各参数之间的平衡，寻求{zj0}运行工况，提高污泥的脱水效果，使脱水机在低投入，低成本下运行。