于勝輝

    介紹了中鋁山東分公司循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)的概況，重點論述了臥螺離心機在污泥脫水處理中的運行管理，簡要分析了試運行期間遇到的問題及解決方法，并討論了臥螺離心機的重要作用。

    循環(huán)水污泥系統(tǒng)概況

    中國鋁業(yè)山東分公司循環(huán)水系統(tǒng)主要承擔(dān)著氧化鋁廠（燒結(jié)法）、化學(xué)品氧化鋁公司等生產(chǎn)單位各工序排水的沉淀處理、冷卻降溫和循環(huán)供應(yīng)任務(wù)。

    循環(huán)水污水處理系統(tǒng)主要包括水處理西站、水處理東站、大泵房（蒸發(fā)循環(huán)水）三個子系統(tǒng)，處理工藝為傳統(tǒng)污水處理方法。因各生產(chǎn)崗位排水復(fù)雜，回水水質(zhì)和水量時常變化，其中水處理西站日處理污水量為 2.5萬m3～3萬m 3，水處理東站日處理污水量為2.5萬m 3 ～3萬m 3 ，大泵房系統(tǒng)日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16萬m3～20萬m3。循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)包括重力濃縮處理及機械脫水處理（臥螺離心機），因來泥為各污水處理設(shè)施排泥，污水本身水質(zhì)變化較大，所以污泥性質(zhì)不穩(wěn)定。其中，重力濃縮日處理量為2500m3～7200m3，離心機日處理量約為360m3～960m3。

    離心機在試驗和試運行期間的運行情況

    1.臥螺離心機的技術(shù)參數(shù)及工作原理。公司采用的是上海市離心機械研究所 生產(chǎn)的LW530×2270NY型臥式螺旋卸料 沉降離心機。該離心機具有輸出扭矩大， 差速自動反饋調(diào)節(jié)，推料功率自動補償， 不易發(fā)生堵料情況，分離效率高的特點。 主要技術(shù)參數(shù)為轉(zhuǎn)鼓直徑530mm； 轉(zhuǎn)鼓有效工作長度2270mm；最大分離因 素2200g；錐角2×8o；轉(zhuǎn)鼓與螺旋差轉(zhuǎn)速 2～16r/min；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速0～2700r/min 無級可調(diào)；懸浮液處理能力15～40m 3 /h； 電機功率37kW；螺旋形式為單頭、左旋、 超前；轉(zhuǎn)鼓形式：圓柱-圓錐形；溢流板 直徑為Ф283、Ф288.5、Ф294、Ф299.5 四檔可調(diào)。

    工作原理是通過轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速 △n實現(xiàn)固液的高效分離。

    2.試驗期間運行分析。2008年10月底，公司選用上海離心機械研究所的車 載LW350型臥螺離心機對循環(huán)水污泥進行了定性試驗，LW350型離心機的主要 參數(shù)為螺旋差速2～20r/min、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 3700r/min、電機功率15kW。絮凝劑選用 濃度為1.5‰的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗數(shù)據(jù)見表1。從運行數(shù)據(jù)可以得出：

    （1）在污泥參數(shù)基本相同的情況，差速越大，泥餅在離心機中停留時間也越短，泥餅含固率越低，相應(yīng)的固體回收率也越低。

    （2）對比第2組和第3組數(shù)據(jù)，在離心機參數(shù)及污泥固體總量一定時，加絮凝劑調(diào)節(jié)后，濾液濁度明顯降低，固體回收率提高了20%，脫水性能得到改善。

    （3）因污泥黏度小、堿性大，絮凝劑的用量較多，按進機污泥與加藥瞬時流 量的對應(yīng)關(guān)系，假設(shè)進機污泥性質(zhì)穩(wěn)定，連續(xù)運行下，日均消耗1.5‰的絮凝劑 約0.128kg/m3(泥)，加藥成本為5.1元/m3(泥)（絮凝劑按40元/kg計）。 3.試運行分析。2009年4月24日，新建臥螺離心機項目投入試運行。

    因前期試驗時加絮凝劑成本太高，且公司循環(huán)水污泥為無機污泥，成分復(fù)雜多變，泥沙含量大，同時含有鋁、鐵、鈣、鈉、鉀等金屬離子，黏性小，堿度大，懸浮物含量高，所以項目沒有安裝加藥系統(tǒng)。試運行期間，進機污泥參數(shù)變化不大，離心機的各項參數(shù)基本保持為污泥流量 20m3/h、差速8r/min、轉(zhuǎn)速1800r/min、主機電流30A,試運行數(shù)據(jù)見表2。

    根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知，離心機參數(shù)一定時，泥餅含固率隨污泥濃度的升高而降 低;在不加絮凝劑的情況下，泥餅含固率 均大于50%，相應(yīng)的固體回收率約為60% 左右，每天外送干泥約20噸;脫水處理后 的濾液濁度太高，因離心機的分離范圍有 限，大量的小顆粒在沒有絮凝劑的作用下 不能有效地脫除，溢流到下水道后進入污 水處理系統(tǒng)，直接影響了循環(huán)水的水質(zhì)（循環(huán)水供水主要控制濁度）。

    問題分析及優(yōu)化方案的選擇

    1.絮凝劑的取舍。因污泥本身濁度較高、固體顆粒比重小且屬于難分離物料， 絮凝劑的投加量會很大，同時形成的絮團 強度不夠，在重力濃縮階段加入絮凝劑可 以極大地減少進離心機的污泥量，但是進 入攪拌槽后，在連續(xù)強力攪拌下，絮團極 易破碎，容易造成后續(xù)投加絮凝劑過量。 投加絮凝劑成本太高，不利于經(jīng)濟運行。

    2.改變離心機濾液排放流程。流程改 造方案為將濾液收集到溢流水箱，通過溢 流水泵排至16米沉降槽。

    3.優(yōu)化重力濃縮處理流程。在機械脫 水前，有兩級重力濃縮處理設(shè)施，水處理西站的排泥連續(xù)且泥量較多，經(jīng)過16米沉 降槽一級濃縮處理后，進入3#、4#濃縮槽 進行二級濃縮處理，且大泵房系統(tǒng)的排泥 間斷性進入3#、4#濃縮槽。

為最大限度利用兩級重力濃縮處理設(shè) 施，改變運行方式為在大泵房不排泥時， 16米沉降槽底流排泥量為50m3/h；大泵 房排泥時，大泵房排泥量限定為20m3/h、 16米沉降槽底流排泥量為30m3/h。因為 大泵房處理蒸發(fā)循環(huán)水，水源較少，水處 理西站回水復(fù)雜，外來水源較多，沉淀池 中污泥量較多，所以應(yīng)壓低大泵房的排泥， 壓低總排泥量，延長污泥在濃縮槽內(nèi)的停 留時間（12～16小時）。這樣不僅可以保 證濃縮槽的溢流水質(zhì)，確保污泥的有效濃 縮時間，盡可能降低污泥中的空隙水，提 高進離心機的污泥含固率。同時可以減少 進機泥沙含量，降低濾液的含固率，進而 確保離心機的機動平衡。

    4.合理化離心機運行參數(shù)。在參數(shù)的 摸索調(diào)節(jié)中，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速過大會造成離心機本 體的磨損和增加動力消耗，轉(zhuǎn)速過小，達不 到處理效果，在前期運行轉(zhuǎn)速1800r/min的 情況下，適當(dāng)調(diào)節(jié)到2100～2500r/min范 圍內(nèi)；同時結(jié)合污泥含固率的減少和物料 的難分離特性，將差速由前期的8r/min降 低到2.5～6r/min范圍內(nèi)，延長固體顆粒 在離心機內(nèi)的停留時間。調(diào)節(jié)后運行數(shù)據(jù)見 表3（選擇上午8時數(shù)據(jù)）。

    階段性效果及下一步運行要點

    1.階段性效果。結(jié)合表3的運行數(shù)據(jù) 可以看出，隨著進機污泥含固率的降低， 通過適當(dāng)增加轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和減小差速，經(jīng) 過離心脫水后的濾液液固比基本保持在 80:1，泥餅含固率在48%左右，但相應(yīng)的 固體回收率低于50%。

表4為5月底每天的輸送泵外排污泥 量。由表4數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)階段日均外排泥量為103/8=12.9m3，循環(huán)水系統(tǒng)日均可 減少43.98/8=5.5t干泥，從根本上可確保 循環(huán)水的供水水質(zhì)。

    2.下一步離心機的運行要點。

    （1）以設(shè)備安全經(jīng)濟運行為出發(fā)點， 在保證泥餅含固率的基礎(chǔ)上，調(diào)高溢流板 的直徑，適度降低差速，合理控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn) 速，盡量減少濾液含固率，提高固體回收 率，通過有計劃的實驗尋找離心機的最佳 經(jīng)濟運行點，并設(shè)計出不同條件下的差速 變化曲線，指導(dǎo)離心機的運行。

    （2）繼續(xù)摸索重力濃縮處理系統(tǒng)的運行，結(jié)合進機污泥含固率持續(xù)低值的現(xiàn)狀，間斷運行排泥，即縮短排泥時間，增加排 泥頻次，延長污泥的濃縮時間，減少進離心機污泥的泥沙含量，保證進離心機的污泥具有較高濃度,確保離心機充分發(fā)揮脫水性能。

    （3）加強離心機系統(tǒng)的運行維護，形成一套嚴(yán)格有效的管理制度，對關(guān)鍵設(shè)備或關(guān)鍵部件進行定期維護，確保系統(tǒng)的良好運行狀態(tài)。（作者單位：中國鋁業(yè)山東分公司）