1 循環水污泥系統概況

中國鋁業山東分公司循環水系統主要承擔著氧化鋁廠（燒結法）、化學品氧化鋁公司等生產單位各工序排水的沉淀處理、冷卻降溫和循環供應任務。

循環水污水處理系統主要包括水處理西站、水處理東站、大泵房（蒸發循環水）三個子系統，處理工藝為傳統污水處理方法。因各生產崗位排水復雜，回水水質和水量時常變化，其中水處理西站日處理污水量為2.5萬m3～3萬m3，水處理東站日處理污水量為2.5萬m3～3萬m3，大泵房系統日處理蒸發循環水量為16萬m3～20萬m3。

循環水污泥處理系統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施排泥，污水本身水質變化較大，所以污泥性質不穩定。其中，重力濃縮日處理量為2500m3～7200m3，離心機日處理量約為360m3～960m3。

2 離心機在試驗和試運行期間的運行情況

2.1 臥螺離心機的技術參數及工作原理

該公司采用的是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，差速自動反饋調節，推料功率自動補償，不易發生堵料情況，分離效率高的特點。

主要技術參數為轉鼓直徑530mm；轉鼓有效工作長度2270mm；分離因數2200g；錐角2×8°；轉鼓與螺旋差轉速2～16r/min；轉鼓轉速0～2700r/min無級可調；懸浮液處理能力15～40m3/h；電機功率37kW；螺旋形式為單頭、左旋、超前；轉鼓形式：圓柱-圓錐形；溢流板直徑為Φ283、Φ288.5、Φ294、Φ299.5四檔可調。

工作原理是通過轉鼓與螺旋的差轉速△n實現固液的高效分離。

2.2 試驗期間運行分析

2008年10月底，該公司選用LW350型臥螺離心機對循環水污泥進行了定性試驗，LW350型離心機的主要參數為螺旋差速2～20r/min，轉鼓轉速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，試驗數據如下：

（1）在污泥參數基本相同的情況，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，相應的固體回收率也越低。

（2）對比第2組和第3組數據，在離心機參數及污泥固體總量一定時，加絮凝劑調節后，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關系，假設進機污泥性質穩定，連續運行下，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）。

2.3 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，且公司循環水污泥為無機污泥，成分復雜多變，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，所有項目沒有安裝加藥系統。

試運行期間，進機污泥參數變化不大，離心機的各項參數基本保持為污泥流量20m3/h、差速8r/min、轉速1800r/min、主機電流30A，試運行數據如下：

根據上表數據可知，離心機參數一定時，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，直接影響了循環水的水質（循環水供水主要控制濁度）。

3 問題分析及優化方案的選擇

3.1 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，在連續強力攪拌下，絮團極易破碎，容易造成后續投加絮凝劑過量。投加絮凝劑成本太高，不利于經濟運行。

3.2 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。

3.3 優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施，水處理西站的排泥連續且泥量較多，經過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，且大泵房系統的排泥間斷性進入3#、4#濃縮槽。

為較大限度利用兩級重力濃縮處理設施，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循環水，水源較少，水處理西站回水復雜，外來水源較多，沉淀池中污泥量較多，所以應壓低大泵房的排泥，壓低總排泥量，延長污泥在濃縮槽內的停留時間（12～16小時）。這樣不僅可以保證濃縮槽的溢流水質，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。

3.4 合理化離心機運行參數

在參數的摸索調節中，轉鼓轉速過大會造成離心機本體的磨損和增加動力消耗，轉速過小，達不到處理效果，在前期運行轉速1800r/min的情況下，適當調節到2100～2500r/min范圍內；同時結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，延長固體顆粒在離心機內的停留時間。調節后運行數據如下：

4 階段性效果及下一步運行要點

4.1 階段性效果

結合上表的數據可以看出，隨著進機污泥含固率的降低，通過適當增加轉鼓轉速和減小差速，經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，但相應的固體回收率低于50%。

下表為5月底每天的輸送泵外排污泥量：

由上表數據可知，現階段日均外排泥量為103/8=12.9m3，循環水系統日均可減少43.98/8=5.5t干泥，從根本上可確保循環水的供水水質。

4.2 下一步離心機的運行要點

（1）以設備安全經濟運行為出發點，在保證泥餅含固率的基礎上，調高溢流板的直徑，適度降低差速，合理控制轉鼓轉速，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較佳經濟運行點，并設計出不同條件下的差速變化曲線，指導離心機的運行。

（2）繼續摸索重力濃縮處理系統的運行，結合進機污泥含固率持續低值的現狀，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，確保離心機充分發揮脫水性能。

（3）加強離心機系統的運行維護，形成一套嚴格有效的管理制度，對關鍵設備或關鍵部件進行定期維護，確保系統的良好運行狀態。