某公司2×350MW超臨界熱電機組工程配套的城市中水深度處理島供水水源采用林州市污水處理廠的一級B出水（達到GB 8978-1996《污水綜合排放標準》中的Ⅰ級B標準），中水經深度處理后，作為全廠用水水源，以紅旗渠渠水為備用水源。

中水深度處理設計產水量2000m3/h。設有污泥脫水自動處理系統，配置貝亞雷斯FP600型離心脫水機2臺，泥餅外運。

由于脫泥機配置與實際污泥參數不匹配，脫泥系統存在處理量不足、污泥固相（泥餅）含水量高等長期困擾中水處理系統安全穩定運行的難題。

1 系統簡介

中水深度處理系統包括水處理系統和脫泥系統，處理流程如下：

（1）水處理系統流程

紅旗渠水+污水廠來水→原水池→提升泵→澄清池→推流溝→變孔隙濾池→清水池→循環水塔、化學制水、工業用水。

（2）脫泥系統流程

澄清池排污→濃縮池→污泥輸送泵→離心脫泥機→泥餅外運（固相）+脫泥排水回原水池（液相）。

2 運行現狀分析

兩臺貝亞雷斯FP600型離心脫泥機，單臺額定處理量為10m3/h，進料含固量不大于1.5%，液相含固率不大于0.1%，脫泥機不同負荷下的運行參數如下表所示：

兩臺離心脫泥機滿負荷運行時，脫泥效率不能滿足要求：固相（泥餅）含水率85%～90%，液相（排液）含固率大于0.5%，回流原水池造成水源濁度超標。如果采取降負荷運行，降至50%負荷方能基本達到脫泥效果，但液相含固率仍高于0.3%，無法進行回用，只能選擇臨時外排。長期通過減少澄清池排泥維持脫泥系統運行，致使澄清池泥層太高，導致出水品質惡化。

因紅旗渠來水泥沙含量高，澄清池排泥含固量平均達到2.0%～3.0%，排泥水量15～25m3/h。FP600型脫泥機為定差速、液力耦合高速離心式脫泥機，額定處理量為10m3/h，設計值偏小，導致機器參數與實際進料參數不匹配（設備選型不當），無法滿足中水脫泥要求。

3 解決方案

為滿足脫泥系統處理量要求、提高脫泥效率，根據系統處理量和進料參數選型、安裝，完成離心脫泥機技術改造。新增LW430EH型臥式離心脫泥機2臺套，可增加脫泥量20～30m3/h，滿足澄清池排泥、脫泥需要。

LW430EH型離心脫泥機性能指標與運行參數如下表所示：

3.1 LW430EH型離心脫泥機技術特點

LW430EH型離心機為臥式螺旋卸料沉降離心機，采用逆流式結構，主要由轉鼓、螺旋、軸承座、機罩、機座、差速器、主電機、副電機等組成，設計使用壽命為25年。

3.1.1 工作原理

主電機通過三角皮帶傳動，帶動轉鼓高速旋轉產生強大的離心力，從而使轉鼓內腔物料分離或脫水，密度較大的固相顆粒沉積在轉鼓內壁上；副電機通過帶動二級行星齒輪差速器的輸入軸轉動，螺旋與轉鼓之間作相對運動并產生一個中心速差，螺旋葉片不斷地將沉積在轉鼓內壁上的固相顆粒刮下并推出排渣口，分離后的清液經液層調節板開口流出轉鼓。懸浮液通過螺旋小端中心軸的進料管進入轉鼓內腔，從而實現連續進料、連續分離、連續排渣的功能。

3.1.2 雙電機雙變頻驅動的節能技術

獨有雙變頻連接模式使離心脫水機在整個分離運行工況中，和差速器小軸相連的副電動機從離心機處接受機械能，長期運行在第二象限而產生再生狀態能量。該能量通過變頻器之間的直流母線連接反饋到主變頻器的直流電橋上，經過主變頻器被主電機利用，從而減少從電網上獲取能量而達到節能的目的。

3.1.3 恒力矩控制處理效果

可編程邏輯控制器（PLC）控制系統采用恒力矩控制，力矩值設為恒定值，當污泥含固率和進泥量在一定范圍內變化時，自動調節差速：當進泥含固率變小時，會自動降低差速；當進泥含固率變大時，則自動提高差速。如此可保持力矩恒定，從而確保泥餅干度恒定。

3.1.4 耐磨技術

螺旋推料葉片的轉鼓出渣口與物料直接接觸，在高轉速工況下對耐磨性能要求很高。螺旋推料葉片上鑲耐磨硬質合金塊，轉鼓出渣口鑲耐磨硬質合金瓦。

3.1.5 密封技術

離心機采用系統設計，保證了優良的密封性能，污泥脫水處于全密封狀態下，無氣味、無泥液泄漏，保持環境清潔。

3.1.6 沖洗功能

臥螺離心脫泥機具有自動清洗裝置，在停機時能自動對轉筒進行清洗，清除轉鼓內的泥餅，確保不積料，在下次開機時能夠正常運行。

3.2 離心脫泥機主要部件及材質

3.2.1 轉鼓

采用AISI321不銹鋼，固溶化處理，使離析的金屬元素回到晶間結構中去，保證了材料的耐晶間腐蝕性能。轉鼓內表面，按物流方向縱向拉槽或筋條，防止內表面磨損。出渣口采用耐磨損的碳化鎢硬質合金瓦保護。

3.2.2 螺旋

采用AISI321不銹鋼，焊接后熱處理，以消除內應力，保證運行的穩定性。出料口和葉片澄清段采用碳化鎢硬質合金堆焊保護。葉片推料面采用可更換的碳化鎢硬質合金鑲塊保護。

3.2.3 差速器

采用高效的二級行星齒輪結構，可承受的扭矩為50000N·m。

雙變頻控制、轉鼓和螺旋的差速在2～30r/min間為無級可調。差速自動反饋調節，推料功率自動補償。差速調節精度值為0.1r/min。離心機根據轉鼓內泥層的厚度需要自動調節差速，達到自動調節扭矩的效果，以保證泥餅干度和污泥固相回收率。

3.2.4 絮凝劑自動配置/投加裝置

全自動的藥劑配置、溶解和投加系統，采用溶解、熟化、儲存三腔 體結構。藥劑投加系統由真空吸料器、干粉儲料倉、螺旋給料電機、電動密封裝置、震動器、物位開關和混合器組成。配投裝置采用PLC綜合控制柜集中控制，變頻器控制供粉電動機，設有啟動、停車和缺相、過載等保護。系統設計按1‰的配制標準，根據水流量的變化自動調節干粉量的 投加。

LW430EH型離心脫泥機采用的雙變頻連接模式、恒力矩控制、差速2～30r/min無級可調、全自動 配制投加系統等 技術，使設備運行更穩定、調整手段更加豐富。在確保助凝劑 投加的情況下，通過調整差速和力矩保證脫泥效果。

4 效果對比

4.1 改造前后脫泥效果對比

改造前后脫泥效果對比如下表所示：

LW430EH型離心脫泥機單機處理量、泥餅含水率和液相含固量全部達標。泥餅含水率小于80%，外運可直接用于覆土；液相含固量小于0.05%，排出液澄清，滿足來水回用要求。

4.2 污泥外運量

2臺LW430EH型離心脫泥機投入運行后，日排泥餅16m3，較之前泥餅量增加300%～350%。

4.3 原水池清淤量

由于LW430EH型離心脫泥機排水液相含固量小于0.05%，滿足來水回用要求，排水可直接入原水池循環利用；原水池清淤周期大幅度延長，由原來的每季度一次降至每年一次，大幅度減少人工清淤工作量。

5 效益分析

液相排出液回量為78840t，原水按1.05元/t計，每年的液相排出液回用費用8.2782萬元（進料量為10m3/h，進料含固率為2%，液相含水率為80%，液相含固率為0.05%）。

減少泥水外排量為78840t/a，排污費按1.0元/t計，則年外排水排污費用7.884萬元。

原水池清淤量減少6臺次，以日工資300元計，每年的原水池清淤費用可減少5.4萬元。

排污池清淤施工參考排污池清淤合同，費用為3.5萬元。

年節省費用合計26.49萬元。

6 結語

LW430EH離心脫泥機在中水脫泥系統中的應用，徹底解決某公司中水脫泥系統處理量不足、效果不佳的技術難題，消除系統制約因素；年節水約7.9萬t，減少泥水外排造成的環保壓力；使中水設備整體水平大幅提高，滿足機組保質保量供水的需要。LW430EH離心脫泥機在中水深度處理澄清池排泥、脫泥系統中的應用，效果明顯，在大型火電廠中具有全面推廣意義。