光大水務（濟南）有限公司二廠升級改造所選機型是德國Flottweg（福樂偉）公司生產的Z-53型臥螺離心機，與其配套設備主要有污泥切割機、污泥輸送泵、加藥及稀釋裝置、泥水分離閥、無軸螺旋輸送器等。

離心機主要由轉鼓、帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，工作原理是：濃縮污泥由空心轉軸送入轉鼓腔內，污泥顆粒由于比重大，受到的離心力也大，因此被甩貼在轉鼓內壁上形成固體層（因為環狀，也被稱為固環層）；水由于比重小，受到的離心力也小，在固環層內側形成液環層。固環層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓錐端的出口連續排出。液環層的水則由堰口連續“溢流”排至轉鼓外，形成分離液，匯集后靠重力流出脫水機。福樂偉脫水機進泥方向與污泥固體的輸送方向相同，區別于Alfa-laval脫水機和海申脫水機，即進泥口和排泥口分別在轉鼓的兩端，屬順流式離心脫水機。

離心脫水機作為污水處理廠泥處理單元的關鍵設備，其正常、穩定運行至關重要。通過對Alfa-laval脫水機和海申脫水機幾年來的實踐，把運行經驗應用于福樂偉脫水機中，總結運行特點和規律，使之運行較佳化。

1 福樂偉脫水機的運行較佳化

1.1 脫水機的基本技術參數

1.2 脫水機的運行參數調整

脫水機運行中科調節的參數主要有：轉鼓轉速、轉鼓與螺旋之間的差速，脫水機的進料量、絮凝劑的投加量、扭矩、液池深度。

1.2.1 轉鼓轉速

改變轉鼓轉速，可適合多種污泥物料的要求，轉速越高，扭矩就越大，泥餅就越干，分離效果越好；反之亦然。兩種轉鼓轉速下泥餅含水率的比較見下表：

分離因數：Fr=rw²/g=Dn²/1973，其中D=轉子直徑（m）

可以看出分離因數與轉鼓直徑和轉速的平方成正比。越難分離的物料所需分離因數越大。此理論與Alfa-laval脫水機和海申脫水機相同。但由于福樂偉脫水機采用恒差速運行，且差速具有較大調節范圍，轉鼓轉速只需微調即可達到要求。由于轉鼓的直徑是不變的，控制分離因數就是控制轉鼓轉速，在福樂偉離心脫水機實際運行中，總結了以下經驗：

較高的轉速能得到較高的分離因數，得到較好的分離效果。但對某些物料來說，分離因數并非越高越好。根據運行經驗分析，轉速越高，扭矩就越大，泥餅就越干，分離效果越好，但轉速增加到一定程度以后，由于絮團被切向破碎，固體回收率反而下降。依據此理論，提高轉速，增大分離因數，可切實提高泥餅含固率和固體回收率，但也不能太高，否則濾液會變渾。而且在高加藥量、低差速設定值、無機物含量較高的情況下，高轉速很容易引起扭矩過高出現扭矩報警。并且高轉速耗能也大。所以高轉速運行是沒有必要的，一般把運行轉速設定為2150rpm不變。

1.2.2 差速

脫水效果的好壞由泥餅含固率和固體回收率兩個指標同時評價。差速是指轉鼓與螺旋的轉速之差，即兩者之間的相對轉速。如果差速為△n，則螺旋相對于轉鼓來說，等于以△n的速度在旋轉，液環層中被分離出的污泥就是利用這個速度被輸送出脫水機的。當進泥量一定時，差速越大，污泥在脫水機中停留的時間越短，固環層就越??；另一方面，差速越大，由于轉鼓與螺旋之間的相對運動增大，必然對液環層的擾動程度增大，固環層內部被分離出來的污泥會被重新泛至液環層，并有可能隨分離液流失。綜上所述，差速增大時，脫水的固體回收率和泥餅的含固量都將降低，但增大差速可提高離心機的處理能力。反之，減小差速時，污泥在轉鼓內接受離心分離的時間將延長，同時由于轉鼓和螺旋之間的相對運動減小，對液環層的擾動也減輕，因此固體回收率和泥餅含固量均將提高，但減小差速，往往使處理能力降低。差速不能太小，否則將由于污泥在機內積累，使固環層厚度大于液環層，導致污泥隨分離液大量流失，固體回收率急劇下降，嚴重時還會由于阻力過大，扭矩超負荷損壞離心機。兩種差速下含水率的比較見下表：

在差速控制中，福樂偉脫水機與Alfa-laval脫水機及海申脫水機還是有明顯區別的，福樂偉脫水機螺旋為獨立驅動，與轉鼓沒有任何關聯，離心機運行時螺旋先啟動，當轉鼓靜止而螺旋空轉時，觀察扭矩值正常后（推料扭矩小于15%）方可啟動轉鼓。并且螺旋轉速高于轉鼓轉速，而Alfa-laval脫水機及海申脫水機都是主機帶動副機運行的，轉鼓轉速高于螺旋轉速。福樂偉脫水機采用螺旋獨立驅動，據分析，有以下益處：

一是有效預防堵機，當螺旋先啟動，觀察扭矩是否在正常值，如果扭矩偏高，則證明上次停機沖洗不徹底，這時可以把差速值設為100%，觀察扭矩是否降低，當扭矩降至正常范圍后即可開啟轉鼓運行。如果扭矩始終降不下來，則要低速啟動轉鼓，進水沖洗，按沖洗程序進行，直到把扭矩沖至正常范圍。

二是螺旋獨立驅動在關機過程螺旋延時關閉，這樣在停機過程中，當轉鼓停止后，螺旋延時運轉幾分鐘關閉，可以把殘存在轉鼓中的水推出，防止下次開機時產生振動。

1.2.3 進料流量

進料流量大，懸浮液在轉鼓中的停留時間短，固液分離性能差，反之，進料流量小，懸浮液在轉鼓中的停留時間長，固液分離性好，對于易分離的物料，流量可適當增加，對于難分離的物料，流量應適當減少。兩種進料流量下泥餅和濾液含水率的比較見下表：

每一臺離心機都有一個設計進泥量，實際進泥量超過該值時，離心機將失去平衡，并受到損壞，因而運行中應嚴格控制離心機的進泥量。在允許的范圍內，當泥質及調質效果一定時，進泥量越大，固體回收率和泥餅含固量越低；反之，進泥量降低，則固體回收率和泥餅含固量將提高。另外，每臺離心機都有一個極限入流固體量。如果當由于進泥含固量升高等原因導致入流固體量超過極限值，將由于扭矩過大，使離心機超載而停車。

福樂偉Z-53型臥螺離心機允許入流固體量為1200kg/h。

1.2.4 絮凝劑的投加量和種類選擇

不同物料，不同粒徑，須選擇不同的絮凝劑型號和投加量。即使同一車間由于上道工藝條件的變化，也需經常檢查絮凝劑的種類和投加量是否合適。

絮凝劑投加量對泥餅和濾液含水率的比較見下表：

當泥質發生變化時，應隨時調整干污泥的投藥量，保證調質效果。如果污泥調質效果下降，離心脫水的固體回收率和泥餅含固量也將隨之降低。

加藥量的調整，要根據當前進泥性質確定一個絮凝劑投加基準值，當有機物含量高，污泥富有活性時，用藥量大些，當無機物含量高時，可大幅度降低加藥量，因為藥劑對無機顆粒不起反應。此基準值以每噸純干泥耗藥量為單位，然后反推，確定配比濃度和投加量，然后觀察泥餅和濾液效果，對各個參數進行綜合性的微調。

例如：福樂偉脫水機，如果進泥量為30m3/h，進泥含水率為98%，配藥濃度為3‰，每噸純干泥耗藥量為3kg/tds，則絮凝劑投加量為：

3×30×（100-98）/100/3=0.6m3/h

由于二廠污泥脫水車間進泥有機物含量較低，占大約30%～40%左右，泥粒細小，凝聚、沉降性能較好，福樂偉脫水機用藥量一般控制在3kg/tds。

在使用一種藥劑之前，要對絮凝劑進行稱重，一般稱重3次，取平均值，輸入系統菜單。稱重次數越多，誤差越小，這樣才可以使計算耗藥量和實際出庫量相吻合。

配置溶液時，熟化時間不少于45分鐘，這樣才能溶解充分，保證溶液足夠的離子度，起到壓縮雙電層作用，同時投加濃度介于1～2‰，這樣是為了保證絮凝劑的長鏈條能夠充分展開，發揮其吸附架橋作用。

福樂偉脫水機配置絮凝劑溶液熟化時間設定為60分鐘，并在程序中設定每隔半小時攪拌半小時，防止藥劑沉淀。

1.2.5 排料扭矩

排料扭矩和進泥的性質和進泥量有著密切的關系。進泥的比重大，泥量多，脫水機的運行轉速高，排料扭矩就大，差速減少，排料扭矩也增大，反之減少。

對于比重大的進泥，進泥量，進泥濃度，轉速，差速稍有變化時，脫水機的排料扭矩就會有很大的變化，如果這些參數調節量太猛，會造成扭矩的沖擊，嚴重時會引起機器損壞，這一點必須引起注意。

福樂偉脫水機在正常運行中，扭矩保護值一般設定為扭矩的50%，當運行扭矩達到50%時，就會停止進泥泵及加藥泵，防止離心機內進一步的物料堆積。當出現扭矩報警時，按正常沖洗程序執行即可（有時需要沖洗較長時間，螺旋推料扭矩要沖至10%以下）。所以在正常運行時，要密切關注螺旋推料扭矩，當螺旋推料扭矩達到38%，還有上漲趨勢時，就要引起重視。當離心機出現堵機時，常見的特征是扭矩過大和轉鼓錐端有發熱現象。

1.2.6 液池深度

液池深度深，上清液越清，泥餅干度會比較濕，反之，液池深度低，上清液渾，泥餅會比較干。

液池深度的調整通過更換堰板來實現。通過更換不同的堰板，可得到許多種不同半徑的液位。在不同的污泥性質下通過改變不同的液環層厚度，使污泥脫水達到清澈度和泥餅干度之間的平衡。根據堰板半徑r和出泥口半徑R的大小，液環層厚度可分為正液位差和負液位差。r＜R為負液位差；r＞R為正液位差。根據有無BD板來確定液位的高點。有BD板的可有較高的液位，但高點也是有限度的。如無BD板，則根據液相低澄清度和固相干度的要求來確定液位的低點。一般來說，低的液位能得到較高的固相干度；高的液位能得到較高的液相澄清度，但不可能形成負液位差。

福樂偉脫水機出廠堰板半徑為319mm，出泥口半徑為315mm，一般不需調節。可以看出福樂偉脫水機堰板半徑為正液位差，但也保持了較高的液池深度。

福樂偉脫水機堰板一般不需要調整，因為通過合適的轉鼓轉速、差速及加藥量即可達到較佳清澈度和泥餅較佳干度之間的平衡。（除非有特殊情況發生，通過改變上述參數達不到較好效果時，可以通過調整堰板進行試驗）

2 福樂偉離心機參數的綜合控制

2.1 分析進泥性質

在離心機的運行過程中，要獲得較佳的脫水效果，首先要分析污泥的性質，有的放矢地進行各項參數的調整，這樣不僅使運行更加穩定可靠，還能節省不必要的能耗和藥耗。影響離心機脫水效果的污泥性質主要是凝聚、沉降性能的優劣。

由斯托克斯公式可以看出，固、液兩相密度差變化不大，轉鼓轉速變化較小，固體顆粒越大，則離心沉降速度越大，經過調質后的固體顆?？梢栽龃笊习俦?，所以增大固體顆粒大小對于離心脫水來說是至關重要的。

對于活性污泥濃度及沉降性能的評定，選用混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）及污泥容積指數（SVI）兩個指標。

混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）表示的是混合液活性污泥中有機性固體物質部分的濃度，即：MLVSS=Ma+Me+Mi，該項指標能夠在一定程度上表示相對的生物量值。

Ma：具有代謝功能活性的微生物群體。

Me：微生物（主要是細菌）內源代謝、自身氧化的殘留物。

Mi：由原污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質。

有機質百分比為：（MLVSS/MLSS）×100%

污泥容積指數（SVI）的物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經過30分鐘靜沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積，以mL計。

SVI=SV/MLSS

SVI即是衡量污泥沉降性能的指標，也是衡量污泥吸附性能的一個指標。一般來說，SVI越大，說明污泥的沉降性能越差，并且有產生膨脹現象的可能。SVI越小，說明泥粒細小，無機質含量高，缺乏活性。

10月份污泥SVI值基本處于35～45之間，有機份含量在30%左右，進泥含水率在98%～98.5%之間，MLSS在4000～6000mg/L之間，MLVSS在1000～2000mg/L之間。說明此階段污泥濃度適中，進泥含水率偏高，有機份含量偏低，含有大量泥沙，泥粒細小，缺乏活性，但具有較好的凝聚、沉降性能。

2.2 參數綜合調整

針對以上進泥性質，福樂偉脫水機的主要參數可做如下調整：

2.2.1 轉鼓轉速

由于進泥無機物含量偏高，易脫水，且運行扭矩較高，為了防止離心機出現扭矩過高堵機現象，可使轉鼓轉速降低，一般設定轉速為2000～2200r/min。此轉速即可使泥餅含水率達到75%左右。

2.2.2 差速

同樣由于進泥無機物含量偏高，離心機易出現扭矩過高現象，差速可設定偏大一些，有效預防堵機。一般差速較有機物含量高時多設一轉左右。一般差速設定值見下表：

注：當進泥無機物含量高時，開機進泥時扭矩上升很快，當增加進泥量時，差速設定值要迅速增加，不然很容易出現扭矩過高報警。

2.2.3 加藥量

同樣由于進泥有機物含量偏低，此階段可適當降低加藥量，因為陽離子型絮凝劑主要對帶有負電荷的污泥膠體顆粒起作用，而無機物顆粒都是表層水，易脫除，所以此階段的單位污泥耗藥量可以控制在3kg/tds以下。

通過以上主要參數的調整，一般就可以使污泥脫水達到較佳清澈度和泥餅較佳干度之間的平衡，如果效果達不到要求，可以通過分析進泥性質，進而改變進泥量、更改液池深度、更換絮凝劑型號來進行試驗。

3 結語

目前隨著污泥脫水處理技術的推廣應用，離心機脫水設備具有自動化程度高、運行連續穩定、保養方便、全密閉運行環境好等一系列優點，已逐步取代傳統的帶式壓濾機。污泥脫水車間作為水區處理工藝中污泥濃度的調節閥，如何做好離心機的操作運行較佳化就顯得尤為重要，通過工作經驗的不斷總結和積累，離心機的運行工作一定會更加細致和科學，運行更加可靠穩定和經濟。