1 前言

隨著我國石油產業的不斷發展，石油開采及石油煉制過程中同時產生的含油污泥對生態環境及生產開發造成了嚴重的危害。

煉廠所產生的污泥主要由氣浮浮渣及池底油泥組成，一般為黑色粘稠漿液。與一般市政污泥相比，具有年產量大、含水量高、固液難分離的特點。

根據環境保護及三廢治理的要求，必須對含油污泥進行安全、高效的處理。污泥脫水可以分為自然脫水及機械脫水，而離心脫水屬于機械脫水中的主要方法。臥式螺旋離心機因處理效率高、處理劑耗量少、占地面積小等優點成為處理含油污泥的首選設備。

2 污泥離心機的工作原理及運行參數

2.1 臥式螺旋離心機的工作原理

污泥從進料管進入，經過螺旋推進器達到轉鼓。污泥在轉鼓中受到離心力的作用，其中污泥中的液相在轉鼓中形成液相層，固相被運到轉鼓內壁上。固液兩相在轉鼓的圓柱形部分進行分離。轉鼓大的一端裝有可調節高度的液位擋板，液相從液位擋板經分離液出口流出。固相則由轉鼓小的一端的排渣口排出。

2.2 離心機的運行參數

2.2.1 進泥量

進泥量及流入固體量是離心機的兩項重要參數，當進泥量超過設定極限值時，固相和液相的動態平衡將被打破。這將導致離心機扭矩過大，嚴重時會對離心機造成損害，導致超載停車。因此，應當嚴格控制離心機的進泥量及固體流入量，并選擇合適的進料方法。

2.2.2 轉速

離心機轉鼓轉速由變頻器控制，而轉速直接影響了離心機的分離因數。一般來說，污泥中固相顆粒密度越大，顆粒越大，需要的分離因數越低；固相密度越小，顆粒越小，需要的分離因數越高。

通常來說，離心機的轉速越大，其分離效果越好；但是過高的轉速會使離心機扭矩增加，縮短其使用壽命，而且高轉速會使離心機的振動和噪聲也隨之增大。

2.2.3 轉速差

離心機的螺旋與轉鼓之間的相對轉速稱為轉速差。設定一臺離心機的轉速差為△n，那么可以認為這臺離心機的螺旋相對于轉鼓與△n的速度將污泥中的固相輸送出離心機。

在進泥量相同的情況下，轉速差越大，則污泥中固相在離心機中的停留時間越短，離心機的處理能力越大。但是過大的轉速差會使液環層對固環層的擾動增大，固環層中的固相可能重新被泛至液環層，導致離心機的固體收率及泥餅固含量降低；反之，轉速差越小，離心機的固體收率及泥餅固含量都將提高，但是降低轉速差會使離心機的處理能力下降，而且當轉速差小于一定值時，會使離心機中的固環層大于液環層，增加了離心機的阻力，嚴重時會因扭矩過大造成離心機的損壞。因此，應當根據不同污泥的濃度對轉速差進行調節。

2.2.4 液環層厚度

當進泥量一定時，液環層的厚度決定了污泥在離心機中的分離時間。一般來說，液環層厚度的增加有利于提高污泥的固體回收率，但是會增加泥餅中的水含量。反之，液環層太薄會使分離液渾濁，固體回收率降低，可以通過調整液位擋板高度來控制液環層的厚度。

3 離心機參數優化

3.1 離心脫水系統現狀

某廠污泥離心脫水系統中的離心設備為意大利貝亞雷斯公司生產的2臺離心脫水機，處理量4～8m3/h，干固體負荷為500kg/h。離心機運行參數如下：

轉速：3200r/min

進泥含固率：2～2.5%

差速：6r/min

液位擋板高度：148mm

此參數為廠家提供的經驗參數。當離心機以該參數運行時，在處理原有陳泥（上游沉積時間長、含固率高達10%的污泥）時效果較好，產泥含水率在75%左右（產泥含水率要求小于85%）。但是該參數可調節余量小，設備震動大，處理量小。之后處理常態化新泥（上游沉積時間短，含固率低2%～4%污泥）時效果較差，產泥含水率在83%～88%，多數情況下產泥含水率達到85%以上。

3.2 參數優化試驗

為達到污泥處理目標，以離心機處理量6m3/h為基準，分別對進泥含固率、差速、轉速、液環層厚度等進行了考察。

3.2.1 進泥含固率

通過控制污泥濃縮時間對進泥的含固率進行了調整，并且在離心機處理量6m3/h，運行參數為轉速3200r/min，差速為6r/min，液環層控制采用148mm液位擋板的情況下記錄了離心機處理效果，其結果如下表所示：

由上表可以看出，隨著污泥含固率的升高，產泥含水率呈下降趨勢，且效果顯著。當進泥含固率達到4.4%時，離心機的干固體負荷為420kg/h，小于離心機的極限值500kg/h，因此進泥含固率應保持在4%左右。

3.2.2 離心機差速

當進泥含固率為4%時，對離心機轉速差與離心機扭矩之間的關系進行了分析。扭矩是反映離心機工作狀態的數據，扭矩過大說明設備負荷過大。一般來說，離心機日常運行過程中扭矩一般要保持在設計扭矩的30%左右，離心機的轉速差應大于8r/min。

在設定處理量6m3/h，進泥含固率為4%，離心機轉速為3000r/min，液位擋板高度148mm的條件下，通過調節離心機差速，觀察干泥含水量的變化。

差速為13r/min時，干泥含水率基本達到目標值，在此基礎上應當盡量降低差速，結合差速與扭矩的關系，確定離心機合理差速為9r/min。

3.3 離心機轉速及液環層厚度試驗

為了確定離心機轉速，在進泥含固率為4%，轉速差9r/min，液位擋板高度148mm的條件下，緩慢降低轉速，記錄了轉速與干泥含水率之間的關系。

當轉速低于2400r/min時，干泥含水率達到80%，但是分離液比較清澈，可以適當降低液環層厚度進行試驗。綜合考慮液環層厚度的因素，將148mm的出水堰擋板調更換為146mm后繼續進行實驗，實驗數據如下表所示：

由上表可以看出，堰擋板調更換為146mm，轉速在2000r/min時，干泥含水率為81.6%，可以滿足要求，但是分離液渾濁。綜合考慮固體回收率和優化原則，確定合理的轉速為2200r/min，出水堰擋板高度為148mm。

4 結論

通過對某廠污泥脫水系統進泥含固量、轉速差、轉速及液位擋板高度進行考察，得到了優化后的運行參數，滿足了該廠離心污泥脫水設備工藝要求。結果表明，經過優化后該廠污泥處理量達到6m3/h，處理后干泥含水量小于83%，滿足污泥后續處理的需要。分離液清澈，達到水處理要求且優化后離心機振動、能耗明顯降低。

污泥脫水是一項復雜的工作，加藥量、污泥性質、溫度等因素都會對處理效果造成很大的影響，不同的情況需要不同的處理方式。本文僅僅是提供了一種參數調節的方法與思路，更重要的是需要在日常的工作中不斷總結經驗、調整參數、改進操作，在污泥處理效果、經濟能耗及適用性之間尋找一個符合實際生產的平衡點。