1 前言

目前國內(nèi)城市污水處理廠的污泥脫水采用沉降式離心脫水機(jī)已成為趨勢，而沉降式離心脫水機(jī)對污泥進(jìn)行脫水主要是利用絮凝劑（PAM）的絮凝作用、脫水機(jī)的離心沉降作用和擠壓作用來完成的，其中絮凝作用和離心作用是脫水的主要方面，擠壓作用則是脫水的次要方面，這種主次作用的區(qū)分容易使操作人員在生產(chǎn)中注重前兩者而忽視后者，也就造成了在降低泥餅的含水率和降低運(yùn)行成本時(shí)，主要關(guān)注絮凝和離心作用而忽視擠壓作用。但是通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用好脫水機(jī)的擠壓作用，可以在保證泥餅質(zhì)量的前提下，有效降低絮凝劑的使用量，提高脫水機(jī)的處理能力，降低運(yùn)行成本。擠壓作用可以成為新的節(jié)能降耗點(diǎn)。

2 沉降式離心脫水機(jī)的工作原理

需要進(jìn)行固液分離的物料與絮凝劑混合絮凝后，進(jìn)入脫水機(jī)的布料口、分離轉(zhuǎn)筒內(nèi)，在離心力的作用下，物料被甩到轉(zhuǎn)筒壁上，形成環(huán)狀沉淀層，再由螺旋轉(zhuǎn)子將其從沉淀區(qū)轉(zhuǎn)至干燥區(qū)，進(jìn)一步擠壓脫水后，由物料排出口排出。在沉淀物形成過程中，轉(zhuǎn)筒中的液體不斷澄清并向溢流口流動，從溢流口排出，實(shí)現(xiàn)固液分離。物料的脫水分為三個(gè)階段， 階段是PAM的混凝作用，使污泥中的膠粒脫穩(wěn)凝聚，第二階段是物料在脫水機(jī)的沉降區(qū)受離心力作用進(jìn)行沉降，形成沉淀層，第三階段是擠壓脫水，由螺旋轉(zhuǎn)子的擠壓作用擠出沉淀物中殘余水分，其中第二階段是主要的脫水過程。

3 利用脫水機(jī)的擠壓作用

通過沉降式離心脫水機(jī)脫水原理可以看出，PAM的絮凝作用和脫水機(jī)的沉降作用是影響脫水機(jī)脫水效果、泥餅含水率的兩個(gè)主要方面，但是不應(yīng)該忽視擠壓脫水的作用。如同擠壓作用在壓濾式脫水機(jī)中是起主要作用的，在離心式脫水機(jī)中將擠壓作用作為新的研究對象并加以利用，就可以起到降低絮凝劑的使用量，提高脫水機(jī)的處理能力，降低運(yùn)行成本的作用。

3.1 降低絮凝劑耗用量

實(shí)際生產(chǎn)中往往認(rèn)為提高脫水機(jī)進(jìn)泥量必然提高泥餅含水率，但通過在青島市李村河污水處理廠的生產(chǎn)試驗(yàn)得到的進(jìn)泥量和泥餅含水率卻并非如此。試驗(yàn)中試驗(yàn)的脫水機(jī)型號為：CP3054離心脫水機(jī)液壓馬達(dá)驅(qū)動螺旋，分別保持PAM投加量800L/h、900L/h、1000L/h（常用投加量）不變，增加進(jìn)泥量的試驗(yàn)結(jié)果。脫水機(jī)差速2.4r/min，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速2780r/min，絮凝劑濃度3.3‰，進(jìn)泥含固率3.06%。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，前期加藥量與進(jìn)泥量比例過高時(shí)，即PAM投加量過大時(shí)，使膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象，凝聚效果下降，出現(xiàn)了進(jìn)泥量少（12m3/h）含水率高的現(xiàn)象；當(dāng)達(dá)到加藥量與進(jìn)泥量比例較佳時(shí)，泥餅的含水率較低；其后隨著進(jìn)泥量的增加，PAM的投加量偏小，泥餅含水率升高；當(dāng)達(dá)到22～24m3/h之后，含水率又呈下降趨勢，其原因就是擠壓脫水造成：由于螺旋差速是影響污泥在脫水機(jī)中停留時(shí)間的主要因素，在脫水機(jī)差速未改變時(shí)，污泥的脫水時(shí)間基本不變，但隨著進(jìn)入脫水機(jī)的污泥的增加，進(jìn)入沉降區(qū)的污泥增多，由此產(chǎn)生的螺旋的擠壓作用增加，更加有利于污泥中殘留的水分的擠出，使泥餅的含水率下降。當(dāng)然隨著泥量的進(jìn)一步增加，含水率下降趨勢變緩，直至升高，主要是由于藥量過少的原因。

在進(jìn)泥量達(dá)到26m3/h以后，泥餅的含水率也可以達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，與19m3/h左右的進(jìn)泥量時(shí)的泥餅含水率相當(dāng)，PAM的單耗卻可以降低1/3左右，并且泥餅含水率與起初PAM的投加量關(guān)系不大。這種現(xiàn)象的存在提供了新的思路：利用增加進(jìn)泥量提高擠壓作用力的方法，在脫水機(jī)和泥餅含水率允許的前提下，提高脫水機(jī)單位時(shí)間的進(jìn)泥量，降低PAM的單耗；在擠壓時(shí)發(fā)揮主要作用（隨著進(jìn)泥量增加含水率降低的區(qū)間）時(shí)，可以適當(dāng)降低加藥量。而在變頻控制的脫水機(jī)中可以反行之，即增加進(jìn)泥量，降低加藥量，降低脫水機(jī)的差速，增加擠壓脫水的時(shí)間，提高泥餅的質(zhì)量，以節(jié)約運(yùn)行成本。

3.2 提高進(jìn)泥含固率

生產(chǎn)中有些操作人員認(rèn)為進(jìn)泥含固率不影響泥餅含水率，甚至?xí)岣吒赡鄦魏模墙诘囊恍┭芯拷Y(jié)果表明這種觀點(diǎn)是不正確的，進(jìn)泥含固率增加會使污泥易于脫水，降低泥餅含水率，降低干泥單耗。在污水處理廠的試驗(yàn)結(jié)果也表明提高進(jìn)泥含固率有利于降低泥餅含水率和干泥單耗，而且通過液壓馬達(dá)壓力的記錄發(fā)現(xiàn)，進(jìn)泥含固率較高時(shí)不僅污泥易于脫水，同時(shí)也提高了脫水機(jī)的擠壓作用力，在進(jìn)泥含固率較高的情況下可以降低加藥量來降低干泥單耗并能保證泥餅的質(zhì)量。在脫水機(jī)經(jīng)常采用的運(yùn)行條件下，進(jìn)泥含固率與泥餅含水率及干泥單耗的試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

進(jìn)泥含固率為1.72、1.91時(shí)，如果進(jìn)泥量較大，加藥量由于設(shè)備的限制可加到1200L/h，泥餅含水率太高，故采用進(jìn)泥量為12m3/h；進(jìn)泥含固率2.30～3.28時(shí)加藥量保持不變；進(jìn)泥含固率3.16～4.95時(shí)保持脫水機(jī)壓力相同。由于脫水機(jī)壓力的大小相應(yīng)地反映擠壓作用力的大小，所以通過試驗(yàn)可以看出，隨著進(jìn)泥含固率的增加，加藥量保持不變時(shí)，脫水機(jī)的擠壓作用在增加，并伴隨著泥餅含水率的降低和干泥單耗的降低；隨著進(jìn)泥含固率的增加，降低加藥量，使擠壓作用力保持不變，可以降低泥餅含水率和干泥單耗。對這些現(xiàn)象進(jìn)行分析，應(yīng)該有兩個(gè)原因，一是進(jìn)泥含固率的增加，降低了脫水的難度；第二就是在離心脫水機(jī)中常被忽視的擠壓脫水在起作用。由于進(jìn)泥的含固率的升高，在相同進(jìn)泥量、差速不變的情況下，沉降到轉(zhuǎn)筒上的污泥增加，螺旋的擠壓作用增加，降低了泥餅的含水率，同時(shí)也降低了干泥單耗。所以在生產(chǎn)中可以通過增加進(jìn)泥含固率來增加擠壓作用，實(shí)現(xiàn)少加藥劑而降低泥餅含水率。而在變頻控制的離心脫水機(jī)中，當(dāng)進(jìn)泥含固率增加時(shí)，可以通過降低PAM的投加量，保持轉(zhuǎn)矩和差速的穩(wěn)定來保證泥餅質(zhì)量和降低干泥單耗。在生產(chǎn)中應(yīng)該利用擠壓作用的存在，通過調(diào)節(jié)污泥在進(jìn)行脫水處理前的工藝，提高進(jìn)泥含固率的方法，降低藥耗，降低運(yùn)行成本。

4 結(jié)論

（1）提高進(jìn)泥量不一定升高泥餅的含水率，在一定條件下充分利用脫水機(jī)的擠壓作用，可以降低泥餅含水率，提高污泥處理量，降低藥耗。

（2）進(jìn)泥含固率會影響泥餅的質(zhì)量，污泥含固率升高有利于降低單耗，提高泥餅質(zhì)量，降低成本。

（3）可以通過對不同脫水機(jī)的研究，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行規(guī)律，找到適合的工作曲線，降低運(yùn)行成本。

（4）重視離心脫水機(jī)的擠壓作用，在生產(chǎn)中加以利用，可以找到新的節(jié)能降耗點(diǎn)。