隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)和我國(guó)環(huán)保政策和法規(guī)的不斷完善，各行各業(yè)污水處理項(xiàng)目和工程急劇增多，各種各樣的固液分離設(shè)備也隨之不斷地應(yīng)用于工程實(shí)踐。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料不斷涌現(xiàn)，以及工程項(xiàng)目對(duì)服務(wù)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)、投資成本指標(biāo)等要求的不斷提高，各個(gè)工程項(xiàng)目中所有設(shè)備的開機(jī)率和連續(xù)工作時(shí)間也都大幅度的提高，這就給在污泥脫水領(lǐng)域中的臥螺離心機(jī)提出了新的更高的要求。

我國(guó)自20世紀(jì)80年代末開始引進(jìn)應(yīng)用、消化吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)開發(fā)擁有自主技術(shù)的同類設(shè)備。臥螺離心機(jī)作為污泥脫水工藝過程中新興的主導(dǎo)設(shè)備，其對(duì)具體工藝條件的適應(yīng)性和本身工作的可靠性是否能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)、滿足工藝要求，受到是實(shí)實(shí)在在的考核與驗(yàn)證，就此情況對(duì)臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

臥螺離心機(jī)是依靠固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實(shí)現(xiàn)固液分離的。

轉(zhuǎn)鼓前方設(shè)計(jì)有一個(gè)錐段，根據(jù)物料性質(zhì)的不同，按照設(shè)定的速度高速旋轉(zhuǎn)，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁以設(shè)計(jì)速度旋轉(zhuǎn)，沿著轉(zhuǎn)鼓殼體形成一同心液層，稱為液環(huán)層。物料內(nèi)所含的固體在離心力的作用下沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上，再通過螺旋的運(yùn)轉(zhuǎn)將干物料推出轉(zhuǎn)鼓。轉(zhuǎn)鼓的運(yùn)轉(zhuǎn)速度直接決定分離因數(shù)，而螺旋的速差則直接影響被輸送到轉(zhuǎn)鼓外的固體含水率。它對(duì)處理量、停留時(shí)間和固體排出都有直接影響。

2 機(jī)械參數(shù)對(duì)處理量的影響

2.1 轉(zhuǎn)筒直徑

臥螺離心機(jī)的直徑為180～920mm，這就意味著在長(zhǎng)徑比相同的情況下，理論上的體積分離范圍為1:130。

臥螺離心機(jī)的直徑不可能無限制地增加，因?yàn)殡S著直徑的增加可允許的速度會(huì)由于材料堅(jiān)固性的降低而降低，從而離心力也相應(yīng)降低。從經(jīng)濟(jì)的角度講，不能通過增加臥螺離心機(jī)的直徑來增加其流量。

2.2 轉(zhuǎn)筒直徑和長(zhǎng)度之比

過去長(zhǎng)徑比一直保持在1:2，而現(xiàn)在已經(jīng)可以達(dá)到1:3或1:4（甚至更高）。長(zhǎng)徑比對(duì)物料在澄清區(qū)的停留時(shí)間有影響，它確定了離心機(jī)的體積流量。長(zhǎng)徑比對(duì)固體流量沒有很大的影響，但是它對(duì)泥餅的含濕量有影響。

2.3 轉(zhuǎn)筒圓錐角度

圓錐角度對(duì)固體流量的性能具有重要影響，由于離心力的作用，當(dāng)顆粒到達(dá)轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁并被螺旋向前輸送的同時(shí)也具有向后流動(dòng)的趨勢(shì)，而向后流動(dòng)的速度與螺旋斜角有關(guān)，體現(xiàn)在錐角上。兩者對(duì)固體顆粒的輸送性能產(chǎn)生直接的影響，即隨著回流速度的增加則固體輸送速度下降。

2.4 機(jī)器制造材料

材料的堅(jiān)固性體現(xiàn)在離心機(jī)的轉(zhuǎn)速上，它也直接對(duì)體積流量和質(zhì)量流量產(chǎn)生影響，此外離心機(jī)的腐蝕也與其材料結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2.5 BD擋板結(jié)構(gòu)或壓榨式螺旋設(shè)計(jì)

即在離心機(jī)錐段的螺旋出料端設(shè)置一個(gè)特殊擋板，即BD擋板，或增大錐段螺旋設(shè)計(jì)（內(nèi)錐體），可使離心機(jī)處于超深液池狀態(tài)，使池中液面處于高于固體排放面狀態(tài)下運(yùn)行，并在錐段減小污泥空間體積，增加對(duì)泥餅的壓力，并且只輸送下部沉渣，而將上部含水率高的污泥截留在壓榨錐段外側(cè)，實(shí)現(xiàn)壓榨脫水（類似于螺旋壓榨脫水機(jī)），使出泥更干。螺旋輸送器的螺旋葉片設(shè)計(jì)成螺距漸變的形式，螺距從轉(zhuǎn)鼓大端至小端逐漸減小，使沉渣在輸送出時(shí)受到徑向的離心力壓實(shí)外，還受到軸向的雙向擠壓作用，沿軸向產(chǎn)生擠壓力。于是沉渣的毛細(xì)孔隙減小，所含的水分向外排放，從而使沉渣的含水量降低。另一種是在螺旋筒體上設(shè)置橫截面為阿基米德螺線形的壓榨板。當(dāng)沉渣從螺旋圓柱段推向錐段時(shí)，螺線形壓榨板將沉渣逐漸壓縮。由于壓榨板與轉(zhuǎn)鼓筒體形成楔形通道，壓榨壓力逐漸升高，在出口處達(dá)到極大，并將濾液沿楔形間隙的切線方向從較寬的方向排出。

3 輔助設(shè)備對(duì)處理量的影響

3.1 混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

采用有變頻器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可使轉(zhuǎn)筒速度在運(yùn)行中無級(jí)調(diào)節(jié)，而螺旋差速也隨著轉(zhuǎn)筒速度而相應(yīng)變化。在機(jī)器停機(jī)的時(shí)候，還可以通過調(diào)換不同的皮帶輪組來獲得不同的速度。

采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)螺旋可使差速在運(yùn)行中無級(jí)調(diào)節(jié)，而液壓油直接與螺旋驅(qū)動(dòng)的力矩相對(duì)應(yīng)，即它與轉(zhuǎn)筒內(nèi)部所沉降的物料成正比。

這種互連系統(tǒng)是一種閉路控制系統(tǒng)，可以根據(jù)轉(zhuǎn)筒內(nèi)沉降的固體輸送的要求而獨(dú)立地控制螺旋差速。如果力矩增加則螺旋的差速也成正比地增加，而轉(zhuǎn)筒速度可以保持不變（從而使排出轉(zhuǎn)筒的固體干度保持恒定）。

可變泵式葉輪技術(shù)可在機(jī)器運(yùn)行的情況下調(diào)節(jié)機(jī)內(nèi)液層厚度以使臥螺離心機(jī)無需停機(jī)即可進(jìn)行快速調(diào)節(jié)以達(dá)到較佳的分離效果。

3.2 新型獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

新型的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為轉(zhuǎn)筒和螺旋的驅(qū)動(dòng)分別由兩臺(tái)獨(dú)立的變頻電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。

采用新型齒輪箱連接轉(zhuǎn)筒和螺旋，這種齒輪箱除了能承受高扭矩外，還能夠在轉(zhuǎn)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋。

該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除了能保持液壓系統(tǒng)承受大扭矩外，還能使差速達(dá)到更加精確的程度并能較大限度地降低甚至消除啟動(dòng)電流峰值和震動(dòng)。具體表現(xiàn)在：在離心機(jī)啟動(dòng)時(shí)首先啟動(dòng)螺旋，這樣可以排除上次運(yùn)行中可能留下的殘余物質(zhì)從而避免了轉(zhuǎn)筒啟動(dòng)時(shí)可能發(fā)生的由于殘留物分布不均勻而造成的啟動(dòng)震動(dòng)大的情況；同時(shí)，在關(guān)閉機(jī)器時(shí)首先將轉(zhuǎn)筒速度降低，然后由螺旋繼續(xù)將殘余物質(zhì)排出機(jī)外。

這種轉(zhuǎn)筒和螺旋分開獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)還可以在機(jī)器堵塞時(shí)單獨(dú)啟動(dòng)螺旋，在低速的情況下排出停留在機(jī)內(nèi)的殘余物質(zhì)，從而簡(jiǎn)化了保養(yǎng)和維修的過程。

4 結(jié)論

通過以上討論和分析不難看出，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)臥螺離心機(jī)處理能力的影響主要體現(xiàn)在機(jī)械參數(shù)和相應(yīng)的輔助設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)等方面。如果將每一個(gè)問題都考慮的既全面具體，又能夠有機(jī)地協(xié)調(diào)好各方面的相互配合和制約關(guān)系，就能夠更好地使臥螺離心機(jī)很好的服務(wù)于我國(guó)各行業(yè)的固液分離領(lǐng)域。