污泥處理知識篇:離心式污泥脫水機調(diào)試和運行技術(shù)分析
作為污泥脫水的調(diào)試,其工作的主要任務(wù)就是依照現(xiàn)有條件,尋找到污泥、設(shè)備和絮凝劑三者之間最佳的運行組合參數(shù),三者之間單純依賴于某一方或忽視其它方都會使運行出現(xiàn)問題?刂坪眠@些運行工況參數(shù)保證長期穩(wěn)定運行,并在現(xiàn)場出現(xiàn)了變化情況下及時進行科學(xué)有效的調(diào)整,使其仍然滿足完美配合,實現(xiàn)最低絮凝劑消耗情況下,最佳的污泥處理效果和最大的處理效率,從而實現(xiàn)最低的運行費用,滿足最佳技術(shù)經(jīng)濟要求。
1、污泥性質(zhì)和濃度發(fā)生變化的絮凝劑調(diào)整
在污水處理廠工藝、設(shè)備調(diào)試初期,由于受到水質(zhì)、水量、水處理工藝運行狀態(tài)等因素的影響,待處理污泥的性質(zhì)可能會發(fā)生很多變化,這種變化對污泥脫水機和絮凝劑的依賴性會產(chǎn)生波動,污泥齡或污泥存放時間會影響到污泥性質(zhì),如污泥濃度、污泥有機質(zhì)含量(或灰分含量)、污泥密度、污泥顆粒規(guī)格(污泥自身骨架結(jié)構(gòu)狀況)等對絮凝劑和脫水機的依賴波動會更加明顯,因此在現(xiàn)場要根據(jù)情況及時進行調(diào)整來保證能夠正常的污泥脫水運行管理。這個階段的污泥脫水效果和藥耗可能會和正常運行有一定的差異,這種差異會隨著現(xiàn)場水處理設(shè)施運行的逐漸正常和污泥排放處理的逐漸穩(wěn)定而趨向穩(wěn)定。
即使在污水廠實現(xiàn)了正常運行后,待處理污泥的實際性質(zhì)或濃度也會發(fā)生變化,特別是對于那些沒有污泥濃縮池而直接將污泥進行脫水處理的現(xiàn)場來講,這種變化可能就會更頻繁,波動幅度也會較大,有污泥濃縮池的現(xiàn)場相對變化幅度小些,這些情況往往會被忽略或小視。產(chǎn)生這種變化的主要原因是:
A、由于污水廠進水負荷變化,導(dǎo)致沉淀池(一沉池或二沉池)停留時間發(fā)生變化,沉淀池中的懸浮物實際沉淀時間發(fā)生變化,導(dǎo)致污泥密度和濃度發(fā)生變化;
B、由于沉淀池向污泥脫水車間的排放的待處理污泥流量或排泥周期發(fā)生了變化,導(dǎo)致污泥濃度實際在發(fā)生變化;
C、由于現(xiàn)場運行的異常情況(如維修等)導(dǎo)致污泥發(fā)生變化,或由于季節(jié)性原因,特別是氣候交替導(dǎo)致污泥性質(zhì)和濃度發(fā)生變化等。這些變化往往表面上不易觀察得到,也容易被忽視,但是簡單計算一下就知道這個變化幅度的可能帶來的影響。
以待處理污泥濃度為例:若排放到污泥脫水車間的待處理污泥含水率從96%變化為97%,即固含量從4%變成了3%,這1%的濃度絕對數(shù)值變化其實相對值幅度竟然達到了25%,由于絮凝劑消耗與待處理污泥固含量成正比,在正常運轉(zhuǎn)時,絮凝劑的消耗也也相應(yīng)減少25%左右。如果這時候沒有及時調(diào)整來降低絮凝劑投加量,在同一污泥流量和絮凝劑流量情況下,絮凝劑就會被浪費了25%左右,而表觀泥餅狀況并不會有明顯的變化。反之,若污泥濃度增加,而絮凝劑沒有跟蹤增加,則污泥脫水效果會相應(yīng)下降。
這種變化在污水處理廠運行過程中是在不知不覺中發(fā)生的,特別是沒有污泥濃縮池的現(xiàn)場,這種變化幅度會更顯著。因此,在現(xiàn)場要隨時注意這個重要的影響絮凝劑消耗的因素,在污泥性質(zhì)發(fā)生較大的變化時,要及時調(diào)整適用的絮凝劑來配合污泥脫水運行;在污泥濃度發(fā)生變化時,要及時調(diào)整絮凝劑供應(yīng)流量使其既能滿足處理效果又能夠避免浪費。
具體的方法就是經(jīng)常觀察出泥效果,然后適當(dāng)降低絮凝劑工作液供應(yīng)流量,可以每次降低絮凝劑加藥泵頻率0.5-1.0Hz左右,數(shù)分鐘后觀察泥餅和上清液狀況及扭矩數(shù)據(jù),根據(jù)情況決定是否繼續(xù)降低加藥泵頻率,直至找到最經(jīng)濟加藥泵運行頻率,或者可以采用每次增加進泥泵頻率0.5-1.0Hz左右來觀察和調(diào)節(jié)。反之,當(dāng)污泥濃度增加,按照相反的方向進行調(diào)整。
另外,由于離心機結(jié)構(gòu)決定了對進泥質(zhì)量要求較高,進泥中不能有大量的大規(guī)格顆粒物和纖維狀物質(zhì),否則容易導(dǎo)致設(shè)備堵塞、震動加大,影響處理效能。所以,對這種污泥必須做好污泥進入離心機前的破碎切割處理。
2、離心式污泥脫水機設(shè)備處理能力的控制
任何離心式污泥脫水機都有一個最大處理能力要求,這種要求有兩方面的數(shù)據(jù)參考指導(dǎo):
A、最大可處理干固體負荷,即每小時處理的最大不揮發(fā)固體固體重量,以KGDS(干固體)/h表示;
B、最大可處理水力負荷,即進入設(shè)備的污泥流量,以m3/h表示,它與進泥濃度(固含量)的乘積即為干固體負荷。
在正常污泥濃度情況下,應(yīng)保證最大處理干固體負荷在設(shè)備廠商標定的設(shè)備理論負荷的70%-90%為好,要避免設(shè)備利用率過低,同時避免設(shè)備長期在高負荷下運轉(zhuǎn)而造成設(shè)備損耗加快,維護周期縮短。在設(shè)備負荷過大的情況下,無論如何增加絮凝劑用量,也不會使處理效果好轉(zhuǎn),表現(xiàn)為泥餅干度不理想,上清液攜帶固體偏高、回收率下降,由于上清液攜帶的泥沙溢流造成設(shè)備磨損,動平衡破壞、震動加劇。有些時候,由于污泥濃度增加,造成按照原流量進泥時,實際進泥負荷超過了該設(shè)備的可接納負荷指標使處理效果下降。這時要及時逐漸降低進泥頻率,觀察效果,待效果穩(wěn)定后,繼續(xù)嘗試絮凝劑流量控制到最經(jīng)濟投加量。反之,當(dāng)污泥濃度降低了,要逐漸增加進泥流量,同期配合加藥泵流量調(diào)整。若進泥濃度過低,雖然設(shè)備的干固體負荷不高,但水力負荷卻很大,進入的低濃度污泥由于在高水力負荷下,設(shè)備不能形成有效的、厚度均勻的泥環(huán)層,沉降的固體會被大量的上清液攜帶溢流,從而直接影響了處理效果和處理效率。故對于低濃度的污泥,如二沉池未濃縮污泥最好經(jīng)過濃縮處理(如濃縮機濃縮后處理),或者與高濃度污泥(如一沉池污泥)混合后進行脫水處理。要避免由于進泥負荷過大而導(dǎo)致扭矩過大造成離心機過載,就要適當(dāng)降低進泥泵頻率,這種情況主要發(fā)生在進泥濃度增加,卻仍然以原進泥流量操作的狀況。
3、分離因素的調(diào)整根據(jù)斯托克定律:
Vg = d2(ρp-ρ1)g/(18η)
Vg-重力沉降速度,m/s;
d-固體粒子直徑,m;
ρp-固體粒子密度,kg/m3;
ρ1-液相密度,kg/m3;
η-液相粘度,kg/m.s;
g-重力加速度,9.81m/s2;
由上式可以得出離心沉降公式:
Vc=d2(ρp-ρ1)rω2/(18η)
Vc—離心沉降速度,r-離心半徑,ω-角速度,ω=2πN/60,N—r/min
根據(jù)公式可知只有離心機的半徑r和角速度ω達到一定的值,在離心機有限的空間內(nèi),盡可能短的時間里方可獲得滿意的沉降效果,所以希望得到更好的污泥處理效果,離心機的高速旋轉(zhuǎn)是必然的。
分離因素表示離心力場的強弱,它通過調(diào)整離心機的轉(zhuǎn)速來控制。提高分離因素,使生產(chǎn)能力和分離效果提高,但也增大了功率消耗及轉(zhuǎn)鼓和螺旋的磨損,應(yīng)在較低的分離因素下滿足生產(chǎn)能力和分離要求,這個數(shù)據(jù)請參考設(shè)備說明和實際運行狀況來確定,離心機轉(zhuǎn)速的控制要以實現(xiàn)設(shè)備正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和正常污泥脫水處理效果為基準。
4、差速度的調(diào)整
差速度大小,決定了處理能力和泥餅干度。提高差速度,排渣迅速,處理能力增加,但出渣含水率高,回收率低;降低差轉(zhuǎn)速,泥餅干度增加,表現(xiàn)出螺旋扭矩大,處理能力降低。所以在滿足最大處理能力和最佳處理效果這一對矛盾中,要找到最佳差速度值,這個數(shù)值可以根據(jù)實際情況進行上下調(diào)整,結(jié)合污泥流量和泥餅干度、上清液狀況來確定。
需要注意的是,在同等污泥流量和污泥濃度的情況下,差速度增加,扭矩降低,泥餅含水率增加;反之,差速度降低,扭矩增加,泥餅含水率降低。原則上要以最大的處理能力結(jié)合最佳的處理效果為原則來確定差速度參數(shù),在絮凝劑用量保證在合理用量范圍內(nèi),離心機轉(zhuǎn)速固定,進泥的濃度相對穩(wěn)定情況下,設(shè)備處理能力和脫水效果完全取決于差速度的控制。
而扭矩同時還與離心機中干固體負荷有關(guān),所以要結(jié)合進泥負荷來調(diào)整。在污泥濃度變化后,同等進泥流量情況下,設(shè)備干固體負荷變化會導(dǎo)致扭矩變化,相同的差速度時,進泥濃度增加,扭矩增加。所以,在現(xiàn)場經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況,很多時候扭矩很大,但出來的泥餅干度并不高,而有時候扭矩并不高,但泥餅干度很好,這就是由于不同設(shè)備負荷造成的影響,所以,了解泥餅干度,不僅僅是觀察設(shè)備扭矩參數(shù),最終要以實際出泥泥餅為準。
如果進泥負荷過大,差數(shù)度過大,不但會影響泥餅干度,同時也會使上清液質(zhì)量下降,影響污泥處理回收率。
5、絮凝劑加藥點的調(diào)整
絮凝劑加藥點的不同,會直接影響到藥泥混合、反應(yīng)狀況,從而影響到絮體的狀態(tài)、強度和泥水分離狀態(tài),最終影響到絮凝劑的消耗量和污泥處理效果。絮凝劑加藥點有多種選擇,一般情況下,可以設(shè)置成污泥泵前加藥、污泥泵管道加藥和離心機污泥入口加藥。具體加藥點的設(shè)置和調(diào)整是根據(jù)污泥性質(zhì)、設(shè)備特點和絮凝劑特點決定的,一般通過實際應(yīng)用試驗確定。
目前部分廠商生產(chǎn)的的離心機采用了物料混合液進入離心機位置可調(diào)的方式,具體的調(diào)整可根據(jù)實際情況決定。