试析污泥脱水卧螺离心机分离性能的影响因素

卫华+黄正汉+牛礼跃

摘 要：卧螺离心机具有节省絮凝剂投加量（一般絮凝剂投加量为1.2kg/t DS）、避免滤网冲洗和定期更换、不需要操作人员进行调控、占地面积小且对工作环境污染小等优势，因此近年来在国内污水处理厂的应用日益广泛。影响卧螺离心机分离性能的因素很多，且这些因素间的关系错综复杂，因此本文将对卧螺离心机分离性能的影响因素进行探讨，以期指导卧螺离心机的工程设计与应用工作。

关键词：卧螺离心机；分离性能；影响因素

中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0004-01

1 结构参数对卧螺离心机分离性能的影响

第一，转鼓长径比的影响。大长径比可以延长污泥在卧螺离心机内沉降停留时间以及脱水干燥时间，从而提高卧螺离心机的分离性能。然而当转鼓长径比增大到一定程度時，虽然可以延长污泥沉降停留时间，提高污泥脱水分离效果，但是整个污泥脱水过程需要很大的能耗、占地面积大也增加了转鼓在长度方向上的烧度弯曲与工作不稳定性。综合考虑上述因素，在机械设备设计时，应根据卧螺离心机处理污泥的特性及转速等因素来选择适宜的长径比。近年来国内厂商生产的卧螺离心机和污水处理厂使用的卧螺离心机向着适当加大长径比的方向发展，例如海申机电生产的LW520EII及LW620EII的长径比达到了4.1，深圳滨河污水厂进口的卧螺离心机的长径比达到4.3。

第二，转鼓半锥角的影响。较小的半锥角有利于污泥的沉降停留，不利于污泥在在转鼓锥段处的挤压脱水；较大的半锥角有利于固相脱水，但是要以增大轴向推力、输渣功率、增加螺旋叶片的磨损为代价并使输渣效率降低。虽然半锥角大则悬浮液受到的离心挤压力大而利于脱水，但是螺旋推料器的推料扭矩需要增大，叶片的磨损也会加大，若磨损严重会降低脱水效果，同时也会因为半锥角大导致卧螺离心机不能正常工作。

第三，进口入射角的影响。不同的入射角直接反映污泥入射到卧螺离心机螺旋流道内的流速不同，对螺旋流道内污泥的扰动情况也不同。为了说明进口入射角对卧螺离心机分离性能的影响，有研究者分别采取进口入射角30°、45°、60°和90°来进行模拟仿真，结果表明在进口入射角为30°时，卧螺离心机内流道内流体的湍动能较小，说明进料污泥在径向方向上对污泥的扰动作用较小，污泥的轴向速度更加适合污泥进入到流道内，而且有利于污泥固液两相的分离，从而加快了污泥在转鼓锥段处的污泥挤压脱水。为在螺旋推料器管道上体现进口入射角30°，只需要根据流体流线型来设计污泥进口管道路线，沿着螺旋流道设置倾斜的挡板，同时也可避免污泥进口入射角为90°时转折点出现死区。

2 差转速和液环层对卧螺离心机分离性能的影响

2.1 差转速对卧螺离心机分离性能的影响

差转速体现污泥在转鼓沉降段的停留时间，小差转速体现沉渣停留时间长，离心时间长，挤压时间长，液相挤出的越多，沉渣含水率越低，但是污泥处理量很低而导致经济效益较差；大差转速体现沉渣停留时间短，固液分离时间短，对污泥的扰动较大，污泥处理量大。但我们必须清醒地认识到，沉渣停留的时间并非越长越好，停留时间过长将导致沉渣无法从排渣口及时排出，堆压在螺旋通道上易造成堵料使输渣失败。

2.2 液环层厚度对卧螺离心机分离性能的影响

作为卧螺离心机进行工艺优化时的一项重要参数，液环层厚度一般是在停机状态下通过手动调节液位挡板的高低来改变的。通过调节液环层的厚度可以改变转鼓内干燥区的长度，降低液环层厚度，滤液的含固量会增加，泥饼含水率会随着降低；增加液环层厚度，可以提高滤液质量，但泥饼含水率也随之增加。因此，在调控液环层厚度时必须要兼顾泥饼含水率和滤液浓度两个方面。

3 污泥性质对卧螺离心机分离性能的影响

实践表明，污泥的性质（如污泥颗粒的大小及分布、表面电荷情况、进泥含水率、糖类含量、蛋白质含量、污泥龄及丝状菌长度等）会对卧螺离心机的分离性能产生影响。以污泥化学组成为例，污泥中的蛋白质、脂肪、碳水化合物和核酸等有机物对水分具有吸附能力，研究表明污泥中每克蛋白质可吸附约4～5g水，另外在微生物表面包裹的大分子胞外聚合物对水分也有很强的吸附能力，因此降低污泥中有机物含量可以提高卧螺离心机的分离性能；以水分布为例，污泥中的自由水可以通过机械力来去除，而束缚水与污泥中的固体颗粒有较强的结合力，不能被常规的机械力分离，很难通过机械法降低泥饼的含水率，为此有研究者研究了污泥经冻融处理后再进行卧螺离心机脱水的效果，结果表明，污泥经过冻融处理后，其中的自由水可以通过离心脱水完全去除，同时约50%的间隙水也可以被除去，脱水后泥饼的含水率可以从90%降低到64%。

4 结语

在几十年的发展历史中，卧螺离心机在结构参数、性能上变化很大，在污水处理厂中得到了广泛的应用。本文的研究表明，为了提高卧螺离心机的分离性能，需要从结构参数、差转速、液环层及污泥性质等多个方面考量。

参考文献

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[2]武兵.低耗高干度型污泥脱水离心机的设计研究[D].河南工业大学，2014.

[3]王国辉.卧螺离心机的运行调试[J].中国化工贸易，2014（28）.