離(lí)心式脫水

1. 設備的描述和操作原理：

離(lí)心脫水的原理，主要是通過離(lí)心力的作用來加速固體(tǐ)和液體(tǐ)的分(fēn)離(lí)。 簡單來講，可以這樣來假設，離(lí)心機就是一(yī)個圓錐形的圓柱沉降器沿着自己的軸線水平 轉動，将清水溢流，已經脫水的污泥通過一(yī)個阿基米德螺杆輸送出來。離(lí)心機通過旋轉 将離(lí)心力作用到固體(tǐ)的顆粒上，這樣固體(tǐ)顆粒脫水越快。 

實際上，通過絮凝作用處理過的污泥通過管道被注入離(lí)心機的主軸中(zhōng)，主軸具有很高的 旋轉速度（3500rpm），污泥當中(zhōng)的顆粒被篩選到浮槽分(fēn)離(lí)區的邊上。 随後，此顆粒又(yòu) 被阿基米德螺杆輸送到主軸的圓錐端，即到污泥的脫水區。分(fēn)離(lí)的液體(tǐ)，又(yòu)被稱爲離(lí)心 液，在主軸的另一(yī)端溢流出來。

對離(lí)心式脫水來講，應該對其中(zhōng)的幾個參數進行考慮，因爲這些參數無論是在實驗室進 行測試時還是進行工(gōng)業試驗時都将影響聚合物(wù)的選擇。 

溢流堰的直徑： 

此參數與離(lí)心液出口的直徑有關。它由一(yī)系列的堰盤來進行控制，通過對這些堰盤的高度進行調整。在離(lí)心機主軸内部産生(shēng)一(yī)個液體(tǐ)環，其厚度等于主軸表面與堰盤邊沿 的距離(lí)。 

溢流堰的直徑越小(xiǎo)，則液體(tǐ)環的厚度也越小(xiǎo)。 

溢流堰直徑的選擇是在離(lí)心式分(fēn)離(lí)和污泥的幹燥度之間做出好的折衷選擇。 

差速度： 

差速度是主軸和阿基米德螺杆旋轉速度之間的差值。差速度越大(dà)，則污泥被抽提出來的 速度越快。 

扭矩： 

扭矩測量的是污泥加在螺杆的壓力。這個壓力将在螺杆的軸線上産生(shēng)扭轉力。通過測量 這個扭轉力就可以得到扭矩。污泥加載到螺杆上的壓力越大(dà)，則扭矩也越大(dà)。 

注意：這是扭矩測量的一(yī)個例子。 

扭矩和差速度是相互關聯的。差速度增大(dà)，則扭矩将會變小(xiǎo)，則污泥也将很快的被抽提 出來。 

離(lí)心機可增加污泥的幹燥度。對于傳送螺杆來講，它們具有不同的結構，允許 物(wù)料在離(lí)心機中(zhōng)有較長的停留時間。

2. 實驗室測試：

2.1 采樣： 

對待處理的污泥進行采樣： 

必須收集具有代表性的污泥樣本。 爲了達到這樣的目的，必須在加藥點前面進行采樣，樣本一(yī)旦取好後就應該盡快對樣本 進行實驗測試（因爲一(yī)段時間後，污泥的性質很可能發生(shēng)變化）； 必須對污泥中(zhōng)所含有的固體(tǐ)含量進行分(fēn)析，因爲聚合的用量是固體(tǐ)含量的函數。 

聚合物(wù)： 

不需要對所有的産品進行測試（有多達200種的産品用于脫水處理的應用），應該對這些 産品做一(yī)個初步的篩選工(gōng)作。在同級别分(fēn)子量水平範圍内選擇合适離(lí)子度的産品：陰離(lí) 子型FLOPAMTM AN900SH系列，陽離(lí)子型FLOPAMTM FO4000SH系列 必須對污泥中(zhōng)固含量進行分(fēn)析，因爲聚合物(wù)用量是固含量的函數。

2.2 實驗設備： 

爲了分(fēn)析以時間爲函數的濾水體(tǐ)積，需要以下(xià)設備： 

500ml 燒杯 

帶有葉片的機械式攪拌器 

秒表 

注意： 

請參考手冊《有機聚合物(wù)溶液的制備》，此手冊中(zhōng)已經列出了制備聚合物(wù)溶液所必須的 設備。 

2.3 測試步驟： 

本章的主要目的不是描述測試步驟，而是對一(yī)些關鍵因素進行描述，這些關鍵因素對所 有目前存在的步驟來講，都是重要且常見的。選擇适合離(lí)心式脫水處理用的聚合物(wù)由兩 步來完成。 

離(lí)子度： 

聚合物(wù)好的用量必須先确定出來。對相同分(fēn)子量級别不同離(lí)子度的絮凝劑在不同的 投加量水平（低、優、高）時進行比較。爲了達到這個目的，先選取中(zhōng)等離(lí)子度的聚 合物(wù)在機械攪拌下(xià)與污泥混合。聚合物(wù)的初始用量是污泥濃度的函數（例如：5ml可用于 3g/L的溶液，200ml可用于30g/L的污泥）。如果在這個用量下(xià)，可以得到比較好的絮凝 結果，則降低聚合物(wù)的用量重複測試（例如：減少1ml）。如果絮凝的效果不好，或者不 出現絮凝塊，則應該增加初始用量（例如：增加1ml）。優投加量就是能夠确定絮凝時的少用量。 

随後再對其他聚合物(wù)進行測試，并且應該以剛才得到的優投加量+15%開(kāi)始進行測試。 

對結果的理解應該根據如下(xià)的兩個标準： 

好的絮凝劑是指能夠在短的混合時間内，産生(shēng)大(dà)的絮團； 

好的絮凝劑必須具有好的再絮凝效果（在完全破壞絮團以後，再增加初始量的 20%）。 

分(fēn)子量的選擇： 

對離(lí)子度相同，但分(fēn)子量各異的絮凝劑采用相同的方法進行測試。

2.4 參數的檢查和結果分(fēn)析： 

應該檢查的關鍵參數： 

絮團的抗剪切能力 

再次絮凝的能力 

離(lí)心液的質量 

結合 

所有的這些數據都被填到表格當中(zhōng)，目的就是利用選擇的标準來對結果進行分(fēn)析。

3. 工(gōng)廠試驗：

工(gōng)廠試驗的目的是證實實驗室的選擇。 

3.1 試驗設計： 

在試驗期間，排放(fàng)污泥的質量和流量必須具有一(yī)定的代表性。絮凝劑的配制請參考手 冊《有機聚合物(wù)溶液的制備》。藥劑的濃度，加藥點的數量等須根據實驗室的結果進 行選擇。 

3.2 參數的檢查和結果分(fēn)析： 

應該跟蹤的主要參數取決于操作者設定目标的結果，經常采用的主要參數如下(xià)： 

絮凝劑的質量流量（Kg/h, lbs/HR） 

污泥的質量流量(Kg/h, lbs/HR) 

污泥的濃度 (g/l，％) 

投加點 

設備的參數：扭矩，差速度 

泥餅的幹燥度（％） 

離(lí)心液的質量 （g/l，mg/l懸浮的固體(tǐ)） 

爲了分(fēn)析這些結果，将所有這些數據以表格的形式編制出來就很方便，然後利用這些 數據來計算處理單位體(tǐ)積的污泥耗藥量或每噸幹泥的耗藥量。同時，利用此數據表格也 可以計算性價比。

4. 離(lí)心機的優化：

與帶式壓濾機相比，在離(lí)心機上控制絮凝質量就表現得更加困難。因爲采用離(lí)心式脫水 處理時，處理過程的每一(yī)步都發生(shēng)在管道的内部或者機器的内部。對離(lí)心機來講，絮團 将受到一(yī)個很大(dà)的力的作用（2000G到4000G）。因此，如果聚合物(wù)選擇不當或者聚合 物(wù)的用量使用不當，絮團很塊就會被破壞。 

三個主要的操作問題如下(xià)： 

離(lí)心液發黑：離(lí)心液呈現出不常見的黑色。離(lí)心液之所以能夠呈現出這樣的顔色，是由 于離(lí)心液中(zhōng)含有許多從溢流堰溢流出來的大(dà)量固體(tǐ)顆粒，随離(lí)心液回流至工(gōng)藝的前端。 

灰色含有泡沫的離(lí)心液：離(lí)心液中(zhōng)出現了過量的泡沫時，才會出現了這樣的問題。因爲離(lí)心機内部的高速攪拌，離(lí)心液出現輕微的泡沫是比較正常的情況，排氣可以消除這 些泡沫。 

泥餅幹度低：污泥泥餅的幹度低于期望值。 

4.1 離(lí)心液變黑： 

當離(lí)心液中(zhōng)有很多固體(tǐ)時，應該對下(xià)列因素進行檢查： 

固體(tǐ)流量：每一(yī)個離(lí)心機的設計都是針對某一(yī)特定固體(tǐ)流量的載荷來進行設計 的，如果過載，離(lí)心機将不會正常的工(gōng)作。 

差速度：差速度越小(xiǎo)，則污泥在離(lí)心機中(zhōng)所停留的時間也越長。加載到絮團上 的壓力随着時間的延長，将會損壞這些絮團，微小(xiǎo)的顆粒将會被帶出離(lí)心機。增加差速 度，可以增加離(lí)心液的清澈程度。 

聚合物(wù)的流量：絮團必須有足夠強度以抵抗來自離(lí)心機内部，由于壓力和螺杆而 産生(shēng)的剪切力。在離(lí)心機内部必須有足夠多的絮凝劑以确定在出現絮團破壞時能夠使其再絮凝。一(yī)般條件下(xià)，采用離(lí)心方式進行污泥脫水處理所消耗的藥劑總量，應該比帶式 壓濾機的用量多。 

4.2 灰色含有泡沫的離(lí)心液： 

一(yī)旦出現了這種現象，必須對其進行調整： 

流體(tǐ)質量：

如果在離(lí)心機的内部缺少作用力，離(lí)心機将降低其差速度來維持足夠 的扭矩。因此，必須對聚合物(wù)的用量進行調整，控制污泥質量。 

扭矩：

如果扭矩不穩定，離(lí)心機将不會正常的工(gōng)作，當離(lí)心機的差速度發生(shēng)變化 時，離(lí)心液中(zhōng)就會出現顆粒。

聚合物(wù)的流量：泡沫的出現意味着聚合物(wù)用量過多，而且過量的聚合物(wù)将會使顆 粒重新分(fēn)散，所以要嘗試降低聚合物(wù)用量。 

注意： 

灰色離(lí)心液表明所選聚合物(wù)不适合當前污泥，或是由于聚合篩選錯誤，或是聚合物(wù)與污 泥沒有進行很好的混合。 

4.3 泥餅的幹燥度較低：過濾當中(zhōng)的懸浮固體(tǐ)增加 

調整下(xià)列參數可以增加泥餅的幹度： 

扭矩：根據污泥的濃度對離(lí)心機的扭矩/或者差速度進行系統調整。 

液體(tǐ)環：液體(tǐ)環的直徑越小(xiǎo)，泥餅越幹燥，在離(lí)心機圓錐部分(fēn)的水量也越少。 

絮團的穩定性：在離(lí)心式污泥脫水處理中(zhōng)，由于涉及到高速剪切，絮團的穩定性 是一(yī)個說明離(lí)心機性能的關鍵參數。爲了提供好的穩定性和優的絮凝作用，SNF公 司已經開(kāi)發出了一(yī)系列的陽離(lí)子乳液可以達到合适的絮團穩定性和優的再絮凝能力。 

4.4 參數的檢查和結果分(fēn)析：