1 概况

某污水处理厂采用倒置的A2/O+侧流除磷工艺，具有脱氮除磷功能，污泥脱水系统采用两套瑞典NOXON公司的卧螺离心机，进泥流量为15m³/h，干固体负荷为500kg/h，但离心机的运行情况一直不好，经常是2台离心机同时连续运转超过18h，还不能及时将系统的剩余污泥脱除，生化系统的运行稍有波动就会造成系统严重积泥，导致污泥老化、活性变差，严重时曝气池上布满死泥和生物泡沫，一旦出现冲击负荷，生物系统的运行需要很长时间才能恢复，缓冲能力很差，污泥脱水系统成为制约生化系统稳定运行的瓶颈，故对污泥脱水系统进行了多方面的技术改造。

2 改造内容

2.1 更改工艺管线，增强系统可靠性

因污水厂为商业性污水厂，不允许停产，污泥脱水是关键的设备，必须有较高的可靠性，考虑到离心机故障时及离心机维修期间配套设备与离心机相互备用的关系，更改工艺管线流程，以满足多种故障情况下离心机的运行，如卧螺离心机、污泥进料螺杆泵、PAM加药螺杆泵等均有1台出现故障，通过阀门的切换仍能保证污泥脱水系统的运行。

原设计中，絮凝剂的投加点在离心机的污泥进口，这种投加方式反应时间短，在技改中将絮凝剂投加位置改至污泥螺杆泵的入口处，这样可通过螺杆泵的混合搅拌作用使PAM与污泥充分混合。实际运行表明，离心机可以获得较高的工作压力，并且在絮凝剂投量相同的情况下，增加了脱水泥饼的含固率。

2.2 确定干固体负荷，使离心机在正常负荷下运行

离心机处理能力是指离心机的干固体负荷和水力负荷。

该厂卧螺离心机的干固体负荷为500kg/h，在脱初沉污泥时由于进泥浓度高（35g/L），一直采用满负荷（15m³/h）进泥，在转速为2300r/min时离心机的干固体负荷可达560kg/h，所以无论投加多大量的絮凝剂，上清液均极混浊，大量污泥从上清液返流管中流出。由于初沉淀池污泥含有大量泥砂，导致离心机磨损严重，动平衡受到较大程度破坏，振动加剧。

鉴于上述情况，将离心机的进泥流量降低为11.6m³/h，在转速为2300r/min时离心机的干固体负荷降为405kg/h，脱水上清液十分良好，悬浮物浓度为63～150mg/L。

由于初沉池污泥浓度高，离心机的干固体负荷可达405kgDS/h，二沉池污泥因没有经污泥浓缩池浓缩，导致离心机进泥浓度低，干固体负荷只能达到85～120kg/h，离心机几乎处于空转，处理能力大大降低，根本不能将生化系统产生的剩余污泥及时脱除。使用10t容量的污泥车脱初沉池的污泥，1台离心机运行3.5h即能装满一车，但脱二沉池的污泥则需要2台离心机运行6.5h才能装满一车，而且必须增加PAM的投加量，才能取得较好的脱水效果。通过技术改造将二沉池的污泥回流到初沉池，则污泥脱水系统只需要脱初沉污泥而不需脱二沉污泥，离心机的进泥浓度一直保持在30g/L以上，大大减少了离心机的运行时间，并且降低了污泥脱水的投药量，离心机变为1用1备，系统稳定性、可靠性均有很大增强。

综上所述，在实际运行中必须调整水力负荷，使进入离心机的干固体负荷不超过离心机的承受能力，否则多余的干固体将从上清液中排出，上清液的悬浮物会急剧增多，并增加离心机电机的负荷。同时也应注意，并保证进入离心机的干固体负荷不小于离心机承受能力的60%，否则离心机不能充分发挥其效能。

因此在进行设备选型时，应采取适当的措施保证进入离心机的干固体负荷不小于离心机承受能力的70%，如果生化处理系统不能保证较高的排泥浓度（如氧化沟、SBR），在设计时则应考虑安装污泥浓缩机，以提高离心机的进泥浓度，增强处理效果。

2.3 延长絮凝剂搅拌时间，增强溶解程度

絮凝剂自动投加装置存在的一个问题就是PAM溶药搅拌罐的容积偏小，絮凝剂的溶解时间偏短。污水厂污泥脱水系统在正常运行时离心机的干固体负荷约405kgDS/h，絮凝剂投加量为1000L/h，加药搅拌罐的容积为1.0m³，药剂的搅拌时间为60min，使用中发现搅拌罐中有相当数量的PAM颗粒均匀悬浮在溶液中而没有充分溶解，后来通过技术改造增加了一台PAM溶药搅拌罐，使药剂的搅拌时间延长至120min，取得了良好的溶药效果。

2.4 增设高位水箱，稳定自来水压力

絮凝剂自动投加装置的PAM浓度是根据稀释用水量来自动调节的，但厂内自来水的压力很不稳定，造成稀释用水流量在1500～3000L/h之间波动，导致PAM的配制浓度不够稳定；并且，由于水压的波动造成稀释水经常从锥形溶药漏斗溅出，导致PAM经常板结在漏斗壁上，几次造成絮凝剂自动投加装置故障停车。为此，在自来水入口设置高位水箱来保证稀释水压力的稳定，稀释水的流量稳定在1800L/h，取得了理想的运行效果。

2.5 设置污泥破碎切割机，减少进泥杂质

由于离心机的结构特性决定了它对进泥质量的要求比较高，即进泥中不能含有大的毛发、棉纱等，否则很容易堵塞上清液返流管，但在运行中发现，即使是很小的毛发与污泥混在一起也很容易造成堵塞，导致离心机因上清液返流管堵塞而被迫停机。

根据运行经验，初沉池污泥所含毛发、棉纱等比较多，为此，选用了JWC的污泥破碎切割机（安装初沉池污泥排出口）。普通的污泥破碎机只对污泥起作用，可将大块的污泥打碎成细小的污泥颗粒，而JWC的污泥破碎切割机的功能很强大，它具有两组极其锋利的刀片，刀片之间有非常精密的配合，能够将污泥中所含有的各种纤维类物质（如破布、棉纱等）切成直径≤15mm的碎段。实际使用证明，使用了污泥破碎切割机以后离心机的运行更加稳定，堵塞的周期大大延长。

2.6 增加自控设施，采集离心机运行信号

由于污泥脱水系统设计选型上的原因，离心机的运行信号不能传送到中心控制室的计算机上，导致污泥脱水系统的加药量处于失控状态，运行操作人员为了省事，在夜晚不能检查时经常将加药量调得很高。为此，通过增设电量隔离器，将能够直接反映加药量的PAM投加泵变频器的频率信号（4～20mA）引入中控室的计算机上，这样就可以对加药量进行连续监控并留下历史记录，同时也降低了生产成本。

2.7 确定适当的液环层厚度

卧螺离心机在进行污泥脱水时，由于离心力的作用会在转鼓内形成液环层（沉降区）、固环层和岸区（干燥区）。

转鼓在高速旋转时，沿着转鼓壳体形成一同心液层，称为液环层，同时也会形成一同心脱水污泥固体层，成为固环层，在此区间内污泥所含的固体在离心力的作用下将沉积到转鼓壁上，故也称为沉降区；干污泥通过螺旋的运转离开液环层被送至排出口，这一段距离称为岸区，为转鼓锥体的一部分，在此区间内污泥完全离开液体并被继续甩干，故也称为干燥区。转鼓的有效半径为液环层、固环层和岸区之和，转鼓的有效长度为沉降区和干燥区之和。

可以通过改变液位挡板的位置来调整离心机的液环层厚度。离心机的液位挡板调整十分重要，它直接影响脱水效果和离心机的振动程度，必须通过反复试验将液环层厚度设定在合适的水平，以降低污泥含水率，并提高污泥产量。

在应用中，将上清液返流管的口径由原来的138mm调整到142mm，增加污泥在离心机中的停留时间，在较低的工作压力下，可以获得稳定的速差和良好的脱水效果，更容易满足离心机的工艺条件。不同液位挡板高度时的脱水效果见下表：

调整液位挡板高度时，应注意必须确保所有的液位挡板都在相同的高度上，否则会导致离心机产生很大的不平衡，产生剧烈振动，并应保证液位挡板高度的公差为±0.25mm。

2.8 加强设备的运行管理，提高使用效率

虽然离心机的设计制造很优良，但必须强化管理，才能保证离心机运行良好。在设备运行操作的管理上，应制定 、严格的操作方式，如操作中应尽量减少上清液含固率、开停机期间加强对离心机的冲洗等，保证设备处于良好的运行状态，对于设备运行中暴露出来的问题必须及时发现并反馈，在闲置期间对存在的隐患及时进行维护与处理，具体措施有：

（1）采取多种措施，减少离心机的振动

在每次离心机运行结束后加强对离心机转鼓的水冲洗，根据经验，如果转鼓冲洗得不彻底，在离心机停运期间污泥就会粘附在转鼓上，下次开机时转鼓会因受力不均匀而造成动平衡被破坏，导致离心机产生强烈振动。

另外，在每次清洗完上清液返流管重新安装液位挡板时，应确保所有的液位挡板都在相同的高度上，并应保证液位挡板高度的公差为±0.25mm，否则将会导致离心机受力不均匀，产生剧烈振动。

（2）减少上清液含固率，降低离心机磨损程度

在生产运行中发现，如果污泥中含有较大量的泥砂，并且上清液的含固率较高时，将造成离心机螺栓及配重块的磨损，导致离心机动平衡被破坏。因此，在生产运行中要严格管理、精心操作，以减少上清液含固率，这对降低离心机磨损具有十分重要的意义。

（3）定期清洗上清液返流管和进泥螺杆泵

在生产运行中，如果污泥脱水上清液含固量比较大，很容易造成上清液返流管堵塞，这将导致脱水污泥含固率下降，离心机也会因受力不均匀而产生振动，因此必须根据实际情况对上清液返流管进行周期性的清洗。设备在供货时已带有一根与上清液返流管同样长度的冲洗水管，可以插入上清液返流管中进行冲洗，但这种反冲洗的效果有时不理想，为此将其改造为带毛刷的冲洗管，这样可对上清液返流管冲洗地更彻底。

城市污水处理厂初沉池污泥中含有大量毛发，普通机械格栅难以将其去除，在运行中很容易堵塞污泥螺杆泵，必须定期进行清理。生产中一般每周一、三、五上午9:00清洗上清液返流管、进泥螺杆泵、絮凝剂自动投配装置，保证11:00时离心机的投运。

（4）絮凝剂自动投配装置的维保

由于聚丙烯酰胺的水溶液成胶粘状态，并且其溶解性又比较差，很容易造成PAM在絮凝剂自动投配装置的管道中、搅拌器上结块与淤积，如长期运行后PAM会淤积在静态混合器内，也会在静压式液位计的传感器（探头）上结块，造成指示结果不准确，导致设备误动作，因此在设备闲置期间，定期清理PAM结块和淤积十分必要，这样可以保证设备处于良好的运行状态。

3 结语

（1）工艺管线的流程应灵活布置，以满足多种故障情况下离心机的运行。

（2）必须保证离心机具有较高的进泥浓度（≥30g/L），这样才能保证离心机干固体负荷不小于离心机承受能力的60%，否则离心机几乎相当于空转，不能充分发挥其效能。

（3）在离心机的运行控制中，液位挡板的调整十分重要，直接影响脱水效果和离心机的振动程度，必须通过反复试验，将液环层厚度设定在合适的水平。

（4）做好日常的检查和维护，使设备处于良好的待机状态，避免运行时因出现意外的故障而被迫停机。