一、引言

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。上海环城再生能源有限公司渗沥液处理工程是目前国内较大的垃圾焚烧厂渗沥液处理工程，设计日处理能力达400吨，日产含水率94%左右的污泥近400m³，必须经脱水处理将含水率降至80%左右才能处置。将低浓度沉淀污泥直接用螺杆泵输入离心机进行浓缩脱水处理就是其中主要的环节。自2006年9月投产运行以来，先后采用国外进口和国产螺旋卸料沉降离心机（以下简称离心机）对污泥进行脱水处理，国外进口德国维斯伐利亚（Westfalia）UCD345-00-32型和国产海申机电总厂LW350W型离心机在渗沥液处理站近4年的应用表现，其不但处理能力大，而且可自动连续可靠运行，满足了剩余污泥全部脱水的要求，保证了水处理工艺的正常运行。

二、离心机浓缩脱水处理工艺流程和特点

螺旋卸料沉降离心机是根据固液密度不同，在离心力的作用下，加快固相大颗粒的沉降速度来实现固液分离的，浓缩脱水处理工艺的工作流程如下：待处理的污泥由管道进入污泥池，经单螺杆泵通过流量计计量后输入离心机，絮凝剂在配药箱中按比例稀释并充分溶解，稀释到0.08～0.15%浓度，稀释后泵入离心机与待处理污泥混合，在此进行混合絮凝；由于螺旋和转鼓的高速旋转和摩擦阻力，污泥在转子内部被加速并形成一个圆柱液环层，在离心力的作用下，比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层，再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓小端，推出液面之后泥渣得以脱水干燥，推向排渣口排出，再由无轴螺旋泥渣输送机移送装车，澄清液从转鼓大端排出，实现固液分离。离心机主要由螺旋、转鼓、差速器、液位挡板、驱动系统及电气自动控制系统等组成。

三、影响螺旋卸料沉降离心机使用效果的因素试验

3.1 可调节的机械因素试验

3.1.1 转鼓转速试验

转鼓转速的调节通常通过变频电机来实现。对该公司目前使用的分离机进行额定转速和工作转速的比较，德国维斯伐利亚（Westfalia）UCD345-00-32型离心机转鼓额定转速4200rpm，实际使用3850rpm；海申机电总厂LW350W型离心机转鼓转速3200rpm，实际使用3000rpm。试验结论：转速越大，离心力越大，但对机器的磨损增大，振动及噪声水平也增加。

3.1.2 差转速试验

差转速是指转鼓与螺旋的转速之差，液环层中被分离出的污泥就是利用这个速度被输送出脱水机的。

试验按照15分钟沉降比来调整，即取500毫升水样，进行5min沉淀，当沉降比在5%～7%时，差转速调至4～7rpm，当沉降比在7%～10%时，差转速调至7～15rpm，当沉降比更高时，调整入水浓度。试验结论：增加差转速，泥饼的含水率将增加，但增大差转速可提高离心机的处理能力；降低差转速，污泥在转鼓内分离的时间将延长，同时由于转鼓和螺旋之间的相对运动减小，对液环层的扰动也减轻，泥饼含水率将减小，但是处理能力降低。差转速不能太小，否则将由于污泥在机内分离时间过长不能排出，使固环层厚度大于液环层，进而分离液大量携带污泥，出液固含量升高，甚至会由于螺旋阻力过大，扭矩超极限损坏离心机。

3.1.3 液环层厚度

液环层厚度是由离心机厂家进行现场液位挡板的预调整。

3.2 可调节工艺因素试验

一般情况下，生活污水处理厂的初沉污泥较易脱水，垃圾渗沥液处理厂活性污泥较难脱水，为改善污泥脱水性能，脱水前应加入适量的有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺（PAM），试验结果垃圾渗沥液处理中，有机高分子絮凝剂药液的配置浓度一般为0.2%左右时，设备运行效率较佳。

3.2.1 污泥性质和浓度发生变化的絮凝剂调整

在垃圾渗沥液处理厂工艺、设备调试初期，可以检测出泥含水率，观察上清液状况及扭矩数据，通过调整加药泵频率，进泥泵频率来调试。

3.2.2 离心机设备处理能力的控制

在正常污泥浓度情况下，应保证处理固体负荷在设备厂标定的设备理论负荷的70%～90%为好。若进泥浓度过低，设备不能形成均以的泥环层，会使设备运行费用加大，这时该公司一般混合生活污水处理厂的二沉污泥来增稠，但要适当降低进泥泵频率。

3.2.3 分离因数的调整

离心机就是通过用离心力代替重力来提高沉降速率。只有离心机的半径和角速度达到一定的值，在离心机有限的空间内，尽可能短的时间里方可获得满意的沉降效果，所以希望得到更好的污泥处理效果，离心机的高速旋转是必然的。

试验中第1台离心脱水机泥饼水分小于第2台离心脱水机泥饼水分。提高分离因数，使生产能力和分离效果提高，但也增大了能量消耗和磨损，应在较低的分离因数下满足生产能力和分离要求。实际经验是，将转速控制在理论转速的80%左右较好，该公司2台离心机分离因数介于1500～2500之间，既达到了预定的分离效果，又没有浪费过多的功率能源。

四、现场运行管理和工况调整的基本原则

为了实现较佳的处理效果、较大的处理能力和较低的药剂消耗，可根据以下的原则进行现场的管理：

（1）污泥脱水机的处理能力控制在适当的范围内，避免由于负荷突然增加造成设备过载使系统频繁波动和影响处理效果，同时又能够实现较大的设备处理效率。

（2）污泥浓度发生变化要及时调整絮凝剂流量和差转速，既可保证处理效果又可避免浪费。

（3）泥饼干度表现要结合扭矩数据来确定较佳差转速数值范围，原则上在不造成离心机堵塞和满足处理能力情况下尽量使用较低差转速来实现更好的处理效果和节省絮凝剂消耗。

（4）絮凝剂的型号和消耗量既取决于药剂的品质与污泥性质的匹配，也取决于与设备结构类型和运转工况的匹配，只有三者得到较佳的运转组合，才能实现较低絮凝剂消耗情况下，较佳的处理效果和较高的处理效率。

（5）按照厂商的操作使用手册进行设备维护和保养，加强设备运行时的振动、温度、电流等的监督并分析变化趋势，及时发现问题。

五、实际运行效果

根据离心机的工作性质，要实现分离必须有固体与液体的密度差。对生活污水处理中产生的污泥来说，这一点很容易做到，残渣的沉降性能很好。而对垃圾渗沥液处理过程产生的活性污泥则需做一些工作，因为其固体颗粒极为细小，密度差极小，而且污泥的悬浮粒子又带有电荷，其胶体性质稳定很难分离，经过浓缩的浮渣和活性污泥几乎不沉降，而且其水含量高达98%，需对污泥进行预处理，以破坏其固体介质的胶体稳定状态，使其凝聚，做到泥水分离，并且凝聚物成团性好。因此，用十多种药剂在试验室进行了实验，筛选出了几种药剂进行了工业对比试验，结论是国产絮凝剂可以达到很好的效果。

对生活垃圾渗沥液处理厂污水来说能否做到达标排放，关键在于能否将残渣去除，而这一环节取决于残渣脱水。从2007年运行至今，其效果令人满意。残渣通过离心机脱水处理后，去除率达到了80%～90%。离心机进料固含率约96%，加药浓度为250～350mg/L，出液固含率可达1%以下，泥饼含水率为75%～80%，成块状，出液清澈。

六、存在问题和改进措施

（1）该厂脱水所用的离心机功率偏小。当进料中固含量超过10%，或进料量过大时，有超电流和堵塞现象发生，在操作上应多加注意。

（2）进口离心机活性污泥脱水时效果较好，但不能实现螺旋推料恒力矩自动控制进泥流量，对此我们进行了PLC程序优化，在超过50%力矩时，通过PLC程序，对进泥泵和加药泵变频器频率进行调整，使进料流量朝着减小力矩的方向变化，使转鼓内沉泥不产生堆积现象，避免了堵料的发生。

（3）国产离心机能实现螺旋推料恒力矩自动控制进泥流量，同时实现差速无级可调和能量反馈，即使加入生活污水处理厂的二沉污泥混合在活性污泥中进入离心机，也能够正常运行，对污泥的适应性强，同时具有能量反馈，具有优良节能性能，其噪声、外观、材质等方面与国外同类产品已经没有差距，但由于转鼓转速偏低，分离因数偏小，造成药剂耗量相对较大，对此我们在一定范围内，对差转速的控制和絮凝剂投加量的控制互为补充调整，在达到一定泥饼干度情况下，降低差转速到4.5rpm左右，可同时节省絮凝剂投加量。

七、结论

试验和实际使用结果表明，污泥经离心脱水后平均泥饼含水率为78%，单机处理量达到8～12m³/h，排出液清澈透明，对于城市生活垃圾渗沥液处理厂污泥脱水，使用分离因数在1500以上的螺旋卸料沉降离心机是一种比较理想的设备。

螺旋卸料沉降离心机以其良好的脱水效果、平稳的机械性能、操作简单、较低价格、占地少、操作的连续性与封闭性等优越性能，已得到越来越广泛的应用。国产设备用于生活垃圾渗沥液处理厂污泥脱水生产中固液分离，完全能够满足工艺要求，对于保证处理质量，降低成本，以及治理“三废”、节约能源，都具有明显的经济效益和社会效益。