1 循环水污泥系统概况

中国铝业山东分公司循环水系统主要承担着氧化铝厂（烧结法）、化学品氧化铝公司等生产单位各工序排水的沉淀处理、冷却降温和循环供应任务。

循环水污水处理系统主要包括水处理西站、水处理东站、大泵房（蒸发循环水）三个子系统，处理工艺为传统污水处理方法。因各生产岗位排水复杂，回水水质和水量时常变化，其中水处理西站日处理污水量为2.5万m³～3万m³，水处理东站日处理污水量为2.5万m³～3万m³，大泵房系统日处理蒸发循环水量为16万m³～20万m³。

循环水污泥处理系统包括重力浓缩处理及机械脱水处理（卧螺离心机），因来泥为各污水处理设施排泥，污水本身水质变化较大，所以污泥性质不稳定。其中，重力浓缩日处理量为2500m³～7200m³，离心机日处理量约为360m³～960m³。

2 离心机在试验和试运行期间的运行情况

2.1 卧螺离心机的技术参数及工作原理

该公司采用的是LW530×2270NY型卧式螺旋卸料沉降离心机。该离心机具有输出扭矩大，差速自动反馈调节，推料功率自动补偿，不易发生堵料情况，分离效率高的特点。

主要技术参数为转鼓直径530mm；转鼓有效工作长度2270mm；分离因数2200g；锥角2×8°；转鼓与螺旋差转速2～16r/min；转鼓转速0～2700r/min无级可调；悬浮液处理能力15～40m³/h；电机功率37kW；螺旋形式为单头、左旋、超前；转鼓形式：圆柱-圆锥形；溢流板直径为Φ283、Φ288.5、Φ294、Φ299.5四档可调。

工作原理是通过转鼓与螺旋的差转速△n实现固液的高效分离。

2.2 试验期间运行分析

2008年10月底，该公司选用LW350型卧螺离心机对循环水污泥进行了定性试验，LW350型离心机的主要参数为螺旋差速2～20r/min，转鼓转速3700r/min、电机功率15kW。絮凝剂选用浓度为1.5‰的阴离子型聚丙烯酰胺，试验数据如下：

（1）在污泥参数基本相同的情况，差速越大，泥饼在离心机中停留时间也越短，泥饼含固率越低，相应的固体回收率也越低。

（2）对比第2组和第3组数据，在离心机参数及污泥固体总量一定时，加絮凝剂调节后，滤液浊度明显降低，固体回收率提高了20%，脱水性能得到改善。

（3）因污泥黏度小、碱性大，絮凝剂的用量较多，按进机污泥与加药瞬时流量的对应关系，假设进机污泥性质稳定，连续运行下，日均消耗1.5‰的絮凝剂约0.128kg/m³（泥），加药成本为5.1元/m³（泥）（絮凝剂按40元/kg计）。

2.3 试运行分析

2009年4月24日，新建卧螺离心机项目投入试运行。

因前期试验时加絮凝剂成本太高，且公司循环水污泥为无机污泥，成分复杂多变，泥沙含量大，同时含有铝、铁、钙、钠、钾等金属离子，黏性小，碱度大，悬浮物含量高，所有项目没有安装加药系统。

试运行期间，进机污泥参数变化不大，离心机的各项参数基本保持为污泥流量20m³/h、差速8r/min、转速1800r/min、主机电流30A，试运行数据如下：

根据上表数据可知，离心机参数一定时，泥饼含固率随污泥浓度的升高而降低，在不加絮凝剂的情况下，泥饼含固率均大于50%，相应的固体回收率约为60%左右，每天外送干泥约20吨；脱水处理后的滤液浊度太高，因离心机的分离范围有限，大量的小颗粒在没有絮凝剂的作用下不能有效地脱除，溢流到下水道后进入污水处理系统，直接影响了循环水的水质（循环水供水主要控制浊度）。

3 问题分析及优化方案的选择

3.1 絮凝剂的取舍

因污泥本身浊度较高、固体颗粒比重小且属于难分离物料，絮凝剂的投加量会很大，同时形成的絮团强度不够，在重力浓缩阶段加入絮凝剂可以极大地减少进离心机的污泥量，但是进入搅拌槽后，在连续强力搅拌下，絮团极易破碎，容易造成后续投加絮凝剂过量。投加絮凝剂成本太高，不利于经济运行。

3.2 改变离心机滤液排放流程

流程改造方案为将滤液收集到溢流水箱，通过溢流水泵排至16米沉降槽。

3.3 优化重力浓缩处理流程

在机械脱水前，有两级重力浓缩处理设施，水处理西站的排泥连续且泥量较多，经过16米沉降槽一级浓缩处理后，进入3#、4#浓缩槽进行二级浓缩处理，且大泵房系统的排泥间断性进入3#、4#浓缩槽。

为较大限度利用两级重力浓缩处理设施，改变运行方式为在大泵房不排泥时，16米沉降槽底流排泥量为50m³/h；大泵房排泥时，大泵房排泥量限定为20m³/h、16米沉降槽底流排泥量为30m³/h。因为大泵房处理蒸发循环水，水源较少，水处理西站回水复杂，外来水源较多，沉淀池中污泥量较多，所以应压低大泵房的排泥，压低总排泥量，延长污泥在浓缩槽内的停留时间（12～16小时）。这样不仅可以保证浓缩槽的溢流水质，确保污泥的有效浓缩时间，尽可能降低污泥中的空隙水，提高进离心机的污泥含固率。同时可以减少进机泥沙含量，降低滤液的含固率，进而确保离心机的机动平衡。

3.4 合理化离心机运行参数

在参数的摸索调节中，转鼓转速过大会造成离心机本体的磨损和增加动力消耗，转速过小，达不到处理效果，在前期运行转速1800r/min的情况下，适当调节到2100～2500r/min范围内；同时结合污泥含固率的减少和物料的难分离特性，将差速由前期的8r/min降低到2.5～6r/min范围内，延长固体颗粒在离心机内的停留时间。调节后运行数据如下：

4 阶段性效果及下一步运行要点

4.1 阶段性效果

结合上表的数据可以看出，随着进机污泥含固率的降低，通过适当增加转鼓转速和减小差速，经过离心脱水后的滤液液固比基本保持在80：1，泥饼含固率在48%左右，但相应的固体回收率低于50%。

下表为5月底每天的输送泵外排污泥量：

由上表数据可知，现阶段日均外排泥量为103/8=12.9m³，循环水系统日均可减少43.98/8=5.5t干泥，从根本上可确保循环水的供水水质。

4.2 下一步离心机的运行要点

（1）以设备安全经济运行为出发点，在保证泥饼含固率的基础上，调高溢流板的直径，适度降低差速，合理控制转鼓转速，尽量减少滤液含固率，提高固体回收率，通过有计划的实验寻找离心机的较佳经济运行点，并设计出不同条件下的差速变化曲线，指导离心机的运行。

（2）继续摸索重力浓缩处理系统的运行，结合进机污泥含固率持续低值的现状，间断运行排泥，即缩短排泥时间，增加排泥频次，延长污泥的浓缩时间，减少进离心机污泥的泥沙含量，保证进离心机的污泥具有较高浓度，确保离心机充分发挥脱水性能。

（3）加强离心机系统的运行维护，形成一套严格有效的管理制度，对关键设备或关键部件进行定期维护，确保系统的良好运行状态。