1 前言

随着人们对环境的日益重视，对污水排放作了严格的规定，以降低或消除排放的污水对水体水质产生的不利影响。 有关部门也为此制定了各种排放标准，如：《污水综合排放标准》（GB8978-88）以及各行业排放标准等。在此情况下，全国各大中小城市加大了对市政及小区污水的处理。市政污水主要是人们在日常生活中所产生的废水，包括厨房洗涤、冲洗厕所和沐浴等污水，而对污泥的处理是市政污水处理中的一个关键问题。因为污泥中含有大量有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等，且污泥量大，约占处理水量的0.3%～0.5%（体积），如进行深度处理，污泥量还可能增加0.5～1.0倍。对于一个污水处理厂而言，用于处理污泥的费用在设备总费用中会占很大比例。只有对污泥及时的处理，才能确保污水处理效果，防止二次污染；使容易腐化发臭的有机物得到稳定的处理；使有害有毒物质得到妥善处理或利用；使有用物质得到利用，变害为利。污泥特性可用以下几个技术指标来表征：污泥含水率、污泥相对密度、挥发性物质和灰分等。不同含水率的污泥状态如表1所示。

表1：不同含水率污泥状态对比表

影响污泥脱水效果的关键因素是固体颗粒的大小。市政污水因为所含固体颗粒较细较粘，所以颗粒的比表面积很大，非常难处理。目前，城市污泥脱水常用方法有真空过滤法、压滤法、离心法，这三种均采用机械脱水。真空过滤法主要采用转鼓真空过滤机，压滤法主要采用板框压滤机和带式压榨过滤机，离心法主要采用卧式螺旋卸料沉降离心机。下面对此三种方法所使用的设备的优、缺点作一简单比较。

表2：污泥处理用设备优缺点对比表

从表2可知，卧式螺旋卸料沉降离心机在污泥处理中有着明显的优点，正是因为如此，在欧美一些发达 和地区，卧式螺旋卸料沉降离心机在市政污水行业被广泛采用。

LW450×1810-N型卧式螺旋卸料沉降离心机是专门为市政污水中的污泥进行脱水处理而设计的。下面就对该机作一详细介绍。

2 主要技术参数

转鼓直径：D=450mm（大端）

转鼓长度：L=1810mm

长径比：L/D=4.02

转鼓设计转速：3200r/min

差转速：0～15r/min（无级调速）

溢流口直径：挡板调节

按悬浮液计的处理量：13～18m³/h

机器总重：3000kg

外形尺寸：3365mm×1530mm×880mm

3 工作机理

污泥悬浮液经絮凝后从进料机构连续输入螺旋输送器的内筒，由出料口进入高速旋转的转鼓内，在离心力的作用下，悬浮液在转鼓内形成一环液流，固体颗粒在离心力的作用下沉降到转鼓的内壁上，由于差速器的差动作用使螺旋输送器与转鼓之间形成相对运动，沉渣被螺旋输送器向转鼓小端推送，经过挤压机构的挤压，沉渣中大部分水分被去除，然后沉渣被推送到转鼓小端的干燥区进一步脱水，然后经出渣口卸出机外，液相形成一个内环，环形液层深度是通过转鼓大端的溢流板进行调节的，分离后的液体经溢流孔由出液口排出。

4 结构特点

4.1 转鼓部件

由大小端盖、锥形转鼓、柱形转鼓等装配而成。大端盖装有可以调换的溢流挡板，以此获得不同的溢流直径，从而改变转鼓内的液体容积和沉降区与干燥区的长度。转鼓小端均布八个出渣口，出渣通道内衬以硬质合金套筒，便于磨损后快速更换，更渣在离心力作用下从出渣口甩出。转鼓内衬有筋条，以减少沉渣对转鼓内壁的磨损。转鼓筒体表面上有环状凸缘与机壳挡板组成迷宫密封，以阻止分离液在高速运动下形成的水雾渗入排渣室内。

4.2 螺旋输送器

该部件是由螺旋叶片、筒体、小端轴等组成。螺旋叶片按设计的螺距焊在筒体上，表面喷有硬质合金层或镶有耐磨块，以防止螺旋叶片过快磨损，提高了螺旋整体的使用寿命。在螺旋筒体适当部位均布开有圆形出料口，出料口位置呈螺旋线排列，与物料接触处都喷有硬质合金层。进料通道根据进料实际情况设计，使物料能均匀进入转鼓内部，不会产生死区，并且能减少对转鼓内已沉降沉渣的冲刷。

4.3 挤压结构

挤压结构是LW450×1810-N型螺旋卸料沉降离心机的独特之处，该结构的设计使机器分离效果有了明显的改进。因为市政污水中所含颗粒比较粘稠、细小，所以污泥脱水比较困难。一般螺旋离心机为了改善处理效果，降低沉渣含水率，不得不加长干燥区长度，增加沉渣在机内停留的时间，从而影响了机器处理量。使用挤压结构可以在干燥区很短的情况下，利用挤压作用进一步脱水，可取得良好的分离效果，并且缩短了沉渣在机器内的停留时间，从而大大增加了机器的处理量。

4.4 差速调节

市政污水的波动性较大，进料浓度时常变化，为了保证分离效果，螺旋离心机的差速应能根据这种变化作出相应的调节。为此，LW450×1810-N型螺旋离心机辅传动部分装有扭矩传感器，设定好扭矩传感器，即可实现机器在恒扭矩或恒差速下工作。当进料发生波动时，输料扭矩发生变化，该变化由扭矩传感器传递给控制器，改变辅助电机输入速度，从而达到改变差转速的功能。

差速器采用摆线针轮差速器，转鼓与差速器外壳相连，螺旋输送器通过花键与差速器输出轴相连。螺旋输送器与转鼓同向，但转速超前转鼓。

4.5 电气系统

电气系统主要从安全、操作方便等角度考虑，具有以下特点：

（1）电气联锁装置：主电机、辅电机及进料泵三者之间实现了电气联锁，可自动防止误动作引起的严重后果。主电机、辅电机及进料泵三者之间开、关具有先后次序，不能随意更改。

（2）从电气柜上可方便读出工作转速、差转速、扭矩、工作电流、流量等有关参数，使操作者非常清楚机器的工作情况。

（3）扭矩过载自动报警，从而实现紧急停车。当发生异常情况时，扭矩急剧变化，达到设定的危险极限时，发出报警信号，实现紧急停车。

（4）该机从安全角度考虑，安装有振动传感器。当工作中出现异常情况导致振动剧烈时，振动传感器给出信号，实现紧急状态停车。

（5）设计有联锁控制开关，当机器机壳打开时，离心机不能启动。

（6）设计有紧急停车开关，可实现紧急状态停车。

5 试验情况

该机曾在某大型污水处理厂进行了现场试验，当时是北方隆冬季节，室温4℃。下面就试验情况作一介绍。

（1）试验情况：絮凝剂浓度1‰，絮凝剂添加量3～5kg/t·d，进料量13.5～16m³/h，进料含水率约98～97%。根据试验结果，当转速在2300～2500r/min，差转速在4～6r/min左右时，分离效果较好，上清液含固率小于0.2%，出渣含水率稳定在78%～80%左右，分离后的沉渣呈泥饼状，非松散态，容易堆积和运送。

（2）检测结果：空运转：主轴承温度25℃，温升13℃；差速器温度32℃，温升20℃；振动烈度6.3；噪声78dB（A）。

负载运转：主轴承温度29℃，温升17℃；差速器温度38℃，温升26℃；振动烈度6.9；噪声81dB（A）。

（3）结论：经实践证实，该机设计合理，结构紧凑，技术参数选择正确，操作简单，运行可靠，分离效果理想，电气系统设计极具人性化，控制方便，操作容易，与带式压榨过滤机相比，除能耗较大外，其他优点突出。

6 结束语

据国外资料显示，卧式螺旋卸料沉降离心机因其独特优点在污水行业应用越来越广。而面向污水行业应用该类机型还较少，LW450×1810-N型卧式螺旋卸料沉降离心机的试验成功，为大长径比螺旋离心机在污水处理行业的应用提供了广阔的前景。