在污水处理过程中产生大量的剩余污泥，其体积约占污水处理总量的0.3%～0.5%（以含水率97%计），含水量高达95%～99.5%。因此为了便于污泥的后续处理、减少后续处理的运输费用，必须对污泥进行脱水处理减少污泥含水率来缩小污泥的体积。目前城市污水处理厂污泥脱水主要采用机械脱水，由于离心脱水具有分离效果好、工作效率高、使用维护简便，同时具有现场环境好、设备体积小、能节约大量清洗水等优点，因此在污泥脱水中被广泛应用。南通市污水处理中心在二期100000m³/d工程中使用福乐伟Z4E离心机污泥脱水，投入使用以来污泥脱水效果良好，泥饼含水率低于80%，固体回收率达到了85%以上。本文根据生产实践，总结了离心机的稳定运行的调整方法。

1 卧式螺旋离心机的结构和工作原理

离心机主要由转鼓、螺旋推进器、驱动装置等组成。污泥通过螺旋中间的进料管到达离心机内部，在转鼓高速旋转形成的离心力作用下，密度大的固相颗粒加速沉降来实现固液分离。物料在转鼓内壁以设定的转速旋转，沿着转鼓壳体形成同心液层，称为液环层，物料中所含的固体在离心力的作用下沉积到转鼓壁上，水通过转鼓后端的溢流口流出，污泥在螺旋的推动下经过转鼓前端锥段形成的脱水段后排出。

2 卧式螺旋离心机的运行控制

（1）絮凝剂的选择和投加。在污泥脱水过程中，为了改善其脱水性能，通常投加一定量的絮凝剂对污泥进行调理，选择合适的絮凝剂对污泥离心脱水有着重要的影响。活性污泥中通常挥发性固体含量高，经检测该中心浓缩后的污泥浓度为32g/l，挥发性固体达55%。污泥中菌体蛋白质是由许多氨基酸组成，氨基酸的等电位较低，在pH＞6的条件下多数氨基酸中的氨基电离受抑制，羟基电离菌体带负电，因此活性污泥带负电荷；同时活性污泥的絮体直径在0.02～0.2mm较小。因此在絮凝剂的选择上使用阳离子聚丙烯酰胺（PAM），利用其分子上带电的部位能中和污泥胶体颗粒所带的负电荷，使污泥脱稳；同时利用其高分子的长链条左右把许多细小污泥颗粒吸附并缠结在一起，结成较大的颗粒。考虑到高分子量的PAM会使污泥的粘度增加，影响分离效果，经过反复试验，得出分子量在1000万、离子度在45%以上的PAM适合该中心的污泥离心脱水，一般情况下PAM配置浓度2.5‰，和污泥混合时通过稀释后PAM的浓度为1‰较为合适。当然由于污泥性质受进水水质、水量、污泥负荷、环境温度等因素的影响，在污泥性质较差时PAM的使用量会增加，特别在冬季低温使聚丙烯酰胺絮凝作用降低，所以冬季的PAM用量有一定的增加，可将PAM配置浓度提高3‰。

（2）干固体负荷的确定。所谓干固体负荷是指每小时处理的不挥发固体重量，以kgDS（干污泥）/h表示。调整离心机的干固体负荷，对污泥脱水效果有很大影响，当进泥流量（即水力负荷）达到一定程度，所带入的悬浮物含量超过了离心机所能承受的干固体负荷时，会造成泥饼含水率增加，上清液带泥增多。在实际运行中，必须通过调整进泥流量来保证进入离心机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，但脱水泥饼的产量并没有增加，会造成电耗、药剂消耗、污泥泵磨损的增加，不利于污泥脱水成本的控制。该中心使用的是Z4E离心机，当转鼓转速为2660rpm、进泥浓度为32g/L时，进泥流量在16m³/h离心机运行的干固体负荷可达435kg/h。

（3）离心机转鼓速度的确定。提高转鼓的转速，作用在污泥上的离心力也会相应增加，提高离心沉降速度，可以降低污泥的含水率，但是如果作用力太大可能导致污泥絮体分解破碎，反而影响脱水效果，并且增加转速，设备的磨损也会大大增加，经过试验该中心的转鼓速度在2600～2850rpm之间较佳。污泥性质较好时转鼓转速控制在2660rpm，污泥性质较差时特别是冬季控制在2850rpm。

（4）离心机差速的确定。差速是转鼓转速和螺旋转速之差，差速的大小决定污泥在转鼓内的停留时间的多数，对污泥的脱水效果有着十分重要的影响，当进泥量一定时，如果差速比较低，污泥在离心机中停留时间较长，脱水后的污泥会更干，但是由于出泥速度减小后泥层厚度会增加，导致固体颗粒向清液方向的渗透现象加大，清液中的含固量加大，固体回收率降低；如果差速比较高，污泥在离心机中停留时间较短，脱水后的泥饼含固量降低，出泥速度加大后泥层厚度会减小，导致固体颗粒向清液方向的渗透现象减小，清液中的含固量减小，固体回收率提高；差速越大，转鼓与螺旋之间的相对运动越大，必然会增加对液环层的扰动程度，固环层内被分离出来的污泥会被重新泛至液环层，并有可能随分离液流失。所以差速应根据泥饼含水率、固体回收率的情况进行及时调整，在实际运行中可以对应进泥量和进泥浓度，观察螺旋电机的扭矩进行调整，Z4E离心机螺旋电机扭矩控制在10%～14%可以得到较好的泥饼含水率和固体回收率，如果泥饼较干、清液含固量较大可以加大差速，反之可以减小差速。在生产过程中一旦螺旋扭矩不断上升时如超过25%，应及时加大差速将转鼓内污泥排出，避免造成螺旋电机过扭矩停车的情况。

（5）液环层厚度的确定（设定液位挡板高度）。卧螺离心机在进行污泥脱水时，在离心力的作用下在转鼓内会形成固环层、液环层和脱水段（指污泥离开液环层至排出口的距离），为转鼓锥段的一部分。

当进泥量一定时，如果液环层厚度较大，污泥在离心机内的停留时间长，污泥在液环层内进行分离的时间越长，会有更多的污泥被分离出来，可以提高固体回收率，但是液环层的增加会减小脱水段的距离使脱离液环层的污泥没有充足的时间被甩干，会导致泥饼含水率升高；如果离心机内的液环层厚度降低，污泥在离心机内的停留时间短，会降低脱水后的污泥含水率，但是会降低固体回收率。在控制液环层厚度时应在高固体回收率与泥饼含固率之间权衡。参考设备厂家提供的其他污水处理厂运行情况，考虑到后续的泥饼的焚烧处置处，该中心确定泥饼含水率控制在80%以下，固体回收率大于85%。Z4E离心机通过调整销在偏向盘位置来改变液位挡板的位置，实现调整离心机的液环层厚度，因此调整较为方便，同时避免了通过测量方法来调整液环层厚度因误差使得液位挡板不一致，导致离心机产生很大的不平衡，产生剧烈振动，对设备造成损坏。离心机的液位挡板调整污泥脱水较为重要，在运行中冬季要考虑适当的提高液环层厚度。

3 结束语

卧式螺旋离心机在污泥脱水中需要药剂、进泥量、转速、差速等多个参数的配合，达到优化组合后，污泥脱水的能耗、药耗、泥饼含水率、固体回收率能够达到控制要求。同时由于有关参数如进泥的浓度是不断变化的，因此要求生产人员加强对泥饼含水率、清液含固率的观察，及时调整有关参数，不断的优化组合，这样才能提高卧式螺旋离心机的脱水效能。Z4E离心机在该中心使用以来，设备能稳定运行，污泥处理效果良好。

由于在污泥脱水过程中，生产人员对污泥性质进行控制，污泥性质又是影响污泥脱水的重要因素之一，为了保证污泥处理的效果，污水处理厂要加大生化池的运行管理，来保障污泥的性质处于较好的状态。