1 实验研究的目的与背景

通过调整离心机运行参数来降低离心机滤液浊度，提高污泥脱水效率。以上海某污水处理厂的离心脱水机作为研究对象。该污水处理厂主要处理城镇生活污水，处理规模为1100000m³/d，主体工艺为“AAO+沉淀池+反硝化深床滤池+消毒池”，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。污泥主要是从平流沉淀池内排出的剩余污泥，该污水处理厂的污泥处理工艺采用“重力浓缩+机械浓缩+离心脱水”的方式，离心处理前的污泥含水率在97.4%左右，处理后的污泥含水率≤80.0%。目前，该污水处理厂存在的主要问题是离心机滤液的悬浮物浓度较高，脱水污泥产量无法提高。滤液中的污泥回流导致污水处理厂内部恶性循环，生物系统内的污泥增多，污泥性质逐渐变差，影响出水水质。因此降低滤液浊度是解决问题的关键。该研究对其他污水处理厂解决滤液浊度、提高脱水污泥产量具有一定的指导作用。

2 研究的方法与步骤

本实验采用控制变量法，离心脱水的对象为经重力浓缩和机械浓缩后含水率为97.4%的污泥，实验时的环境温度为15℃。主要影响因素有污泥进泥量；PAM脱水药剂加药量；离心机扭矩；离心机差速。主要研究步骤如下：

（1）在保持PAM脱水药剂加药量、离心机扭矩、离心机差速不变的情况下，调整污泥的进泥量，间歇性采集滤液样本，观察离心机的滤液浊度及沉降情况，并对其SS（悬浮物）进行检测，找到适宜的进泥量。

（2）在找到适宜进泥量的基础上，保持离心机扭矩、离心机差速不变，调整PAM脱水药剂的加药量，间歇性采集滤液样本，观察滤液浊度及沉降情况，并对其SS进行检测，确定适宜加药量。

（3）在污泥进泥量及PAM脱水药剂加药量不变的情况下，通过调整离心机的差速及扭矩（注：离心机采用速度控制法，调整差速来改变扭矩），间歇性采集滤液样本，观察离心机的滤液浊度及沉降情况，对其SS进行检测，找到适宜的扭矩及差速。

（4）综合污泥进泥量、PAM脱水药剂加药量、离心机扭矩及差速这四种变量，通过不断试验研究，确定较佳运行参数。

3 实验设备概况

本实验装置为一台D7 LLC60CHP E2卧式螺旋沉降离心机。设备的主要参数：每小时的污泥干固体量=2.6tDS/h；主电机功率160kW；辅电机功率30kW；设备重量=13300kg；设备尺寸5700mm×1840mm×2000mm；转鼓直径750mm；额定转速2500rpm；设计转速为2700rpm。

4 实验过程及分析

4.1 实验一：研究污泥进泥量对滤液浊度的影响

实验主要探究污泥进泥量对滤液浊度的影响，已知处理前污泥含水率为97.4%，离心机扭矩为38N·m，离心机差速为4.4，PAM脱水药剂加药量为2.2m³/h（浓度为4.0‰），通过调整污泥的进泥量，间歇性采集滤液，观察离心机的滤液浊度及沉降情况，并对滤液的SS进行检测。实验表明：对进泥量的流量调整，可以发现，随着进泥量的逐渐下调，滤液的浊度也会随之降低。但总体来说，进泥量的调整对滤液浊度的改善只有轻微的效果。当进泥量为50m³/h时，滤液的浊度相对较低，同时结合该污水处理厂污泥处理的实际运营情况，不适于将进泥量调整得到50m³/h以下，否则将达不到日产650吨脱水污泥的指标。故本实验将50m³/h的污泥进泥量定为较佳进泥量。

4.2 实验二：研究PAM脱水药剂加药量对滤液浊度的影响

在保持进泥量为50m³/h、离心机扭矩为38N·m、离心机差速为4.4的情况下，调整PAM脱水药剂加药量（浓度为4.0‰），间歇性采集滤液，观察离心机的滤液浊度及沉降情况，并对滤液的SS进行检测。本次实验主要目的是通过不断调整PAM加药量，提高污泥的脱水效果，在保证滤液浊度相对较低的情况下寻找药剂的较佳使用量，降低药耗，节约成本。通过实验表明，调整PAM脱水药剂加药量对滤液浊度的降低有较为明显的效果，当加药量大于等于2.0m³/h时，滤液的浊度较低且絮凝状况较好；当加药量少于2.0m³/h时，污泥脱水效果变差，滤液变浑浊，滤液中悬浮物增多。故本实验将加药量2.0m³/h定为较佳加药量。

4.3 实验三：研究离心机差速对滤液浊度的影响

通过实验一和实验二，已确定了进泥量与PAM加药量的较佳设定值，即进泥量为50m³/h，PAM加药量为2.0m³/h（浓度为4.0‰）。本次实验主要探究离心机差速和扭矩对滤液浊度的影响。由于离心机采用速度控制法，故本次实验主要通过调整差速来观察离心机的滤液状况，扭矩会随着差速呈一定规律性变化。通过采集滤液水样，对其SS进行检测。实验表明，当离心机差速在4.5～5.2之间，离心机扭矩控制在32～40N·m之间时，滤液状况极好，滤液中絮状物质极少，滤液几乎呈透明状，脱水污泥日产量也明显提升。若离心机差速小于4.5，则会导致扭矩高，滤液变浑浊；若差速大于5.2，则会导致脱水后污泥的含水率太高，达不到脱水污泥后续处理的要求。

5 实验总结

通过对该污水处理厂的离心机参数不断调整及分析研究，综合四项主要因素，本次研究确定D7 LLC60HP E2卧式螺旋沉降离心机的操作参数可设定为：扭矩在32～40N·m之间，差速在4.5～5.2之间，PAM脱水药剂（浓度为4.0‰） 加药量在2.0m³/h，污泥进泥量在50m³/h。这种参数条件下的滤液状况较佳，污泥脱水处理效率较高且稳定。