劉玉濤

（煙臺市城市排水服務中心，山東 煙臺 264000）

0 引言

山東省某污水處理廠設計規(guī)模為35×104m3/d，目前出水水質完全達到GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。其污泥處理系統采用德國FLOTTWEG脫水機為主要設備，主要處理來自初沉池、二沉池和生物池剩余污泥及化學污泥。目前污泥處理情況，經計算得出總干污泥量為 240t/d，污泥含水率為80%～85%。污泥濃液經濃縮池濃縮和消化池污泥減量后，輸送至脫水機房進行脫水，然后將污泥經柱塞泵輸送至污泥料倉，最后運往污泥處置單位焚燒處置。

1 污泥處理中存在的問題

污水處理主要目的是污泥的減量和無害化處理。目前，國內污水廠的污泥含水率大致在90%～99.9%之間，由于含水率較高，污泥的體積較大，十分不利于運輸。因此，需要對污泥進行減量、縮小體積，如污泥濃縮脫水減量。通過濃縮脫水后的污泥含水率可達到75%以下，體積大量減小，對其污泥的后續(xù)處理，如干化、填埋、焚燒是十分有利的[1]。因此，污泥脫水是污泥處理的關鍵環(huán)節(jié)，而提高污泥脫水性能則是重中之重。

隨著市政管網不斷完善，進廠的污水處理水量呈逐年上升趨勢，污泥處理量也隨之增加。在日常的污泥處理中出現許多問題，情況如下：

脫水機轉鼓、螺旋電機、污泥喂料泵及加藥泵的電控部分，未安裝變頻器；脫水機自控部分沒有獨立完善自控系統，不能進行差速自動調節(jié)、聯鎖保護和高速清洗；轉鼓不能有效準確定量清洗，脫水機易造成振動報警停機；觸摸屏不能將故障信息準確地在屏幕上顯示，故障不易識別，造成維修頻次高。

污泥濃液含有大量纖維纏繞物等，容易堵塞管道；污泥螺桿供料泵在運行過程中，定轉子容易磨損；螺桿泵備件價格比較昂貴，后期嘗試改用離心泵改造，頂替螺桿泵進行供料，效果不理想。當管道堵塞后，需反復用自來水清洗管道，以保證污泥系統的正常運行。

前后濃縮池污泥濃度變化大，消化池系統未啟用，也影響到污泥減量的效果。穩(wěn)定優(yōu)化脫水機的正常運行，保證污泥濃度不出現大得變化，讓污泥減量達到設計要求，是這次改造的目的。

脫水機最容易出現的問題是設備開機后，發(fā)生振動報警，即振動偏大，運行聲音異常。出現上述情況，通過運行經驗判斷，主要是脫水機在關機時慢、快沖洗不徹底引起。容易引發(fā)兩種情況：出口端污泥積泥多，脫水機重新啟動時，差轉數報警；脫水機轉鼓內壁上殘留污泥浮渣固體，開機運轉時，轉鼓不平衡運轉，產生振動報警。

對脫水機兩端軸承軸溫進行檢測。當軸溫高于120℃時，進行預報警；當軸溫高于130℃時，引起脫水機系統停機。溫度高的關鍵因素是潤滑油脂對前后軸承潤滑不均勻，或者不夠充分導致。油脂通過泵從油脂罐中抽出，打入各個潤滑點。通過設定中心潤滑油脂潤滑系統的工作時間間隔來控制潤滑油脂的加入量，補給罐裝有液位開關，如果液位低于設置值，就出現報警。按照維護保養(yǎng)手冊進行保養(yǎng)，將潤滑油脂系統設置為自動，定時進行加油，可以避免軸溫報警。

在脫水機運行過程中，啟動脫水機時，在轉鼓和螺旋電機應平滑運行，沒有振動和頻繁異響，才能準備進泥。設備沒有達到準備狀態(tài)，不能進污泥濃液，否則亦會造成脫水機系統的報警現象。脫水機的轉鼓和螺旋電機的轉速穩(wěn)定后，進泥10min后，根據扭矩的實際情況進行動態(tài)調整，以免造成固相和液相分離不理想的情況。脫水機停機過程，伴隨進行自來水對脫水機內部的沖洗。在沖洗過程中，可能出現污泥堆積到出口端的情況，為避免出水管線積泥堵塞，最好有操作人員現場監(jiān)督。

2 技術改造及優(yōu)化運行措施

2.1 對脫水機轉鼓、螺旋電機、加藥泵和污泥泵，加裝變頻器

對脫水機的轉鼓和螺旋電機，加裝ABB580系列變頻器。脫水機改造前，滿頻運行，開機即為3500 r/min、50 Hz運行。采用變頻調速后，以2500 r/min、35 Hz運行，并同時調整上清液出水堰板口徑，絮凝劑投加量不變，同樣達到脫水出泥含水率為在75%左右。相比高轉速運行時，耗電率下降、磨損減少，同時可適當調節(jié)轉速并配合高速沖洗進轉鼓內部及螺旋體上的殘渣，解決殘留污泥，影響轉鼓動平衡，造成機組啟動過程中，出現振動預報警問題。通過連續(xù)監(jiān)控、適當調整各項運行參數，脫水系統穩(wěn)定運行，而且大大降低了生產成本。脫水機實現變頻調速后，整個脫水機系統啟動運行平穩(wěn)、操作方便簡潔，提高了污泥分離效果。

2.2 完善污泥切割機選型，解決管道堵料問題

改進污泥濃液中含有大量纖維纏繞物，造成污泥管路頻繁堵渣，造成脫水機停機的問題。對進入脫水機的剩余污泥進行預處理，以去除毛發(fā)、棉紗等纖維性雜物，減少人工清渣次數，使脫水機能連續(xù)穩(wěn)定運行，確保污泥處理系統正常運行。技術改造后，對污泥切割機和污泥供料泵進行重新選型，增加了污泥切割機的功率，污泥供料泵采用耐馳泵，大大提高了污泥處理效率。

2.3 重建脫水機自控系統

建立完善脫水機自控系統，根據工藝需求進行PLC編程，比如污泥切割機、污水泵單元、PAM單元、脫水機單元、水平螺旋系統、運行檢測、故障報警、維護保養(yǎng)，及參數設備等齊全的系統，并對PAM加藥系統、污泥輸送系統、容易造成停機問題進行了優(yōu)化。在配電柜和就定操作箱追加急停按鈕，突然出現故障時，可以立即斷電，保障人員和設備的安全。

2.4 解決脫水機振動問題

脫水機易出現振動報警停機，絕大部分問題產生在上次停機的沖洗水系統，殘留少量污泥在轉鼓內壁，造成振動過大。在開機時出現這種情況，可以將轉速調整在200r/min～300r/min之間，用少量自來水進行沖洗，10min后，將轉速升至600r/min，再進行自來水沖洗，清洗轉鼓直至干凈。在關機時出現這種情況下，按照自動高速清洗來清洗掉殘留在轉鼓內的大量污泥，轉速調至1500r/min，繼續(xù)清洗至濾液清澈，然后轉速調整到 500r/min左右進行低速清洗，目的是將緊貼在轉鼓內壁和螺旋輸送器上的殘留物清洗下來，反復2～3次即可。

判斷沖洗效果可以參考扭矩值，如果扭矩較大，說明沖洗不夠徹底，轉鼓內壁有殘留物。如果扭矩值較少，則說明沖洗效果理想，轉鼓內壁和螺旋輸送機內部沖洗得比較干凈。如果脫水機在停機狀態(tài)下，檢查脫水機內部是否有污泥殘留，或者沖洗時效果是否理想，可以用手盤動轉鼓，看其是否轉動靈活。若轉動不靈活，可以手動慢速沖洗轉鼓和螺旋，直到用水徹底沖洗干凈。

2.5 對轉速調整優(yōu)化

通過變頻器進行調頻來實現對轉速的調控。轉鼓轉速提高，污泥沉降與分離速度加快，如果作用力太大，也可能導致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果，并且轉速增加會導致設備磨損、使用壽命減少[2]。在進泥含水率97%、進泥量3m2/h、加藥量147mg/L的情況下，將轉速范圍控制在2700 r/min～ 2850 r/min，產泥效果比較理想。

2.6 對差速調整優(yōu)化

目前，脫水機大多采用的是機械齒輪箱式的差速調節(jié)系統，是由電機裝上皮帶，帶動螺旋轉動，與同樣旋轉的轉鼓形成轉速差，從而獲得扭矩力推動物料。電機上裝有變頻器調整頻率來改變轉速，從而獲得不同的扭矩力。螺旋電機與轉鼓電機是同心同向旋轉運行的，但兩者轉速存在一定轉速差，調控好轉速差有利于更好分離泥水兩相[2]。增大轉速差，有利于沉降分離；減少轉速差，有利于污泥的輸送。在脫水機運行中，人們可以觀察扭矩值來調整差速，脫泥效果為當扭矩控制在11%～13%范圍內比較理想；當螺旋扭矩超過24%時，應避免過載停機，采取加大差速將轉鼓內的污泥排出。

2.7 溢流堰板高度調整優(yōu)化

脫水機運行時會在轉鼓螺旋外，形成固環(huán)層、液環(huán)層和脫水段[2]。一般是停機狀態(tài)下，通過手動調節(jié)溢流堰板高低以改變液環(huán)層的厚度。液環(huán)層厚度增加，沉降面積增大，物料在機內停留時間相應增加，濾液的質量就有所提高。但同時，導致泥餅含水率也隨之增加，相反降低液環(huán)層厚度，機內的干燥區(qū)長度增加，濾液的含固量增大，但是泥餅含水率相應地降低[3]。因此，合理地調節(jié)溢流堰板高度能起到最佳脫泥狀態(tài)。在脫水機出廠時，廠家預先對溢流堰板進行調整。根據污水處理廠各自情況，對進行現場溢流堰板高度調整優(yōu)化，以滿足脫泥的實際需求。

3 實施效果

要做好設備日常保養(yǎng)和檢查，定期檢查油脂情況、振動傳感器的情況、測速探頭的情況，按周期對脫水機進行沖洗1次。脫水機實施變頻調速控制能耗有所降低，達到節(jié)能降耗目的。據統計，1臺脫水機通過變頻器改造后，節(jié)電5萬元/年。脫水機變頻調整轉速運行后，各主要易損件磨損有所降低。脫水機的轉鼓轉速高，任何的機械部件損壞或磨損都能引起機器的失衡而引發(fā)強烈振動，降低轉速運行可避免在高轉速情況下造成的機械損壞。脫水機主要的易損件為軸承和密封件，現降低轉速后可保證設備長時間穩(wěn)定運行，再加上正常的保養(yǎng)可大大延長維修周期，降低了設備故障率，減少了維修成本。

4 結論

通過對污泥處理設備和運行問題分析，有針對性地進行技術改造。脫水機系統經試運行后，脫泥效果穩(wěn)定。對于脫水機運行中的常見故障，需掌握其故障類型和原因，日常做好維護工作，總結經驗，優(yōu)化工藝操作各項細節(jié)，比如轉速、進料量、轉速差控制等，以保證脫水機具備良好分離效果。