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        關(guān)于離心機(jī)濾液濁度的影響因素分析

        2021-11-11 11:44:20
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        何 晴

        (上海友聯(lián)竹園第一污水處理投資發(fā)展有限公司,上海 200137)

        1 實(shí)驗(yàn)研究的目的與背景

        通過調(diào)整離心機(jī)運(yùn)行參數(shù)來降低離心機(jī)濾液濁度,提高污泥脫水效率。以上海某污水處理廠的離心脫水機(jī)作為研究對象。該污水處理廠主要處理城鎮(zhèn)生活污水,處理規(guī)模為1 100 000 m3/d,主體工藝為“AAO+沉淀池+反硝化深床濾池+消毒池”,出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。污泥主要是從平流沉淀池內(nèi)排出的剩余污泥,該污水處理廠的污泥處理工藝采用“重力濃縮+機(jī)械濃縮+離心脫水”的方式,離心處理前的污泥含水率在97.4%左右,處理后的污泥含水率≤80.0%。目前,該污水處理廠存在的主要問題是離心機(jī)濾液的懸浮物濃度較高,脫水污泥產(chǎn)量無法提高。濾液中的污泥回流導(dǎo)致污水處理廠內(nèi)部惡性循環(huán),生物系統(tǒng)內(nèi)的污泥增多,污泥性質(zhì)逐漸變差,最終影響出水水質(zhì)。因此降低濾液濁度是解決問題的關(guān)鍵。該研究對其他污水處理廠解決濾液濁度、提高脫水污泥產(chǎn)量具有一定的指導(dǎo)作用[2]。

        2 研究的方法與步驟

        本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法,離心脫水的對象為經(jīng)重力濃縮和機(jī)械濃縮后含水率為97.4%的污泥,實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度為15 ℃。主要影響因素有污泥進(jìn)泥量;PAM脫水藥劑加藥量;離心機(jī)扭矩;離心機(jī)差速。主要研究步驟如下:

        (1)在保持PAM脫水藥劑加藥量、離心機(jī)扭矩、離心機(jī)差速不變的情況下,調(diào)整污泥的進(jìn)泥量,間歇性采集濾液樣本,觀察離心機(jī)的濾液濁度及沉降情況,并對其SS(懸浮物)進(jìn)行檢測,找到適宜的進(jìn)泥量。

        (2)在找到適宜進(jìn)泥量的基礎(chǔ)上,保持離心機(jī)扭矩、離心機(jī)差速不變,調(diào)整PAM脫水藥劑的加藥量,間歇性采集濾液樣本,觀察濾液濁度及沉降情況,并對其SS進(jìn)行檢測,確定適宜加藥量。

        (3)在污泥進(jìn)泥量及PAM脫水藥劑加藥量不變的情況下,通過調(diào)整離心機(jī)的差速及扭矩(注:離心機(jī)采用速度控制法,調(diào)整差速來改變扭矩),間歇性采集濾液樣本,觀察離心機(jī)的濾液濁度及沉降情況,對其SS進(jìn)行檢測,找到適宜的扭矩及差速。

        (4)綜合污泥進(jìn)泥量、PAM脫水藥劑加藥量、離心機(jī)扭矩及差速這四種變量,通過不斷試驗(yàn)研究,最終確定最佳運(yùn)行參數(shù)。

        3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備概況

        本實(shí)驗(yàn)裝置為一臺D7 LLC60CHP E2臥式螺旋沉降離心機(jī)。圖1為D7 LLC60CHP E2臥式螺旋沉降離心機(jī),圖2為該設(shè)備的控制界面。設(shè)備的主要參數(shù):每小時(shí)的污泥干固體量=2.6 tDS/ h;主電機(jī)功率160 kW;輔電機(jī)功率30 kW;設(shè)備重量T=13 300 kg;設(shè)備尺寸5 700 mm×1 840 mm×2 000 mm;轉(zhuǎn)鼓直徑750 mm;額定轉(zhuǎn)速2 500 rpm;最高轉(zhuǎn)速為2 700 rpm。

        圖1 D7 LLC60CHP E2臥式螺旋沉降離心機(jī)

        圖2 D7 LLC60CHP E2臥式螺旋沉降離心機(jī)控制界面

        4 實(shí)驗(yàn)過程及分析

        4.1 實(shí)驗(yàn)一:研究污泥進(jìn)泥量對濾液濁度的影響

        實(shí)驗(yàn)主要探究污泥進(jìn)泥量對濾液濁度的影響,已知處理前污泥含水率為97.4%,離心機(jī)扭矩為38 N·m,離心機(jī)差速為4.4,PAM脫水藥劑加藥量為2.2 m3/h(濃度為4.0‰),通過調(diào)整污泥的進(jìn)泥量,間歇性采集濾液,觀察離心機(jī)的濾液濁度及沉降情況,并對濾液的SS進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)表明:對進(jìn)泥量的流量調(diào)整,可以發(fā)現(xiàn),隨著進(jìn)泥量的逐漸下調(diào),濾液的濁度也會隨之降低。但總體來說,進(jìn)泥量的調(diào)整對濾液濁度的改善只有輕微的效果。當(dāng)進(jìn)泥量為50 m3/h時(shí),濾液的濁度相對較低,同時(shí)結(jié)合該污水處理廠污泥處理的實(shí)際運(yùn)營情況,不適于將進(jìn)泥量調(diào)整得到50 m3/h以下,否則將達(dá)不到日產(chǎn)650噸脫水污泥的指標(biāo)[3]。故本實(shí)驗(yàn)將50 m3/h的污泥進(jìn)泥量定為最佳進(jìn)泥量,相關(guān)數(shù)據(jù)見下表1。

        表1 污泥進(jìn)泥量-濾液濁度數(shù)據(jù)表

        三次采集的濾液水樣如圖所示,圖3中污泥進(jìn)泥量為60 m3/ h、圖4中污泥進(jìn)泥量為55 m3/h、圖5中污泥進(jìn)泥量為50 m3/h。

        圖3 污泥進(jìn)泥量為60 m3/h時(shí)的濾水水樣

        圖4 污泥進(jìn)泥量為55 m3/h時(shí)的濾水水樣

        圖5 污泥進(jìn)泥量為50 m3/h時(shí)的濾水水樣

        4.2 實(shí)驗(yàn)二:研究PAM脫水藥劑加藥量對濾液濁度的影響

        在保持進(jìn)泥量為50 m3/h、離心機(jī)扭矩為38 N·m、離心機(jī)差速為4.4的情況下,調(diào)整PAM脫水藥劑加藥量(濃度為4.0‰),間歇性采集濾液,觀察離心機(jī)的濾液濁度及沉降情況,并對濾液的SS進(jìn)行檢測。本次實(shí)驗(yàn)主要目的是通過不斷調(diào)整PAM加藥量,提高污泥的脫水效果,在保證濾液濁度相對較低的情況下尋找藥劑的最佳使用量,降低藥耗,節(jié)約成本[4]。通過實(shí)驗(yàn)表明,調(diào)整PAM脫水藥劑加藥量對濾液濁度的降低有較為明顯的效果,當(dāng)加藥量大于等于2.0 m3/h時(shí),濾液的濁度較低且絮凝狀況較好;當(dāng)加藥量少于2.0 m3/h時(shí),污泥脫水效果變差,濾液變渾濁,濾液中懸浮物增多。故本實(shí)驗(yàn)將加藥量2.0 m3/h定為最佳加藥量。相關(guān)數(shù)據(jù)見下表2。

        表2 PAM加藥量-濾液濁度數(shù)據(jù)表

        四次采集的濾液水樣如圖所示,圖6 中P A M 加藥量為2.2 m3/ h、圖7中PAM加藥量為2.1 m3/h、圖8中PAM加藥量為2.0 m3/ h、圖9中PAM加藥量為1.9 m3/h。

        圖6 PAM加藥量為2.2 m3/h時(shí)的濾液水樣

        圖7 PAM加藥量為2.1 m3/h時(shí)的濾液水樣

        圖8 PAM加藥量為2.0 m3/h時(shí)的濾液水樣

        圖9 PAM加藥量為1.9 m3/h時(shí)的濾液水樣

        4.3 實(shí)驗(yàn)三:研究離心機(jī)差速對濾液濁度的影響

        通過實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二,已確定了進(jìn)泥量與PAM加藥量的最佳設(shè)定值,即進(jìn)泥量為50 m3/h,PAM加藥量為2.0 m3/h(濃度為4.0‰)。本次實(shí)驗(yàn)主要探究離心機(jī)差速和扭矩對濾液濁度的影響。由于離心機(jī)采用速度控制法,故本次實(shí)驗(yàn)主要通過調(diào)整差速來觀察離心機(jī)的濾液狀況,扭矩會隨著差速呈一定規(guī)律性變化。通過采集濾液水樣,對其SS進(jìn)行檢測[5]。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)離心機(jī)差速在4.5~5.2之間,離心機(jī)扭矩控制在32~40 N·m之間時(shí),濾液狀況極好,濾液中絮狀物質(zhì)極少,濾液幾乎呈透明狀,脫水污泥日產(chǎn)量也明顯提升。若離心機(jī)差速小于4.5,則會導(dǎo)致扭矩高,濾液變渾濁;若差速大于5.2,則會導(dǎo)致脫水后污泥的含水率太高,達(dá)不到脫水污泥后續(xù)處理的要求。相關(guān)數(shù)據(jù)見下表3。

        表3 離心機(jī)差速、扭矩-濾液濁度數(shù)據(jù)表

        四次采集的濾液水樣圖所示,圖10中離心機(jī)差速為3.7、圖11中離心機(jī)差速為4.9、圖12中離心機(jī)差速為5.0、圖13中離心機(jī)差速為5.5。

        圖10 離心機(jī)差速為3.7時(shí)的濾水水樣

        圖11 離心機(jī)差速為4.9時(shí)的濾水水樣

        圖12 離心機(jī)差速為5.0時(shí)的濾水水樣

        圖13 離心機(jī)差速為5.5時(shí)的濾水水樣

        5 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

        通過對該污水處理廠的離心機(jī)參數(shù)不斷調(diào)整及分析研究,綜合四項(xiàng)主要因素,本次研究最終確定D7 LLC60CHP E2臥式螺旋沉降離心機(jī)的操作參數(shù)可設(shè)定為:扭矩在32~40 N·m之間,差速在4.5~5.2之間,PAM脫水藥劑(濃度為4.0‰)加藥量在2.0 m3/h,污泥進(jìn)泥量在50 m3/h。這種參數(shù)條件下的濾液狀況最佳,污泥脫水處理效率最高且穩(wěn)定[6]。

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