眉山市第一污水处理厂二期工程,建设总规模为4万m^３/d,采用改良型氧化沟处理工艺,设计出水水质为国家一级A标准。该厂现使用的污泥脱水设备为3套国产叠螺污泥脱水机(以下简称叠螺机),型号SC-303,主体结构采用06Cr19Ni10不锈钢,螺旋直径300 mm,转速2 r/mim,总功率1.95kW,处理量150kgDS/h,冲洗水量120L/h。

　　 每套叠螺机由3台独立的螺旋体组成,每个螺旋体能独立运行,浓缩段到脱水段的滤缝逐渐变细,分别为0.3mm、0.2mm、0.15mm。主机与搅拌桶电机选用GTR日精品牌,采用ABB变频器启动。主机电机每台功率为0.4kW,搅拌桶电机功率为0.75kW。每套设备配置PAM加药泵、污泥泵各1台。3套设备共用泡药机、出泥输送机及泥饼泵,其中加药和泥饼泵采用ABB变频启动。

　　 该设备在运行控制模式上分手动模式和自动模式,手动模式即在现场对所需开启的设备单独按键启动,自动模式由4 个PLC模块程序控制,1 个PLC模块控制自动兑药系统,另外3个PLC模块分别控制3台叠螺机,同时共用的无轴输送机和泥饼泵的运行与各个脱水机主机连锁。采用一键式启停机,其控制过程如下:1启动:主机启动(喷淋同时启动),15s后污泥泵、加药泵启动,10s后螺旋输送机启动,10s后泥饼泵启动,完成正常开启需35s;2停机:污泥泵、加药泵停止,20s后主机停止(喷淋同时停止),25s后螺旋输送机停止,10s后泥饼泵停止,完成正常停机需55s。

　　 (1)新机初次试车前,应认真检查各管道、仪表、电气是否正常,特别是要对工艺管道进行彻底冲洗,防止安装和焊接管道时残留的铁渣对主机动、静环和螺旋轴以及对泥饼泵的定子和转子造成损伤。

　　 (2)检查背压板是否按实际使用距离紧固好,SC-303型叠螺机背压板距离不得小于5mm。

　　 (3)开机时主机变频器调节到使用频率,对于非变频电机在调节变频器时,进泥泵、加药泵的运行频率不低于18 Hz,叠螺机主机不低于30 Hz,泥饼泵不低于25Hz。

　　 (4)污泥调质。 进泥和加药在混凝搅拌桶通过搅拌,若能迅速产生较大块状的絮凝团(约4cm),说明混凝效果较好;检查主机滤液时,若滤液中有较多颜色呈黑褐色的细小颗粒,说明絮凝效果不好,会出现跑泥现象;若滤液清澈但有粘手现象,说明絮凝剂投加量过大,容易造成药剂浪费;观察出泥口泥质情况时,用手紧抓污泥(一般含水率在80%)不应出现水滴现象。 总之,若出泥量较大、滤液清澈不光滑,泥饼含水率正常,说明此时调质状态较好。

　　 在实际操作中,该厂将一期工程的生污泥通过管道与二期工程的浓缩池连接,以共用叠螺机。由于一期是BAF工艺的生污泥,该泥未经硝化处理,泥较粘稠、浓度高,臭味大,较难处理。二期是改良型氧化沟工艺的剩余污泥,浓度低,活性较好,无臭味,容易处理。两者泥质差异较大,在处理时须对加药和进泥量进行重新调整。设备参数设置和耗药量如表1所示,通过比较,叠螺机对活性污泥的处理效果更好。

　　 (5)新机或者主机腔体已清洗干净的,先将背压板调整到设备允许的最小间隙,再启动设备,待出口泥饼含水率达到约80% 时,再将背压板间隙调大,但每次调整的间隙不能过大(间隙调整幅度过大会让腔体内压损失,造成出泥再次变稀)。进泥泥质、进泥量、含水率、加药量的不同,都会影响出泥的效果,也影响背压板的调整。同一污泥在含水率变化不大的情况下,背压板在调至最佳间隙后可不作调整。

　　 (6)PAM的使用情况。加药泵处理能力为0.2~1.0m^３/h,功率0.75kW。经过现场长时间的运行和药剂厂家通过对不同药型的小样分析,投加相同的药量,在两种泥质不一样时,会出现不同的絮凝效果。经测试,粉剂对生污泥的处理效果较好,乳液对活性污泥处理效果较好。

　　 该厂在使用叠螺机中,曾发生过2次堵塞故障。故障现象为:一是在运行状态下,处理量越来越小,泥饼含水率高,游动环在螺旋轴的转动下,在浓缩段蠕动量很小,压榨段基本不蠕动,动静环之间出水量很小,且在压榨段动静环之间的表面污泥开始干裂。经检查,发现在手动控制按钮中未设置冲洗阀按钮,长时间未对动、静环冲洗,造成环与环之间堵塞。二是设备在正常冲洗的状况下,由于污泥中存在过多的带状纤维,将螺旋轴缠绕,使螺旋轴变成了圆柱体,无法拉动污泥向前运动,难以形成内压,造成出泥量小,含水率高。

　　 针对上述两种现象,需停止进药、进泥,改用清水运行,将螺旋轴缠绕渣物顺水带出,再加高压水枪对动、静环进行冲洗,问题可得到解决。

　　 在设备运行过程中,出现了2台主机电机烧毁和部分电气元件故障,其中一台电机因过载烧毁,另一台因缺项烧毁。

　　 通过调查,过载烧毁的电机是因为在运行程序中的停机程序不合理,最初采用停机程序为停止信号动作则所有设备立即停止下来,但此时主机内腔仍然有一定压力,加上停机后长时间未开启,内腔污泥膨胀干化,当再次启动主机时,阻力增大数倍,电机无法正常转动,电流不断升高,同时热继电器和变频器的参数设置不合理,在未起到保护作用下造成电机烧毁。针对这种情况,该厂对停机程序作了调整,在停进泥泵后让主机继续运行20s,使主机内腔压力适当减小,又不至于内腔排空,在下次启动时,启动阻力较小,且内腔有一定的背压,同时对热继电器和变频器的参数重新设置,将主电机的热继电器原设置1.0A更改为0.7A,将变频器启动电流原设置的6A更改为3A(变频器采用1带3),运行电流原设置的3A更改为2.1A,达到保护检测目的。自调整工作程序及参数后,该机一直运行正常,再未出现类似故障。

　　 另一台缺项烧毁的电机,经检查,是由于设备安装人员粗心大意,导致接触器主触头的其中一项接触不好,造成缺项电机毁坏。经技术人员对一、二次回路接线头全部检查拧紧,运行至今再未出现因缺项而烧毁电机的现象。

　　 电气元件故障是污泥脱水间电器设备中最为常见、也较难解决的问题,如变频器、PLC模块、接触器和空气开关等。因为脱水机在处理过程中产生的腐蚀性气体浓度较大,电器长时间处于高浓度的腐蚀气体中,极易造成腐蚀损坏。该厂将配电系统及电气控制元件单独设置一间配电室,改善了电气元件所处的工作环境,并将变频器、PLC主板进行涂层防腐处理,以增强其耐腐蚀性,定期对各个接线端子紧固,避免接线端子因腐蚀造成的接触不良。通过整改,电气故障大幅度降低。

　　 在使用过程中,由于连接混凝搅拌桶与主机之间的橡胶管道材质选配不适,常出现胶管腐蚀老化漏水现象,平均两个月就需更换一次胶管。

　　 经试验,该厂改选用了加厚耐腐蚀性的橡胶管道,耐用时间大幅延长,更换至今一年多未出现漏水现象,有效地解决了频繁更换橡胶管的问题。

　　 叠螺机在处理一期工程(BAF工艺)生污泥时,由于渣物较多,经常缠住搅拌桶内的液位探测杆,误发出高液位报警,导致污泥泵停转,叠螺机空转。在清除探测杆上的渣物后,污泥泵虽自行启动,但由于设备内污泥已排空,初始无法产生背压,造成出泥含水率过高,严重影响污泥脱水效果。

　　 为此,该厂一是将一期工程回转式细格栅机改造成直径3mm的内进水式格栅机,有效地减少进泥中的毛发纤维渣物;二是增设叠螺机搅拌桶上探测杆冲洗水管,定期冲洗,解决了渣物缠绕探测针的问题。

　　 二期前期工程在配置进泥泵时,选用的功率为7.5kW,最大处理量为20 m³/h,结果与主机不匹配,在处理生污泥时,变频调至最小18 Hz时,进泥量有时仍大于设备处理能力,造成混凝搅拌桶污泥溢流和进泥泵频繁启动现象。

　　 在二期后期工程建设中,通过改进,选用的进泥泵电机功率为4kW,处理量为12m³/h,在调节好变频器的启动频率后,进泥量与处理量吻合,有效地解决进泥量不稳定的问题。

　　 在采取上述相关措施后,目前该厂的叠螺机运行状况良好,具体运行数据如表2所示。

　　 以处理该厂的氧化沟污泥为例,按每台实际处理量150kgDS/h计算,运行中同时开启2 台叠螺机,共用泡药机、输送机和泥饼泵,电价0.75元/(kW·h),水价4元/m^３,PAM药价35 000元/t,生产1t含水率80%的污泥成本为46.01元。其中叠螺机自身生产1t污泥的成本为1.46元左右,约占总成本的3.2 %。运行费用如表3所示。

　　 通过叠螺污泥脱水机在眉山市第一污水处理厂的实际应用,能够稳定地控制泥饼含水率在80%以内,具有运行成本低、占地空间小、自动化程度高等优点,特别适合于中小型污水处理厂。