稳定的污泥饼渣

美国俄亥俄州米德尔顿市的污水处理厂安装使用了卧螺离心机后， 在仅两年的运行中，不仅一周减少了2天的生产时间， 提高了效率，而且每年节约上千加仑的化学品，显著降低了运营成本。 

美国迈阿密斯堡污水处理厂的操作人员Kevin Glidewell正在进行离心机设备维护。

背景

美国俄亥俄州米德尔顿市污水处理部门运营并维护的污水处理厂日处理量为2600万加仑（mgd）。 该部门每天从所有住宅、商业和工业污水源平均回收1450万加仑 废水 ，以保障社区和环境的卫生。 通过这个过程可以提供两种可回收产品：排入大迈阿密河的 干净水 和每年大约1500吨经过处理的生物固体，后者富含营养，具有土壤改良价值，因此被用于农田。

污水处理厂的设计处理量为26mgd，可为4.8万至5万人口的社区提供服务。 该混合系统意味着处理量最大可以达到48至50mgd。

挑战与解决方案

以前，污水处理厂使用带式压滤机和离心机，但设备性能不佳。 2018年，该公用事业单位拆除了带式压滤机，因为技术人员很难操作这台设备，而且只能生产15至18%的固体。 离心机可生产30%的固体。 

污水处理厂经理Gerry Burris表示：“我们希望污泥饼固渣干度更稳定，以降低运输成本。” “我们希望使用与我们现有机器类似的设备，目前这台机器存在许多机械问题，而且制造厂商的服务也并不好。” 

2018年，工厂安装了Flottweg Xelletor离心机，将生产时间从每周5天缩短至每周3天（每天8至10小时）。 原有的离心机被用作备用机器，并且不再使用带式压滤机。 

Burris表示：“由于减少了运营时间，我们每周运行不到5天，节省了所需的运营成本和化学品成本，依旧能够运输产品。” “我们现在的运营效率和消耗量比以往的每周5天的运行方式更好。” 

Burris说，为了节省费用，他们自行安装了设备，并且非常顺利。 

“由于操作人员尝试使用与另一台机器相似的方法，因此我们遇到了一些启动问题。”他说。 “他们习惯了另一台机器的控制方式，而Flottweg在集成屏幕方面做得非常好，使设备看起来与以前的机器十分相似。 令使用习惯的改变非常简单。” 

此外，新机器还使工厂减少了化学品的使用。 

Burris说：“这就像白天和黑夜的差别一样。” “Flottweg让我们节省了大量化学品。 我们使用的絮凝剂或氯化铁数量比以前少很多。”

使用带式压滤机和旧设备时，工厂在2016年和2017年每年使用7.1万加仑的氯化铁，2018年使用了11.2万加仑。 2019年，工厂仅使用了4.9万加仑的氯化铁——化学品用量大幅下降。 截至2020年11月，仅使用了3.9万加仑。 氯化铁是一种辅助絮凝剂。 

Burris说：“我们采用自热嗜热好氧消化工艺或混合ATAD以及高达140度的高温来消除污水中的病原体。” “污水随后通过热交换器被降至100度左右，并被送回离心机。 由于温度很高，使用絮凝剂也无法脱水，因此在这个时候会加入氯化铁。 这可以按我们所需加强 脱水 能力。” 

工厂将氯化铁的使用量减少了一半，絮凝剂用量也显著减少。 

2017年，工厂使用了10.2万加仑絮凝剂。 2018年，使用了5.9万加仑，2020年的11个月内仅使用了4万加仑。 

卧螺离心机的工作原理

对于污水处理厂经营者而言，污水污泥脱水有着很大的成本节省空间。 脱水后污水污泥的运输和处置成本通常占到运营成本的 80% 。 根据污水处理厂产能，脱水后污水污泥干度每增加 1%，就可节约五至六位数的成本。 

在传统的离心机设计中，待分离的液体混合物通过固定式管道送入机器。 混合物通过螺旋体上的孔进入转筒的圆柱部分，然后被加速。 由于离心力，机器内部会形成一个液环。 这个环的厚度称为液池深度。 固渣或重相在转筒内壁上形成一个同心层。 螺旋输送器将固渣经锥形部分排出机器。 分离出的液体通过另一端的堰板排出。 

锥形角、堰板和螺旋体决定着“液池”的深度。 较浅液池最适合用于对含颗粒状固体的混合物进行脱水，较陡锥体更适合需要更多停留时间来分离的中性悬浮物。 大多数污水应用都很适合采用深液池。

螺旋体中的孔（用于将液体混合物排放到离心机）采用硬质表面来提高耐磨性。 这些孔的几何形状经过调整，确保液体柔和进入，但同时仍对混合物施加剪切力，这降低了絮凝剂的作用，会影响分离效率。 

在传统卧螺离心机中，螺旋体决定了液池深度。 Xelletor 系列机型通过全新螺旋结构解决了这种限制。 该机型首次实现了极深液池，对浓缩、澄清区域和分离效率都有积极作用。 

福乐伟专门针对污水污泥的高度脱水研发出一种全新概念的离心机。 受到高性能跑车和摩托车轻量化结构的启发，这家德国工程公司开发出一种全新的离心机设计理念，并将其命名为 Xelletor 。 作为新设计的核心，转子和螺旋输送器都是从零开始重新设计。 结果得到一种没有螺旋体的螺旋输送器。

在 Xelletor 系统中，液体直接排放到离心转筒中的液池。 液体加速时的剪切力大大降低，从而减少了絮凝剂的消耗。 

由于转筒速度和差速是全自动调节，离心机能随时保持脱水固渣的最佳干度，即使进料条件不断变化也是如此。 

用于污水污泥脱水的福乐伟卧螺离心机

成果

米德尔敦市自 2018 年以来一直使用 Xelletor 离心机，已经节省大量成本，固渣干度达到 28 至 30%，令人十分满意。

Burris 说：“我们遇到了一些难题，但 Flottweg 团队非常快速地做出响应，”——这家公用事业公司当时需要一种特殊零件。 “ 我们上午打电话给福乐伟 ，他们的技术人员一个小时内便到达了现场。 他们安装了新零件，机器在当天下班前就恢复了运行。 这给我们留下了非常深刻的印象。“ 

另一台机器的固渣稍好些，但需要更多化学剂才能提高大约 1.5% 的固渣干度。  

“ 我们必须问自己是否真的需要 32%的固渣干度，” Burris 说。 “现在我们使用的福乐伟离心机获得的固渣干度平均为28%到30%。 对于 1.5% 的提高，我们算下来相比额外支出的化学剂费用，是不划算的。 改用福乐伟的机器是一个很好的选择。 他们迅速响应我们的需求。 无论我们何时需要，他们都会派来技术人员，直到问题得到解决。 这对我们来说是一个很大的吸引点。”

Xelletor 不需要太多维护。 

他说：“每次运行后，操作人员向轴承末端喷两次润滑脂。 仅此而已。  我们对此非常满意。 我们使用更少的化学剂获得很好的固渣干度，而且运行天数更少。 这些已经满足了我们的所有需要。” 

关于作者

Robert Rhea

Robert Rhea 是 Flottweg 分离技术公司的销售经理

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