这一周，我们接着来聊聊在城市污水厂中越来越多的采用的脱水机，卧式螺旋离心脱水机。卧螺机在使用中比前面两周介绍的脱水机，工作环境更好，操作更多的程序自动化，因此越来越多的污水厂愿意采用卧螺机，那么卧螺机究竟是怎么工作的呢?今天我们就从卧螺机的内部讲起，看看卧螺机在污泥脱水中的使用。
在了解卧螺机之前，我们先来了解一个常见的力，那就是离心力。在我们坐在一辆高速行驶的汽车里的时候，在转弯的时候，我们会感到有一种力把我们向车厢外甩出去，这种力就是离心力，是物体在非直线运动中存在的一种现象。在微分几何中的斯托克斯定理计算了在旋转的力场中这种力的大小，在卧螺机的设计中，利用斯托克斯定理计算出污泥悬浮固体颗粒在液体中的沉降速度，从而设计出卧式螺旋离心机进行污泥脱水，所以说卧螺机的基本原理就是采用离心力来实现加入絮凝剂后的污泥固液分离的。
斯托克斯定律：如果在离心力场中，则颗粒的沉降速度为：
V=[D2 (P1-P2)]×rω2 /18η
V：颗粒在液相中的沉降速度，m/s;
D：颗粒直径，m;
P1：颗粒密度，kg/m3 ;
P2：液体密度，kg/m3 ;
η：液体粘度，Pa.S;
rω2:重力加速度，m/s2;
从公式中可以看出来，颗粒的沉降速度与颗粒的直径成平方关系，与颗粒和液体的密度差成正比，与液体粘度成反比。在分离过程中，颗粒的沉降速度越快，分离效果就越显著，斯托克斯定律表明了分离效果与物性参数的基本关系。这个公式也说明离心机分离效果是和与颗粒尺寸, 粘度及进料量有关的，可以从下面的几个曲线看到在离心旋转分离中，各项参数对分离效果的影响。这些参数也就反映了我们在运行管理中，通过合理的投加PAM，泥水分离的效果明显，药剂完全和污泥颗粒反应结合成更大的颗粒，上清液中药剂的含量很低，上清液的粘度不受药剂的影响，这样离心机的作用也就发挥的越好，也是脱水后污泥的含水率更低的调整方式，所以药剂的选择在离心机的使用中使很重要的一项工作。
卧螺离心机就是利用斯托克斯定理的离心力作用下的一种螺旋卸料沉降离心机。主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比转鼓略低的带空心转轴的螺旋输送器和差速器等部件组成。当要分离的污泥由空心转轴送入转筒后,在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩入转鼓腔内。高速旋转的转鼓产生强大的离心力把比污泥的上清液(主要是水)密度大的污泥中的固体颗粒甩贴在转鼓内壁上，形成固体层(因为环状，称为固环层);水分由于密度较小，离心力小，因此只能在固环层内侧形成液体层，称为液环层。由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在有相对运动(即转速差)，利用螺旋和转鼓的相对运动把固环层的污泥缓慢地推动到转鼓的锥端，并经过干燥区后，由转鼓圆周分布的出口连续排出;液环层的液体则靠重力由堰口连续“溢流”排至转鼓外，形成分离液。通过这样完成了污泥的离心脱水过程。
延伸阅读：
在污水厂的实际脱泥的运行过程中，每天的污泥的泥质和泥量都会在一定得范围内发生变化，为保证离心机最佳的脱水效果，污泥车间的运行人员，要根据进入污泥的性质(生化污泥为主还是初沉的无机污泥为主)，加药后的分离后液体清澈度与泥饼含水率的要求，以及卧螺机设计处理能力等因素，合理地选择离心机有关参数，如：处理量Q，溢流板直径D，差转速等，以获得较满意的分离效果。
从斯托克斯公式中我们知道，转鼓的转速是和分离效果是有关系的。随着转鼓转速的上升，分离效果提高，螺旋与转鼓之间的差转速随之增大，处理能力加大，但离心机的振动、噪声也随之增加，使用寿命会有所下降，因此一般在能满足分离要求的前提下，选用合适的转速是十分重要的。
当进泥量一定时，液环层越厚，污泥在液环层内进行分离的时间越长，会有更多的污泥被分离出来;另一方面，液环层变厚，会降低某些受扰动的小颗粒随分离液流失的可能性。综合以上两方面的作用，液环层增厚一般会提高脱水的固体回收率。但液环层增厚，相应会使干燥区缩短，使脱离液环层的污泥没有充足的时间被“摔干”，因此泥饼含水率就会升高。在实际运行中，运行人员控制液环层厚度时应在高固体回收率与泥饼水率之间权衡。现在的污水厂采用卧螺机只是完成污泥脱水过程，达到80%的含水率就行，所以固体回收率则越高越好，因此液环层厚度应尽可能调大一些。通过调整溢流板，控制液环层的厚度，来达到运行的预期目标。
离心脱水一般采用高效的人工合成高分子絮凝剂，而不采用无机盐类混凝剂。其原因是添加无机类混凝剂的桥接作用会使得污泥体积膨胀，而离心机为封闭式强制脱水，对进泥量有较严格的要求，因此如果采用无机盐类混凝剂会使离心机的脱水能力大大降低。特别是现阶段除磷药剂的大量使用，化学污泥中残留的混凝剂可能会影响卧螺机的运行效果。
在允许的范围内，当进泥的泥质及絮凝剂的化学调质效果一定时，进泥量越大，固体回收率和泥饼含固量越低;反之，进泥量降低，则固体回收率和泥饼含固量将提高。另外，每台卧螺机都有一个极限最大入流固体量。如果当由于进泥含固量升高等原因导致入流固体量超过极限值，将由于扭矩过大，使离心机超载而停车。
在实际运行中，运行人员选择适当的污泥流量的方法:首先将污泥流量调到较小值，然后启动卧螺机并工作一段时间，至泥饼出料的速度一定。观察泥饼量及出料速度是否合适，如果不合适，则相应改变进泥流量，直到泥饼出料量及出料速度合适。此时的进泥流量通常为适当的值。有时候该值可能很小。例如一台10m3/h处理量的卧螺机，由于进料悬浮液的含固量很高，实际合适的进料流量可能只有2m3/h左右。
今天我们通过卧螺机的原理和运行调整，介绍了卧螺机的运行。卧螺机由于在运行中，污泥全部封闭在卧螺机内部，污泥物料流动全部自动化，控制更容易实现自动化精准控制，因此在越来越多的污水厂开始把卧螺机作为常规的脱水机使用。但是卧螺机也有其缺陷，由于高速旋转，需要消耗大量的电力;北方地区无机颗粒很多的初沉污泥在高速离心旋转中，对离心机内部的腔体的磨损非常大，缩短了离心机的使用寿命;离心机的控制相对带式压滤机的管理又复杂一些，对运行员工的技能水平，知识水平都有较高的要求，在一些技术薄弱的污水厂内，脱水效果也受到很大的制约。因此在脱水机的选择上，需要根据各地污水厂的实际运行情况进行合理的选型。
延伸阅读：
原标题：污水厂的污泥处理第六篇-卧式螺旋离心脱水机
