3.3.4 离心浓缩技术
离心浓缩工艺最早始于20世纪20年代初，该工艺占地小，不会产生恶臭，可以避免富磷污泥中磷元素的二次释放，提高污泥处理系统的总除磷率，虽然设备造价较低，但是运行费用和机械维修费用较高，能耗也较高，故总体来说经济性较差。该工艺在处理生活污泥、淀粉生化污泥中得到了广泛的应用，主要适用于剩余活性污泥等难脱水、含固量低的污泥浓缩以及一些污水量大或场地狭小的场合，一般很少用于污泥浓缩。
3.3.4.1 离心浓缩原理
离心浓缩工艺的原理是由于污泥中固体、液体之间存在密度差及惯性差，因此在离心力场内受到的离心力也不同，从而实现污泥中固体、液体的分离，而污泥则被浓缩。因为离心力远远大于重力或浮力，一般是重力的500～3000倍，因此分离速度快，浓缩效果好。与离心脱水必须加絮凝剂进行调质的要求不同，离心浓缩通常不需加入絮凝剂调质，只有当待浓缩污泥的含固率高于6%时，才需要加入少量絮凝剂。
3.3.4.2 离心浓缩的设备及工艺过程
经过多年的发展和更新换代，离心浓缩机机型和工艺日渐成熟。目前，常用的离心浓缩机有卧螺式离心浓缩机和笼形立式离心浓缩机两种。
在所有离心浓缩机类型中，卧螺式离心浓缩机采用最为普遍，对污泥的浓缩分离因数G为1000～3000。卧螺式离心浓缩机以污泥供给管为中心，外筒和内筒分别旋转，并保持一定的转速差，从而发生螺旋输送作用，一般内筒的转速低于外筒，污泥则通过污泥供给管连续输送到高速旋转的外筒内，由于离心力的作用，污泥絮体在外筒内壁沉降堆积，内筒中设置有螺杆，将堆积在外筒内壁的污泥向左推进，作为浓缩污泥排出。上清液从外筒侧面的排出口溢流出来。其构造如图3-29所示。
图3-29 卧螺式离心浓缩机［1］
笼形立式离心浓缩机结构如图3-30所示。在笼形立式离心浓缩机中，圆锥形笼框内侧铺上滤布，驱动电机通过旋转轴带动笼框旋转。污泥从笼框底部流入，其中的水分通过滤布进入滤液室，然后排出。污泥中的悬浮固体则被滤布截留，从而实现固液分离，浓缩的污泥沿笼框壁向上移动，从上端进入浓缩室，再通过集泥管排出。该种离心浓缩机由于具有离心和过滤的双重作用，因此大幅提高了过滤效率，实现了浓缩装置小型化，减少占地面积。
图3-30 笼形立式离心浓缩机［1］
3.3.4.3 离心浓缩设备的设计要点和参数
离心浓缩机设计要点由于机型的不同有相当大的差别。离心浓缩设备的主要设计及运行参数有污泥固体浓度、固体回收率、进料中固体颗粒的尺寸和颗粒分布、污泥固体的密度和进料中液体所占的比例、高分子聚合物的投加量等。
（1）污泥固体浓度
污泥固体浓度是一个重要参数，它既决定着污泥浓缩后固体的输出体积，又决定着离心浓缩机的具体的输入负荷、离心机的浓缩性能，对决定合适的机器设计参数相当重要，也能帮助操作管理人员调整设备和工艺参数，以平衡负荷需求。污泥浓缩固体浓度可以通过调节一些变量来达到所要求的值，包括进料流量、转筒和输送器的速度差值、化学药剂的品种和使用量等。
（2）固体回收率
通过进料流量、转筒和输送器的速度差值、化学药剂的品种和使用量等变量的调节，固体回收率可以达到所要求的值。
当不同的进料固体成分的特性有相当大的变化时，离心机可能会起分级器的作用。这里的“分级”指在对带离心清液的丝状微生物的选择性再循环的过程中正常微生物与腐败产品的典型的分离，这种分离对工艺过程有害。如果能在离心浓缩过程中把固体回收率保持在85%以上（最好是90%以上），则能使这种分级副作用降低至最低限度。
（3）进料中固体颗粒的尺寸和颗粒分布
进料中固体颗粒的尺寸和颗粒分布对于离心机的浓缩性能有重要影响，但是这特性很难进行精确的测量，大多数情况下，操作人员只是简单地测量固体的浓度，而不是固体颗粒的尺寸和密度。
（4）污泥固体的密度和进料中液体所占的比例
对所有固液分离浓缩设备类型而言，固体的密度和进料中液体所占的比例是特别重要的，通常活性污泥中絮凝物的密度与液体的总密度很接近，经常采用化学药剂调理的方法来增加絮凝聚合体的有效密度，从而增加它的沉淀或离心沉淀速度。
（5）污泥泵
污泥泵要求1.5in（1in=2.54cm）口径或以上，扬程视现场情况而定。使用带流量控制的可调式进料泵，并尽量保持污泥性质流量的相对一致性，因此，贮泥池内通常设置搅拌机，使污泥尽量保持一致性。
（6）聚合物添加系统
对于某一特定的固体进料物质而言，加入聚合物可以增加离心机允许的水力负荷，同时又保持固体回收和浓缩固体的工艺性能特性，可以把固体回收率提高至90%，甚至高于95%的水平。而且在污泥高SVI期间，添加聚合物还有助于把固体回收率保持在95%以上。
将聚合物粉体制成0.1%～0.3%的絮凝剂乳液，采用人工投加机械搅拌或自动定量投加系统，制备熟化时间在30min或以上为佳。要求自动或手动搅拌，容积500L或以上，视污泥量和设备大小情况而定。加药泵将制备好的聚合物药液计量投加到污泥调理槽或管道静态混合器中，药液流量在200L或以上，视离心浓缩设备大小情况而定。
（7）安全性和合理性设计
适当考虑结构设计的安全性和合理性，包括离心机的静态和动态载荷，隔离振动，需要提供一定的设备维护装置。在地震多发地区，还需考虑振动隔离机构、管道及与辅助设备的连接中的缓冲器等。设备材质要求防腐蚀。
如果污水的格栅过滤或除砂不充分，则应当在离心浓缩机的进料前设置粉碎机，以避免堵塞问题。
保证离心机能放空，并考虑气味控制的需要；当离心机停机时提供离心机冲洗水。