離心脫水機(jī)在瓦斯泥脫水處理中的應(yīng)用研究
行業(yè)動(dòng)態(tài)
一、前言
隨著我國污水處理廠的大量興建，污水處理技術(shù)的不斷完善和提高，污泥的處理處置已成為污水廠設(shè)計(jì)、運(yùn)行必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥脫水設(shè)備在市政生活污水、河水、工業(yè)污水等行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用，但鋼鐵行業(yè)的高爐瓦斯系統(tǒng)污泥，因其比重較大、黏度高等原因，脫水問題一直未能很好的解決。
普通臥式螺旋離心機(jī)雖然在城市生活污水、工業(yè)廢水、水廠排泥水等行業(yè)得以廣泛應(yīng)用，卻難于在鋼鐵行業(yè)高爐污泥脫水系統(tǒng)的工況下進(jìn)行有效的工作。目前國內(nèi)在此系統(tǒng)主要采用帶式壓濾機(jī)和板框機(jī)脫水，板框機(jī)由于存在諸多問題，已趨于淘汰，而帶式壓濾機(jī)也存在不少問題：
（1）濾帶磨損嚴(yán)重，需經(jīng)常更換。
（2）由于高爐瓦斯泥含有部分油，易堵塞濾帶，需要消耗更多清洗水。
（3）需要消耗大量PAM藥劑，日常運(yùn)行費(fèi)用高。
（4）結(jié)構(gòu)為半敞開式，造成環(huán)境二次污染。
而離心脫水機(jī)只在長時(shí)間停機(jī)時(shí)（超過12小時(shí)連續(xù)停機(jī)）時(shí)，才需要少量沖洗水，PAM藥劑消耗量為帶機(jī)的1/3，每年只需要換軸承，維修費(fèi)用低，為全封閉結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生，干凈環(huán)保。
二、概述
寧鋼1號高爐容積為2500m3，煤氣洗滌水設(shè)計(jì)水量為1120m3/h，實(shí)際運(yùn)行水量約1000m3/h。斜板沉淀器共12臺(tái)，其中11臺(tái)投入使用中，斜板沉淀池中的污泥排入調(diào)節(jié)池，原設(shè)計(jì)有兩臺(tái)帶式壓濾機(jī)，一用一備，型號為DYQ-2000，處理能力：10m3/h～16m3/h，濾帶寬度：B=2000mm，整機(jī)功率：N=4kW，配套一套絮凝劑加藥裝置，加藥量為1m3/h的0.1%PAM溶液，與污泥進(jìn)行混合和進(jìn)入帶式壓濾機(jī)，由帶式壓濾機(jī)一系列壓榨脫水后，形成泥餅外運(yùn)。
2012年對現(xiàn)場進(jìn)行改造，將一臺(tái)帶式壓濾機(jī)拆除更換為離心脫水機(jī)，另一臺(tái)帶式壓濾機(jī)保留備用。離心脫水機(jī)參數(shù)如下：型號LW/F.S-650HP/ST；排泥餅?zāi)芰?t/h；電機(jī)功率55kW；整機(jī)重量8500kg；轉(zhuǎn)速2400rpm；長徑比4.3；轉(zhuǎn)鼓直徑650mm；差速器形式：液壓差速器；差速2～20rpm。
三、離心脫水機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1 系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)采用高干度污泥脫水臥螺離心機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有普通臥螺離心機(jī)結(jié)構(gòu)類同，由絮凝加藥裝置、泥漿泵、機(jī)架、轉(zhuǎn)鼓、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)螺旋、轉(zhuǎn)鼓與螺旋的液壓馬達(dá)差速器、液壓站和電控系統(tǒng)組成。
進(jìn)料裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓大端，其中進(jìn)料裝置的進(jìn)料管延伸進(jìn)螺旋內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓有直段和錐段，直段大端有液相出口，錐段末端有排渣口。
3.2 離心機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.2.1 采用大長徑比L/D=4.3，高轉(zhuǎn)速小差速系統(tǒng)。
3.2.2 采用液壓差速器，具有輸出扭矩大、差速根據(jù)負(fù)載變化、差速自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)、推料功率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)。
3.2.3 為了避免發(fā)生堵料，控制系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)檢測到螺旋扭矩的增大，自動(dòng)增大差速，并降低進(jìn)料量，使機(jī)內(nèi)固相總量保持穩(wěn)定，并達(dá)到較佳處理效果。
3.2.4 堵料故障排除無需拆機(jī)，只要啟動(dòng)液壓裝置自動(dòng)排渣，清除積料。
3.2.5 轉(zhuǎn)鼓排渣口，螺旋進(jìn)料口及葉片噴焊W2C-65%，厚度2～3mm，提高耐磨性，不易脫落，延長使用壽命。
3.2.6 為保證離心機(jī)使用壽命，與物料接觸部分均采用AISI304制作。
3.2.7 轉(zhuǎn)鼓及螺旋主轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采用變頻無級調(diào)速。
3.2.8 主機(jī)設(shè)備裝有超載報(bào)警，自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)裝置，故障報(bào)警裝置及自動(dòng)停機(jī)裝置。
3.2.9 主機(jī)出料口配有刮刀（表面噴焊W2C-65%），以使出口不易堵料。
3.3 工作原理
含水率75～85%的瓦斯泥漿由泥漿泵加壓送入離心機(jī)，在離心機(jī)入口與絮凝劑混合，進(jìn)入離心機(jī)的污泥在離心力的作用下，因其固相和液相密度的不同，在不同的圓周界面上首先達(dá)到分層效果；然后，固相被機(jī)內(nèi)螺旋逐步推向固相出料口端，并在離心力及尾端雙向擠壓段的擠壓力的作用下，達(dá)到較干的效果，并在出料口排出機(jī)外；液相則在逐步分層穩(wěn)定，并越積越多的情況下，澄清的上清液，經(jīng)溢流堰流出，至液相出口，排出機(jī)外。
四、運(yùn)行效果
離心脫水機(jī)于2012年6月投產(chǎn)，目前運(yùn)行良好，出泥指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。
從具體運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，進(jìn)料濃度控制在15～25%之間，進(jìn)料量控制在25m3/h以下時(shí)，離心機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，軸承溫度穩(wěn)定在50℃以下，扭矩在50以下，泥渣含水率在35%以下，出泥量在5～8t/h，滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求。
五、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
5.1 物料及能源消耗比較
離心脫水機(jī)的運(yùn)行功率較高，但藥耗為帶式壓濾機(jī)的1/3，不使用壓縮空氣，維修費(fèi)為帶式壓濾機(jī)的1/6，每年可節(jié)水114450噸，為全封閉結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生，干凈環(huán)保。
5.2 綜合比較
根據(jù)離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行情況，得出三種設(shè)備的比較表：
| 序號 | 比較項(xiàng)目 | 離心機(jī) | 板框 | 帶機(jī) |
1 | 環(huán)境 | 密封運(yùn)行環(huán)境清潔 | 差 | 敞開式，高壓清洗造成泥濺，污染物危及操作人員 |
2 | 占地面積 | 占地小 | 大 | 較大：約為離心機(jī)的2倍 |
3 | 自動(dòng)化程度 | 全自動(dòng)調(diào)控，現(xiàn)場可無人值守 | 低 | 低：需專人值守，關(guān)機(jī)時(shí)需對濾布徹底沖洗30min以上 |
4 | 耗水 | 運(yùn)行不耗水 | 大 | 一般：運(yùn)行時(shí)需不間斷沖洗 |
5 | 泥餅含固率 | 較高 | 高 | 較高 |
6 | 絮凝劑投加量 | 一般或不加：加量較少，對絮凝劑性質(zhì)要求較嚴(yán) | 較少 | 高：3～5kg PAM/TDS |
7 | 噪音 | 較大 | 較小 | 一般 |
綜合比較，在相同處理效果前提下，離心脫水機(jī)在運(yùn)行功率上高于板框和帶機(jī)，但其占地面積小、藥耗和水耗少、自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、現(xiàn)場環(huán)境干凈整潔。因此，相對于其它兩種壓濾機(jī)，離心脫水機(jī)可為業(yè)主節(jié)省更多的運(yùn)行管理費(fèi)用，其在鋼鐵污水處理廠中的應(yīng)用是完全可行的。
六、結(jié)論
經(jīng)過改進(jìn)的高干度污泥脫水臥螺離心機(jī)可適應(yīng)高爐瓦斯泥的工況條件，離心機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，泥渣含水率在35%以下，出泥量在5～8t/h，滿足生產(chǎn)要求。占地面積小、藥耗和水耗少、自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、現(xiàn)場環(huán)境干凈整潔，可為業(yè)主節(jié)省更多的運(yùn)行管理費(fèi)用。
因此，高干度污泥脫水臥螺離心機(jī)作為一種新型瓦斯泥脫水設(shè)備，以其高效、節(jié)水、勞動(dòng)強(qiáng)度低和現(xiàn)場環(huán)境干凈整潔的特點(diǎn)，可作為同類水處理系統(tǒng)的選型參考。
