論離心機在工業(yè)污水處理中的應用
行業(yè)動態(tài)
1 引言
隨著化工、石油、制藥、水處理等工業(yè)部門的快速發(fā)展，工業(yè)自動化技術也在不斷進步和更新，離心機作為常見分離設備，在很多領域得到了廣泛應用，是工業(yè)的生產(chǎn)過程中必不可少的設備，特別在工業(yè)污水處理中，離心機的應用更重要、更廣泛。
2 污水處理中常用離心機工作原理
在工業(yè)污水處理過程中，不管是預處理、物理處理、化學處理還是生物處理，都必須將水中的固體顆粒或殘液分離出來，去除污泥或廢渣、殘液，從而達到凈化水質的目的。因此，離心機在工業(yè)污水處理中主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級等工藝過程。相比自然沉降、重力過濾、靜置分層和氣浮分離等方式，采用離心處理具有自動化程度高，連續(xù)處理能力強、密封性能好，體積小等優(yōu)勢。目前離心處理設備種類和型號繁多，而常用在污水處理中，且技術比較穩(wěn)定成熟的離心設備包括：三足式離心機、渦輪離心機、管式離心機、碟式離心機。
（1）三足式離心機。通過開孔轉鼓的高速回轉，在過濾介質的攔截下，污水中的固體在轉鼓形成濾餅，而液體則在離心力作用下，通過濾餅。屬于間歇性操作的設備，適用應用處理少量污水，也可應用在前端工序的粗處理。
（2）渦輪離心機。由沉降轉鼓和過濾轉鼓組成，進入的污水在離心力的作用下進行沉降分離，去除污水中的大量污染物。廣泛應用在造紙、印染、陶瓷、電鍍、采挖等行業(yè)的工業(yè)污水處理中。
（3）管式離心機。轉鼓成灌狀的高速沉降式離心機，適合分離難度大的工業(yè)污水，如固體濃度小，液體粘度大的工業(yè)污水。
（4）碟式離心機。利用碟片和由轉鼓高速旋轉產(chǎn)生的離心力場把污水分割成許多薄層，從而使沉降距離變小，分離效果提高，甩掉污水中的大量固體或液體殘留，從而達到凈化水質的目的。特別適合水質比較穩(wěn)定的“液體-液體分離”和“液體-液體-固體三相分離”，如含油污水、乳液和溶劑殘留污水的處理。
3 污水處理中離心機的選用
選用合適的離心機，讓機械與實際污水處理的需要相匹配，既兼顧到固定投資及運行費用，又能發(fā)揮離心機的使用效率，以達到理想的處理效果。
3.1 根據(jù)污水水質情況選用離心機
通常工業(yè)污水是由很多成分相溶或混合在一起的液體，大致分為3種情況來處理：對簡單懸浮液采用“固體-液體分離”；對含油污水和乳液則采用的“液體-液體分離”；復雜的混合液有時要用到“固體-液體-液體三相分離”。而不同行業(yè)產(chǎn)生的污水，差異也較大，離心機類型可視工業(yè)污水的水質情況來確定，即通過對污水水質進行分析或檢測，確定粘度、固體含量，密度差（“液體-液體分離”）、粒徑范圍和顆粒堅固度等參數(shù)來準確配對離心機。不同離心機對應的工業(yè)污水水質情況詳見下表：
污水水質 | 三足式離心機 | 渦輪離心機 | 管式離心機 | 碟式離心機 | |
形態(tài) | 固體-液體分離 | √ | √ | √ | √ |
液體-液體分離 | √ | √ | |||
固體-液體-液體分離 | √ | √ | √ | ||
參數(shù) | 固體含量/% | 5～60 | 3～40 | 小于3 | 小于8 |
粒徑范圍/μm | 10～30000 | 5～10000 | 0.5～100 | 1～100 | |
粘度密度差 | 大于0.1 | 大于0.02 | 大于0.02 |
3.2 根據(jù)達到處理效果選用離心機
按照工業(yè)污水處理設施的工序和處理工藝要求，根據(jù)污水處理能夠達到的處理效果，選定不同的離心機。
（1）離心機在實際污水設計中，會考慮分離后固體干燥度、固體的去除率、處理能力等處理效果。不同離心機達到的處理效果詳見下表：
處理效果 | 三足式離心機 | 渦輪離心機 | 管式離心機 | 碟式離心機 |
轉速/r/min | 500～2500 | 2000～3500 | 10000～20000 | 4000～6000 |
分離因數(shù) | 500～1000 | 1500～4000 | 8000～10000 | 10000～25000 |
分離后固體干燥度/% | 60～96 | 20～90 | 45～88 | 10～90 |
水質澄清度 | 低 | 高 | 高 | 高 |
處理能力/L/h | 間歇性處理 | 100～80000 | 間歇性處理 | 50～40000 |
（2）在污水處理設施的各道工序中，對離心機的選型也不盡相同。三足式離心機應用范圍廣，但屬粗處理設備，一般可應用在污水處理設施調(diào)節(jié)池前后；渦輪離心機處理效率高，可應用在污水處理設施調(diào)節(jié)池的前處理，也可應用在物化處理或生化處理各道工序的污泥分離；管式離心機屬精處理，但處理效率低，可應用在污水處理設施的后期出水凈化；碟式離心機適合液液分離，可應用在有機溶劑殘留廢水的分離。
3.3 投資及運行費用比較
相比之下，三足式離心機適用范圍廣，價格比較低廉，但工人勞動強度較高，需要定期更換濾料，運行費用較大；管式離心機設備首期投入不大，但其處理能力很低，對工人工作技能要求很高，運行費用非常高；碟式離心機較為昂貴，但自動化程度較高，運行費用較低；渦輪離心機設備價格較高，自動化處理性能穩(wěn)定，運行費用低。
4 優(yōu)化改進措施
由于各種因素影響，工業(yè)產(chǎn)生的污水很難做到持續(xù)穩(wěn)定，而市面上購買離心機一般都是按照出廠標準型號進行制造，設備安裝完畢調(diào)試后，往往會發(fā)現(xiàn)不能達到設計預期。為進一步改進和優(yōu)化污水處理效果，提高處理效率，降低物料對設備的磨損，延長耗材的使用壽命，節(jié)省處理成本，可通過下面幾個方法解決：
（1）實驗選取較佳的污水處理藥物及加藥量，充分混合反應后，增加顆粒物的粒徑（如添加明礬、石灰、聚合氯化鋁、三氯化鐵、PAM等），再經(jīng)離心機進行處理。
（2）通過加熱或降溫調(diào)節(jié)污水溫度，以改善污水的粘度和密度。
（3）合理設計、配置離心機的管道和泵，才能保證設備的運行效果。
（4）調(diào)整離心機的轉速、比重環(huán)、擋板或進水速度，以適應相應污水水質的處理。
（5）加強設備運行管理和維護保養(yǎng)。通過定期清理機器的內(nèi)部積淤、按時更換潤滑油、校正傳動系統(tǒng)的緊松度等，保障設備處于良好運行狀態(tài)。
5 結語
工業(yè)污水處理中，針對不同因素篩選合適的離心機，對提高工業(yè)污水處理運行效率，實現(xiàn)處理工藝的穩(wěn)定運行尤其重要。
