臥螺離心機(jī)在處理石棉廢水中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
一、石棉廢水的來源
隔膜電解法制燒堿，要消耗大量的石棉，這些石棉作為隔膜應(yīng)用于電解槽的陰極網(wǎng)，每產(chǎn)一萬噸隔膜燒堿約消耗1.6噸的石棉。當(dāng)維修電解槽的陰極網(wǎng)時，用高壓水沖沖出使石棉脫落，被剝落的石棉連同廢水排入環(huán)境，成為污染環(huán)境的危險廢物。
二、石棉的性質(zhì)和危害
隔膜用的石棉是含鎂的硅酸鹽，其主要成分為Mg3Ca（Si03）4或H4Mg3Si2O9，纖維富有彈性，化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有耐酸、耐堿、耐熱的性能。長期吸入接觸石棉者可引起石棉肺或肺癌等。國際癌癥研究中心（IARC）已確認(rèn)為致癌物。
三、石棉廢水的處理方法
3.1 混凝沉降加過濾法
石棉廢水可用此流程處理，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但此流程較長，占地多，操作較繁。我們希望能夠找到一個操作簡單，直接回收的方法。
3.2 直接離心分離法
衡量石棉在水中能否通過離心很好地被分離由兩個基本因素決定，就是在水中的沉降速度和離心機(jī)的分離因數(shù)。為此，我們在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分別做了兩個試驗(yàn)。
3.2.1 廢水沉降速度測試
自然沉降測試的原理，是由混合物的比重不同，容器中的懸浮液經(jīng)過沉降一段時間后將逐漸分層。懸浮液的重相下沉到容器底部，而輕相則浮在上部，輕重相之間形成某種分界面。分層的速度受到組成懸浮液輕重相密度差的影響，密度差越大，分層的速度越快。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，測試的設(shè)備選用了直徑20.5cm，高100cm的裝置測定石棉廢水自然沉降速度。先將廢水混合均勻，倒入實(shí)驗(yàn)裝置中至80cm高處，開始記錄時間，同時觀察和記錄固液界面的沉降高度。
測試結(jié)果表明，石棉絨在廢水中有很好的沉降速度，可利用離心機(jī)沉降分離。
3.2.2 廢水離心分離試驗(yàn)
試驗(yàn)結(jié)果討論：由于條件所限未能應(yīng)用分離因數(shù)更大的離心機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，但本試驗(yàn)用分離因數(shù)為1790的離心機(jī)試驗(yàn)結(jié)果仍表明，用離心機(jī)處理石棉廢水是可行的，只要分離因數(shù)足夠或加入絮凝劑，完全可以通過直接使用離心法處理石棉廢水，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
在實(shí)驗(yàn)過程中加入絮凝劑的作用，是由于廢水中存在微細(xì)的石棉幼絨和其它金屬氫氧化物等雜質(zhì)（如顆粒直徑小于1μm的溶膠），這些微粒帶負(fù)電荷，由于同性相斥，不易凝聚成大顆粒，以本身重量產(chǎn)生沉降非常困難，因而會形成較為穩(wěn)定的懸浮液，若能利用與懸浮微粒帶相反電荷的化學(xué)藥劑吸附中和這些微粒的表面上的電荷，使表面電位減少，膠體微粒的穩(wěn)定狀態(tài)因此被破壞發(fā)生凝聚而加速沉降，如用Al2（SO4）3、FeCl3、FeSO4等作絮凝劑。因此，我們選用了可在堿性條件下應(yīng)用的FeSO4作為絮凝劑。
四、離心機(jī)的選擇
工業(yè)應(yīng)用的離心機(jī)有過濾式離心機(jī)、沉降式離心機(jī)和分離機(jī)。過濾式離心機(jī)均要采用過濾介質(zhì)（濾袋），運(yùn)行過程中會因?yàn)V布阻塞而使生產(chǎn)能力下降，要清洗或更換濾袋才能恢復(fù)其生產(chǎn)，而且是間歇式操作，生產(chǎn)不能連續(xù)運(yùn)行，操作程序較多，不利于實(shí)現(xiàn)自控；而分離機(jī)僅適用于分離低濃度的懸浮液和乳濁液。因此，這兩類離心機(jī)都不在我們選擇之列。臥螺離心機(jī)不需過濾介質(zhì)（濾袋），而是通過點(diǎn)擊帶動無孔轉(zhuǎn)鼓及同心安裝的輸料螺旋，以一定的差速同向高速旋轉(zhuǎn)。物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出轉(zhuǎn)鼓及機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。進(jìn)水、排水、排泥連續(xù)進(jìn)行。它克服了過濾式離心機(jī)的缺點(diǎn)，能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離和卸料。具有結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)操作、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、方便實(shí)現(xiàn)自動控制和維修方便等特點(diǎn)?；谏鲜龇治?，我們選擇了臥螺離心機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。
按試驗(yàn)情況分析，必須選擇分離因數(shù)大于1790的離心機(jī)才能將石棉絨從廢水中分離并使排水達(dá)到政府和地方排放標(biāo)準(zhǔn)。
五、工藝流程及說明
5.1 工藝流程說明
石棉廢水自排水溝流入集水池中，集水池頂部設(shè)網(wǎng)眼為5×5mm的平面人工格柵，除去粗渣。廢水由砂漿泵抽入臥螺離心機(jī)，固體物在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上堆積被螺旋推向轉(zhuǎn)鼓的小端，脫水后從排渣口排出；清水從離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓大端的溢流孔流出。進(jìn)水、排水、排泥連續(xù)進(jìn)行。集水池可設(shè)液位高低位自動控制，用時間繼電器控制開機(jī)時先用清水洗滌離心機(jī)10min后再進(jìn)料，系統(tǒng)采用慢動電磁閥使開啟時逐漸開大電磁閥，逐漸加大進(jìn)料流量，直至達(dá)到要求的流量，使離心機(jī)能平穩(wěn)起動運(yùn)行。整個系統(tǒng)的運(yùn)行可通過PLC實(shí)現(xiàn)全自動控制。
分離出的清水含有NaOH，送去鹽水工段化鹽和沉淀Mg3+之用，實(shí)現(xiàn)綜合利用和石棉廢水零排放。
5.2 運(yùn)行結(jié)果測試及結(jié)論
裝置建成后經(jīng)長期運(yùn)行，一直能正常穩(wěn)定，測定結(jié)果表明：在加入絮凝劑的情況下，該型離心機(jī)在其操作范圍2～5m3/h情況下，都可以使出水濃度達(dá)到政府和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，但在不加絮凝劑的情況下，流量在4～5m3/h，出水處理效果迅速降低，所以實(shí)際運(yùn)行時取3m3/h流量為宜。
六、結(jié)論
用臥螺離心機(jī)處理石棉廢水在絮凝劑FeSO4的存在下，以3m3/h的進(jìn)水流量，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水、出水、出渣，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，出水SS達(dá)到政府和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)。分離出的水和其中的堿回用于鹽水工段化鹽，實(shí)現(xiàn)綜合利用和零排放。
