離心機(jī)在鋼廠酸洗廢水處理中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
湖北宜昌某鋼鐵廠主要生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、優(yōu)質(zhì)鋼絲、焊絲等金屬制品。在金屬制品加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸洗廢水，廢水的主要污染指標(biāo)是Fe2+、磷酸鹽含量和pH值。酸洗廢水先經(jīng)熟石灰調(diào)堿，然后再采用固液分離技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，產(chǎn)生出大量污泥，污泥的主要成分為Fe(OH)3、Ca3(PO4)2和其它雜質(zhì)。采用臥螺離心機(jī)對(duì)酸洗廢水進(jìn)行固液分離，不僅具有物料適應(yīng)性好，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定性好，工藝性強(qiáng)，耐腐蝕性好，操作環(huán)境好，安全保護(hù)裝置齊全可靠等特點(diǎn)，而且還具有人工勞動(dòng)強(qiáng)度低，無(wú)異味，脫水后的污泥含水率非常低和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
1 臥螺離心機(jī)概述
1.1 臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
以LW430DE型臥螺離心機(jī)為例，該離心機(jī)主要由副電機(jī)、差速器、螺旋體、轉(zhuǎn)鼓、主軸承、機(jī)座、機(jī)罩、傳動(dòng)裝置及主電機(jī)等組成。該離心機(jī)的主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑430mm，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速3200r/min，分離因數(shù)2466，工作轉(zhuǎn)速3200r/min，主電機(jī)功率30kW，副電機(jī)功率7.5kW。
1.2 工作原理
酸洗廢水經(jīng)進(jìn)料管和螺旋出料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，比重較大的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋葉片不斷地將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固相顆粒刮下并推出排渣口。分離后的清液經(jīng)液層調(diào)節(jié)板開(kāi)口流出轉(zhuǎn)鼓。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即差轉(zhuǎn)速），是通過(guò)差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其大小由副電機(jī)來(lái)控制，從而實(shí)現(xiàn)離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離過(guò)程。
2 離心機(jī)組主要配置
2.1 系統(tǒng)配置
酸洗廢水處理系統(tǒng)主要包括臥螺離心脫水機(jī)、進(jìn)料螺桿泵、進(jìn)料電磁流量計(jì)、電動(dòng)閘板閥、液壓儲(chǔ)泥斗、沖洗電磁閥、電動(dòng)控制柜等。
2.2 電器系統(tǒng)配置
在電器控制方面，采用當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的可編程控制器（PLC）為核心，以界面友好的彩色液晶觸摸屏為人機(jī)操作界面，加之以節(jié)能優(yōu)良的雙電機(jī)雙變頻恒扭矩控制等，組成了穩(wěn)定可靠的離心機(jī)電器控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用一鍵式操作，初始運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)設(shè)定，整個(gè)流程按照編制好的程序自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)操作。在進(jìn)料過(guò)程中通過(guò)恒力矩和恒差速兩種控制方式，適應(yīng)酸洗廢水濃度、流量的變化，提高離心機(jī)對(duì)生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性，保證酸洗廢水良好的分離效果和穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，操作簡(jiǎn)便、功能完備。
3 影響離心機(jī)分離效果的諸因素
3.1 絮凝劑的選型
聚丙烯酰胺（PAM）是一種線狀有機(jī)高分子物質(zhì)，同時(shí)也是一種高分子水處理絮凝劑，可吸附水中的懸浮顆粒，在顆粒之間起鏈接架橋作用，使細(xì)顆粒形成比較大的絮團(tuán)，并加快其沉淀速度。因其良好的絮凝效果，PAM作為水處理中的絮凝劑被廣泛用于污水處理。因?yàn)槊糠N絮凝劑都有適合的pH值范圍，超出其范圍就會(huì)影響絮凝效果，因此PAM藥劑的選擇對(duì)污泥脫水系統(tǒng)至關(guān)重要。根據(jù)酸洗廢水處理的特性，本文選擇了陽(yáng)離子絮凝劑。
3.2 加藥點(diǎn)的選擇
加藥點(diǎn)的選擇至關(guān)重要，現(xiàn)場(chǎng)選取了反應(yīng)速度較快、絮團(tuán)大、液較清的絮凝劑。經(jīng)兩個(gè)燒杯來(lái)回傾倒8次后發(fā)現(xiàn)絮團(tuán)破碎，因此選擇加藥點(diǎn)為距離心機(jī)進(jìn)料部位0.8m的位置。
3.3 離心機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整
離心機(jī)轉(zhuǎn)速影響離心機(jī)的分離效果和單位處理量。轉(zhuǎn)速越高，分離因數(shù)也越高，物料受到離心力越大，污泥沉降速度越快，分離效果也越好。但轉(zhuǎn)速的大小與分離效果的好壞并不成比例，當(dāng)達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速再增加，分離效果也無(wú)明顯提高。而動(dòng)力消耗則成比例增加，使運(yùn)行費(fèi)用大幅提高，同時(shí)還會(huì)加劇設(shè)備振動(dòng)，所以要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整離心機(jī)轉(zhuǎn)速。測(cè)試過(guò)程中，離心機(jī)轉(zhuǎn)速以2000r/min為基礎(chǔ)，每次升高50r/min，檢測(cè)污泥含水率，以確定適合于本工程的離心機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速升高至2500r/min時(shí)，離心機(jī)出泥含水率低至70.5%，取得了良好的處理效果。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高時(shí)，出現(xiàn)了污泥含水率略微升高的現(xiàn)象，從處理效果考慮，設(shè)定的運(yùn)行轉(zhuǎn)速為2500r/min。
3.4 差轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)
差轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了排料器的排料速度，其大小影響離心機(jī)的分離效果和處理能力。在進(jìn)料量恒定的情況下，差轉(zhuǎn)速增大，清液在被排出離心機(jī)前經(jīng)過(guò)的路徑將增加，但由于螺旋排料速度會(huì)加快而減少了固相部分在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，所以在獲得了更好的分離效果的同時(shí)，也降低了渣的干度。
3.5 液層深度的調(diào)整
液層調(diào)節(jié)片開(kāi)口越靠近轉(zhuǎn)鼓中心，液層越深，反之則越淺。加深液層會(huì)降低液相中的含固率，增加固相中的含水率，降低液層深度則反之。
3.6 處理量的確定
離心機(jī)的處理量是指達(dá)到分離工藝要求的懸浮液進(jìn)料流量。工藝要求不同，離心機(jī)的處理量也不同。進(jìn)料量過(guò)大，機(jī)內(nèi)渣層增厚，渣層表面的細(xì)小粒子很容易被分離液帶走，同時(shí)，因懸浮液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短，分離不充分，分離效果明顯下降。離心機(jī)處理量與進(jìn)料含固率有關(guān)，在實(shí)際運(yùn)行中若進(jìn)料量與進(jìn)料含固率出現(xiàn)偏差，極易使離心機(jī)出現(xiàn)損壞，因而在運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)料濃度和進(jìn)料量。離心機(jī)的處理量與進(jìn)料含固率存在正比關(guān)系，即進(jìn)料含固率越大，離心機(jī)的處理量越小，反之則處理量越大。另外，當(dāng)進(jìn)泥含水率偏大時(shí)，耗藥量將會(huì)驟然上升。對(duì)于LW430DE離心機(jī)組，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐可知，當(dāng)進(jìn)料含固率為2%～3%時(shí)，離心機(jī)的處理量為20～25m3/h。
4 結(jié)束語(yǔ)
（1）使用離心機(jī)對(duì)鋼鐵廠酸洗廢水進(jìn)行固液分離，不僅可克服板框壓濾機(jī)不能連續(xù)處理的缺點(diǎn)，還可避免帶式污泥脫水機(jī)操作環(huán)境差、人工勞動(dòng)強(qiáng)度高、藥劑投加量高和污泥含水率高等不足。
（2）離心機(jī)在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)根據(jù)絮凝劑與物料小試情況進(jìn)行絮凝劑的選型以及加藥點(diǎn)的選??；根據(jù)離心機(jī)處理量和處理效果來(lái)確認(rèn)離心機(jī)的各項(xiàng)分離參數(shù)，當(dāng)進(jìn)料濃度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，進(jìn)料量及離心機(jī)其它參數(shù)也要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。
（3）鋼鐵廠的酸堿洗廢水及含油廢水的物料特性比較復(fù)雜，在離心機(jī)機(jī)型的選擇、材料的配置及絮凝劑的選型等方面都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)論證。
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