螺旋沉降離心機(jī)在污泥脫水裝置上的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 概況
撫順石化公司石油三廠，現(xiàn)有生產(chǎn)裝置30套，原油加工能力120萬t/a。主要產(chǎn)品有石腦油、汽油、柴油、噴氣燃料油、潤(rùn)滑油等40多種。另外，可生產(chǎn)110余種催化劑產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中，每天污水排放量達(dá)1.3萬t。在污水處理過程中產(chǎn)生的池底泥、油泥、浮渣約1600m3/a（含水率99.8%），這些油泥若得不到及時(shí)處理大量積聚，將嚴(yán)重影響污水處理的水質(zhì)和環(huán)境。
該廠于1991年興建了一座曬泥池，又于1993年興建了一套污泥脫水裝置，其工藝是高位濃縮——機(jī)械離心脫水，此裝置一直未開起來。該廠于1994年購(gòu)進(jìn)了解放軍第4819廠生產(chǎn)的LWD430型臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，1995年4月經(jīng)調(diào)試后，1995年6月轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運(yùn)行。
2 離心機(jī)的技術(shù)性能
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速器等組成。轉(zhuǎn)鼓作高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過差速器傳動(dòng)，與轉(zhuǎn)鼓作同向高速旋轉(zhuǎn)，螺旋轉(zhuǎn)速稍快于轉(zhuǎn)鼓。操作時(shí)，物料由進(jìn)料管加到螺旋內(nèi)筒的加料室，被加速后經(jīng)加料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓。物料隨轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)，并向轉(zhuǎn)鼓大端流動(dòng)，在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)作用下，料漿中的固相與液相因密度不同而分層，固體粒子密度較大，在隨液體流動(dòng)的過程中沉降至轉(zhuǎn)鼓壁，形成沉渣，被螺旋推向轉(zhuǎn)鼓小端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓圓錐段脫水后至排渣口排出。較輕的液相集中于環(huán)狀料層的內(nèi)側(cè)，成為澄清的分離液，由轉(zhuǎn)鼓大端的排水口排出，完成固液分離。
螺旋沉降離心機(jī)是利用固液相的密度差來實(shí)現(xiàn)分離的，與過濾式離心機(jī)的分離機(jī)理不同。適宜的被分離物料狀況通常為：固、液相密度差0.05kg/dm3，固相粒度范圍2μm～1.0mm，其分離因數(shù)（F=rw2/g）小于6000，一般為2000～4000。
3 污泥脫水裝置工藝流程
污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的污泥主要是油泥、浮渣及剩余活性污泥，簡(jiǎn)稱“三泥”。其含油量、泥砂及有機(jī)污染物含量較高。這些污泥從污水處理構(gòu)筑物依靠重力定期排至污泥池，然后經(jīng)污泥泵送至高位濃縮罐沉降脫水后，進(jìn)入過濾器濾去大顆粒泥砂，再經(jīng)投加絮凝劑后定量送入沉降離心機(jī)。
4 LWD-430型離心機(jī)試運(yùn)效果
污泥離心脫水裝置經(jīng)試運(yùn)證明，基本上達(dá)到了該機(jī)的設(shè)計(jì)要求，設(shè)備運(yùn)行狀況及脫水情況均取得了良好效果。
5 影響離心機(jī)分離效果的因素
5.1 工藝參數(shù)
5.1.1 進(jìn)料量的影響
根據(jù)物料性質(zhì)，適當(dāng)控制進(jìn)料量，可獲得較好的分離效果。進(jìn)料量越大，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)分離的時(shí)間越短，固體回收率越低，分離效果越差。反之，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留的時(shí)間長(zhǎng)一些，液相中的固相顆粒分離出來進(jìn)入沉渣的就多些，沉渣受離心力擠壓時(shí)間長(zhǎng)就會(huì)更密實(shí)些，有利于改善分離效果。同時(shí)，進(jìn)料量還受螺旋排渣量的限制，進(jìn)料量過大時(shí)，進(jìn)料含固率太高，排渣太干，甚至被分離出的泥渣將無法及時(shí)排出，而引起轉(zhuǎn)鼓堵塞，造成卸料困難，控制器將自動(dòng)報(bào)警。
5.1.2 物料固體特性的影響
固體顆粒越大，則越易分離。但顆粒過大是不適宜的，因?yàn)檗D(zhuǎn)鼓與螺旋之間的間隙約為0.5mm，顆粒過大會(huì)造成機(jī)械磨損，影響設(shè)備使用壽命。固體粒度過小，則很難分離，固相與液相的密度差越大則分離效果越好。
離心機(jī)在分離過程中主要技術(shù)參數(shù)是物料的沉降速度，沉降速度越大，分離效果越好，生產(chǎn)能力也越大，物料經(jīng)高位濃縮罐將含水率通?？刂圃?/span>98%左右，當(dāng)物料含水率＜96.5%時(shí)，可加水稀釋。
5.1.3 投加絮凝劑的影響
投加絮凝劑（2‰陽離子聚丙烯酰胺）可以加強(qiáng)固相物結(jié)構(gòu)，當(dāng)固相污泥具有疏水性質(zhì)，投加絮凝劑則可使泥渣含水率降低。反之，若為親水性物質(zhì)，則泥渣含水率高。離心脫水采用高分子有機(jī)藥劑可提高分離效果。
試運(yùn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加藥量不變，物料處理量增大，沉渣含水率增大，分離液水質(zhì)變差，固相回收率低；當(dāng)處理量減小，分離液的水質(zhì)較好，固相回收率較高。當(dāng)物料處理量不變時(shí)，減少加藥量，沉渣含水率增加。若增加投藥量，情況則相反。標(biāo)定時(shí)投藥濃度按2‰配制，投藥量為300～400L/h。
5.2 運(yùn)行參數(shù)
5.2.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)數(shù)
轉(zhuǎn)速越高，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的離心力越大，分離因數(shù)（F=rw2/g）越大，分離效果越好，但隨著轉(zhuǎn)速的提高，振動(dòng)頻率也大幅度增高，同時(shí)噪音也明顯增大，轉(zhuǎn)速一般控制在1800～2000r/min為宜。
5.2.2 螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速差
污泥的輸送是依靠轉(zhuǎn)鼓與輸送器之間的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行的（△n=n1-nG=nG·轉(zhuǎn)速差）。轉(zhuǎn)速差越高，渣出來的越快，排出量越大，即處理量越大，渣越干（含水率低），螺旋力矩則越大。
5.2.3 液層深度
液層深度可通過轉(zhuǎn)鼓末端的溢流擋板來進(jìn)行調(diào)整。液層深度增加，停留時(shí)間延長(zhǎng)。岸區(qū)（錐體區(qū)）相對(duì)縮短，固體回收率提高，但泥渣含水率增加，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)對(duì)固相泥渣含水率和分離液中含固率的要求，合理調(diào)整溢流擋板。
6 結(jié)論
（1）臥式螺旋沉降離心機(jī)具有自動(dòng)化程度高，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、占地面積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
（2）該機(jī)進(jìn)料、分離、卸料等工序在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單省力。
（3）生產(chǎn)能力大，且不受氣候溫度的影響。
（4）密封性能好，進(jìn)料、分離、卸料均為密閉進(jìn)行，保證了操作現(xiàn)場(chǎng)的整潔，減輕了環(huán)境的二次污染。
（5）噪音小，操作現(xiàn)場(chǎng)81dB，由于工人在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)間短，故81dB影響不大。不用耗資建消聲措施。
（6）在“三泥”處理中，對(duì)適應(yīng)的物料范圍廣，但對(duì)含油較多的污泥，絮凝劑的種類及投加量應(yīng)選擇適當(dāng)可達(dá)到較好的效果。
LWD-430型臥螺離心機(jī)通過試車，標(biāo)定后，可將含水率98.5%的“三泥”脫水至75%～78%，沉渣量為0.4～0.6t/h，而且分離液對(duì)污水處理裝置沖擊也不大，所以LWD-430型臥螺離心機(jī)適合于煉廠“三泥”脫水，并且能連續(xù)操作、分離能力大，是一種很有前景的分離設(shè)備。
