臥式螺旋離心機在焦化廢水處理中的應用

華祥 馮海軍 張國順 王廣設 曹慶華

 (安陽鋼鐵股份有限公司)

摘要：闡述了臥式螺旋離心機污泥脫水的流程及原理，介紹了臥式螺旋離心機在焦化廢水處理中的具體應用。通過對影響臥式螺旋離心機運行效果的關鍵因素加藥量、轉速、差數等進行優化，污泥含水率由97%下降至70%，取得了良好的效果。
    關鍵詞：離心機 焦化廢水 污泥 應用
    0·前言
    隨著安鋼生產規模的不斷擴大，安鋼焦化廠酚氰污水處理系統在2009年進行了適應性改擴建，為了進一步滿足擴建后焦化廢水處理后水質的要求，改擴建時在原A/O法處理工藝流程的基礎上對污泥脫水系統進行了完善，使用了一臺由阿法拉伐公司生產的型號為ALDEC45的臥式螺旋卸料離心機，該臥式螺旋離心機的使用有效地解決污泥脫除困難的問題，處理后焦化廢水指標得到了明顯的改善。
    1·原工藝概況
    焦化酚氰污水工序原有污泥脫水工藝中剩余污泥進入污泥濃縮池，進行污泥濃縮處理，污泥濃縮后用污泥泵送至煤場。由于經污泥濃縮池后污泥含水仍在95%～97%［1］，進入煤場后造成煤場環境差，一定程度上增加了配合煤的水分;同時由于操作不便，使污泥不能及時排出，導致系統中污泥量增加，進而使處理后廢水COD含量增加。為滿足生產及環境的要求，需對焦化廢水處理過程中產生的污泥做進一步的脫水處理，為此，改造時在焦化廢水處理中采用了臥式螺旋離心機對污泥進行機械脫水。
    2·臥式螺旋離心機脫水原理
    2．1臥式螺旋離心機脫水流程
    臥式螺旋離心污泥脫水機組主要由臥螺離心機、全自動絮凝劑制備投加裝置、進泥泵、加藥泵、螺旋污泥輸送機、流量計、電磁閥和全自動控制系統等構成。其流程如圖1所示。

             
    2．2臥式螺旋離心機脫水原理
    臥式螺旋離心機主要由高速旋轉的轉鼓，與轉鼓轉向相同轉速略低的螺旋和差速器等部件組成，其結構如圖2所示。

           
    當污泥進入離心機轉鼓腔后，高速旋轉的轉鼓產生強大的離心力，污泥顆粒由于密度大，離心力也大，因此污泥被甩貼在轉鼓內壁上，形成固環層;而水的密度較小，離心力也小，只能在固環層內側形成液環層［2］。由于螺旋和轉鼓的轉速不同，二者存在一定的轉速差，因此螺旋將沉積在轉鼓內壁的污泥推向轉鼓小端出口處排出，分離出的分離液從轉鼓的另一端排出。差速器的作用是使轉鼓和螺旋之間形成一定的轉速差。污泥中投加絮凝劑，可以使分散的污泥顆粒聚集，從而產生較大的絮凝體，以加速泥水分離。
    3·臥式螺離心機在焦化廢水處理中的具體應用
    3．1調整污泥處理量
    來自二沉池及混凝沉淀池的污泥共計360 m3/d，經12 h～24 h濃縮后，進入臥式螺旋離心機進行污泥脫水。在實際運行中，必須通過調整進入離心機的污泥量，來保證離心機的脫水效果，當進泥流量達到一定程度，所帶入的懸浮物含量超過了離心機所能承受的負荷時，會造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多，此時應該減少進泥流量，使離心機脫出的上清液清澈。但進泥量過小，將造成能耗的浪費。根據設計要求離心機每天工作8 h，設計處理量為15 m3/h～20 m3/h，為保證離心機的正常運行，又能滿足污泥脫水后的要求，在運行中將離心機的處理量設定為18 m3/h。
    3．2穩定絮凝劑投加量
    為了保證離心機的脫水效果，需要在離心機轉鼓的入口處投加聚丙烯酰胺高分子絮凝藥劑，絮凝劑的投加量是根據處理量及藥劑投加濃度而定的，一般要求藥劑投加濃度為0．1%，投加量為3 mg/L，經計算每天投加的聚丙烯酰胺為8．6 kg，而且絮凝劑的投加必須均衡、穩定，因此采取了全自動絮凝劑制備投加裝置。
    3．3降低轉鼓轉速
    增加離心機的轉速，可以使作用在污泥上的離心力相應增加，使污泥進一步脫水。但如果作用力太大，會導致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果;而且隨著轉速的增加，設備的機械磨損也會增大。型號為ALDEC45的離心機最大轉速為4200 rpm，根據實際運行效果，調節轉鼓轉速在2900 r/min時分離效果最好，上清液含泥少，而且污泥含水率在70%左右。
    3．4合理控制差速
    “差速”是離心機轉鼓轉速與螺旋轉速之差，即兩者之間的相對轉速，增加或減小“差速”，可以改變污泥在轉鼓內的停留時間。當進泥量一定時，差速比較低時，污泥在離心機中停留時間較長，脫水后的污泥含水量會更少，上清液渾濁，處理能力也比較低;反之，差速比較高時，污泥在離心機中停留時間較短，脫水后的污泥含水量會更大，但處理能力比較高;同時，經離心機甩干的污泥及時被螺旋推出，固體回收率會大幅度增加，上清液更清。因此，根據我廠處理的實際情況將離心機的差速控制在5～5．5之間。
    3．5調節堰板高度
    臥螺離心機在進行污泥脫水時，在離心力的作用下在轉鼓內會形成固環層、液環層。通過調節堰板的高度可以調整離心機的液環層厚度，增大堰板直徑，液層厚度增大，則易得到更為清澈的分離液體，相反分離后液體比較渾濁。同時調整液位擋板的高度時，必須確保所有的液位擋板都在相同的高度上，否則將會導致離心機不平衡，從而使離心機產生劇烈振動。
    4·應用效果
    1)采用臥式螺旋離心機進行污泥脫水后，脫水后污泥含水率可降低至70%左右(見表1)，污泥得到了有效地回收，脫水后的污泥送至煤廠進行成型配煤，降低了生產成本。

             
    2)采用臥式螺旋離心機進行污泥脫水后，生化處理后廢水水質得到了明顯的改善，其中懸浮物及COD明顯的降低，為公司實現廢水零排放奠定了良好的基礎。
    3)采用臥式螺旋離心機進行污泥脫水后，作業現場環境得到了明顯的改善，社會效益及環保效益十分明顯。
    5·結語
    ALDEC45型臥式螺旋離心機在安鋼焦化廠廢水處理中經過兩年多的使用，污泥脫水效果良好，一定程度上提高了處理后廢水水質，有效的改善了現場環境，且設備運行穩定，操作方便，運行費用低。因此，臥式螺旋離心機應用于焦化廢水處理行業具有良好的推廣意義。
6·參考文獻
［1］佟玉衡．實用廢水處理技術．北京:化學工業出版社，1998:265－267．
［2］譚天恩，麥??酰?』芻???ぴ?恚?本?化學工業出版社，2002:113－115．