臥式螺旋離心機在焦化廢水處理中的應(yīng)用

臥式螺旋離心機在焦化廢水處理中的應(yīng)用

華祥 馮海軍 張國順 王廣設(shè) 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(yīng)用。通過對影響臥式螺旋離心機運行效果的關(guān)鍵因素加藥量、轉(zhuǎn)速、差數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，污泥含水率由97%下降至70%，取得了良好的效果。
    關(guān)鍵詞：離心機 焦化廢水 污泥 應(yīng)用
    0·前言
    隨著安鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，安鋼焦化廠酚氰污水處理系統(tǒng)在2009年進(jìn)行了適應(yīng)性改擴建，為了進(jìn)一步滿足擴建后焦化廢水處理后水質(zhì)的要求，改擴建時在原A/O法處理工藝流程的基礎(chǔ)上對污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行了完善，使用了一臺由阿法拉伐公司生產(chǎn)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(biāo)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(jìn)入污泥濃縮池，進(jìn)行污泥濃縮處理，污泥濃縮后用污泥泵送至煤場。由于經(jīng)污泥濃縮池后污泥含水仍在95%～97%［1］，進(jìn)入煤場后造成煤場環(huán)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(dǎo)致系統(tǒng)中污泥量增加，進(jìn)而使處理后廢水COD含量增加。為滿足生產(chǎn)及環(huán)境的要求，需對焦化廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥做進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(tǒng)等構(gòu)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(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)速略低的螺旋和差速器等部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

           
    當(dāng)污泥進(jìn)入離心機轉(zhuǎn)鼓腔后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)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(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固環(huán)層;而水的密度較小，離心力也小，只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液環(huán)層［2］。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速不同，二者存在一定的轉(zhuǎn)速差，因此螺旋將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的污泥推向轉(zhuǎn)鼓小端出口處排出，分離出的分離液從轉(zhuǎn)鼓的另一端排出。差速器的作用是使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間形成一定的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(yīng)用
    3．1調(diào)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(jīng)12 h～24 h濃縮后，進(jìn)入臥式螺旋離心機進(jìn)行污泥脫水。在實際運行中，必須通過調(diào)整進(jìn)入離心機的污泥量，來保證離心機的脫水效果，當(dāng)進(jìn)泥流量達(dá)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(fù)荷時，會造成泥餅含水率增加，上清液帶泥增多，此時應(yīng)該減少進(jìn)泥流量，使離心機脫出的上清液清澈。但進(jìn)泥量過小，將造成能耗的浪費。根據(jù)設(shè)計要求離心機每天工作8 h，設(shè)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(shè)定為18 m3/h。
    3．2穩(wěn)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(zhuǎn)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(jù)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(jīng)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(wěn)定，因此采取了全自動絮凝劑制備投加裝置。
    3．3降低轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
    增加離心機的轉(zhuǎn)速，可以使作用在污泥上的離心力相應(yīng)增加，使污泥進(jìn)一步脫水。但如果作用力太大，會導(dǎo)致污泥絮體分解破碎，反而影響脫水效果;而且隨著轉(zhuǎn)速的增加，設(shè)備的機械磨損也會增大。型號為ALDEC45的離心機最大轉(zhuǎn)速為4200 rpm，根據(jù)實際運行效果，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與螺旋轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間的相對轉(zhuǎn)速，增加或減小“差速”，可以改變污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間。當(dāng)進(jìn)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(jīng)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(jù)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(diào)節(jié)堰板高度
    臥螺離心機在進(jìn)行污泥脫水時，在離心力的作用下在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)會形成固環(huán)層、液環(huán)層。通過調(diào)節(jié)堰板的高度可以調(diào)整離心機的液環(huán)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(diào)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(dǎo)致離心機不平衡，從而使離心機產(chǎn)生劇烈振動。
    4·應(yīng)用效果
    1)采用臥式螺旋離心機進(jìn)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(jìn)行成型配煤，降低了生產(chǎn)成本。

             
    2)采用臥式螺旋離心機進(jìn)行污泥脫水后，生化處理后廢水水質(zhì)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(xiàn)廢水零排放奠定了良好的基礎(chǔ)。
    3)采用臥式螺旋離心機進(jìn)行污泥脫水后，作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境得到了明顯的改善，社會效益及環(huán)保效益十分明顯。
    5·結(jié)語
    ALDEC45型臥式螺旋離心機在安鋼焦化廠廢水處理中經(jīng)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(zhì)，有效的改善了現(xiàn)場環(huán)境，且設(shè)備運行穩(wěn)定，操作方便，運行費用低。因此，臥式螺旋離心機應(yīng)用于焦化廢水處理行業(yè)具有良好的推廣意義。
6·參考文獻(xiàn)
［1］佟玉衡．實用廢水處理技術(shù)．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998:265－267．
［2］譚天恩，麥??酰?』芻???ぴ?恚?本?化學(xué)工業(yè)出版社，2002:113－115．