離心機在鋼廠酸洗廢水處理中的應(yīng)用
行業(yè)動態(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。在金屬制品加工過程中會產(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)對其進行處理，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)。采用臥螺離心機對酸洗廢水進行固液分離，不僅具有物料適應(yīng)性好，自動化程度高，運行穩(wěn)定性好，工藝性強，耐腐蝕性好，操作環(huán)境好，安全保護裝置齊全可靠等特點，而且還具有人工勞動強度低，無異味，脫水后的污泥含水率非常低和占地面積小等優(yōu)點。
1 臥螺離心機概述
1.1 臥螺離心機的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
以LW430DE型臥螺離心機為例，該離心機主要由副電機、差速器、螺旋體、轉(zhuǎn)鼓、主軸承、機座、機罩、傳動裝置及主電機等組成。該離心機的主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑430mm，設(shè)計轉(zhuǎn)速3200r/min，分離因數(shù)2466，工作轉(zhuǎn)速3200r/min，主電機功率30kW，副電機功率7.5kW。
1.2 工作原理
酸洗廢水經(jīng)進料管和螺旋出料口進入轉(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)鼓作相對運動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)板開口流出轉(zhuǎn)鼓。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對運動（即差轉(zhuǎn)速），是通過差速器來實現(xiàn)的，其大小由副電機來控制，從而實現(xiàn)離心機對物料的連續(xù)分離過程。
2 離心機組主要配置
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、進料螺桿泵、進料電磁流量計、電動閘板閥、液壓儲泥斗、沖洗電磁閥、電動控制柜等。
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操作界面，加之以節(jié)能優(yōu)良的雙電機雙變頻恒扭矩控制等，組成了穩(wěn)定可靠的離心機電器控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用一鍵式操作，初始運行參數(shù)自動設(shè)定，整個流程按照編制好的程序自動運行，無需人為干預(yù)，實現(xiàn)真正的全自動操作。在進料過程中通過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，提高離心機對生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性，保證酸洗廢水良好的分離效果和穩(wěn)定的運行狀態(tài)，操作簡便、功能完備。
3 影響離心機分離效果的諸因素
3.1 絮凝劑的選型
聚丙烯酰胺（PAM）是一種線狀有機高分子物質(zhì)，同時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，使細顆粒形成比較大的絮團，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。因為每種絮凝劑都有適合的pH值范圍，超出其范圍就會影響絮凝效果，因此PAM藥劑的選擇對污泥脫水系統(tǒng)至關(guān)重要。根據(jù)酸洗廢水處理的特性，本文選擇了陽離子絮凝劑。
3.2 加藥點的選擇
加藥點的選擇至關(guān)重要，現(xiàn)場選取了反應(yīng)速度較快、絮團大、液較清的絮凝劑。經(jīng)兩個燒杯來回傾倒8次后發(fā)現(xiàn)絮團破碎，因此選擇加藥點為距離心機進料部位0.8m的位置。
3.3 離心機轉(zhuǎn)速的調(diào)整
離心機轉(zhuǎn)速影響離心機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)達到臨界轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速再增加，分離效果也無明顯提高。而動力消耗則成比例增加，使運行費用大幅提高，同時還會加劇設(shè)備振動，所以要根據(jù)實際情況來調(diào)整離心機轉(zhuǎn)速。測試過程中，離心機轉(zhuǎn)速以2000r/min為基礎(chǔ)，每次升高50r/min，檢測污泥含水率，以確定適合于本工程的離心機轉(zhuǎn)速。當(dāng)離心機轉(zhuǎn)速升高至2500r/min時，離心機出泥含水率低至70.5%，取得了良好的處理效果。當(dāng)離心機轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高時，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)定的運行轉(zhuǎn)速為2500r/min。
3.4 差轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)
差轉(zhuǎn)速決定了排料器的排料速度，其大小影響離心機的分離效果和處理能力。在進料量恒定的情況下，差轉(zhuǎn)速增大，清液在被排出離心機前經(jīng)過的路徑將增加，但由于螺旋排料速度會加快而減少了固相部分在離心機內(nèi)的停留時間，所以在獲得了更好的分離效果的同時，也降低了渣的干度。
3.5 液層深度的調(diào)整
液層調(diào)節(jié)片開口越靠近轉(zhuǎn)鼓中心，液層越深，反之則越淺。加深液層會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
離心機的處理量是指達到分離工藝要求的懸浮液進料流量。工藝要求不同，離心機的處理量也不同。進料量過大，機內(nèi)渣層增厚，渣層表面的細小粒子很容易被分離液帶走，同時，因懸浮液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時間過短，分離不充分，分離效果明顯下降。離心機處理量與進料含固率有關(guān)，在實際運行中若進料量與進料含固率出現(xiàn)偏差，極易使離心機出現(xiàn)損壞，因而在運行中應(yīng)嚴(yán)格控制進料濃度和進料量。離心機的處理量與進料含固率存在正比關(guān)系，即進料含固率越大，離心機的處理量越小，反之則處理量越大。另外，當(dāng)進泥含水率偏大時，耗藥量將會驟然上升。對于LW430DE離心機組，通過長時間的運行實踐可知，當(dāng)進料含固率為2%～3%時，離心機的處理量為20～25m3/h。
4 結(jié)束語
（1）使用離心機對鋼鐵廠酸洗廢水進行固液分離，不僅可克服板框壓濾機不能連續(xù)處理的缺點，還可避免帶式污泥脫水機操作環(huán)境差、人工勞動強度高、藥劑投加量高和污泥含水率高等不足。
（2）離心機在調(diào)試過程中應(yīng)根據(jù)絮凝劑與物料小試情況進行絮凝劑的選型以及加藥點的選取；根據(jù)離心機處理量和處理效果來確認離心機的各項分離參數(shù)，當(dāng)進料濃度出現(xiàn)波動時，進料量及離心機其它參數(shù)也要適當(dāng)進行調(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，在離心機機型的選擇、材料的配置及絮凝劑的選型等方面都要經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)論證。
