王保軍

（海申機(jī)電總廠（象山））

離心機(jī)在鋼廠酸洗廢水處理中的應(yīng)用

王保軍*

（海申機(jī)電總廠（象山））

以離心機(jī)在鋼鐵廠處理酸洗廢水為實(shí)例，詳細(xì)論述了在酸洗廢水處理過程中離心機(jī)的配置、工作原理以及影響離心機(jī)分離效果的諸因素等。

臥螺離心機(jī) 酸洗廢水 絮凝劑 過濾 污泥 含水率

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(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，如圖1所示。該離心（脫水）機(jī)的主要參數(shù)如表1所示。

圖1 離心機(jī)結(jié)構(gòu)

表1 離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

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），是通過差速器來實(shí)現(xiàn)的，其大小由副電機(jī)來控制，從而實(shí)現(xiàn)離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離過程。

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)、加藥裝置、加藥螺桿泵、加藥電磁流量計(jì)、電動(dòng)閘板閥、液壓儲(chǔ)泥斗、沖洗電磁閥、自動(dòng)控制柜等，如圖2所示。

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)用最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)。控制系統(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，無需人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)操作。在進(jìn)料過程中通過恒力矩與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)酸性廢水處理的特性，本文選擇了陽離子絮凝劑。

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0.8 m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，分離效果就越好。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)際情況來調(diào)整離心機(jī)轉(zhuǎn)速。測(cè)試過程中，離心機(jī)轉(zhuǎn)速以2 000 r/min為基礎(chǔ)，每次升高50 r/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。調(diào)試情況如圖3所示。由圖3可知，當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速升高至2 500 r/min時(shí)，離心機(jī)出泥含水率最低為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)定的最佳運(yùn)行轉(zhuǎn)速為2 500 r/min。

圖2 離心機(jī)組系統(tǒng)配置

圖3 不同轉(zhuǎn)速下污泥含水率

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)片開口越靠近轉(zhuǎn)鼓中心，液層越深，反之即越淺。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)到分離工藝要求的最大的懸浮液進(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)料濃度與進(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)的最佳處理量為20～25 m3/h。

4 結(jié)束語

（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)的選取；根據(jù)離心機(jī)處理量和處理效果來確認(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)過嚴(yán)格的科學(xué)論證。

[1]李強(qiáng).離心機(jī)在藍(lán)藻處理領(lǐng)域中的應(yīng)用 [J].水工業(yè)市場(chǎng)， 2012（5）： 54-57.

[2]薛紅梅.污泥離心脫水機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) [J].中國(guó)給水排水， 2009， 25（6）：90-92.

Application of Centrifuge in Treatment of Pickling Waste Water from Steel Plant

Wang Baojun

Taking centrifuge treatment of pickling waste water in steel plant as an example,the configuration,working principle and influencing factors of centrifuge separation in the process of pickling waste water treatment are discussed in detail.

Decanter centrifuger;Pickling waste water;Flocculant;Filtration;Sludge;Rate of water content

TQ 051.8+4

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.10.005

*王保軍，男，1980年生，工程師。寧波市，315718。

2017-07-14）