臥螺離心機(jī)在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的應(yīng)用

                                      于勝輝

    介紹了中鋁山東分公司循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)的概況，重點(diǎn)論述了臥螺離心機(jī)在污泥脫水處理中的運(yùn)行管理，簡(jiǎn)要分析了試運(yùn)行期間遇到的問題及解決方法，并討論了臥螺離心機(jī)的重要作用。

    循環(huán)水污泥系統(tǒng)概況

    中國(guó)鋁業(yè)山東分公司循環(huán)水系統(tǒng)主要承擔(dān)著氧化鋁廠（燒結(jié)法）、化學(xué)品氧化鋁公司等生產(chǎn)單位各工序排水的沉淀處理、冷卻降溫和循環(huán)供應(yīng)任務(wù)。

    循環(huán)水污水處理系統(tǒng)主要包括水處理西站、水處理東站、大泵房（蒸發(fā)循環(huán)水）三個(gè)子系統(tǒng)，處理工藝為傳統(tǒng)污水處理方法。因各生產(chǎn)崗位排水復(fù)雜，回水水質(zhì)和水量時(shí)常變化，其中水處理西站日處理污水量為 2.5萬m3～3萬m 3，水處理東站日處理污水量為2.5萬m 3 ～3萬m 3 ，大泵房系統(tǒng)日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16萬m3～20萬m3。循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)包括重力濃縮處理及機(jī)械脫水處理（臥螺離心機(jī)），因來泥為各污水處理設(shè)施排泥，污水本身水質(zhì)變化較大，所以污泥性質(zhì)不穩(wěn)定。其中，重力濃縮日處理量為2500m3～7200m3，離心機(jī)日處理量約為360m3～960m3。

    離心機(jī)在試驗(yàn)和試運(yùn)行期間的運(yùn)行情況

    1.臥螺離心機(jī)的技術(shù)參數(shù)及工作原理。公司采用的是上海市離心機(jī)械研究所 生產(chǎn)的LW530×2270NY型臥式螺旋卸料 沉降離心機(jī)。該離心機(jī)具有輸出扭矩大， 差速自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，推料功率自動(dòng)補(bǔ)償， 不易發(fā)生堵料情況，分離效率高的特點(diǎn)。 主要技術(shù)參數(shù)為轉(zhuǎn)鼓直徑530mm； 轉(zhuǎn)鼓有效工作長(zhǎng)度2270mm；最大分離因 素2200g；錐角2×8o；轉(zhuǎn)鼓與螺旋差轉(zhuǎn)速 2～16r/min；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速0～2700r/min 無級(jí)可調(diào)；懸浮液處理能力15～40m 3 /h； 電機(jī)功率37kW；螺旋形式為單頭、左旋、 超前；轉(zhuǎn)鼓形式：圓柱-圓錐形；溢流板 直徑為Ф283、Ф288.5、Ф294、Ф299.5 四檔可調(diào)。

    工作原理是通過轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速 △n實(shí)現(xiàn)固液的高效分離。

    2.試驗(yàn)期間運(yùn)行分析。2008年10月底，公司選用上海離心機(jī)械研究所的車 載LW350型臥螺離心機(jī)對(duì)循環(huán)水污泥進(jìn)行了定性試驗(yàn)，LW350型離心機(jī)的主要 參數(shù)為螺旋差速2～20r/min、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 3700r/min、電機(jī)功率15kW。絮凝劑選用 濃度為1.5‰的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。從運(yùn)行數(shù)據(jù)可以得出：

    （1）在污泥參數(shù)基本相同的情況，差速越大，泥餅在離心機(jī)中停留時(shí)間也越短，泥餅含固率越低，相應(yīng)的固體回收率也越低。

    （2）對(duì)比第2組和第3組數(shù)據(jù)，在離心機(jī)參數(shù)及污泥固體總量一定時(shí)，加絮凝劑調(diào)節(jié)后，濾液濁度明顯降低，固體回收率提高了20%，脫水性能得到改善。

    （3）因污泥黏度小、堿性大，絮凝劑的用量較多，按進(jìn)機(jī)污泥與加藥瞬時(shí)流 量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，假設(shè)進(jìn)機(jī)污泥性質(zhì)穩(wěn)定，連續(xù)運(yùn)行下，日均消耗1.5‰的絮凝劑 約0.128kg/m3(泥)，加藥成本為5.1元/m3(泥)（絮凝劑按40元/kg計(jì)）。 3.試運(yùn)行分析。2009年4月24日，新建臥螺離心機(jī)項(xiàng)目投入試運(yùn)行。

    因前期試驗(yàn)時(shí)加絮凝劑成本太高，且公司循環(huán)水污泥為無機(jī)污泥，成分復(fù)雜多變，泥沙含量大，同時(shí)含有鋁、鐵、鈣、鈉、鉀等金屬離子，黏性小，堿度大，懸浮物含量高，所以項(xiàng)目沒有安裝加藥系統(tǒng)。試運(yùn)行期間，進(jìn)機(jī)污泥參數(shù)變化不大，離心機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)基本保持為污泥流量 20m3/h、差速8r/min、轉(zhuǎn)速1800r/min、主機(jī)電流30A,試運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。

    根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知，離心機(jī)參數(shù)一定時(shí)，泥餅含固率隨污泥濃度的升高而降 低;在不加絮凝劑的情況下，泥餅含固率 均大于50%，相應(yīng)的固體回收率約為60% 左右，每天外送干泥約20噸;脫水處理后 的濾液濁度太高，因離心機(jī)的分離范圍有 限，大量的小顆粒在沒有絮凝劑的作用下 不能有效地脫除，溢流到下水道后進(jìn)入污 水處理系統(tǒng)，直接影響了循環(huán)水的水質(zhì)（循環(huán)水供水主要控制濁度）。

    問題分析及優(yōu)化方案的選擇

    1.絮凝劑的取舍。因污泥本身濁度較高、固體顆粒比重小且屬于難分離物料， 絮凝劑的投加量會(huì)很大，同時(shí)形成的絮團(tuán) 強(qiáng)度不夠，在重力濃縮階段加入絮凝劑可 以極大地減少進(jìn)離心機(jī)的污泥量，但是進(jìn) 入攪拌槽后，在連續(xù)強(qiáng)力攪拌下，絮團(tuán)極 易破碎，容易造成后續(xù)投加絮凝劑過量。 投加絮凝劑成本太高，不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

    2.改變離心機(jī)濾液排放流程。流程改 造方案為將濾液收集到溢流水箱，通過溢 流水泵排至16米沉降槽。

    3.優(yōu)化重力濃縮處理流程。在機(jī)械脫 水前，有兩級(jí)重力濃縮處理設(shè)施，水處理西站的排泥連續(xù)且泥量較多，經(jīng)過16米沉 降槽一級(jí)濃縮處理后，進(jìn)入3#、4#濃縮槽 進(jìn)行二級(jí)濃縮處理，且大泵房系統(tǒng)的排泥 間斷性進(jìn)入3#、4#濃縮槽。

為最大限度利用兩級(jí)重力濃縮處理設(shè) 施，改變運(yùn)行方式為在大泵房不排泥時(shí)， 16米沉降槽底流排泥量為50m3/h；大泵 房排泥時(shí)，大泵房排泥量限定為20m3/h、 16米沉降槽底流排泥量為30m3/h。因?yàn)?nbsp;大泵房處理蒸發(fā)循環(huán)水，水源較少，水處 理西站回水復(fù)雜，外來水源較多，沉淀池 中污泥量較多，所以應(yīng)壓低大泵房的排泥， 壓低總排泥量，延長(zhǎng)污泥在濃縮槽內(nèi)的停 留時(shí)間（12～16小時(shí)）。這樣不僅可以保 證濃縮槽的溢流水質(zhì)，確保污泥的有效濃 縮時(shí)間，盡可能降低污泥中的空隙水，提 高進(jìn)離心機(jī)的污泥含固率。同時(shí)可以減少 進(jìn)機(jī)泥沙含量，降低濾液的含固率，進(jìn)而 確保離心機(jī)的機(jī)動(dòng)平衡。

    4.合理化離心機(jī)運(yùn)行參數(shù)。在參數(shù)的 摸索調(diào)節(jié)中，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速過大會(huì)造成離心機(jī)本 體的磨損和增加動(dòng)力消耗，轉(zhuǎn)速過小，達(dá)不 到處理效果，在前期運(yùn)行轉(zhuǎn)速1800r/min的 情況下，適當(dāng)調(diào)節(jié)到2100～2500r/min范 圍內(nèi)；同時(shí)結(jié)合污泥含固率的減少和物料 的難分離特性，將差速由前期的8r/min降 低到2.5～6r/min范圍內(nèi)，延長(zhǎng)固體顆粒 在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間。調(diào)節(jié)后運(yùn)行數(shù)據(jù)見 表3（選擇上午8時(shí)數(shù)據(jù)）。

    階段性效果及下一步運(yùn)行要點(diǎn)

    1.階段性效果。結(jié)合表3的運(yùn)行數(shù)據(jù) 可以看出，隨著進(jìn)機(jī)污泥含固率的降低， 通過適當(dāng)增加轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和減小差速，經(jīng) 過離心脫水后的濾液液固比基本保持在 80:1，泥餅含固率在48%左右，但相應(yīng)的 固體回收率低于50%。

表4為5月底每天的輸送泵外排污泥 量。由表4數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)階段日均外排泥量為103/8=12.9m3，循環(huán)水系統(tǒng)日均可 減少43.98/8=5.5t干泥，從根本上可確保 循環(huán)水的供水水質(zhì)。

    2.下一步離心機(jī)的運(yùn)行要點(diǎn)。

    （1）以設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為出發(fā)點(diǎn)， 在保證泥餅含固率的基礎(chǔ)上，調(diào)高溢流板 的直徑，適度降低差速，合理控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn) 速，盡量減少濾液含固率，提高固體回收 率，通過有計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)尋找離心機(jī)的最佳 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)，并設(shè)計(jì)出不同條件下的差速 變化曲線，指導(dǎo)離心機(jī)的運(yùn)行。

    （2）繼續(xù)摸索重力濃縮處理系統(tǒng)的運(yùn)行，結(jié)合進(jìn)機(jī)污泥含固率持續(xù)低值的現(xiàn)狀，間斷運(yùn)行排泥，即縮短排泥時(shí)間，增加排 泥頻次，延長(zhǎng)污泥的濃縮時(shí)間，減少進(jìn)離心機(jī)污泥的泥沙含量，保證進(jìn)離心機(jī)的污泥具有較高濃度,確保離心機(jī)充分發(fā)揮脫水性能。

    （3）加強(qiáng)離心機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，形成一套嚴(yán)格有效的管理制度，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備或關(guān)鍵部件進(jìn)行定期維護(hù)，確保系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀態(tài)。（作者單位：中國(guó)鋁業(yè)山東分公司）