臥螺離心機(jī)在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的應(yīng)用

1、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(wèn)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(wàn)m33萬(wàn)m3，水處理東站日處理污水量為2.5

2、萬(wàn)m33萬(wàn)m3，大泵房系統(tǒng)日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16萬(wàn)m320萬(wàn)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(lái)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2500m37200m3，離心機(jī)日處理量約為360m3960m3。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

3、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216r/min；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速02700r/min無(wú)級(jí)可調(diào)；懸浮液處理能力1540m3/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283、288.5、294、299.5四檔可調(diào)。工作原理是通過(guò)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。2022年10月底，公司選用上海離心機(jī)械研究所的車(chē)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220r/min、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速3700r/min、電機(jī)功率15kW。絮凝劑選用濃度為1

4、.5的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)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。2022年4月24日，新建臥螺離心機(jī)項(xiàng)目投入

5、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(wú)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(méi)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(jiàn)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(méi)有絮凝劑的作用下不能

6、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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)1

7、6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)榇蟊梅刻幚碚舭l(fā)循環(huán)水，水源較少，水處理西站回水復(fù)雜，外來(lái)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（1216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)

8、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(guò)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(guò)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21002500r/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2.56r/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(jiàn)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(guò)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和減小差速，經(jīng)過(guò)離心脫水后的濾液液固比基本保

9、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(guò)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