汪學杰1,鄭春生1,曹金紅2
(1.丹東北方環保工程有限公司,遼寧丹東 118000; 2.遼東學院機電學院,遼寧丹東 118003)
(1.丹東北方環保工程有限公司,遼寧丹東 118000; 2.遼東學院機電學院,遼寧丹東 118003)
摘 要:傳統的連鑄濁環污泥處理系統中通常都采用板框壓濾機作為脫水設備。這類脫水設備在生產中存在許多問題,如:泥餅含固率平均值較低,一般只有40% ~50%,濾布容易磨損和堵塞,需經常更換,管理和維修成本高,生產效率低,經常出現污水泄露和噴濺導致操作間環境較差等。針對上述問題,將脫水設備改造成臥螺離心機并配套相關設備后,運行情況良好,泥餅含固率可達60%以上,管理維修簡便,結構緊湊,占地面積約為板框壓濾機的三分之一,無污染。獲得了良好的經濟效益和環保效益。
關鍵詞:連鑄濁環水;板框壓濾機;臥螺離心機;污泥處理系統
中圖分類號:X703 文獻標志碼:A 文章編號:1673-4939 (2010) 04-0325-03連鑄濁環水主要包括鑄坯二次冷卻水、輥道冷卻水、鑄坯切割機冷卻水、渣粒花水,該系統中含有大量氧化鐵皮和少量浮油。連鑄濁環水在生產過程中自流入旋流井,經旋流井去除大部分氧化鐵皮,旋流井出水經泵提升至化學除油器,同時投加絮凝劑及油絮劑進行充分攪拌混合反應后,由濃縮機進行固液分離,上清液自流至濁循環熱水池,底泥利用靜壓排至污泥處理系統。在污泥處理系統中,國內傳統工藝在處理這類廢水時,通常都采用板框壓濾機作為脫水設備[1, 2]。但板框壓濾機在處理這種廢水時因泥漿中含油量大,濾布經常磨損和堵塞,需高壓水不斷沖刷;沖洗水量大、勞動強度高;另外板框式壓濾機為間斷式運行,生產效率低下,操作間環境較差,過濾機械都是開放設備,避免不了異味的散發,有二次污染等缺點[3]。
在新疆八鋼煉鋼工程的板坯連鑄濁環水污泥處理系統中由于采用了傳統的板框壓濾機出現了上述問題,筆者對其污泥處理系統進行了改造,采用臥螺離心機來替代板框壓濾機[4-6],并為整個污泥處理系統配套絮凝劑投配系統及污泥進料系統等相關設備。
1、污泥處理系統的工藝流程
如圖1所示,污泥處理系統由絮凝劑投配系統(FY系列粉/粒自動定量加藥裝置、稀釋水裝置、加藥螺桿泵、閥門、管道)、污泥進料系統(污泥切割機、污泥進料泵、電磁流量計、閥門、管道)、臥螺離心機等組成。
連鑄濁環水經旋流井、化學除油器、濃縮機進入污泥池。待處理污泥經污泥切割機打碎后,由污泥進料泵輸入臥螺離心機,同時在臥螺離心機進料口前由絮凝劑投配系統將絮凝劑加入污泥管道中。經臥螺離心機脫水后的泥餅由螺旋輸送機輸送至泥斗或車上,而分離液則排回原污水處理系統進行二次處理。污泥量和絮凝劑用量分別由電磁流量計計量。
2、臥螺離心機
2. 1 組成
如圖2所示,臥螺離心機主要由行星差速器,主軸承,錐形轉鼓,螺旋推料器,機殼和機架等零部件組成。轉鼓通過主軸承水平安裝在機架上,并通過聯接法蘭與差速器外殼相連。螺旋推料器通過軸承同心安裝在轉鼓內,并通過花鍵與差速器輸出軸相連。
2、臥螺離心機
2. 1 組成
如圖2所示,臥螺離心機主要由行星差速器,主軸承,錐形轉鼓,螺旋推料器,機殼和機架等零部件組成。轉鼓通過主軸承水平安裝在機架上,并通過聯接法蘭與差速器外殼相連。螺旋推料器通過軸承同心安裝在轉鼓內,并通過花鍵與差速器輸出軸相連。
2. 2 工作原理
在電機拖動下,轉鼓帶動差速器外殼旋轉,由于差速器的變速作用,螺旋推料器以一定的差速(超前或滯后)與轉鼓同向旋轉。依靠固液兩相的重度差,在離心力的作用下,轉鼓內的懸浮液很快分成兩相,比重大的固相沉積在轉鼓內壁,在螺旋推料器的作用下,沉渣被推送到錐段進一步脫水后,從轉鼓小端的排渣口推出,比重小的液相分離液從轉鼓大端溢流孔排出。
2. 3 技術參數
1)轉鼓大端內徑: 350 mm;轉鼓有效工作長度: 1 550 mm;轉鼓最高轉速: 3 700 r/min無級變頻調速;電機功率:主電機15 kW ;液壓電機7. 5 kW。
2)轉鼓與螺旋差轉速: 1~20 r/min無級變頻調速;采用大扭矩差速器,螺旋輸出扭矩大,推料功率自動監控,不易賭料;并可停機排渣,維護方便。
3)轉鼓、螺旋重要部位特殊耐磨處理,設備使用壽命長。
4)處理能力:以懸浮液計, 5~12 m3/h。由于物料不同,處理能力可能有較大的差異。
2.4 智能電控系統(PLC+液晶觸摸屏全自動控制,動態畫面顯示)
1)該控制系統具有手動控制及自動控制兩種工況:在手動控制狀態,運行過程中可作各種系統參數的調整及設定;在自動控制狀態,設定參數后,進料泵的流量及加藥量由污泥池中的濃度計控制,加藥量及稀釋水量根據離心機的分離液濁度進行模糊控制,該控制系統是一種智能型的自動控制過程;
2)具有自動連續測量離心機的轉鼓轉速和差轉速;系統各種運行參數的狀態監測、故障報警、數據顯示;可通過濃度檢測自動調節進泥量,使離心機始終處于最佳工作狀態;
3)系統工作狀態、報警信號,各種運行參數和歷史記錄傳送至上位機;通過上位機的網絡版軟件,可以實現遠程故障診斷功能;運行狀態動畫顯示,實時數據報表,歷史數據查尋。
3 改造前后對比
板坯連鑄濁環水污泥處理系統采用臥螺離心機和板框壓濾機對比,具有諸多優點:
1)污泥處理效果
離心機對污水性質適應性較強,而板框壓濾機在實際使用時,由于連鑄污泥含油,濾布容易被污泥堵住,濾室內的水分經常無法排凈。另外,由于板框壓濾機泄露點較多,污水容易泄露到泥斗中。因此板框壓濾機教離心機處理連鑄污泥的效果不良,運行不穩定,污泥含水率較高,其泥餅含固率平均值較低,一般只有40% ~50%。加大了泥餅后期處理費用。改造前后指標見表1。
在電機拖動下,轉鼓帶動差速器外殼旋轉,由于差速器的變速作用,螺旋推料器以一定的差速(超前或滯后)與轉鼓同向旋轉。依靠固液兩相的重度差,在離心力的作用下,轉鼓內的懸浮液很快分成兩相,比重大的固相沉積在轉鼓內壁,在螺旋推料器的作用下,沉渣被推送到錐段進一步脫水后,從轉鼓小端的排渣口推出,比重小的液相分離液從轉鼓大端溢流孔排出。
2. 3 技術參數
1)轉鼓大端內徑: 350 mm;轉鼓有效工作長度: 1 550 mm;轉鼓最高轉速: 3 700 r/min無級變頻調速;電機功率:主電機15 kW ;液壓電機7. 5 kW。
2)轉鼓與螺旋差轉速: 1~20 r/min無級變頻調速;采用大扭矩差速器,螺旋輸出扭矩大,推料功率自動監控,不易賭料;并可停機排渣,維護方便。
3)轉鼓、螺旋重要部位特殊耐磨處理,設備使用壽命長。
4)處理能力:以懸浮液計, 5~12 m3/h。由于物料不同,處理能力可能有較大的差異。
2.4 智能電控系統(PLC+液晶觸摸屏全自動控制,動態畫面顯示)
1)該控制系統具有手動控制及自動控制兩種工況:在手動控制狀態,運行過程中可作各種系統參數的調整及設定;在自動控制狀態,設定參數后,進料泵的流量及加藥量由污泥池中的濃度計控制,加藥量及稀釋水量根據離心機的分離液濁度進行模糊控制,該控制系統是一種智能型的自動控制過程;
2)具有自動連續測量離心機的轉鼓轉速和差轉速;系統各種運行參數的狀態監測、故障報警、數據顯示;可通過濃度檢測自動調節進泥量,使離心機始終處于最佳工作狀態;
3)系統工作狀態、報警信號,各種運行參數和歷史記錄傳送至上位機;通過上位機的網絡版軟件,可以實現遠程故障診斷功能;運行狀態動畫顯示,實時數據報表,歷史數據查尋。
3 改造前后對比
板坯連鑄濁環水污泥處理系統采用臥螺離心機和板框壓濾機對比,具有諸多優點:
1)污泥處理效果
離心機對污水性質適應性較強,而板框壓濾機在實際使用時,由于連鑄污泥含油,濾布容易被污泥堵住,濾室內的水分經常無法排凈。另外,由于板框壓濾機泄露點較多,污水容易泄露到泥斗中。因此板框壓濾機教離心機處理連鑄污泥的效果不良,運行不穩定,污泥含水率較高,其泥餅含固率平均值較低,一般只有40% ~50%。加大了泥餅后期處理費用。改造前后指標見表1。
2)操作
離心機連續進出料,連續工作,勞動強度低。一人可同時操作多臺離心機設備。設定好參數后即可自動連續的處理污泥。板框壓濾機勞動強度大,連鑄污泥含油粘度高,卸泥時泥餅經常粘在濾布上,需要工人逐個濾室檢查、清理,操作麻煩。
3)工作環境
離心機整個脫水過程在封閉狀況下進行,無泄露,工作環境好。而板框壓濾機是在敞開條件下進行,經常出現污水泄露和噴濺,污水的惡臭氣味也散發到工作場所,整個工作環境不好。
4)維修
離心機主要易損壞是軸承。操作人員按規定對軸承加潤滑油和定期維護保養,就不易損壞。而板框壓濾機濾布、板框、泵易損壞,板框壓濾機的泄露點較多,故障率也高,需要及時維修。板框壓濾機的維護成本和維修工作量較離心機高。
5)占地面積
一臺350型離心機占地3 m2左右,而相同處理能力的板框壓濾機的占地面積約為離心機占地面積的3倍,因此,離心機對一些廠房面積較緊缺的單位,節約使用場地,更加適用。
4 結語
連鑄濁環水污泥處理系統的優化改造后,污泥處理效果得到了顯著提高,其泥餅含固率可達60%以上,而且操作是在全封閉的環境中進行,離心機周圍沒有任何污泥及污水存在,沒有惡臭氣味,可以大大改善運行人員的工作環境。離心機的自動連續進出料,連續工作使生產效率得到了明顯的提高。設備易損件少,使生產運行相對穩定,大大降低了操作工人的勞動強度,綜合生產成本也有較大幅度的下降。離心脫水機能耗較高,是我們在今后的生產運行中需進一步摸索改進的方面。
參考文獻:
[1]魏科,劉紅.武鋼連鑄濁循環水處理工藝的比較[J].冶金動力, 2001 (02): 44-48.
[2]葛平,李增強.連鑄機含油污水處理新工藝及其應用[J].工業水處理, 2006 (06): 90-92.
[3]張喜勇.板框壓濾機常見故障分析[ J].中國科技信息, 2005 (11): 124-125.
[4]王淦.臥螺離心機與帶式壓濾機的比較[J].工業用水與廢水, 2002 (1): 36-38.
[5]王思哲,梁云平.對影響臥螺離心機脫水效果因素的探討[J].給水排水, 2004 (08): 97-99.
[6]任欣,石曉薇,賈高順.臥螺離心機用于轉爐煉鋼污泥脫水的試驗研究[J]. 1991 (1): 23-26.
離心機連續進出料,連續工作,勞動強度低。一人可同時操作多臺離心機設備。設定好參數后即可自動連續的處理污泥。板框壓濾機勞動強度大,連鑄污泥含油粘度高,卸泥時泥餅經常粘在濾布上,需要工人逐個濾室檢查、清理,操作麻煩。
3)工作環境
離心機整個脫水過程在封閉狀況下進行,無泄露,工作環境好。而板框壓濾機是在敞開條件下進行,經常出現污水泄露和噴濺,污水的惡臭氣味也散發到工作場所,整個工作環境不好。
4)維修
離心機主要易損壞是軸承。操作人員按規定對軸承加潤滑油和定期維護保養,就不易損壞。而板框壓濾機濾布、板框、泵易損壞,板框壓濾機的泄露點較多,故障率也高,需要及時維修。板框壓濾機的維護成本和維修工作量較離心機高。
5)占地面積
一臺350型離心機占地3 m2左右,而相同處理能力的板框壓濾機的占地面積約為離心機占地面積的3倍,因此,離心機對一些廠房面積較緊缺的單位,節約使用場地,更加適用。
4 結語
連鑄濁環水污泥處理系統的優化改造后,污泥處理效果得到了顯著提高,其泥餅含固率可達60%以上,而且操作是在全封閉的環境中進行,離心機周圍沒有任何污泥及污水存在,沒有惡臭氣味,可以大大改善運行人員的工作環境。離心機的自動連續進出料,連續工作使生產效率得到了明顯的提高。設備易損件少,使生產運行相對穩定,大大降低了操作工人的勞動強度,綜合生產成本也有較大幅度的下降。離心脫水機能耗較高,是我們在今后的生產運行中需進一步摸索改進的方面。
參考文獻:
[1]魏科,劉紅.武鋼連鑄濁循環水處理工藝的比較[J].冶金動力, 2001 (02): 44-48.
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[3]張喜勇.板框壓濾機常見故障分析[ J].中國科技信息, 2005 (11): 124-125.
[4]王淦.臥螺離心機與帶式壓濾機的比較[J].工業用水與廢水, 2002 (1): 36-38.
[5]王思哲,梁云平.對影響臥螺離心機脫水效果因素的探討[J].給水排水, 2004 (08): 97-99.
[6]任欣,石曉薇,賈高順.臥螺離心機用于轉爐煉鋼污泥脫水的試驗研究[J]. 1991 (1): 23-26.