污泥離心脫水機(jī)在河道淤泥處理過(guò)程中的應(yīng)用

1、項(xiàng)目名稱：污泥離心脫水機(jī)在河道淤泥處理過(guò)程中的應(yīng)用項(xiàng)目地區(qū)：浙江省麗水市運(yùn)行時(shí)間：項(xiàng)目背景：高干度污泥離心脫水機(jī)在河道污泥處理過(guò)程中的應(yīng)用 河道，是大地的血脈?？墒菑?007年 以來(lái)，全國(guó)各地水環(huán)境污染事件頻頻告急，太湖、巢湖、滇池三大飲用水源藍(lán)藻大面積爆發(fā)。 長(zhǎng)江黃河源頭地區(qū)環(huán)境迅速惡化；淮河治污歷時(shí)10年花費(fèi)大量人力物力財(cái)力仍然無(wú)法避免歸 于失敗的結(jié)果；南水北調(diào)東線工程因污染一度在三推遲；人數(shù)眾多、幅員遼闊的農(nóng)村地區(qū)面 源生活污水污染一直沒(méi)有辦法解決。特別是在城市里河道擔(dān)負(fù)著排洪，泄洪，景觀的多種功 能。是城市建設(shè)的重要組成部分，在改善環(huán)境質(zhì)量和景觀方面具有不可替代的作用。但是隨 著經(jīng)濟(jì)的

2、發(fā)展，城市污水排放的總量的持續(xù)增加，河道的水質(zhì)污染狀況日益惡化，出現(xiàn)惡臭， 富有營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)象，與現(xiàn)代社會(huì)的居住環(huán)境質(zhì)量要求及不協(xié)調(diào)，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)，環(huán)境的可持續(xù) 發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也給地方政府帶來(lái)了很多的壓力。傳統(tǒng)的河道清淤工程使用采挖外運(yùn)堆 放儲(chǔ)存工藝方式，直接將河道底泥勾挖上岸，然后簡(jiǎn)單填埋處理。采用這種傳統(tǒng)工藝，會(huì)產(chǎn) 生大量污泥，造成運(yùn)輸、裝卸難、成本高；儲(chǔ)存占地面積大，不能直接填埋，污泥若任意堆 放和投棄，將造成嚴(yán)重的環(huán)境二次污染問(wèn)題。通常情況下，河道中的污染底泥厚度不均，而 且變化較大，多呈半懸浮狀分布在河床底部，在勾挖施工過(guò)程中不能清除懸浮狀污泥，也容 易造成污泥向下游漂流，污染下游環(huán)

3、境。目前較先進(jìn)的清淤工藝上采用絞吸的方法，清淤時(shí) 絞刀擾動(dòng)范圍內(nèi)的淤泥被泥泵充分吸入，有效防止了因絞刀擾動(dòng)使底泥顆粒向外水體擴(kuò)散， 絞吸清淤無(wú)死角，避免施工過(guò)程中因挖掘造成二次污染。這種絞吸工藝完全可以將河底部浮 泥、淤泥、實(shí)土和垃圾等雜物絞吸上岸。經(jīng)過(guò)該工藝絞吸上來(lái)的污泥漿需進(jìn)行脫水才能滿足 填埋或綜合利用的要求。目前污泥脫水工藝有機(jī)械脫水和化學(xué)脫水兩種?；瘜W(xué)脫水施工占地 面積大，不適應(yīng)城市河道清淤的場(chǎng)地要求。主流的污泥機(jī)械脫水處理技術(shù)有三種：分別是板 框式壓濾，帶式壓濾和離心式脫水。而浙南恒力公司開發(fā)的高干度污泥離心脫水機(jī)，24小時(shí) 連續(xù)運(yùn)行，泥餅含水率縮小至35%-40%，去除率可以達(dá)到

4、95%以上，該系統(tǒng)占地面積小，且 可做到全封閉操作，運(yùn)行環(huán)境干凈衛(wèi)生，特別適合做居民密集地區(qū)的城鎮(zhèn)內(nèi)河道進(jìn)行淤泥脫 水操作，可以有效的減少污泥運(yùn)輸量及堆填空間。浙南恒力公司的高干度污泥離心脫水機(jī)與 其他機(jī)械脫水工藝相比，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。案例廣東某河道淤泥處理工程：河道底淤泥 經(jīng)絞吸式挖泥船絞吸后，淤泥污水抽送到轉(zhuǎn)鼓格柵中去除磚塊、大石子、枯枝、塑料袋，鞋襪 等大塊垃圾雜物,再經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵去除條狀柔軟雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)除沙器除去沙子，淤泥污水經(jīng)均質(zhì) 池加速濃縮,濃縮至10%15%后泥漿水通過(guò)底部刮泥刀刮出送自高干度污泥離心脫水機(jī)脫 水，脫水后淤泥含固率達(dá)65% （含水率35%左右）。單機(jī)每小時(shí)出泥

5、餅量達(dá)到8噸，分離后 的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目名稱：泥漿脫水機(jī)在泥漿脫水處理工程中的分析和應(yīng)用項(xiàng)目地區(qū)：浙江省麗水市運(yùn)行時(shí)間:項(xiàng)目背景：摘要：介紹建筑泥漿的特性，分析了泥漿處理對(duì)離心機(jī)的要求，闡述了泥漿離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 選型參數(shù),最后以尾礦廢水處理為例說(shuō)明泥漿離心機(jī)的具體應(yīng)用。關(guān)鍵字:泥漿 臥螺離心機(jī)1 前言泥漿水是一種水中含有一定量的微細(xì)泥顆粒的懸浮液體.泥漿的特性取決于它的成分，和 當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件有關(guān)，一般有如下特性：外觀：土黃色，均勻有粘性，長(zhǎng)時(shí)間靜止不分層， 比重：1.201.46；（其中黃沙比重1.6）;含泥量20%30%，PH值：67。這些泥漿

6、來(lái)源于 建筑打樁、砂場(chǎng)、隧道山洞、礦山尾礦等。建筑泥漿處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境、造成大量水土流 失、淤塞河道、影響水質(zhì)、破壞市政設(shè)施。早期處理泥漿的方法有填埋、自然干燥等，這些 較原始的方法費(fèi)用高效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的泥漿處理需要，成了困擾工程正常施 工的難題。因此，近年推出在泥漿脫水干化處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行真空吸濾、壓濾和離心分離 的新工藝。有關(guān)人員對(duì)上述三種方法進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)1，發(fā)現(xiàn)：（1）真空吸濾法效果較差， 原因是泥漿沉降在下層，抽真空時(shí)，泥層變得較密實(shí)，水難于吸出。（2）壓濾法效果尚可， 但考慮如果用于現(xiàn)場(chǎng)需要配置壓濾機(jī)，但這種泥漿水含泥量很高，不適于用壓濾機(jī)，所以也 很難用于施工現(xiàn)

7、場(chǎng)。（3）離心脫水干化法的處理效果比上述兩種方法好得多，離心機(jī)密閉自 動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，不需要絮凝設(shè)備，適合于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，可以從根本上取代目前原始落后的處 理方式，提高處理效率，降低處理費(fèi)用，保護(hù)城市環(huán)境，做到現(xiàn)場(chǎng)文明施工。本文從泥漿處 理對(duì)離心機(jī)的要求入手，詳細(xì)分析了泥漿離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并以應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。.2泥 漿處理對(duì)離心機(jī)的要求2. 1單機(jī)處理量大泥漿的產(chǎn)生有3個(gè)特點(diǎn)：產(chǎn)泥量大：施工機(jī)械 一旦開機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)即可產(chǎn)生大量的泥漿；存儲(chǔ)困難：現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有大容積的泥漿池，直接 排放會(huì)污染環(huán)境，汽車運(yùn)輸成本很高，就地處理是最佳方案；這就要求離心機(jī)的單機(jī)處理量 大，有足夠的“肚量”將泥漿吃進(jìn)肚子及時(shí)

8、“消化”掉。容易分離：泥漿的固相和液相比重差較 大，容易分離，因此設(shè)計(jì)泥漿離心機(jī)時(shí)應(yīng)取較小的長(zhǎng)徑比，而運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持較大的差轉(zhuǎn)速；2. 2適應(yīng)于惡劣現(xiàn)場(chǎng)泥漿離心機(jī)往往安裝在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)，惡劣的環(huán)境要求離心機(jī)5個(gè)不怕： 不怕風(fēng)吹日曬：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化大，空氣中存在大量的灰塵；不怕過(guò)載沖擊：泥漿成分 的變化，進(jìn)料流量的波動(dòng)，要求離心機(jī)要有足夠的功率余量，有完善的保護(hù)措施；不怕泥 砂磨損：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固相顆粒（泥砂）象砂輪機(jī)一樣在磨損著各個(gè)接觸部位，要求這些部位具 有足夠高的抵抗磨損的能力；不怕電氣干擾：現(xiàn)場(chǎng)大功率設(shè)備頻繁起/停，各種電器設(shè)備運(yùn) 行時(shí)產(chǎn)生的電弧，致使電源電壓大幅度波動(dòng)，諧波干擾可能使儀器儀

9、表失靈；不怕錯(cuò)誤操 作：建筑工人文化水平不高，離心機(jī)電氣操作件要少，操作要簡(jiǎn)單，控制程序設(shè)計(jì)要容錯(cuò)；3 泥漿離心機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3. 1高耐磨根據(jù)不同情況，關(guān)鍵部位采用硬質(zhì)合金和轉(zhuǎn)鼓防磨技術(shù)設(shè) 計(jì)：（1）碳化鎢鎳基合金粉噴焊（含碳化鎢35%）；（2）碳化鎢焊條堆焊（含碳化鎢60%）；（3）硬質(zhì)合金鑲塊、合金瓦、鑲套（含碳化鎢100%）；（4）陶瓷鑲塊：其抗磨性能和硬 質(zhì)合金鑲塊基本相同；實(shí)際應(yīng)用證明推力面硬質(zhì)合金鑲塊可使螺旋輸送器的壽命提高五倍以 上（普通碳鋼的硬度為HB90）。由于碳化鎢合金價(jià)格昂貴， 表面看來(lái)，離心機(jī)的初次投資高于普通材質(zhì)離心機(jī)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，設(shè)備壽命延長(zhǎng)，維修 費(fèi)用降低，停

10、機(jī)時(shí)間減少，這些實(shí)惠帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于首次投資的差額。圖1出渣口 的保護(hù)措施對(duì)比可更換的硬質(zhì)合金鑲套呈圓錐形，安裝時(shí)從錐形轉(zhuǎn)鼓的里面往外套。圖2陶 瓷鑲塊和硬質(zhì)合金鑲塊的螺旋輸送器圖3硬質(zhì)合金鑲塊使螺旋壽命提高五倍以上3. 2大 差速3. 2. 1臥螺離心機(jī)的處理量模型在“柱塞”流假設(shè)的條件下，臥式螺旋卸料沉降離心機(jī) 的處理量計(jì)算式為2, 3 Q=V0Z （1）式中Q-處理量，m3/h V0-重力場(chǎng)中固相粒子的自 由沉降速度，m/s -離心機(jī)生產(chǎn)能力指數(shù)，皿-修正系數(shù)，=0.25重力場(chǎng)中固相粒子的 自由沉降速度（Stokes定律）計(jì)算式：（2） Ap=p2-p 1 （3）式中d-粒子的當(dāng)量直

11、徑，m p-液體的動(dòng)力粘度，kg/m s Ap-固液兩相的比重差，kg/m3 g-重力加速度，m/s2對(duì)于如圖4所示柱錐形轉(zhuǎn)鼓，其生產(chǎn)能力指數(shù)式為：式中F-離心機(jī)的分離因數(shù)L-沉降區(qū)長(zhǎng)度mL1-圓柱長(zhǎng)短m D-離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的公稱直徑m入-液層深度系數(shù)，即厚度與轉(zhuǎn)鼓半徑之比 入=（r2-r1）/r2圖4計(jì)算離心機(jī)處理量用圖F= r w2/g （5）式中F-離心機(jī)的分離因數(shù)r-轉(zhuǎn) 鼓內(nèi)半徑，m 3-轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)角速度，弧度/S 3. 2. 2離心機(jī)的處理能力在工程應(yīng)用中，離 心機(jī)處理能力是指離心機(jī)的干固體負(fù)荷和水力負(fù)荷。干固體負(fù)荷是指每小時(shí)處理的不揮發(fā)固 體重量，以KgDSC干污泥）/h表示；水力負(fù)荷指

12、進(jìn)入離心機(jī)的污泥流量，以m3 /h表示，它與離心機(jī)進(jìn)泥濃度（MLSS，g/L）的乘積即為干固體負(fù)荷。恒力泥漿離心機(jī)的單機(jī)處理量：（進(jìn)泥含固量為20%30%）表1單位LWnj-F-3500 LWnj-A-5000 LWnj-B-6000 LWnj-C-7500 LWnj-D-10000 干固體負(fù)荷 Kgds/h 7001000 10002000 30004500 55007500 900013000 水力負(fù)荷 m3/h 26 410 1020 2040 3070 3. 2. 3臥螺離心機(jī)的固相清除率模型臥螺離心機(jī)分離總效率是指沉渣中的固相質(zhì)量與進(jìn)料 懸浮液中的固相質(zhì)量之比，又稱固相回收率。離心機(jī)

13、的固相清除率與離心機(jī)的生產(chǎn)能力指數(shù)、 進(jìn)料液中的固相粒度分布有關(guān)，對(duì)于建筑泥漿，其固相粒度分布與瑞利分布函數(shù)十分接近，在瑞利分布假設(shè)條件下，離心機(jī)的固相清除率為2：式中：Er-固相清除率a-瑞利分布 特性系數(shù)p1-固相密度，g/m3 p2-懸浮液密度，g/m3 Q-離心機(jī)處理量，m3/s 3. 2. 4 計(jì)算舉例恒力環(huán)保機(jī)械LWnj-B-6000離心機(jī)運(yùn)行時(shí)，固相排出口每小時(shí)可以排出含固量為 38%的泥餅8-12噸，可以計(jì)算得到干固體負(fù)荷為30004500kgDS/h，水力負(fù)荷為10 20m3/h.在實(shí)際運(yùn)行中，通過(guò)調(diào)整水力負(fù)荷，來(lái)保證進(jìn)入離心機(jī)干固體負(fù)荷不超過(guò)離心機(jī) 的最大承受能力，否則，多

14、余的干固體將從上清液中排出，上清液的懸浮物會(huì)急劇增多，并 增加離心機(jī)電機(jī)的負(fù)荷；同時(shí)也應(yīng)注意，應(yīng)保證進(jìn)入離心機(jī)的干固體負(fù)荷不小于離心機(jī)最 大承受能力的60%，否則，離心機(jī)不能充分發(fā)揮其性能。泥漿離心機(jī)和污水處理離心機(jī) 在性能上有較大的差別。假設(shè)：污水處理離心機(jī)初沉池污泥的濃度為（35 g/L），離心機(jī)的干固體負(fù)荷為4 0 5 kgDS/h,二沉池污泥因沒(méi)有污泥濃縮池，進(jìn)泥濃度低(7.5 g/L),干固體負(fù)荷只能達(dá)到8 512 0 kg/h,離心機(jī)幾乎等于空 轉(zhuǎn)，因此，單位時(shí)間內(nèi)的處理能力大大降低。3. 2. 5差速器泥漿離心機(jī)的差速器有2個(gè) 特點(diǎn)：小速比和大扭矩。小速比差轉(zhuǎn)速的大小主要取決于所

15、需排渣量的大小、差轉(zhuǎn)速太 高時(shí)沉渣在干燥區(qū)的停留時(shí)間減少會(huì)使沉渣的含濕率增高，但差轉(zhuǎn)速過(guò)低會(huì)增大螺旋的推料 力矩，明顯降低螺旋的輸渣效率并使螺旋受到的扭矩增大而損壞差速器。泥漿離心機(jī)為了將 大量的沉泥排出鼓外，差轉(zhuǎn)速必須遠(yuǎn)大于普通污水處理離心機(jī)(前者差速約410r/min,后者 差速30r/min).差轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算：式中：An差轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速nh小軸轉(zhuǎn)速i 速比由式(7)可知，小軸固定時(shí)，可獲得最大差速(例如:若n1=2200、i=87，則Anmax=25 r/min). 小軸反轉(zhuǎn)可以提高差速(例如：n1=2200，nh=-1280，i=87則An=40)，但由于差速器內(nèi)部 各個(gè)行星齒輪之

16、間相對(duì)轉(zhuǎn)速增大，可能影響差速器壽命。由上分析可知，泥漿離心機(jī)的差速 器速比要選得小，以獲取較大差速。例如，恒力環(huán)保機(jī)械LWnj-B-6000離心機(jī)的最大差速可 高達(dá)48r/min或更高。大扭矩差速器是在高速、重載、不斷承受沖擊交變載荷的惡劣工 作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，故要求差速器的抗過(guò)載沖擊及抗扭震性能特別好。螺旋推料力矩可通過(guò)測(cè)量 小軸力矩間接測(cè)量。離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若不考慮磨擦損失，則有2： Ms=-i*Mh (8)式中 Ms螺旋推料力矩Mh小軸力矩i-差速器速比上式物理意義是：螺旋推料力矩是小軸力 矩的i倍，負(fù)號(hào)表示小軸為主動(dòng)件，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)臂向電動(dòng)機(jī)回輸部分能量。分析指出：螺旋推料 力矩和鼓內(nèi)沉泥的

17、數(shù)量、黏性、物料成分、推料面光潔度等諸多因素相關(guān)，根據(jù)泥漿的特性， 必須采用大扭矩差速器。例如LWnj-B-6000離心機(jī)差速器額定扭矩高達(dá)10 KN.m20 KN.m。 此外，恒力環(huán)保機(jī)械泥漿離心機(jī)正在考慮配置低速液壓馬達(dá)差速器。差速器為20KN-m的大 扭矩液壓馬達(dá)，其傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，體積小，是同樣功率的行星差速器體積的1/2， 并且噪音低，振動(dòng)?。豢蔁o(wú)級(jí)調(diào)速，使固液分離達(dá)到最佳組合，如果因物料的變化，使螺旋 受到的負(fù)載增加，壓力升高，模擬控制器會(huì)釋放出更多的流量，螺旋轉(zhuǎn)速加快，防止螺旋堵 塞，保證了正常的工作，當(dāng)工作壓力恢復(fù)正常時(shí)，螺旋仍能按正常的差轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)動(dòng)。液壓 差速器可以在

18、轉(zhuǎn)鼓不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下使螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)?？煽焖倥旁宄D(zhuǎn)鼓內(nèi)的沉渣，使轉(zhuǎn)鼓清洗 更干凈。3. 3戶外型 安裝在現(xiàn)場(chǎng)的電器設(shè)備應(yīng)選用戶外型，例：主/副電機(jī)、污泥輸送機(jī) 電機(jī)、各種泵電機(jī)、各種閥以及聲光報(bào)警系統(tǒng)等。3. 4傻瓜式電氣控制功能力求簡(jiǎn)單實(shí)用， 特別強(qiáng)調(diào)可靠性和操作簡(jiǎn)單，可采取下述措施：（1）主變頻器為重載型，功率比電機(jī)功率提 高一檔；（2）和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有關(guān)的模擬量輸入/輸出光電隔離；（3）注意防雷電設(shè)計(jì)；（4） 采用觸摸屏人機(jī)界面；4應(yīng)用實(shí)例4. 1泥漿離心機(jī)在尾礦廢水處理中的應(yīng)用龍蟒集團(tuán)是四 川省“十一五”重點(diǎn)扶持的百億元企業(yè)之一，其主導(dǎo)產(chǎn)品-飼料磷酸鹽產(chǎn)能居亞洲第一，鈦白粉 單裝置能力居全國(guó)之

19、首。南漳龍蟒有限責(zé)任公司每天產(chǎn)生大量的尾礦廢水，自2009年3月起 開始使用麗水市恒力離心機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LWnj-B-6000型臥螺離心機(jī)，一舉解決了 多年來(lái)一直困擾他們的尾礦廢水處理難題。樣品分析方法和固相回收率的計(jì)算：離心機(jī)作為 固/液分離設(shè)備只能分離固體和液體，所以在測(cè)試分析離心機(jī)進(jìn)料濃度和分離液的含固率時(shí) 必須完全去除料漿和分離液中的溶解物質(zhì)。分析時(shí)均應(yīng)用定量濾紙過(guò)濾，并且在過(guò)濾過(guò)程中 要用蒸溜水洗凈漏斗中樣品里的可溶物質(zhì)、再衡溫稱量，否則測(cè)試的數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。下 表是實(shí)際測(cè)得的一組數(shù)據(jù)：表2處理能力m3/h進(jìn)泥含固清液含固泥餅含水率 20 30 21 2.53 2228固體回收率按下式計(jì)算：式中n-固體回收率Y濕沉渣中絕干物質(zhì) 含量%T進(jìn)料懸浮物中絕干物質(zhì)含量%Z分離液中絕干物質(zhì)含量%以表2測(cè)試數(shù)據(jù)代 入式9,可以得到固體回收率達(dá)到99.4%圖5南漳龍蟒現(xiàn)場(chǎng)照片和用戶報(bào)告4. 2經(jīng)濟(jì)效益 LWnj-B-6000型臥螺離心機(jī)處理尾礦，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益：節(jié)省絮凝劑成本：以前使 用帶式壓濾機(jī)每天需要消耗大量的藥劑