臥螺離心機在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的應用

1、臥螺離心機在鋁冶金循環(huán)水污泥處理中的應用 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，重點論述了臥螺離心機在污泥脫水處理中的運行管理，簡要分析了試運行期間遇到的問題及解決方法，并討論了臥螺離心機的重要作用。循環(huán)水污泥系統(tǒng)概況中國鋁業(yè)山東分公司循環(huán)水系統(tǒng)主要承擔著氧化鋁廠（燒結法）、化學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)供應任務。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)崗位排水復雜，回水水質和水量時常變化，其中水處理西站日處理污水量為2.5萬m33萬m3，水處理東站日處理污水量為2.5

2、萬m33萬m3，大泵房系統(tǒng)日處理蒸發(fā)循環(huán)水量為16萬m320萬m3。循環(huán)水污泥處理系統(tǒng)包括重力濃縮處理及機械脫水處理（臥螺離心機），因來泥為各污水處理設施排泥，污水本身水質變化較大，所以污泥性質不穩(wěn)定。其中，重力濃縮日處理量為2500m37200m3，離心機日處理量約為360m3960m3。離心機在試驗和試運行期間的運行情況1.臥螺離心機的技術參數(shù)及工作原理。公司采用的是上海市離心機械研究所生產(chǎn)的LW530×2270NY型臥式螺旋卸料沉降離心機。該離心機具有輸出扭矩大，差速自動反饋調節(jié)，推料功率自動補償，不易發(fā)生堵料情況，分離效率高的特點。主要技術參數(shù)為轉鼓直徑530mm；轉鼓有效工

3、作長度2270mm；最大分離因素2200g；錐角2×8o；轉鼓與螺旋差轉速216r/min；轉鼓轉速02700r/min無級可調；懸浮液處理能力1540m3/h；電機功率37kW；螺旋形式為單頭、左旋、超前；轉鼓形式：圓柱-圓錐形；溢流板直徑為283、288.5、294、299.5四檔可調。工作原理是通過轉鼓與螺旋的差轉速n實現(xiàn)固液的高效分離。2.試驗期間運行分析。2022年10月底，公司選用上海離心機械研究所的車載LW350型臥螺離心機對循環(huán)水污泥進行了定性試驗，LW350型離心機的主要參數(shù)為螺旋差速220r/min、轉鼓轉速3700r/min、電機功率15kW。絮凝劑選用濃度為1

4、.5的陰離子型聚丙烯酰胺，試驗數(shù)據(jù)見表1。從運行數(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，泥餅在離心機中停留時間也越短，泥餅含固率越低，相應的固體回收率也越低。（2）對比第2組和第3組數(shù)據(jù)，在離心機參數(shù)及污泥固體總量一定時，加絮凝劑調節(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，按進機污泥與加藥瞬時流量的對應關系，假設進機污泥性質穩(wěn)定，連續(xù)運行下，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）。3.試運行分析。2022年4月24日，新建臥螺離心機項目投入

5、試運行。因前期試驗時加絮凝劑成本太高，且公司循環(huán)水污泥為無機污泥，成分復雜多變，泥沙含量大，同時含有鋁、鐵、鈣、鈉、鉀等金屬離子，黏性小，堿度大，懸浮物含量高，所以項目沒有安裝加藥系統(tǒng)。試運行期間，進機污泥參數(shù)變化不大，離心機的各項參數(shù)基本保持為污泥流量20m3/h、差速8r/min、轉速1800r/min、主機電流30A,試運行數(shù)據(jù)見表2。根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知，離心機參數(shù)一定時，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

6、有效地脫除，溢流到下水道后進入污水處理系統(tǒng)，直接影響了循環(huán)水的水質（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，絮凝劑的投加量會很大，同時形成的絮團強度不夠，在重力濃縮階段加入絮凝劑可以極大地減少進離心機的污泥量，但是進入攪拌槽后，在連續(xù)強力攪拌下，絮團極易破碎，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)濟運行。2.改變離心機濾液排放流程。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。在機械脫水前，有兩級重力濃縮處理設施，水處理西站的排泥連續(xù)且泥量較多，經(jīng)過1

7、6米沉降槽一級濃縮處理后，進入3#、4#濃縮槽進行二級濃縮處理，且大泵房系統(tǒng)的排泥間斷性進入3#、4#濃縮槽。為最大限度利用兩級重力濃縮處理設施，改變運行方式為在大泵房不排泥時，16米沉降槽底流排泥量為50m3/h；大泵房排泥時，大泵房排泥量限定為20m3/h、16米沉降槽底流排泥量為30m3/h。因為大泵房處理蒸發(fā)循環(huán)水，水源較少，水處理西站回水復雜，外來水源較多，沉淀池中污泥量較多，所以應壓低大泵房的排泥，壓低總排泥量，延長污泥在濃縮槽內的停留時間（1216小時）。這樣不僅可以保證濃縮槽的溢流水質，確保污泥的有效濃縮時間，盡可能降低污泥中的空隙水，提高進離心機的污泥含固率。同時可以減少進機

8、泥沙含量，降低濾液的含固率，進而確保離心機的機動平衡。4.合理化離心機運行參數(shù)。在參數(shù)的摸索調節(jié)中，轉鼓轉速過大會造成離心機本體的磨損和增加動力消耗，轉速過小，達不到處理效果，在前期運行轉速1800r/min的情況下，適當調節(jié)到21002500r/min范圍內；同時結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，延長固體顆粒在離心機內的停留時間。調節(jié)后運行數(shù)據(jù)見表3（選擇上午8時數(shù)據(jù)）。階段性效果及下一步運行要點1.階段性效果。結合表3的運行數(shù)據(jù)可以看出，隨著進機污泥含固率的降低，通過適當增加轉鼓轉速和減小差速，經(jīng)過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。2.下一步離心機的運行要點。（1）以設備安全經(jīng)濟運行為出發(fā)點，在保證泥餅含固率的基礎上，調高溢流板的直徑，適度降低差速，合理控制轉鼓轉速，盡量減少濾液含固率，提高固體回收率，通過有計劃的實驗尋找離心機的最佳經(jīng)濟運行點，并設計出不同條件下的差速變化曲線，指導離心機的運行。（2）繼續(xù)摸索重力濃縮處理系統(tǒng)的運行，結合進機污泥含固率持續(xù)低值的現(xiàn)狀，間斷運行排泥，即縮短排泥時間，增加排