臥螺離心機在建筑工程灌注樁泥漿脫水分離上的應(yīng)用

1、臥螺離心機在泥漿處理工程中的應(yīng)用 杰能環(huán)保-申先生 136 6588 7027（歡迎來電咨詢）摘要：介紹建筑泥漿的特性,分析了泥漿處理對離心機的要求,闡述了泥漿離心機的結(jié)構(gòu)特點和選型參數(shù),最后以建筑打樁泥漿處理為例說明泥漿離心機的具體應(yīng)用。關(guān)鍵字：泥漿 臥螺離心機 1 前言泥漿水是一種水中含有一定量的微細泥顆粒的懸浮液體.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，長時間靜止不分層，比重：1.201.46；(其中黃沙比重1.6);含泥量20%30%，PH值：67。這些泥漿來源于旋挖樁、鉆孔灌注樁、橋梁高架樁基、隧道盾構(gòu)等等。建筑泥漿處理不當(dāng)會污染環(huán)

2、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用高效率低，遠遠不能滿足日益增長的泥漿處理需要，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，進行真空吸濾、壓濾和離心分離的新工藝。浙江杰能環(huán)?？萍荚O(shè)備有限公司-申先生 136 6588 7027（歡迎來電咨詢）有關(guān)人員對上述三種方法進行了對比試驗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，泥層變得較密實，水難于吸出。（2）壓濾法效果尚可，但考慮如果用于現(xiàn)場需要配置壓濾機，但這種泥漿水含泥量很高，不適于用壓濾機，所以也很難用于施工現(xiàn)場。

3、（3）離心脫水干化法的處理效果比上述兩種方法好得多，離心機密閉自動連續(xù)運行，適合于現(xiàn)場施工環(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，降低處理費用，保護城市環(huán)境，做到現(xiàn)場文明施工。本文從泥漿處理對離心機的要求入手，詳細分析了泥漿離心機的結(jié)構(gòu)特點，并以應(yīng)用實例進行說明。浙江杰能環(huán)保科技設(shè)備有限公司-申先生 136 6588 7027（歡迎來電咨詢）2 泥漿處理對離心機的要求21 單機處理量大泥漿的產(chǎn)生有3個特點：產(chǎn)泥量大：施工機械一旦開機，在短時間內(nèi)即可產(chǎn)生大量的泥漿；存儲困難：現(xiàn)場沒有大容積的泥漿池，直接排放會污染環(huán)境，汽車運輸成本很高，就地處理或者集中處理是最佳方案；這就要求

4、離心機的單機處理量大，有足夠的“肚量”將泥漿吃進肚子及時“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)計泥漿離心機時應(yīng)取較小的長徑比,而運行時應(yīng)保持較大的差轉(zhuǎn)速；22 適應(yīng)于惡劣現(xiàn)場泥漿離心機往往安裝在建筑工地現(xiàn)場，惡劣的環(huán)境要求離心機5個不怕：不怕風(fēng)吹日曬：現(xiàn)場環(huán)境溫度變化大，空氣中存在大量的灰塵；不怕過載沖擊：泥漿成分的變化，進料流量的波動，要求離心機要有足夠的功率余量，有完善的保護措施；不怕泥砂磨損：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固相顆粒（泥砂）象砂輪機一樣在磨損著各個接觸部位，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)場大功率設(shè)備頻繁起/停，各種電器設(shè)備運行時產(chǎn)生的電弧，致

5、使電源電壓大幅度波動，諧波干擾可能使儀器儀表失靈；不怕錯誤操作：建筑工人文化水平不高，離心機電氣操作件要少，操作要簡單，控制程序設(shè)計要容易；臥螺離心機的介紹及優(yōu)缺點比較:臥式螺旋沉降離心機簡稱為臥螺離心機，它是一種臥式螺旋卸料、連續(xù)操作的高效離心分離、脫水設(shè)備。 種類：臥螺離心機一般可分為臥式螺旋過濾離心機和臥式螺旋沉降離心機。適用范圍：臥螺離心機適用于對工業(yè)和民用污水處理過程中產(chǎn)生的污泥進行脫水，同時也廣泛用于化工、輕工、制藥、食品、環(huán)保等行業(yè)。工作原理：轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層

6、。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機外。本機能在全速運轉(zhuǎn)下，連續(xù)進料、分離、洗滌和卸料。性能優(yōu)勢：1、 適應(yīng)性好：在工藝上充分考慮了物料、工藝對離心機提出的各種特殊要求，對主要部件實施了專用性、可調(diào)性方面的優(yōu)化設(shè)計。只要用戶在購機前對其安裝使用的場所、物料處理的理化特性、工藝要求等進行說明，我們將會給用戶提供最適用的機型。自動化程度高：離心機在工作時的進料、分離、卸料、等工序是在高速運轉(zhuǎn)下連續(xù)自動進行的。采用可編程序控制器實現(xiàn)離心分離和離心沖洗過程的自動控制。運行穩(wěn)定性好：離心機使用的差速器為

7、擺線輪差速器或行星輪差速器，具有扭矩大、調(diào)節(jié)范圍廣等特點。工藝性強：離心機采用雙電機雙變頻能量反饋差轉(zhuǎn)速系統(tǒng)控制，對差轉(zhuǎn)速進行柔性無級調(diào)節(jié)，并根據(jù)物料的變化隨時調(diào)節(jié)差轉(zhuǎn)速。真正的節(jié)能產(chǎn)品。操作環(huán)境好：離心機對物料的分離是在完全密閉條件下進行的，保證操作現(xiàn)場整潔無污染，并保持生產(chǎn)環(huán)境的整潔衛(wèi)生，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。安全保護裝置齊全可靠：離心機設(shè)有扭矩保護，功率控制等多重保護，能有效地排除或減少突發(fā)故障對機器造成的損害。7、造型美觀：本機的機座采用優(yōu)質(zhì)碳鋼焊接而成，表面均經(jīng)特殊工藝處理，光滑平整。輕巧、大方、美觀，給人以整體美感。性能特點：主要部件采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或不銹剛制造。推料器采用特殊耐磨措施，可鑲裝

8、硬質(zhì)合金耐磨瓦或堆焊硬質(zhì)合金保護層。采用擺線針輪差速器、噪聲小、承載能力強。臥螺離心機與板框壓濾機、帶式壓濾機的一些比較：臥螺離心機利用離心沉降原理，進行固液分離，由于沒有濾網(wǎng)及濾布，不會引起堵塞，而帶機及板框機利用濾網(wǎng)及濾布進行固液分離，為了保證濾網(wǎng)及濾布的過濾性能，防止濾材的堵塞，需要用高壓水不斷的進行沖洗，形成了重復(fù)的二次污染。 離心機適用于各類污泥的脫水和濃縮，帶機和板框機也適用于各類污泥，但是對剩余活性污泥則需要投入藥劑的量增大，由于污泥粒子細，容易堵塞濾材，造成脫水困難，尤其是目前污水廠應(yīng)用的 MBR工藝的污泥。 離心機在脫水過程中當(dāng)進料濃度變化時，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會自動跟蹤

9、調(diào)整，形成全自動操作，可以不設(shè)專職的操作人員，而帶機和板框機在脫水規(guī)程中當(dāng)物料濃度發(fā)生變化時，對帶機帶速、帶的張緊度、加藥量、沖洗水壓力均需調(diào)整，操作要求較高；對板框機來說，壓濾的時間及壓力同物料濃度息息相關(guān)，隨濃度變化得不斷調(diào)整各項參數(shù)，才能達到預(yù)期分離效果。 在離心機內(nèi)，細小的污泥也能與水分離，所以絮凝劑的投加量較少，一般混合污泥脫水時的加藥量為5kg/t（干泥），污泥回收率在95%以上，脫水后濾餅的含水率為 65%75%左右，而帶機及板框機由于濾帶和濾布不能織的太密，為防止細小的污泥漏出，則需要投加較多的絮凝劑以使污泥形成較大的絮團，一般混合污泥脫水時的加藥量 5kg/t（干泥），污泥回

10、收率在 90%左右，脫水后濾餅的含水率為 80%左右。 離心機每立方米污泥脫水耗電為 1.1kW.h（千瓦.小時），運行時噪音為7585dB（同機型有關(guān)系），離心機全天 24小時連續(xù)運行，除停機外，運行過程中不需要沖洗水；而帶機及板框機每立方米污泥脫水耗電為 1.4kW.h（千瓦.小時），運行時噪音為 7075dB（同機型有關(guān)系），濾布及濾帶需要松弛保養(yǎng)，一般每天安排二班操作，并且在運行過程中需要不斷的用高壓水沖洗濾布。 離心機占用的空間小，安裝調(diào)試簡單，可以實現(xiàn)自動化操作，配套設(shè)備僅有加藥和進出料輸送機，離心機可以全密閉操作，車間及現(xiàn)場環(huán)境好；而帶機和板框機占地面積大，配套設(shè)備除加藥和進出料

11、輸送機外，還需要沖洗泵、空壓機、污泥調(diào)節(jié)器等附屬設(shè)備，并且整機密閉性差，清洗水霧和臭味污染環(huán)境，如管理不好還會造成泥漿溢出。 離心機易損件為軸承和密封件，卸料螺旋的維修周期一般為 23年以上。而帶機和板框機的易損件除軸承和密封件外，濾帶及濾布、濾板也需要更換，價格比較昂貴。隨著離心機技術(shù)的飛速發(fā)展，目前國外離心機廣泛應(yīng)用污水處理行業(yè)，浙江杰能環(huán)保科技設(shè)備有限公司-申先生 136 6588 7027（歡迎來電咨詢）主要考慮就是該系統(tǒng)自動化程度高，容易實現(xiàn)排料控制，還可以以比較低的差動轉(zhuǎn)速，這樣對螺旋的磨損就能降低在最低點，提高離心機的整體運行壽命。而板框壓濾機的優(yōu)缺點相對于離心機來講主要有一下方

12、面：1、自動化程度低，需要較高的人力勞動。2、板框壓濾機對進料泵的壓力要求高，進料泵容易損壞，成本不菲；3、板框壓濾機原理簡單，維護操作容易；4、板框壓濾機工作周期長，一般壓一框都需要幾個小時以上，所以效率上面比較低下；5、板框壓濾機投資成本低，能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝不復(fù)雜，制造成本就自然低，所以板框壓濾機的售價比較容易接受；6、不能處理大顆粒、具粘性的污泥，容易堵住濾布或者損壞濾布，所以板框壓濾機清洗也需要下很大的功夫；從以上分析我們可以得出如下結(jié)論：離心機的特點是出泥快、排泥量大、可以密閉運行操作運行環(huán)境好、不需要頻繁的加入沖洗水、可以自動控制操作方便、檢維修周期長費用低。帶機和板框機

13、的優(yōu)點是相對離心機電耗低一些、設(shè)備本體噪音小、但是設(shè)備由于是開放式，并且需要不斷的利用沖洗水沖洗濾帶及濾板，設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境惡劣，自動化程度不高。所以，在城市生活污水處理中選用離心機是可行的。3、泥漿離心機的工作原理：臥式離心機，主機有：柱-錐轉(zhuǎn)鼓、 螺旋輸送器、 差速系統(tǒng)、 軸承座、 機座、 罩殼、 主電機、 輔機及電控系統(tǒng)構(gòu)成離心機工作時主電機通過： 三角皮帶帶動轉(zhuǎn)鼓，輔電機經(jīng)差速器帶動螺旋。轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器同時同向高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器在差速器的作用下形成2-30轉(zhuǎn)/分的差轉(zhuǎn)速;（差轉(zhuǎn)速可由變頻器控制自動無極調(diào)速）當(dāng)混合液經(jīng)進料管從中心軸進入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強大離心力的作

14、用下，利用固液兩相的密度差，使固相顆粒迅速與水產(chǎn)生分離，沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對運動的螺旋葉片不斷地將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固體顆粒刮下并推出排渣口。分離后的清液經(jīng)液層調(diào)節(jié)板開口溢出轉(zhuǎn)鼓。4 泥漿離心機的設(shè)計要點41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：（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HB30r/min）.差轉(zhuǎn)速按下式計算：式中：n差轉(zhuǎn)

15、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，可獲得最大差速(例如：若n1=2200、i=87,則nmax=25 r/min).小軸反轉(zhuǎn)可以提高差速（例如：n1=2200，nh=-1280，i=87則n=40），但由于差速器內(nèi)部各個行星齒輪之間相對轉(zhuǎn)速增大，可能影響差速器壽命。 由上分析可知，泥漿離心機的差速器速比要選得小，以獲取較大差速。例如，杰能環(huán)保科技LWJ650-2300離心機的最大差速可高達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轉(zhuǎn)，故要求差速器的抗過載沖擊及抗扭震性能特別好。螺旋推料力矩可通過測量小軸力矩間接測量。

16、離心機穩(wěn)定運行時，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)號表示小軸為主動件，運行時轉(zhuǎn)臂向電動機回輸部分能量。分析指出：螺旋推料力矩和鼓內(nèi)沉泥的數(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LWJ650-2300離心機差速器額定扭矩高達10 KN.m20 KN.m。此外，杰能環(huán)?？萍忌a(chǎn)的泥漿離心機正在考慮配置低速液壓馬達差速器。差速器為20KNm的大扭矩液壓馬達，其傳動效率高，傳動平穩(wěn)，體積小，是同樣功率的行星差速器體積的12，并且噪音低，振

17、動?。豢蔁o級調(diào)速，使固液分離達到最佳組合，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，螺旋仍能按正常的差轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)動。液壓差速器可以在轉(zhuǎn)鼓不轉(zhuǎn)動的情況下使螺旋轉(zhuǎn)動?？煽焖倥旁宄D(zhuǎn)鼓內(nèi)的沉渣，使轉(zhuǎn)鼓清洗更干凈。33 戶外型 安裝在現(xiàn)場的電器設(shè)備應(yīng)選用戶外型，例：主/副電機、污泥輸送機電機、各種泵電機、各種閥以及聲光報警系統(tǒng)等。34 傻瓜式電氣控制功能力求簡單實用，特別強調(diào)可靠性和操作簡單，可采取下述措施：（1）主變頻器為重載型，功率比電機功率提高一檔；（2）和現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的模擬量輸入/輸出光

18、電隔離；（3）注意防雷電設(shè)計；（4）采用觸摸屏人機界面；5 應(yīng)用實例泥漿離心機在紹興上虞市泥漿處理中的應(yīng)用處理后的效果顯示：離心機作為固/液分離設(shè)備只能分離固體和液體， 所以在測試分析離心機進料濃度和分離液的含固率時 必須完全去除料漿和分離液中的溶解物質(zhì)。分析時均 應(yīng)用定量濾紙過濾，并且在過濾過程中要用蒸溜水洗 凈漏斗中樣品里的可溶物質(zhì)、再衡溫稱量，否則測試的 數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。下表是實際測得的一組數(shù)據(jù)：表2處理能力m3/h進泥含固%清液含固%泥餅含水率%4060212.532240%固體回收率按下式計算：式中 -固體回收率Y濕沉渣中絕干物質(zhì)含量 %T進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測試數(shù)據(jù)代入式9，可以得到固體回收率達到99.4%42 經(jīng)濟效益LWJ650-2300型臥螺離心機處理建筑樁基，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益：以前使用傳統(tǒng)的泥漿外運填埋，自然干化等手段，成本高，污染環(huán)境，使用泥漿離心機進行處理建筑打樁泥漿，成本低，實用，泥漿脫水后廢渣綜合利用，做為新型建材的原材料，變廢為寶，既保護了資源，又充分利用了