离心机在钢厂酸洗废水处理中的应用

王保军

（海申机电总厂（象山））

离心机在钢厂酸洗废水处理中的应用

王保军*

（海申机电总厂（象山））

以离心机在钢铁厂处理酸洗废水为实例，详细论述了在酸洗废水处理过程中离心机的配置、工作原理以及影响离心机分离效果的诸因素等。

卧螺离心机 酸洗废水 絮凝剂 过滤 污泥 含水率

湖北宜昌某钢铁厂主要生产预应力钢绞线、优质钢丝、焊丝等金属制品。在金属制品加工过程中会产生大量的酸洗废水，废水的主要污染指标是Fe2+、磷酸盐含量和pH值。酸洗废水先经熟石灰调碱，然后再采用固液分离技术对其进行处理，产生出大量污泥，污泥的主要成分为 Fe（OH）3、Ca3（PO4）2和其它杂质。采用卧螺离心机对酸洗废水进行固液分离，不仅具有物料适应性好，自动化程度高，运行稳定性好，工艺性强，耐腐蚀性好，操作环境好，安全保护装置齐全可靠等特点，而且还具有人工劳动强度低，无异味，脱水后的污泥含水率非常低和占地面积小等优点。

1 卧螺离心机概述

1.1 卧螺离心机的结构和参数

以LW430DE型卧螺离心机为例，该离心机主要由副电机、差速器、螺旋体、转鼓、主轴承、机座、机罩、传动装置及主电机等组成，如图1所示。该离心（脱水）机的主要参数如表1所示。

图1 离心机结构

表1 离心机主要技术参数

1.2 工作原理

酸洗废水经进料管和螺旋出料口进入转鼓，在高速旋转产生的离心力作用下，比重较大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁上的固相颗粒刮下并推出排渣口。分离后的清液经液层调节板开口流出转鼓。螺旋与转鼓之间的相对运动（即差转速），是通过差速器来实现的，其大小由副电机来控制，从而实现离心机对物料的连续分离过程。

2 离心机组主要配置

2.1 系统配置

酸洗废水处理系统主要包括卧螺离心脱水机、进料螺杆泵、进料电磁流量计、加药装置、加药螺杆泵、加药电磁流量计、电动闸板阀、液压储泥斗、冲洗电磁阀、自动控制柜等，如图2所示。

2.2 电器系统配置

在电器控制方面，采用当今工业控制领域应用最为广泛的可编程控制器（PLC）为核心，以界面友好的彩色液晶触摸屏为人机操作界面，加之以节能优良的双电机双变频恒扭矩控制等，组成了稳定可靠的离心机电器控制系统。控制系统采用一键式操作，初始运行参数自动设定，整个流程按照编制好的程序自动运行，无需人为干预，实现真正的全自动操作。在进料过程中通过恒力矩与恒差速两种控制方式，适应酸洗废水浓度、流量的变化，提高离心机对生产工艺的适应性，保证酸洗废水良好的分离效果和稳定的运行状态，操作简便、功能完备。

3 影响离心机分离效果的诸因素

3.1 絮凝剂的选型

聚丙烯酰胺（PAM）是一种线状有机高分子物质，同时也是一种高分子水处理絮凝剂，可吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并加快其沉淀速度。因其良好的絮凝效果，PAM作为水处理中的絮凝剂被广泛用于污水处理。因为每种絮凝剂都有适合的pH值范围，超出其范围就会影响絮凝效果，因此PAM药剂的选择对污泥脱水系统至关重要。根据酸性废水处理的特性，本文选择了阳离子絮凝剂。

3.2 加药点的选择

加药点的选择至关重要，现场选取了反应速度较快、絮团大、液较清的絮凝剂。经两个烧杯来回倾倒8次后发现絮团破碎，因此选择加药点为距离心机进料部位0.8 m的位置。

3.3 离心机转速的调整

离心机转速影响离心机的分离效果和单位处理量。转速越高，分离因数也越高，物料受到离心力越大，污泥沉降速度越快，分离效果就越好。但转速的大小与分离效果的好坏并不成比例，当达到临界转速后，转速再增加，分离效果也无明显提高，而动力消耗则成比例增加，使运行费用大幅提高，同时还会加剧设备振动，所以要根据实际情况来调整离心机转速。测试过程中，离心机转速以2 000 r/min为基础，每次升高50 r/min，检测污泥含水率，以确定适合于本工程的离心机转速。调试情况如图3所示。由图3可知，当离心机转速升高至2 500 r/min时，离心机出泥含水率最低为70.5%，取得了良好的处理效果。当离心机转速继续升高时，出现了污泥含水率略微升高的现象，从处理效果考虑，设定的最佳运行转速为2 500 r/min。

图2 离心机组系统配置

图3 不同转速下污泥含水率

3.4 差转速的调节

差转速决定了排料器的排料速度，其大小影响离心机的分离效果和处理能力。在进料量恒定的情况下，差转速增大，清液在被排出离心机前经过的路径将增加，但由于螺旋排料速度会加快而减少了固相部分在离心机内的停留时间，所以在获得了更好的分离效果的同时，也降低了渣的干度。

3.5 液层深度的调整

液层调节片开口越靠近转鼓中心，液层越深，反之即越浅。加深液层会降低液相中的含固率，增加固相中的含水率，降低液层深度则反之。

3.6 处理量的确定

离心机的处理量是指达到分离工艺要求的最大的悬浮液进料流量。工艺要求不同，离心机的处理量也不同。进料量过大，机内渣层增厚，渣层表面的细小粒子很容易被分离液带走，同时，因悬浮液在转鼓内停留时间过短，分离不充分，分离效果明显下降。离心机处理量与进料含固率有关，在实际运行中若进料量与进料含固率出现偏差，极易使离心机出现损坏，因而在运行中应严格控制进料浓度与进料量。离心机的处理量与进料含固率存在正比关系，即进料含固率越大，离心机的处理量越小，反之则处理量越大。另外，当进泥含水率偏大时，耗药量将会骤然上升。对于LW430DE离心机组，通过长时间的运行实践可知，当进料含固率为2%～3%时，离心机的最佳处理量为20～25 m3/h。

4 结束语

（1）使用离心机对钢铁厂酸洗废水进行固液分离，不仅可克服板框压滤机不能连续处理的缺点，还可避免带式污泥脱水机操作环境差、人工劳动强度高、药剂投加量高和污泥含水率高等不足。

（2）离心机在调试过程中应根据絮凝剂与物料小试情况进行絮凝剂的选型以及加药点的选取；根据离心机处理量和处理效果来确认离心机的各项分离参数，当进料浓度出现波动时，进料量及离心机其它参数也要适当进行调整。

（3）钢铁厂的酸碱洗废水及含油废水的物料特性比较复杂，在离心机机型的选择、材料的配置及絮凝剂的选型等方面都要经过严格的科学论证。

[1]李强.离心机在蓝藻处理领域中的应用 [J].水工业市场， 2012（5）： 54-57.

[2]薛红梅.污泥离心脱水机的运行经验 [J].中国给水排水， 2009， 25（6）：90-92.

Application of Centrifuge in Treatment of Pickling Waste Water from Steel Plant

Wang Baojun

Taking centrifuge treatment of pickling waste water in steel plant as an example,the configuration,working principle and influencing factors of centrifuge separation in the process of pickling waste water treatment are discussed in detail.

Decanter centrifuger;Pickling waste water;Flocculant;Filtration;Sludge;Rate of water content

TQ 051.8+4

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.10.005

*王保军，男，1980年生，工程师。宁波市，315718。

2017-07-14）