
1 前言
钢铁工业是国家的基础工业,也是高用水行业,而污泥是钢铁行业污水处理的必然产物;污泥脱水处理,保护生态环境是钢铁行业水处理系统的重要组成部分。
宝钢集团八钢公司从钢铁工业可持续发展过程中高度重视节约用水,高度关注水资源循环利用措施的落实,近几年新建投产的转炉炼钢、轧钢等生产线中,采用了不同的污泥脱水设备:120t转炉OG系统采用带式压滤机进行污泥脱水;炼钢板坯连铸机浊环水采用卧螺离心机进行污泥脱水;而轧钢系统热轧、中厚板、棒线等生产线浊环水则采用板框压滤机进行污泥脱水。
不同类型的污泥脱水机,设备性能、操作维护方式也不相同,其工作状态直接影响到污水处理效果,并影响到整个水处理系统的正常运行。各有优势和不足,下面是实际应用和分析说明。
2 污泥脱水机结构形式及工作原理
2.1 污泥脱水机简述
污泥脱水机的作用是去除存在于污泥颗粒间以及颗粒内的水,从而使液态的污泥的物理性能改变成半固态,理想的脱水是把水去除,同时污泥的固体颗粒则应当全部保留在脱水后的泥饼上,并要求这种操作所花投资低。
2.2 板框压滤机
板框式压滤机,是通过板框的挤压,使污泥内的水通过滤布排出。将带有滤液通路的滤板和滤框平行交替排列,每组滤板和滤框中间夹有滤布,用可动端把滤板和滤框压紧,使滤板和滤框之间构成一个压滤室,污泥从料液进口流入,水通过滤板从滤液排出口流出,滤饼将堆积在框内滤布上,然后剥落铲下。
八钢使用的板框压滤机大多采用隔膜压滤技术,其原理与板框压滤相同,但在进料过程结束后,采用压缩空气进行隔膜压榨,对静态过滤结束后的滤饼进行二次压榨,来提高整机的脱水效率,增加滤饼的干度,降低污染和减少劳动力。
2.3 带式压滤机
带式压滤机是利用滤带的张力和压力在滤布上对污泥施加压力使其脱水,污泥流入连续转动的上、下两块带状滤带后,滤带的张力和轧辊的压力及剪切力作用于夹在两块履带之间的污泥上面进行脱水,污泥实际上经过动力脱水、压力脱水和剪切脱水3个过程,脱水泥饼由刮板剥离。
2.4 卧螺离心机
卧螺离心机是料液进入离心机后,在离心力作用下分层,实行固液分离脱水。随着固相颗粒在转鼓内逐渐沉积形成沉渣层,沉渣中水分由于固相颗粒的挤压作用被压向渣表面,然后沿螺旋通道流回沉降区,脱水区沉渣在压密脱水过程中受到转鼓的拖曳作用向转鼓排渣口运动,完成离心脱水过程,干渣向排渣口排出。
3 性能分析
根据以上3种污泥脱水机的性能不对比分析,不同的脱水机各有优缺点,详见下表:
比较项目 | 板框压滤机 | 带式压滤机 | 卧螺离心机 |
设备型号 | XZG/1250-UB | DYT2000 | LW430×1200 |
工作介质 | 轧钢浊环水 | 炼钢OG系统浊环水 | 炼钢连铸浊环水 |
环境污染 | 敞开式、有一些硫化氢、硫脲、硫醇之类恶臭气体污染 | 敞开式、有一些硫化氢、硫脲、硫醇之类恶臭气体污染 | 密闭式、无恶臭、污染小 |
处理量(m³/h) | 5~10 | 13 | 12~20 |
泥饼含固率(%) | 50~60 | 30~40 | 40~50 |
自动化程度 | 防止滤板粘泥,手动拉板操作,必须专人值守 | 防止滤带跑偏,配套水泵、加药装置运行故障,必须专人值守 | 自动化控制程度较高,可实现自动操作 |
运行费用 | 低 | 高 | 低 |
稳定性 | 较好 | 滤带经常堵塞、损坏,更换麻烦 | 较好 |
干泥耗药(kg/TDS) | 无 | 约4 | 约2.3~2.5 |
占地面积 | 大 | 大 | 小 |
能耗(kW) | 6 | 13.2 | 29.5 |
钢铁厂在新建污泥脱水装置时,对污泥脱水的选型需要考虑众多因素,如:各系统排出的污泥水特性、泥饼含固率的高低、装置运行要求、人员素质、场地条件、初期投资、处理成本等,只有经过各方面综合考虑权衡后,才能做出比较合理的选型。通过应用和性能比较,总结以下几个方面:
(1)板框压滤机系间歇操作,它的运行过程是周期性的泵入污泥压滤和脱除泥饼的间歇过程。根据滤布堵塞的情况,每隔一定数量运行周期冲洗滤布一次。板框压滤机处理效果好,得到的泥饼含固量较高,一般≥50%。板框压滤机适应性强,适用于各种污泥尤其是粘性大、含砂量高的污泥。板框压滤机运行平稳、噪声小、磨损小、使用寿命较长、维修费用和长期运行费用也相对较少。但板框压滤机体积大、重量大、一次性的土建和设备购置费用较高,不能连续运行,处理量小,只适用于中、小型污泥处理设施的脱水处理。
(2)带式压滤机工作效率相对较高,污泥处理量较大。滤带易堵塞,必须大量清水冲洗。污泥脱水敞开进行,现场环境差、臭味大、湿气大。运行中易发生滤带走偏故障,运行不稳定。运行中絮凝剂消耗量相对较大,运行成本升高。脱水后的泥饼含固率较低。
(3)离心脱水机体积小、重量轻。脱水系统配置简单,除主机外只需配置加药和进出料输送机械,一次性的土建和设备购置费用较低。脱水系统为全封闭操作,环境清洁卫生。随原水水质和进泥量的变化,要达到处理目标要求可调节的方法比较多,操作灵活;离心脱水机连续工作,全自动控制,对污泥变化能自动跟踪调节,相对于其它形式的脱水设备,冲洗水量较小。但离心机泥饼含固量一般25%~30%,泥饼堆体积较大。离心机运行时噪声大,机器高速旋转部件要求耐磨性高,以延长使用寿命,设备维修费用和长期运行费用相对较高。此外,离心机属于高速运转机器,转鼓外壳、转鼓顶部部件、转鼓轮毂、连接环、轴、长轴、螺旋输送器、以及其它零部件的修理和更换都要经过动平衡试验,机器方可安全运行。
4 结束语
上述三种脱水机虽存在着各自的优势和不足,在没有更好机型替代情况下,还保持在不同污泥脱水领域应用。在选型时需考虑诸多因素,以便更好的掌握经济运行规律和降低维护费用。