1.前言

隨著國家對環保要求(qiu)的(de)(de)(de)不(bu)斷加(jia)強，鋼(gang)鐵(tie)行(xing)(xing)(xing)(xing)業的(de)(de)(de)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理已經(jing)不(bu)是一個(ge)簡單的(de)(de)(de)過程了，整(zheng)個(ge)設計(ji)工藝都需嚴格按照相關標(biao)準來(lai)(lai)執行(xing)(xing)(xing)(xing)，原來(lai)(lai)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處理部分也被強化，要求(qiu)越來(lai)(lai)越高(gao)，使得污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理變(bian)成(cheng)(cheng)了鋼(gang)鐵(tie)行(xing)(xing)(xing)(xing)業廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理工程中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)要環節。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)在污(wu)(wu)泥(ni)(ni)池中(zhong)(zhong)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)率較高(gao)，要想達到固液分離(li)，必須使用(yong)(yong)(yong)機(ji)械(xie)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)方法，最大(da)(da)限度地(di)將液體(ti)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分分離(li)出(chu)來(lai)(lai)，從而使污(wu)(wu)泥(ni)(ni)成(cheng)(cheng)為可塑性固體(ti)狀，此(ci)時的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)便于外運、處理。經(jing)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)后的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)其體(ti)積大(da)(da)為縮小，不(bu)但減輕了對環境的(de)(de)(de)二(er)次污(wu)(wu)染，也為污(wu)(wu)泥(ni)(ni)資(zi)源的(de)(de)(de)綜合利(li)用(yong)(yong)(yong)創造了極(ji)有利(li)的(de)(de)(de)條件。當今在鋼(gang)鐵(tie)行(xing)(xing)(xing)(xing)業中(zhong)(zhong)已經(jing)開始更多地(di)使用(yong)(yong)(yong)全封閉連(lian)(lian)續(xu)(xu)運行(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)離(li)心污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)機(ji)作(zuo)為污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)主機(ji)，從而避(bi)免了傳統工藝采用(yong)(yong)(yong)帶式壓(ya)濾(lv)機(ji)，板框壓(ya)濾(lv)機(ji)的(de)(de)(de)種(zhong)種(zhong)弊端（如(ru)：污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)敞開進行(xing)(xing)(xing)(xing)，現場環境差(cha)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、藥劑用(yong)(yong)(yong)量大(da)(da)，易(yi)損件多，運行(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)本大(da)(da)，設備體(ti)積龐大(da)(da)、基建費用(yong)(yong)(yong)高(gao)，自動化程度差(cha)，勞(lao)動強度大(da)(da)，不(bu)適(shi)應連(lian)(lian)續(xu)(xu)運行(xing)(xing)(xing)(xing)）。而采用(yong)(yong)(yong)離(li)心機(ji)進行(xing)(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理可以保證(zheng)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處理過程中(zhong)(zhong)廢氣不(bu)外溢，污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)外流，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)不(bu)落地(di)，自動化程度高(gao)，易(yi)損件少，藥耗小，便于連(lian)(lian)續(xu)(xu)運行(xing)(xing)(xing)(xing)，運行(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)本低。由于鋼(gang)鐵(tie)行(xing)(xing)(xing)(xing)業污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)特殊性，采用(yong)(yong)(yong)離(li)心機(ji)進行(xing)(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)優勢(shi)日(ri)漸顯現，離(li)心機(ji)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)逐漸趨(qu)于上(shang)升(sheng)勢(shi)頭。

2.離心機結構及工(gong)作原(yuan)理

離(li)心污泥脫水(shui)機也即臥式(shi)螺旋卸料沉降離(li)心機，是依(yi)靠固液(ye)兩相的密度(du)差，在(zai)離(li)心力(li)場的作用下，加快固相顆粒的沉降速度(du)來實現固液(ye)分(fen)離(li)。見圖1所示(shi)。

轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓前方(fang)設計有一個錐段，根據污(wu)水性質的(de)(de)(de)(de)不同，按照設定(ding)的(de)(de)(de)(de)速度高速旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。進入(ru)離(li)心(xin)機的(de)(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)在離(li)心(xin)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，因(yin)其固(gu)(gu)相和液相密度的(de)(de)(de)(de)不同，在不同的(de)(de)(de)(de)圓周界面上(shang)首先達(da)到分層(ceng)(ceng)效果；然(ran)后，固(gu)(gu)相被機內(nei)螺(luo)旋逐步推向固(gu)(gu)相出(chu)(chu)料口端，并在離(li)心(xin)力(li)(li)及尾端雙向擠(ji)壓(ya)段的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，達(da)到最干(gan)的(de)(de)(de)(de)效果，并在出(chu)(chu)料口排出(chu)(chu)機外；液相則在逐步分層(ceng)(ceng)穩定(ding)，并越積越多(duo)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，澄清(qing)的(de)(de)(de)(de)上(shang)清(qing)液，經溢流堰流出(chu)(chu)，至液相出(chu)(chu)口，排出(chu)(chu)機外。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓的(de)(de)(de)(de)運轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度直(zhi)接決定(ding)分離(li)因(yin)素(su)，一般講轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速高，分離(li)因(yin)素(su)大，固(gu)(gu)體中的(de)(de)(de)(de)含(han)水率低，而螺(luo)旋的(de)(de)(de)(de)速差則直(zhi)接影響到轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)送到轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓外的(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體含(han)水率，它(ta)對(dui)處理量、停留時間和固(gu)(gu)體排出(chu)(chu)都有直(zhi)接影響。

3.不同類型污泥脫水機的比較(jiao)

目前，鋼鐵行業污泥脫水工藝采用的脫水類型主要為三種，

綜(zong)合(he)這三種污(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)設備的(de)(de)性能，板框壓(ya)(ya)(ya)濾機(ji)對進入的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃度適應(ying)性強，且出(chu)(chu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)含水(shui)(shui)率(lv)較低(di)(di)。但(dan)該設備為(wei)(wei)間隙(xi)式(shi)運(yun)行自動化(hua)程度不高(gao)(gao)，且占地面(mian)積(ji)大(da)(da)，濾布容易(yi)(yi)(yi)阻塞(sai)，需(xu)經常沖洗，管(guan)理(li)人員勞(lao)動強度大(da)(da)，工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)也為(wei)(wei)敞開式(shi)，工(gong)作(zuo)(zuo)環境較差。易(yi)(yi)(yi)形成二次(ci)污(wu)染。帶式(shi)壓(ya)(ya)(ya)濾機(ji)可連續生產，管(guan)理(li)也比較容易(yi)(yi)(yi)，但(dan)它(ta)要求進入壓(ya)(ya)(ya)濾機(ji)的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)絮凝體(ti)大(da)(da)、密實(shi)、強度高(gao)(gao)，而(er)且出(chu)(chu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)含水(shui)(shui)率(lv)較高(gao)(gao)，污(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)截留率(lv)也較低(di)(di)。帶式(shi)壓(ya)(ya)(ya)濾機(ji)工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)為(wei)(wei)敞開式(shi)，工(gong)作(zuo)(zuo)環境較差，同樣(yang)易(yi)(yi)(yi)形成二次(ci)污(wu)染，不利于現(xian)代化(hua)生產的(de)(de)要求。離(li)心(xin)(xin)脫(tuo)水(shui)(shui)機(ji)脫(tuo)水(shui)(shui)時(shi)可連續運(yun)行，自動化(hua)程度高(gao)(gao)，運(yun)行方(fang)式(shi)靈活，管(guan)理(li)方(fang)便。而(er)且出(chu)(chu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)含水(shui)(shui)率(lv)較低(di)(di)，出(chu)(chu)泥(ni)(ni)(ni)量(liang)大(da)(da)。離(li)心(xin)(xin)脫(tuo)水(shui)(shui)機(ji)占地面(mian)積(ji)小，為(wei)(wei)全封閉式(shi)運(yun)行，環境衛(wei)生條(tiao)件(jian)好。噪音較大(da)(da)是(shi)離(li)心(xin)(xin)脫(tuo)水(shui)(shui)機(ji)的(de)(de)缺(que)點(dian)。近年(nian)來，歐洲、日本等發達(da)國家和地區(qu)采用(yong)離(li)心(xin)(xin)脫(tuo)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)越來越多。

由此(ci)可見，因離(li)心機具有自動化(hua)程度高，環境條(tiao)件好，分離(li)效果人為因素影響小，操作維護方(fang)便，日常運行(xing)費用小，輔助設備少，占地(di)面積小，基建(jian)投資(zi)少等(deng)諸(zhu)多(duo)優(you)點，因此(ci)污泥(ni)脫(tuo)水工藝中應(ying)用離(li)心機越(yue)來越(yue)多(duo)，并逐步(bu)取代壓濾機。

4.不同類型(xing)離心脫水機的比較

目前(qian)已(yi)經使用(yong)的(de)(de)離心污泥脫(tuo)水機(ji)中，已(yi)由最(zui)初不可調速(su)的(de)(de)機(ji)械差(cha)速(su)器(qi)臥(wo)螺(luo)機(ji)（簡稱(cheng)機(ji)械型(xing)(xing)）、發展(zhan)(zhan)為可調速(su)的(de)(de)雙驅動機(ji)械差(cha)速(su)器(qi)臥(wo)螺(luo)機(ji)（簡稱(cheng)雙電機(ji)型(xing)(xing)）和液(ye)壓(ya)差(cha)速(su)器(qi)臥(wo)螺(luo)機(ji)（即高干度臥(wo)螺(luo)離心機(ji)，簡稱(cheng)液(ye)壓(ya)型(xing)(xing)）。而針對鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業污泥的(de)(de)特點，在液(ye)壓(ya)型(xing)(xing)的(de)(de)基礎(chu)上設(she)備內部結構進(jin)行(xing)了(le)局部的(de)(de)特殊改進(jin)，使其更適(shi)合鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業污泥，尤其轉爐(lu)OG泥的(de)(de)特性(煉鋼(gang)(gang)OG泥處(chu)理(li)難(nan)度高于高爐(lu)瓦斯(si)泥，為鋼(gang)(gang)廠內最(zui)難(nan)處(chu)理(li)之污泥)，以(yi)此(ci)為技術基礎(chu)進(jin)行(xing)設(she)計加工(gong)制造(zao)，該類離心式脫(tuo)水機(ji)是(shi)鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業污泥脫(tuo)水工(gong)藝(yi)應用(yong)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)方向，這三類離心脫(tuo)水機(ji)它們的(de)(de)差(cha)別(bie)主要在于：

4.1差轉速形成方法(fa)的(de)不同(tong)，導致設備電能消耗的(de)明顯差別(bie)

機械(xie)型(xing)和雙電機型(xing)是通過(guo)帶輪變速(su)(su)或雙電機驅動，形(xing)成(cheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓(gu)、螺(luo)旋(xuan)各自的(de)(de)(de)(de)(de)獨立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)絕(jue)對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，差轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)是這(zhe)二個絕(jue)對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)差值（即它們之(zhi)(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)）；液(ye)(ye)壓(ya)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)差速(su)(su)器(qi)實(shi)際是固(gu)定(ding)于轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓(gu)并隨之(zhi)(zhi)(zhi)同步旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)壓(ya)馬達，當液(ye)(ye)壓(ya)泵站通過(guo)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)高壓(ya)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)分配器(qi)向液(ye)(ye)壓(ya)馬達供(gong)油時，螺(luo)旋(xuan)才會在液(ye)(ye)壓(ya)差速(su)(su)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)驅動下，產生(sheng)疊加在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓(gu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)（螺(luo)旋(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)牽連轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動）上的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動，從而(er)形(xing)成(cheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)鼓(gu)、螺(luo)旋(xuan)之(zhi)(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)差轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)。

脫水機在空載(zai)或輕載(zai)運行(xing)時(shi)，三種(zhong)機型(xing)(xing)的(de)能(neng)耗(hao)沒有差(cha)別。但負(fu)重(zhong)運行(xing)時(shi)，由于物(wu)料(liao)的(de)牽連作(zuo)用(yong)，將(jiang)給機械型(xing)(xing)、雙(shuang)電機型(xing)(xing)各自獨立(li)的(de)驅動源(yuan)造(zao)成相互抵消的(de)額(e)外能(neng)量損耗(hao)，而液(ye)壓(ya)(ya)型(xing)(xing)是通過增加液(ye)壓(ya)(ya)馬達（差(cha)速(su)低(di)于30 r/min）的(de)扭(niu)矩來承受牽連作(zuo)用(yong)，則(ze)不產生(sheng)上述的(de)能(neng)量損耗(hao)。反映在設備的(de)實際運行(xing)中(zhong)，液(ye)壓(ya)(ya)型(xing)(xing)的(de)能(neng)耗(hao)明顯降低(di)。

4.2轉(zhuan)鼓、螺旋結構的不同，導致(zhi)設備脫水能力的明顯差別

由于液壓(ya)(ya)差速(su)器對負載變(bian)化(hua)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)自適應性，因(yin)此在轉鼓、螺旋的(de)(de)(de)(de)結構(gou)設(she)(she)計(ji)中就可針對城市污(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)較困難的(de)(de)(de)(de)特點，有意識地加大對脫(tuo)水(shui)(shui)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)度，即(ji)形成(cheng)在前端螺旋葉片(pian)對污(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)雙向(xiang)擠(ji)壓(ya)(ya)效應，以提(ti)高污(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)水(shui)(shui)效率。而(er)其它機(ji)型因(yin)為擔心過(guo)載堵料，則不能采取這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)。

4.3差(cha)速與轉(zhuan)速關聯性的(de)不同，導致設(she)備(bei)維護成本的(de)明顯差(cha)別

設備排(pai)堵是機(ji)械型(xing)臥螺機(ji)最頭疼的(de)(de)維護工作，一旦出現機(ji)器堵料，只能解體整臺臥螺機(ji)轉(zhuan)(zhuan)鼓(gu)，將污泥一點點地清除。不但耗工費時(shi)，且(qie)極易損(sun)傷轉(zhuan)(zhuan)鼓(gu)。而液壓型(xing)的(de)(de)差(cha)轉(zhuan)(zhuan)速(su)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)鼓(gu)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)無關，可在整機(ji)靜止的(de)(de)狀態下，通(tong)(tong)過低速(su)大(da)扭矩的(de)(de)液壓差(cha)速(su)器的(de)(de)強(qiang)力且(qie)極其緩慢的(de)(de)正(zheng)反推動，逐步將污泥排(pai)出轉(zhuan)(zhuan)鼓(gu)，由于最大(da)安全(quan)扭矩可以通(tong)(tong)過設定液壓系統的(de)(de)溢流壓力來控制，因此液壓型(xing)臥螺機(ji)的(de)(de)排(pai)堵不會損(sun)傷設備。

三種類型臥螺離心機的性能比較見表2。

由此可(ke)見(jian)，液壓(ya)差(cha)速臥螺離(li)(li)心機(ji)作為一種新型臥螺離(li)(li)心機(ji)，因(yin)該機(ji)采(cai)用(yong)增(zeng)長了轉鼓(gu)有效長度，大大增(zeng)加沉降(jiang)的(de)(de)(de)(de)距離(li)(li)，增(zeng)長了物料在(zai)機(ji)內停留(liu)時間；采(cai)用(yong)可(ke)根據(ju)負載變(bian)化(hua)差(cha)速自(zi)動反饋調節，推(tui)料功率自(zi)動補償，可(ke)實行小差(cha)速的(de)(de)(de)(de)液壓(ya)差(cha)速系統(tong)，是(shi)國際上公認的(de)(de)(de)(de)最先進的(de)(de)(de)(de)差(cha)速形(xing)式，從(cong)而使生(sheng)產能力、分離(li)(li)脫(tuo)(tuo)水(shui)效果都(dou)有很大的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，并且具有電耗小、藥(yao)耗小等優(you)點。在(zai)此基礎上經(jing)過特殊設計(ji)和改進的(de)(de)(de)(de)，尤其針對鋼鐵(tie)行業污泥的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心式脫(tuo)(tuo)水(shui)機(ji)是(shi)污泥脫(tuo)(tuo)水(shui)設備中(zhong)的(de)(de)(de)(de)佼(jiao)佼(jiao)者。

5.結論

綜上所述，鋼鐵行業污泥的特殊性決定了采用污泥脫水設備的要求。針對鋼廠專用的離心脫水機，其特點是主機采用具有國際先進水平的高干度離心機，其液壓控制的螺旋推料轉速和推料功率可根據負載變化的反饋得到自動調節、補償，并使污泥能在離心力場及錐段前端二個螺旋葉片雙向擠壓的共同作用下，形成更干的泥餅，提高脫水效率。從污泥進離心機、脫水、排泥、輸送、絮凝劑投放以及運行均可采用PLC實施全自動操作并實時監控，從而使整個系統成為達到無人操作的國際先進水平的全自動化污泥脫水成套操作單元。
 

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