【摘要】硫酸污泥的处理由于其产生量大、含水率高、粘度大等原因已经成为一个行业性的技术难题。某硫酸生产企 业率先在行业中使用卧螺式污泥离心脱水机,对硫酸污泥进行离心脱水处理,脱水后的干泥作为水泥、砖瓦等建材的生产 辅料,离心液代替清水用于矿渣灰的增湿,基本解决了硫酸污泥的处理问题,取得了较好的社会、环保及经济效益。
【关键词】污泥离心脱水机;污泥;处理;应用
一、前言
矿制硫酸装置的污水因其水量大、酸度高、成分复杂而 成为环境治理的一个难题,一般都采用中和、沉降工艺进行 处理,尤其是处理过程中产生的硫酸污泥由于产生量大、含 水率高、粘度大,造成难以处理、运输和堆存,更成为一个 行业性的技术难题。
笔者曾参与了某硫酸生产企业对硫酸污泥处理的技改工作,该技改中运用污泥离心脱水技术,率先在国内的同行业 中对硫酸污泥进行离心脱水处理,取得了较好的技改效果和 经济效益。
二、现状分析
1、污泥处理方法
该企业建有一套300t/h的硫酸污水处理装置,采用电石 渣中和、自然沉降工艺并添加絮凝剂以提高沉降效果。正常 生产情况下的污水量为150~200t/h,主要为自酸洗净化工序 的稀酸洗涤水,其它还包括焙烧除尘水、生产场地及设备的 冲洗水以及事故时的短期排放废水等。污水的酸度较高,含 尘量大,水质较为复杂。
污水沉降池中沉降下来的污泥约300t/d,主要成分为矿 尘,其它还包括污水中和反应产生的钙盐沉淀及金属盐类的 氢氧化物沉淀,含水率较大,约70~80%。
污水沉降池的底泥用污泥槽车送至污泥处理场进行自然 晾干处理,然后由人工挖掘后用于水泥、砖瓦等建材的生 产。
2、存在的主要问题
在长期的生产中,污泥处理的问题已日益突出,影响了污水处理效果及企业的进一步发展,主要在于:
(1)污泥处理场的环境污染
虽然该污泥处理场占地面约有1.5公顷,由于长期接收污泥,且污泥的自然晾干受自然条件的约束,效率低下,晾 干周期较长。并且经自然晾干的污泥含水量仍然较高 (20~25%)且粘度较大,较难直接用于建材的生产,故销 路不畅,大量的污泥滞留在处理场中,该污泥处理场早已不 堪重负,同时也给周边带来了一定的环境污染。
(2)影响污水处理效果及生产负荷
污泥处理场的处理能力不足直接影响了污泥的正常排放 及污水装置的处理效果,并且间接地影响了硫酸装置的生产 负荷。
(3)处理费用高
污泥的运输采用污泥槽车,运输费用较高;而污泥处理 场主要为人工操作,人工费用也较高。
三、技改方案及过程
为彻底解决硫酸污泥的处理问题,企业在对目前国内污 泥处理技术及设备进行大量调研的基础上,提出了采用污泥 脱水离心机对硫酸污泥进行强制脱水的技改方案。
1、技改方案
企业根据本厂硫酸污泥的特点及处理量等工艺参数,对 目前比较常用的带式、转筒式、滚压式及离心式污泥脱水机 等进行了对比,最终选择了卧式螺旋卸料沉降离心污泥脱水机(以下简称)对硫酸污泥进行离心脱水处理,具体 的技术方案为:
(1)将沉降于污水沉淀池底部的底泥用立式污泥泵输 送至污泥离心机进行脱水。(2)经脱水的污泥(干泥)从 下料口直接放至焙烧炉的渣灰皮带上随矿渣一起外销,离心 液经离心机溢流口连续排放至新建的离心液池,再用污水泵 送至硫酸污水处理装置再进行沉淀处理。
2、技改过程
(1)初步试验情况
企业首先选用了1台LW500×1500-N型离心机进行污泥 脱水的初步试验。该离心机由高速转鼓、螺旋和可调速的双 驱动机械差速器等部件组成,属于锥柱型结构。装置投运初 期的运行情况较为不正常,主要的问题为:
①脱水效率低,脱水后的污泥含水量仍然较高,约为 20%,较难混入矿渣中。②离心机运行不稳定,经常出现 转鼓结死及下渣口堵塞的现象,造成离心机振动大、过负荷 跳车等现象,装置无法连续正常运行。③离心液中含有大 量的细小颗粒,重新返回到污水处理系统后增加了沉淀池中 污水细小颗粒的相对含量,使污水中悬浮物的沉降性能下 降,造成外排污水的悬浮物排放质量下降。
针对初步试验中出现的问题,企业进行了仔细地分析与 研究,认为主要原因一是行业内在使用离心机对硫酸污泥进 行脱水方面可借鉴的经验较少,在离心机的结构、选型上及 操作、维护方面存在着较多需要摸索、改进的地方,二是离 心液中的大量细小颗粒影响了硫酸污水的正常沉降,需改进 离心液的处理方法。
(2)整改工作
根据分析结果,企业制订了改进方案,主要从离心机本 体结构、离心液处理方法等方面进行了改进。
①离心机本体的改进
企业合同生产厂家一起对进行了试验 及改进,针对硫酸污泥粘度大等特性,主要进行以下方面的 改进:
(1)离心机的型号由LW500×1500-N改为LW400× 860-N;(2)离心机转鼓表面喷焊硬质合金,工作长度由 1500mm缩短至860mm;(3)差速器功率由7.5KW改为 11KW,付电机的功率由5.5KW改为7.5KW,主、副机的差 转速从15转/分调整为35转/分;(4)内螺旋表面喷焊耐磨层 并降低内螺旋推料器速度,同时改进下渣口的位置,确保污 泥出料正常,减少机内的污泥堆积。
经过整改后,较好地解决了离心机易堵及稳定运行的问 题,离心机的处理量约为12~15t/h,可满足300t/d的污泥处 理要求,单机的连续正常运行时间可达到20天左右;离心效 率也有较大提高,脱水后的干泥含水量为10~12%左右,满 足与矿渣一起混合外运的要求。
②离心液处理方法的改进
企业对硫酸焙烧炉下渣系统的渣灰熄灭器及下灰双轴的 喷头进行了改造并重新进行配管,将离心液全部用于渣灰熄 灭器及下灰双轴以代替清水对灰渣进行增湿。
离心液用于灰渣增湿后,一方面避免了离心液进入污水处理装置影响污水的处理效果;另一方面,离心液代替清净水对灰渣进行增湿,既可以节省清净水用量,并且离心液中的残存污泥还可混入灰渣中作为矿渣外卖,增加了经济效益,符合循环经济的工作要求。
四、技改效果
在经过一段时间的摸索、改进后,整套污泥离心脱水装置的运行逐渐正常、稳定,目前硫酸污泥已全部实现了离心脱水,离心液也全部回用于灰渣的增湿,基本上取消了污泥 的槽车外运工作,原污泥处理场已基本停用,大大减少了对周边环境的污染,改善了企业的社会形象。
五、小结
该企业在国内同行业中率先运用污泥离心脱水技术,干泥作为矿渣外销以取得一定的经济效益,离心液则取代清净水作为灰渣的增湿剂,既避免了对污水处理装置的影响,又可节省大量的清净水源,在较好地解决了硫酸污泥处理难题 的同时,也体现了循环经济的落实,取得了较好的经济效益、环保效益和社会效益。
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