一种轮式混料机的设计与工程应用

2018-11-02黄立志齐水莲

中国环保产业 2018年10期

黄立志，齐水莲

（河南金谷实业发展有限公司，郑州 450012）

引言

长期以来，我国污水处理厂普遍存在“重水轻泥”倾向。随着环保要求和标准的日趋严格，污水处理设施的建设与污泥处理处置工作也进入了发展的快车道。目前，国内外的污泥处理处置方法众多，一般采用浓缩、脱水、干化等处理方法与焚烧、堆肥、填埋等处置方式的组合流程[1]。深度脱水以降低污泥含水率是实现污泥减量化、稳定化、无害化及综合利用的重要前提，在目前各种污泥深度脱水技术中，化学调理深度脱水由于工艺简单、脱水效果好而得到了较为广泛地应用。常见的化学调理剂有聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝（PAC）、三氯化铁（FeCl3）、生石灰、粉煤灰等[2]。

混合设备是一种量大面广、品种繁多的机械产品，多用于化工、医药、造纸、食品、饲料及废水处理等行业[3]。在污泥深度脱水工艺中，物料混合设备是实现污泥深度脱水的关键设备，现有的混合设备的搅拌轴排布方式多为垂直式，在实际运行过程中存在搅拌效果不好，设备使用寿命低等问题。为了解决污泥处理过程中污泥与调理剂的均匀混合问题，实现污泥与药剂的同步输送同步混匀反应，确保生产工序连续，国内某企业开发研制了新型轮式混料机，搅拌轴排布方式为水平式。

1 轮式混料机的结构设计

轮式混料机主要有喂料机构（喂料斗、喂料轮）、混料机构（混料箱体、盖板、搅拌轮）、驱动机构和尾气收集装置，其外形结构图如图1所示。

图1 轮式混料机外形结构示意

1.1 喂料机构

喂料机构主要包括喂料斗和喂料轮。物料由铲车等机械送至喂料斗，喂料轮由喂料轴和轴上的多组喂料叶片组成，喂料轴横向设置，喂料叶片沿轴间隔设置，每组喂料叶片由三片扇形叶片组成，每个扇形叶片端部设有拨料板，拨料板一端与扇形叶片的夹角为15°，可将物料中硬度较大的物体倾斜着拨入混料箱，避免其直接与叶片接触而损坏叶片，从而延长叶片的使用寿命。喂料机构的出料口与混料机构的进料口连接，喂料轴转动时能将物料均匀地拨送到混料箱体内。

1.2 混料机构

混料机构主要包括混料箱、盖板和搅拌轮。混料箱体上设置有盖板，盖板上设有药剂投加口，箱体内包含多组搅拌轮，每组搅拌轮均由搅拌轴和轴上的多组搅拌叶片组成，搅拌叶片的机构与喂料叶片相同，端部也设有拨料板。在一条生产线中往往需要多组混料机构连接起来使用，多组搅拌轮的中心线平行且高度一致，物料和投加的药剂通过搅拌轮反复搅拌、推进，药剂与污泥得以充分混合。

1.3 驱动机构

驱动机构包含减速电机、传动链轮和链条。轮料机运行时，启动减速电机，通过减速电机驱动传动链轮转动，带动喂料轮和搅拌轮同步同向转动。

1.4 尾气收集装置

尾气收集装置主要指吸风罩，混料箱的尾部设有出气口，吸气罩的出口通过吸风管和风机进气口链接，在风机的作用下，及时把物料混合反应过程中产生的尾气引至吸收塔进行处理。

2 工程应用

河北省某污水处理厂服务于皮毛工业聚集区内的皮毛加工企业，该类企业在硝染、鞣制工序中含铬鞣剂，产生的废水为含铬废水，因而该厂废水治理产生的污泥含有六价铬，该污泥属于危险废物。脱水后的污泥（含水率约85%）一直堆存在厂区内，3万吨堆存污泥亟待无害化处理。技术人员通过现场勘察后，采用湿法解毒+固化处理工艺，对含六价铬的污泥进行解毒处理并降低污泥的含水率，即通过向污泥中添加还原剂进行氧化还原反应，将六价铬还原成三价铬，再通过添加固化剂石灰将三价铬固化至污泥中，检测达标后运至生活垃圾填埋场进行安全填埋。具体工艺流程见图2。

首先利用装载机将污泥送转喂料机内，喂料轮在旋转的过程中，将污泥均匀的拨到混料机内，喂料机的下料速度为10～15t/h，通过控制还原剂喷洒量和混合时间，混料机污泥和还原剂边搅拌边输送，混合反应完成后经皮带输送至缓冲仓中，之后进入脱水混料机。通过电子控制系统控制石灰均匀下料，与还原后的污泥进行反应，利用石灰吸水过程中产生大量的热，将污泥含水率由80%～90%降至60%以下，固化、脱水后的污泥进入熟化场熟化24小时后转至暂存场暂存，检测合格后，运至生活垃圾填埋场填埋。由于污泥长时间堆存自身会发生厌氧反应，会产生一定量的恶臭气体，氧化还原过程中也会产生少量的氨和硫化氢，该部分气体通过引风机送至吸收塔进行尾气处理。

图2 污泥无害化处理工艺流程图

该项目2016年4月开工建设，处理规模为500吨/天，现场安装两条生产线，共计使用轮式混料机8台，8月初完成了堆存污泥的无害化处置，累计处理污泥31,990吨，处理后污泥中的六价铬、总铬及含水率满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）要求。整套设备连续设备运行3个月，物料混合均匀，无运行故障。