一種輪式混料機(jī)的設(shè)計與工程應(yīng)用

黃立志，齊水蓮

（河南金谷實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，鄭州 450012）

引言

長期以來，我國污水處理廠普遍存在“重水輕泥”傾向。隨著環(huán)保要求和標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，污水處理設(shè)施的建設(shè)與污泥處理處置工作也進(jìn)入了發(fā)展的快車道。目前，國內(nèi)外的污泥處理處置方法眾多，一般采用濃縮、脫水、干化等處理方法與焚燒、堆肥、填埋等處置方式的組合流程[1]。深度脫水以降低污泥含水率是實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化及綜合利用的重要前提，在目前各種污泥深度脫水技術(shù)中，化學(xué)調(diào)理深度脫水由于工藝簡單、脫水效果好而得到了較為廣泛地應(yīng)用。常見的化學(xué)調(diào)理劑有聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁（PAC）、三氯化鐵（FeCl3）、生石灰、粉煤灰等[2]。

混合設(shè)備是一種量大面廣、品種繁多的機(jī)械產(chǎn)品，多用于化工、醫(yī)藥、造紙、食品、飼料及廢水處理等行業(yè)[3]。在污泥深度脫水工藝中，物料混合設(shè)備是實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水的關(guān)鍵設(shè)備，現(xiàn)有的混合設(shè)備的攪拌軸排布方式多為垂直式，在實(shí)際運(yùn)行過程中存在攪拌效果不好，設(shè)備使用壽命低等問題。為了解決污泥處理過程中污泥與調(diào)理劑的均勻混合問題，實(shí)現(xiàn)污泥與藥劑的同步輸送同步混勻反應(yīng)，確保生產(chǎn)工序連續(xù)，國內(nèi)某企業(yè)開發(fā)研制了新型輪式混料機(jī)，攪拌軸排布方式為水平式。

1 輪式混料機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

輪式混料機(jī)主要有喂料機(jī)構(gòu)（喂料斗、喂料輪）、混料機(jī)構(gòu)（混料箱體、蓋板、攪拌輪）、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和尾氣收集裝置，其外形結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 輪式混料機(jī)外形結(jié)構(gòu)示意

1.1 喂料機(jī)構(gòu)

喂料機(jī)構(gòu)主要包括喂料斗和喂料輪。物料由鏟車等機(jī)械送至喂料斗，喂料輪由喂料軸和軸上的多組喂料葉片組成，喂料軸橫向設(shè)置，喂料葉片沿軸間隔設(shè)置，每組喂料葉片由三片扇形葉片組成，每個扇形葉片端部設(shè)有撥料板，撥料板一端與扇形葉片的夾角為15°，可將物料中硬度較大的物體傾斜著撥入混料箱，避免其直接與葉片接觸而損壞葉片，從而延長葉片的使用壽命。喂料機(jī)構(gòu)的出料口與混料機(jī)構(gòu)的進(jìn)料口連接，喂料軸轉(zhuǎn)動時能將物料均勻地?fù)芩偷交炝舷潴w內(nèi)。

1.2 混料機(jī)構(gòu)

混料機(jī)構(gòu)主要包括混料箱、蓋板和攪拌輪?；炝舷潴w上設(shè)置有蓋板，蓋板上設(shè)有藥劑投加口，箱體內(nèi)包含多組攪拌輪，每組攪拌輪均由攪拌軸和軸上的多組攪拌葉片組成，攪拌葉片的機(jī)構(gòu)與喂料葉片相同，端部也設(shè)有撥料板。在一條生產(chǎn)線中往往需要多組混料機(jī)構(gòu)連接起來使用，多組攪拌輪的中心線平行且高度一致，物料和投加的藥劑通過攪拌輪反復(fù)攪拌、推進(jìn)，藥劑與污泥得以充分混合。

1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)

驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含減速電機(jī)、傳動鏈輪和鏈條。輪料機(jī)運(yùn)行時，啟動減速電機(jī)，通過減速電機(jī)驅(qū)動傳動鏈輪轉(zhuǎn)動，帶動喂料輪和攪拌輪同步同向轉(zhuǎn)動。

1.4 尾氣收集裝置

尾氣收集裝置主要指吸風(fēng)罩，混料箱的尾部設(shè)有出氣口，吸氣罩的出口通過吸風(fēng)管和風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口鏈接，在風(fēng)機(jī)的作用下，及時把物料混合反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣引至吸收塔進(jìn)行處理。

2 工程應(yīng)用

河北省某污水處理廠服務(wù)于皮毛工業(yè)聚集區(qū)內(nèi)的皮毛加工企業(yè)，該類企業(yè)在硝染、鞣制工序中含鉻鞣劑，產(chǎn)生的廢水為含鉻廢水，因而該廠廢水治理產(chǎn)生的污泥含有六價鉻，該污泥屬于危險廢物。脫水后的污泥（含水率約85%）一直堆存在廠區(qū)內(nèi)，3萬噸堆存污泥亟待無害化處理。技術(shù)人員通過現(xiàn)場勘察后，采用濕法解毒+固化處理工藝，對含六價鉻的污泥進(jìn)行解毒處理并降低污泥的含水率，即通過向污泥中添加還原劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將六價鉻還原成三價鉻，再通過添加固化劑石灰將三價鉻固化至污泥中，檢測達(dá)標(biāo)后運(yùn)至生活垃圾填埋場進(jìn)行安全填埋。具體工藝流程見圖2。

首先利用裝載機(jī)將污泥送轉(zhuǎn)喂料機(jī)內(nèi)，喂料輪在旋轉(zhuǎn)的過程中，將污泥均勻的撥到混料機(jī)內(nèi)，喂料機(jī)的下料速度為10～15t/h，通過控制還原劑噴灑量和混合時間，混料機(jī)污泥和還原劑邊攪拌邊輸送，混合反應(yīng)完成后經(jīng)皮帶輸送至緩沖倉中，之后進(jìn)入脫水混料機(jī)。通過電子控制系統(tǒng)控制石灰均勻下料，與還原后的污泥進(jìn)行反應(yīng)，利用石灰吸水過程中產(chǎn)生大量的熱，將污泥含水率由80%～90%降至60%以下，固化、脫水后的污泥進(jìn)入熟化場熟化24小時后轉(zhuǎn)至?xí)捍鎴鰰捍?，檢測合格后，運(yùn)至生活垃圾填埋場填埋。由于污泥長時間堆存自身會發(fā)生厭氧反應(yīng)，會產(chǎn)生一定量的惡臭氣體，氧化還原過程中也會產(chǎn)生少量的氨和硫化氫，該部分氣體通過引風(fēng)機(jī)送至吸收塔進(jìn)行尾氣處理。

圖2 污泥無害化處理工藝流程圖

該項目2016年4月開工建設(shè)，處理規(guī)模為500噸/天，現(xiàn)場安裝兩條生產(chǎn)線，共計使用輪式混料機(jī)8臺，8月初完成了堆存污泥的無害化處置，累計處理污泥31,990噸，處理后污泥中的六價鉻、總鉻及含水率滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）要求。整套設(shè)備連續(xù)設(shè)備運(yùn)行3個月，物料混合均勻，無運(yùn)行故障。

3 結(jié)語

（1）該次設(shè)計研究的輪式混料機(jī)攪拌軸采用水平式排布方式，結(jié)構(gòu)簡單，解決了傳統(tǒng)混料機(jī)容易撒料、攪拌混合效果差、設(shè)備壽命低等問題。

（2）該混料機(jī)成功應(yīng)用于含鉻污泥無害化處理及深度脫水工程，污泥與藥劑邊輸送邊混合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)、出料生產(chǎn)。使用效果表明，該裝置混料均勻、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定、物料混合效果好、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。