1 前言
酒精废水厌氧污泥经预分离后的出液的SS含量仍要达到2%左右,并且密度小、颗粒细、需添加絮凝剂才能进入卧螺离心机或其它过滤型分离设备进一步固液分离。而江苏太仓新太酒精有限公司的污水处理工艺流程中进入UASB二级厌氧的污水处理工艺上不允许添加絮凝剂,目前采用占地面积大的气浮装置进行澄清,澄清效果不太理想。苏州高新技术开发区三环技贸有限公司与太仓新太酒精有限公司经多年来合作,采用LWN430×1600浓缩离心机对进入UASB二级厌氧的污水进行无药澄清浓缩分离已获成功,效果显著优于气浮澄清浓缩。
2 浓缩离心机的结构与原理
LWN系列浓缩离心机是一种新型卧式螺旋卸料沉降离心机,其由旋转接头、无孔转鼓、螺旋输送器、差速器、机座、罩壳、集液罩等部件组成。悬浮液进入转鼓后依靠强大的离心力使固形物浓缩呈浆状而沉淀在转鼓内壁,通过螺旋输送器推移至转鼓另一端的喷嘴排出,澄清液也以同一方向沿着靠近转鼓中心的螺旋通道进入集液罩排出,差速器的作用是使螺旋输送器与转鼓产生一定的推料差转速。
3 浓缩离心机参数及性能特点
(1)中心进料,中心出清液,排液时能量损失小,为节能型卧式螺旋卸料沉降离心机。
(2)全顺流,物料充满全转鼓,物料在转鼓中停留时间较普通卧螺离心机长1~2倍,因此分离效果好,可不加絮凝剂对各种污泥进行澄清与浓缩,污泥SS去除率(回收率)达到90%以上,污泥体积的减少量可达到80%左右。
(3)与其它过滤式浓缩设备或气浮浓缩装置相比较,占地面积小,密闭性能好,操作环境文明、无臭味。
(4)浓缩离心机可使污泥瞬间浓缩,有效防止污泥中氮磷的析出,防止水质富营养化。
LWN型浓缩离心机的技术参数如下表所示:
型号  | 处理能力 m³/h  | 电机功率 kW  | 工作转速 r/min  | 分离因数 g  | 整机重量 kg  | 外型尺寸 长×宽×高 mm  | 
LWN200×1000-N  | 1~4  | 7.5  | 2680~3280  | 800~1200  | 1200  | 2250×1150×670  | 
LWN350×1400-N  | 8~12  | 11  | 2020~2480  | 800~1200  | 3000  | 2950×1350×880  | 
LWN430×1600-N  | 12~20  | 15  | 1820~2240  | 800~1200  | 4500  | 3500×1460×960  | 
LWN530×2120-N  | 20~35  | 22  | 1650~2000  | 800~1200  | 5000  | 3950×1850×1175  | 
LWN700×2800-N  | 50~70  | 45  | 1430~1750  | 800~1200  | 8500  | 4800×2100×1350  | 
LWN800×3200-N  | 70~100  | 55  | 1340~1640  | 800~1200  | 12000  | 5600×2600×1400  | 
4 浓缩离心机用于酒精废水厌氧污泥的无药澄清与浓缩
4.1 浓缩离心机分离酒精废醪厌氧污泥试验结果
试验日期  | 转速 r/min  | 分离因数 g  | 进泥量 m³/h  | 进泥含固率 %  | 清液含固率 %  | SS去除率 %  | 浓缩液含固率 %  | 污泥体积减少量 %  | 备注  | 
05.10.12  | 1560  | 585  | 35  | 1.97  | 0.853  | 63.60  | 7.945  | 84.30  | 工艺流程允许  | 
05.10.12  | 1560  | 585  | 23  | 1.97  | 0.598  | 73.90  | 11.30  | 87.00  | 工艺流程允许  | 
05.10.12  | 1560  | 585  | 38  | 1.97  | 0.927  | 57.20  | 12.50  | 91.00  | 工艺流程允许  | 
04.6.8  | 2200  | 1162  | 15  | 2.20  | 0.261  | 90.55  | 9.97  | 80.00  | 达到日本RC离心浓缩数据  | 
4.2 浓缩离心机与气浮装置性能对比
(1)LWN430×1600浓缩离心机在与气浮装置同样处理能力下,SS去除率可提高20%左右,而占地面积减小70%左右。
(2)LWN430×1600浓缩离心机分离出仅液-固二相物料,即澄清液与浓浆状固形物,比重大、颗粒粗的固相物均从浓浆中排出,而气浮装置分离出液-固-固三相物料,即澄清液,浓浆状固形物以及比重大,颗粒细,气泡无法使其浮起物料,自然沉淀至气浮装置底部,会堵塞气浮装置,需人工清除。
(3)气浮装置的浓缩受气压,气固比的影响、效果不稳定,而浓缩离心机运行参数确定后,浓缩效果基本不变。
(4)气浮装置的浓缩效果基本不能调节,而浓缩离心机的浓缩效果,如浆状固形物的浓度,清液的澄清度可以根据用户要求而调节。
5 LWN系列浓缩离心机与国外浓缩卧螺离心机性能对比
各国浓缩离心机的性能参数如下表所示:
对比参数  | 日本寿工业株式会社  | 韩国东西离心机制造有限公司  | 德国洪堡公司  | 瑞典阿法拉伐公司  | 国产离心机  | 
型号  | RC型  | DSD型  | B型  | NX型  | LWN型  | 
SS去除率(%)  | 90以上  | 90以上  | 90以上  | ||
浓缩液含固率(%)  | 4~6  | 4~6  | 4~8  | 8左右  | |
清液含固率(%)  | 0.1  | 0.139  | |||
污泥体积减少率(%)  | 70~80  | 70~80  | 80以上  | ||
分离因数(G)  | 1200  | 2000  | 2000  | 2000  | 1200  | 
处理每立方污泥耗电量(kW·h/m³)  | 0.51  | 1.2  | 1.6  | 1.6  | 0.6  | 
由上表可知,五种机型的浓缩型卧螺离心机虽然分离性能基本相同,但由于结构存在区别,所采用的分离因数及能耗绝然不同,区别在于:
(1)日本RC型与国产LWN型采用中心进料、中心出液、全顺流、物料充满全转鼓形式,并且为全圆柱形转鼓,有效容积较大,物料在转鼓内停留时间较长,又不存在物料在进入转鼓时对已分离物料产生搅动,因此分离因数仅需1200G就能达到分离效果。而另外三种机型采用圆柱-圆锥型转鼓,物料不能充满全转鼓,转鼓的有效容积小,物料在转鼓内的停留时间短,并且采用逆流或部分顺流型,物料进入转鼓时对已分离物料产生搅动,影响分离效果,因此分离因数需2000G才能达到同样的分离效果。
(2)在处理能力相同的情况下,各种机型的能耗不同,主要决定于澄清液从转鼓排出时释放动能的大小。
6 小结
(1)LWN系列浓缩离心机由于采取中心进料,中心出液全顺流,物料充满全转鼓的分离型式,物料在转鼓中停留时间长,可不加絮凝剂对酒精废水厌氧污泥进行有效的浓缩分离,是环保工程中代替重力沉淀池、气浮浓缩装置等浓缩装置的理想设备。
(2)LWN系列浓缩离心机与低分离因数卧螺离心机(经使用,分离因数仅需650g)组成浓缩脱水一体机组,既可提高脱水效率,又可节省大量昂贵的絮凝剂,减少絮凝剂的二次污染,经试验测定,减少絮凝剂用量50%左右。并且卧螺离心机用于污泥脱水存在的电耗大、振动大、机械磨损大、可靠性差等不足,随着离心机转速大幅降低而迎刃而解;浓缩离心机与带式压榨机组成一体机组,高浓度活性污泥进行压榨脱水,滤饼干度能明显提高。
(3)LWN系列浓缩离心机可较国外其它类型浓缩型卧螺离心机采用较低的分离因数(较低转速)达到同样的分离效果,振动小、噪音低,可靠性好。
(4)LWN系列浓缩离心机也可适用于化工、医药、食品、轻工等行业难分离物料的澄清与浓缩,如酵母、菌细体、蛋白质、果汁的澄清与浓缩。