一種輪式混料機的設計與工程應用

黃立志，齊水蓮

（河南金谷實業發展有限公司，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。隨著環保要求和標準的日趨嚴格，污水處理設施的建設與污泥處理處置工作也進入了發展的快車道。目前，國內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現污泥減量化、穩定化、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中，化學調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用。常見的化學調理劑有聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁（PAC）、三氯化鐵（FeCl3）、生石灰、粉煤灰等[2]。

混合設備是一種量大面廣、品種繁多的機械產品，多用于化工、醫藥、造紙、食品、飼料及廢水處理等行業[3]。在污泥深度脫水工藝中，物料混合設備是實現污泥深度脫水的關鍵設備，現有的混合設備的攪拌軸排布方式多為垂直式，在實際運行過程中存在攪拌效果不好，設備使用壽命低等問題。為了解決污泥處理過程中污泥與調理劑的均勻混合問題，實現污泥與藥劑的同步輸送同步混勻反應，確保生產工序連續，國內某企業開發研制了新型輪式混料機，攪拌軸排布方式為水平式。

1 輪式混料機的結構設計

輪式混料機主要有喂料機構（喂料斗、喂料輪）、混料機構（混料箱體、蓋板、攪拌輪）、驅動機構和尾氣收集裝置，其外形結構圖如圖1所示。

圖1 輪式混料機外形結構示意

1.1 喂料機構

喂料機構主要包括喂料斗和喂料輪。物料由鏟車等機械送至喂料斗，喂料輪由喂料軸和軸上的多組喂料葉片組成，喂料軸橫向設置，喂料葉片沿軸間隔設置，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。喂料機構的出料口與混料機構的進料口連接，喂料軸轉動時能將物料均勻地撥送到混料箱體內。

1.2 混料機構

混料機構主要包括混料箱、蓋板和攪拌輪。混料箱體上設置有蓋板，蓋板上設有藥劑投加口，箱體內包含多組攪拌輪，每組攪拌輪均由攪拌軸和軸上的多組攪拌葉片組成，攪拌葉片的機構與喂料葉片相同，端部也設有撥料板。在一條生產線中往往需要多組混料機構連接起來使用，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攪拌、推進，藥劑與污泥得以充分混合。

1.3 驅動機構

驅動機構包含減速電機、傳動鏈輪和鏈條。輪料機運行時，啟動減速電機，通過減速電機驅動傳動鏈輪轉動，帶動喂料輪和攪拌輪同步同向轉動。

1.4 尾氣收集裝置

尾氣收集裝置主要指吸風罩，混料箱的尾部設有出氣口，吸氣罩的出口通過吸風管和風機進氣口鏈接，在風機的作用下，及時把物料混合反應過程中產生的尾氣引至吸收塔進行處理。

2 工程應用

河北省某污水處理廠服務于皮毛工業聚集區內的皮毛加工企業，該類企業在硝染、鞣制工序中含鉻鞣劑，產生的廢水為含鉻廢水，因而該廠廢水治理產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%）一直堆存在廠區內，3萬噸堆存污泥亟待無害化處理。技術人員通過現場勘察后，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行氧化還原反應，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，檢測達標后運至生活垃圾填埋場進行安全填埋。具體工藝流程見圖2。

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

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，處理規模為500噸/天，現場安裝兩條生產線，共計使用輪式混料機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準》（GB16889-2008）要求。整套設備連續設備運行3個月，物料混合均勻，無運行故障。

3 結語

（1）該次設計研究的輪式混料機攪拌軸采用水平式排布方式，結構簡單，解決了傳統混料機容易撒料、攪拌混合效果差、設備壽命低等問題。

（2）該混料機成功應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，實現了連續進、出料生產。使用效果表明，該裝置混料均勻、操作方便、運行穩定、物料混合效果好、生產效率高，經濟效益明顯。