污泥调理机械搅拌设备选型

1 设备的组成与形式

污泥调理机械搅拌设备由搅拌容器和搅拌机组成。搅拌容器一般采用钢筋混凝土浇注成方形、矩形或圆形截面的污泥池，也可用钢板、钢型材拼焊而成，圆形截面容器有利于提高物料搅拌混合效果和抵抗变形能力，方形和矩形截面容器有利于充分利用场地、增大污泥贮存量。容器设置顶盖用于防止臭气外泄并兼作检修操作平台，顶盖上设置有人孔、进泥管口、进药管口、进水管口、搅拌机安装桥架、搅拌轴孔口、围栏等，底部设置有出泥管口，在容器的内外两侧或者内侧人孔下方设置爬梯方便设备清洁和维护检修。搅拌机包括搅拌器和传动装置。搅拌器主要有桨式、开启涡轮式、圆盘涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带式、螺杆式、圆盘锯齿式等几种。桨式搅拌器有平直桨叶和斜桨叶，开启涡轮式搅拌器有平直叶涡轮、斜叶涡轮、后弯叶涡轮，圆盘涡轮式搅拌器有平直桨叶圆盘涡轮、斜桨叶圆盘涡轮、后弯桨叶圆盘涡轮。传动装置主要由电动机、减速机、机架、传动轴、搅拌轴、传动轴联轴器、搅拌轴轴封等零部件组成，电动机按频率是否可调分变频、工频，按是否防爆分防爆与非防爆，减速机有斜齿轮减速机 ( 包括平行轴斜齿轮减速机、蜗轮减速机、锥齿轮减速机等 )、行星齿轮减速机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星摩擦式机械无级变速机等。

2 设备的选型与匹配

2.1 搅拌容器污泥调理搅拌容器的容积大小和数量可根据后端脱水工艺的需要来确定。如果工艺需要保证脱水机械的不间断运行，就要保证其供泥不中断，而在同一个容器内污泥调理一般难以做到连续进出料，因此，容器数量至少设置 2 个，调理好的污泥交替供料；如果工艺不需要脱水机械连续运行，则可只设置 1 个。具体容器的容积大小需要综合考虑污泥日处理量、脱水机械处理能力、每池污泥调理需要的时间等因素来确定。

2.2 搅拌机

（1）搅拌器。污泥调理搅拌器安装位置一般选择垂直安装在搅拌容器的中心，安装平直叶搅拌器还要在容器的侧壁设置挡板以消除容器中心的搅拌死区。市政污泥机械脱水前经过了厌氧消化处理，消化液再加药、加水调理至含水率为 92%～95%，其黏度小于 2000MPa·s，上面所述所有搅拌器均能满足使用要求，但从安装、维护、检修、成本等的合理性考虑，选用最常用的桨式搅拌器即可，桨叶可选平直叶或斜叶，选择平直叶需要在搅拌容器壁上加装均布的竖直挡污泥调理机械搅拌设备选型与设计研究王健（中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南长沙 410000）摘要：市政污泥在采用高压板框压滤机脱水处理前，通常需要在污泥中添加药剂进行调理，以改善污泥脱水性能，调理好的污泥在脱水过程中，可以提高生产效率，降低出泥含水率，从而达到了提高污泥处理产能、减小出泥容积的目的。机械搅拌设备是污泥调理的关键设备，对调理效果的好坏起到至关重要的作用，需要根据现场场地、污泥性质等具体情况做好设备的选型与设计。本文通过某市政消化污泥调理实例，对其设计过程进行了详细介绍。关键词：污泥调理；机械搅拌设备；设计中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）06（下）-0142-03板，这样可以获得最佳的物料搅拌流型，使污泥调理搅拌混合性能好、搅拌效率高。

（2）传动装置。用于市政污泥调理时通常选用斜齿轮减速机和摆线针轮减速机，斜齿轮减速机具有运行可靠、结构简单、噪声低、维护方便、使用寿命高等优点，可优先选用此类减速机。驱动电动机需要根据其安装空间是否密闭、消防安全上有无防爆要求，来选择防爆型或普通型电动机，但为了获得较宽的搅拌转速范围和从节能方面考虑，采用变频电动机比较合适。搅拌轴的形式可选择容器底部加防止过大摆动的约束，也可选择不加约束，如果不加约束需要采用双支点支架，采用弹性联轴器将减速机输出轴与搅拌轴相连。

3 设备的设计与计算为了更好地表述清楚污泥调理机械搅拌设备设计和计算过程，本文选择一个成功运行的污泥调理工程实例进行说明。

3.1 工程概述如图 1 所示，某市政污泥集中处理项目采用的工艺路线是“热水解 + 厌氧消化 + 污泥药剂调理 + 板框压滤脱水”。污泥药剂调理系统主要由加药机、水泵、潜污泵、消化污泥贮存池、污泥调理罐、污泥缓存池、机械式搅拌机及管路、电气装置等组成。污泥压滤脱水前的药剂调理工序是：利用潜污泵将厌氧消化后的消化液从消化污泥贮存池中通过进泥管泵入污泥调理罐内，同时加药机和加水泵将药剂和水以设定泵入的消化污泥质量为基数，分别按一定的质量比例通过加水、加药管泵送到污泥调理罐内，边进料边搅拌，直至加料至规定液位并搅拌混合均匀后，再开启出泥电动阀门将调理好的污泥自流至污泥缓存池内，缓存池内污泥通过螺杆泵输送至压滤机进行脱水处理，调理污泥需要根据生产的工艺要求不断循环，以确保污泥缓存池内调理好的污泥料位符合设计要求。

3.2 设计与计算根据生产的需要，污泥调理设计参数设定为：污泥调理罐有效容积 50m3，内径 Di为 4m，罐体高度 4.5m，液位高度H1为 4m。污泥调理罐采用材质为 Q235A 的钢板和型材在生产现场拼焊制造，罐体内外均要求进行防腐处理，罐体内侧因与污泥直接接触其防腐工艺要求比外侧防腐工艺要求更高。调理前消化污泥含水率为 90%，调理后污泥含水率为 95%，调理一罐污泥时间约 1 小时，其中消化污泥与稀释水、PAC药剂同时泵入，时间约 20 分钟，PAM 药剂泵入时间 15 分钟，调理时间 20 分钟，出泥时间 5 分钟。经试验检测调理后，污泥黏度不大于 2000mPa·s。搅拌机主要部件初步选定为斜桨叶搅拌器、变频电动机、斜齿轮减速机、双支点高支架底座、弹性联轴器，转速范围 20～60r/min。

3.3 污泥脱水效果如，药剂调理后的消化污泥通过螺杆泵泵入板框压滤机，经过压滤后泥饼的含水率稳定在 60% 以下，脱水效果良好，整个压滤周期为 4 小时 / 台班，压滤周期、含水率、进泥量均能满足设计要求，在同行业中处于较为领先的水平。

4 结语污泥脱水效果的好坏取决于物料搅拌混合是否均匀、药剂的选用是否合适以及压滤机的过滤脱水能力，作为前端工序的污泥机械搅拌设备显得尤为重要。搅拌容器的容积及构尺寸结合脱水工艺性能指标要求和压滤机的技术参数来选定，搅拌机的选型要综合考虑混合物料的黏度、搅拌器安装和检修的可操作性以及使用耐久性、运行噪声、适宜的转速范围等因素，选型后还需进行详细的理论计算来确定搅拌器的结构尺寸、电动机和减速机主参数等设计数据，按照这个思路设计出来的某项目污泥搅拌设备运行正常，污泥脱水效果良好，污泥处理能力较高，对于物料混合搅拌设备的研发积累了一定的经验

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