【摘 要】 为了实现环保部和住建部对市政污泥处理处置含水率的要求，提高深度脱水的效率，污泥调制改性在脱水中起至关重要的作用，根据生产实践本文对改性设备制造中合理的设备参数选取进行分项的分析和研究，得出相对高效的设备选型参数。
【关键词】 污泥含水率 深度脱水 调质改性 设备参数
市政污泥脱水要求是当前市政污水处理后期的难点和重点，要求污泥含水率必须在60%以下，在脱水环节中污泥调质改性机是污泥能否顺利脱水的关键设备，我公司运营的深度脱水污泥厂当前浓缩后污泥含水率96%，主要改性添加剂为铁盐（氯化铁溶液）和氧化钙，改性状态主要为快速分散溶解，当前改性调质为多级改性，第一级容积为2-3个立方，分批次溢流，最后进入改性储罐，改性容积小，生产效率比较低，操作比较复杂，二级三级改性箱溢流模式容易产生沉淀，搅拌采用无极调速减速机，速度普遍在120转左右，改性效果不太理想。
针对改性设备问题，对改性设备做了相应的试验，也对六安和淮北改性设备做了一部分改造和更新，前期试验的主要工作之一是桨叶选型试验，就是在相同的改性设备上使用不同的桨叶形式，试验什么样的桨叶形式针对我们需要的改性效果更好，通过一个阶段的试验和现场的情况反馈，由于现行处理的污泥中附带了各种杂质，特别的是丝状物，在较低的转速下，越是复杂的桨叶越是会缠绕污泥中的杂质，结合改性氧化钙反应物附着，桨叶会越缠越多，越来越重，在转动中惯性矩越来越大，搅拌减速机负荷增加，损坏风险加剧，因此，结论是较为简单的桨叶形式和相对较高的转速是我们改性设备合适的要素，为了开发更好的改性设备，本次我对改性机容积形状功率减速机形式转速等其他参数进一步分析观察研究，为公司定型高效率低能耗的改性设备系统提供设计数据。
改性设备容器的形状：容器的形状千差万别，但从制作工艺难度和成本上说，主要有矩形和圆柱形，对于我们改性机，到底是矩形截面好还是圆形截面好，单从用材成本上，我们希望用最小的表面积获得最大的体积，但考虑到球形制作的难易程度，还是高径接近的一比一的圆柱型容器比较理想，对于当前矩形容器改性箱，现场使用情况来看四个角上容易产生沉淀堆积，故研究表明改性容器的形状基本要求为圆柱形组合形状，机械加工相对简单，放料死角小，成本造价低。
搅拌速度对改性的影响：为了快速溶解分散石灰粉剂，我们希望转速相对较高，但是受到设备造价和能耗的限制，目前我们试验的经济转速在220转左右，单台设备的装机功率在11kW左右。
对于使用单级改性还是多级改性更好，从理论上要了解石灰在污泥上的作用时间，经过污泥厂的观察和其他方便了学习了解，石灰在污泥中的作用是一个长期的过程时间长达数月，但在改性调质中的峰值作用曲线，大约在15分钟内要迅速扩散溶解反应，所以重点作用在一级改性，后面的搅拌在改性调质作用中主要防止沉淀充分熟化，搅拌作用不是主要因素，因此我认为我们污泥改性机最多设置二级改性，后面设置一个容积较大的改性污泥储存缓冲罐，在罐中设置一个防沉淀的低速搅拌，保持改性污泥浓度均匀，充分熟化，稳定压榨进料时间和压榨时间，在厂房高度有限的情况下，一二级改性重力无动力放料总高度较高，可以只使用一级改性，改性搅拌时间控制在15分钟左右，保持改性缓冲罐搅拌长期不间断搅拌。
经过较长时间的观察研究，取得了一定的经验数据，对改性机设计有了明确的方向，基础搅拌时间不能少于10分钟，随着容积的增加搅拌时间随之加长，容积和搅拌时间成正比，容积和功率的关系是随着容积的增加改性要求的桨叶增大，桨叶的增大功率必须增加，根据相关资料，桨叶直径的5次方，转速的3次方和功率增加成线性关系，我们改性机的目标是争取在单位时间内取得最大的生产量和最低的能耗M3/（H*kW），综合以上实验观察研究得出结论，一般合理的改性机参数为容积10―20方，容器形状为圆柱体结合圆滑过渡锥底或者椭球型底，电机功率11千瓦到22千瓦，转速为每分钟220转左右，桨叶简单流线型防缠绕，搅拌线速度6-10M/S，桨叶圆周直径约为搅拌容积直径的三分之一左右，材质选用不锈钢或者高强度高分子塑料容器为宜。
参考文献：
[1]机械工程手册，电机工程手册编委会编.机械工程手册.工程材料卷.北京：机械工业出版社.
[2]潘家祯主编.压力容器材料实用手册.北京：化学工业出版社，2000.
[3]全国化工设备设计技术中心站主编.HG20581―1998.钢制化工容器材料选用规定，北京：国家石油和化学工业局，1998.
[4]麻启承主编.金属材料及热处理[M].北京：化学工业出版社，1980.
[5]李智诚，朱中平，薛剑峰等.锅炉与压力容器常用金属材料手册.北京：中国物资出版社，1997.
[6]化工设备机械基础编写组.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社，1979.
[7]化工部设备设计技术中心站.化工设备设计手册.材料与零部件（上）.上海：上海科学技术出版社.
[8]董大勤.化工设备机械基础.北京：中央广播电视大学出版社，1997.
[9]秦国治，袁士霄主编.石油化工厂设备检修手册.第四分册.防腐蚀工程.北京：中国石化出版社.
[10]左景伊编.腐蚀数据手册.北京：化学工业出版社，1982.
【关键词】 污泥含水率 深度脱水 调质改性 设备参数
市政污泥脱水要求是当前市政污水处理后期的难点和重点，要求污泥含水率必须在60%以下，在脱水环节中污泥调质改性机是污泥能否顺利脱水的关键设备，我公司运营的深度脱水污泥厂当前浓缩后污泥含水率96%，主要改性添加剂为铁盐（氯化铁溶液）和氧化钙，改性状态主要为快速分散溶解，当前改性调质为多级改性，第一级容积为2-3个立方，分批次溢流，最后进入改性储罐，改性容积小，生产效率比较低，操作比较复杂，二级三级改性箱溢流模式容易产生沉淀，搅拌采用无极调速减速机，速度普遍在120转左右，改性效果不太理想。
针对改性设备问题，对改性设备做了相应的试验，也对六安和淮北改性设备做了一部分改造和更新，前期试验的主要工作之一是桨叶选型试验，就是在相同的改性设备上使用不同的桨叶形式，试验什么样的桨叶形式针对我们需要的改性效果更好，通过一个阶段的试验和现场的情况反馈，由于现行处理的污泥中附带了各种杂质，特别的是丝状物，在较低的转速下，越是复杂的桨叶越是会缠绕污泥中的杂质，结合改性氧化钙反应物附着，桨叶会越缠越多，越来越重，在转动中惯性矩越来越大，搅拌减速机负荷增加，损坏风险加剧，因此，结论是较为简单的桨叶形式和相对较高的转速是我们改性设备合适的要素，为了开发更好的改性设备，本次我对改性机容积形状功率减速机形式转速等其他参数进一步分析观察研究，为公司定型高效率低能耗的改性设备系统提供设计数据。
改性设备容器的形状：容器的形状千差万别，但从制作工艺难度和成本上说，主要有矩形和圆柱形，对于我们改性机，到底是矩形截面好还是圆形截面好，单从用材成本上，我们希望用最小的表面积获得最大的体积，但考虑到球形制作的难易程度，还是高径接近的一比一的圆柱型容器比较理想，对于当前矩形容器改性箱，现场使用情况来看四个角上容易产生沉淀堆积，故研究表明改性容器的形状基本要求为圆柱形组合形状，机械加工相对简单，放料死角小，成本造价低。
搅拌速度对改性的影响：为了快速溶解分散石灰粉剂，我们希望转速相对较高，但是受到设备造价和能耗的限制，目前我们试验的经济转速在220转左右，单台设备的装机功率在11kW左右。
对于使用单级改性还是多级改性更好，从理论上要了解石灰在污泥上的作用时间，经过污泥厂的观察和其他方便了学习了解，石灰在污泥中的作用是一个长期的过程时间长达数月，但在改性调质中的峰值作用曲线，大约在15分钟内要迅速扩散溶解反应，所以重点作用在一级改性，后面的搅拌在改性调质作用中主要防止沉淀充分熟化，搅拌作用不是主要因素，因此我认为我们污泥改性机最多设置二级改性，后面设置一个容积较大的改性污泥储存缓冲罐，在罐中设置一个防沉淀的低速搅拌，保持改性污泥浓度均匀，充分熟化，稳定压榨进料时间和压榨时间，在厂房高度有限的情况下，一二级改性重力无动力放料总高度较高，可以只使用一级改性，改性搅拌时间控制在15分钟左右，保持改性缓冲罐搅拌长期不间断搅拌。
经过较长时间的观察研究，取得了一定的经验数据，对改性机设计有了明确的方向，基础搅拌时间不能少于10分钟，随着容积的增加搅拌时间随之加长，容积和搅拌时间成正比，容积和功率的关系是随着容积的增加改性要求的桨叶增大，桨叶的增大功率必须增加，根据相关资料，桨叶直径的5次方，转速的3次方和功率增加成线性关系，我们改性机的目标是争取在单位时间内取得最大的生产量和最低的能耗M3/（H*kW），综合以上实验观察研究得出结论，一般合理的改性机参数为容积10―20方，容器形状为圆柱体结合圆滑过渡锥底或者椭球型底，电机功率11千瓦到22千瓦，转速为每分钟220转左右，桨叶简单流线型防缠绕，搅拌线速度6-10M/S，桨叶圆周直径约为搅拌容积直径的三分之一左右，材质选用不锈钢或者高强度高分子塑料容器为宜。
参考文献：
[1]机械工程手册，电机工程手册编委会编.机械工程手册.工程材料卷.北京：机械工业出版社.
[2]潘家祯主编.压力容器材料实用手册.北京：化学工业出版社，2000.
[3]全国化工设备设计技术中心站主编.HG20581―1998.钢制化工容器材料选用规定，北京：国家石油和化学工业局，1998.
[4]麻启承主编.金属材料及热处理[M].北京：化学工业出版社，1980.
[5]李智诚，朱中平，薛剑峰等.锅炉与压力容器常用金属材料手册.北京：中国物资出版社，1997.
[6]化工设备机械基础编写组.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社，1979.
[7]化工部设备设计技术中心站.化工设备设计手册.材料与零部件（上）.上海：上海科学技术出版社.
[8]董大勤.化工设备机械基础.北京：中央广播电视大学出版社，1997.
[9]秦国治，袁士霄主编.石油化工厂设备检修手册.第四分册.防腐蚀工程.北京：中国石化出版社.
[10]左景伊编.腐蚀数据手册.北京：化学工业出版社，1982.