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罗茨鼓风机鼓风曝气搅拌装置的研制及应用

罗茨鼓风机鼓风曝气搅拌装置的研制及应用

山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。

在生产实践过程中,我们对矾液(如碱式氯化铝溶液)要求较高;在投加使用时,不管是采用原液投加,还是采用稀释溶液投加,都要求投加溶液中的上下层比重一致、均匀,不结块,否则就会影响絮凝效果,造成投加泵堵塞,甚至造成水质事故。通常我们对矾液的搅拌采用的是机械搅拌装置或人工搅拌,前者耗电大,储液池池底、角落沉淀物多,后者耗时费力,搅拌不均匀,使用前后溶液比重偏差大,造成投加浪费严重,为此我们在南宁某水厂的储矾池进行了罗茨鼓风机鼓风曝气搅拌装置的试验,取得了实效。
一、罗茨鼓风机鼓风曝气搅拌装置的设置
利用生产工艺中滤池气水反冲洗的原理,在溶液池(尺寸长宽高2500mm×2000mm×3000mm)距池底100mm高处按间距50mm×50mm标准布置横向3条,竖向4条DN50管道,在溶解池(尺寸长宽高1500mm×1000mm×3000mm)距池底10mm高处布置横向1条,竖向2条DN50管道,并在所有管道上按150mm的间距在两侧错位开口径为8mm的孔洞,斜45°角向下,通过罗茨风机鼓风曝气机(其型号为:XGB-7旋涡气泵,电机功率2.2kW,最大压力:24.5kPa,正常工作压力:小于18kPa,最大真空度:16.67kPa,最大流量:160m3/h)向管道中输送气体,对溶液池和溶解池的溶液进行自动定时搅拌,从而达到不沉淀、上下层比重一致、均匀的目的。
二、罗茨鼓风机鼓风曝气搅拌装置运行试验
(一)未进行搅拌的溶液池、溶解池比重、池底结块数据
1.在2006年1月15日~1月17日,我们在南宁某水厂分别对溶液池、溶解池设点进行取样调查。按溶液池、溶解池池深3m均分为3部分,共设3个取样点(即池上层、池中层、池下层),每隔4小时分别取样检测其矾液比重。见表1以及表2:
表1溶液池矾液比重测试表(g/cm3)时间:2006.1.15~1.17
时间(h) 0 4 8 12 16 20 24 28 32
池上层 1.20 1.20 1.19 1.19 1.18 1.19 1.18 1.16 1.18
池中层 1.20 1.21 1.20 1.20 1.21 1.21 1.22 1.21 1.22
池下层 1.20 1.22 1.20 1.21 1.20 1.23 1.21 1.22 1.24
时间(h) 36 40 44 48 52 56 60 64 68
池上层 1.18 1.17 1.15 1.17 1.17 1.16 1.15 1.16 1.14
池中层 1.24 1.22 1.22 1.24 1.22 1.23 1.25 1.23 1.24
池下层 1.23 1.22 1.25 1.23 1.26 1.24 1.26 1.25 1.28

表2溶解池矾液比重测试表(g/cm3)时间:2006.1.15~1.17
时间(h) 0 4 8 12 16 20 24 28 32
池上层 1.05 1.04 1.05 1.04 1.04 1.05 1.04 1.04 1.03
池中层 1.05 1.05 1.04 1.05 1.05 1.06 1.06 1.08 1.06
池下层 1.05 1.05 1.06 1.06 1.07 1.06 1.08 1.07 1.09
时间(h) 36 40 44 48 52 56 60 64 68
池上层 1.02 1.03 1.01 1.00 1.01 1.02 0.99 1.01 0.
池中层 1.06 1.08 1.07 1.07 1.10 1.07 1.09 1.08 1.12
池下层 1.07 1.09 1.08 1.08 1.11 1.08 1.09 1.12 1.15

由表1、表2测试数据可知:溶液池上层矾液与下层比重相差0.14g/cm3,溶解池上层矾液与下层比重相差0.17g/cm3,偏差太大,不利于控制加矾,不利于成本控制,对生产将会造成水质事故的隐患。
2.在2006年1月15日~2月16日,分别对溶液池、溶解池的东、南、西、北四个角及池中央底部共取5个点取样检测池底结块厚度,见表3:
表3溶液池、溶解池池底结块厚度测试表时间:2006.1.15~2.16
溶液池池底结块度厚度(cm) 溶解池池底结块度厚度(cm)
时间(天) 1 5 10 15 20 25 30 时间(天) 1 5 10 15 20 25 30
池底中部 0 7 13 18 22 26 30 池底中部 0 5 9 14 18 23 27
池底东角 0 6 13 17 21 25 30 池底东角 0 4 9 13 17 21 25
池底南角 0 6 12 16 21 26 28 池底南角 0 5 10 14 17 22 26
池底西角 0 7 13 17 22 27 29 池底西角 0 5 9 13 18 23 27
池底北角 0 6 11 16 21 26 29 池底北角 0 4 9 13 16 21 26
池底平均 0 6.4 12.4 16.8 21.4 26 29.2 池底平均 0 4.6 9.2 13.4 17.2 22 26
由表3可知:溶液池、溶解池池底结块分别以每月约29cm和26cm速度增加,这样将容易堵塞管道,结块的矾液也不能投入生产使用,造成生产浪费。
(二)安装罗茨风机鼓风曝气搅拌装置运行后试验数据
1.2006年6月20日~6月22日,我们在南宁某水厂的一组溶液池和溶解池作为试验池,安装罗茨风机鼓风曝气搅拌装置进行相关比重数据测试。每隔5小时利用罗茨风机鼓风曝气机定时罗茨风机鼓风曝气搅拌矾液5分钟,其测试有关试验数据见表4、表5:
表4溶液池矾液比重测试表(g/cm3)时间:2006.6.20~6.22
时间(h) 0 4 8 12 16 20 24 28 32
池上层 1.20 1.20 1.19 1.20 1.19 1.20 1.19 1.19 1.20
池中层 1.20 1.19 1.20 1.20 1.21 1.20 1.20 1.21 1.21
池下层 1.20 1.21 1.20 1.21 1.20 1.21 1.21 1.20 1.22
时间(h) 36 40 44 48 52 56 60 64 68
池上层 1.21 1.19 1.21 1.20 1.20 1.20 1.20 1.21 1.20
池中层 1.20 1.21 1.20 1.20 1.21 1.21 1.20 1.21 1.21
池下层 1.21 1.20 1.22 1.21 1.20 1.20 1.21 1.20 1.21

从表4可以看出,溶液池上中下三层的数据偏差有明显变化,最大数据为1.22g/cm3,最小为1.19g/cm3差值仅为0.03g/cm3,基本达到了比重一致、均匀的目的。
表5溶解池矾液比重测试表(g/cm3)时间:2006.6.20~6.22
时间(h) 0 4 8 12 16 20 24 28 32
池上层 1.05 1.05 1.05 1.04 1.05 1.04 1.05 1.03 1.05
池中层 1.05 1.06 1.05 1.05 1.06 1.05 1.06 1.04 1.06
池下层 1.05 1.05 1.05 1.06 1.05 1.06 1.05 1.05 1.05
时间(h) 36 40 44 48 52 56 60 64 68
池上层 1.04 1.05 1.03 1.05 1.05 1.04 1.05 1.04 1.05
池中层 1.05 1.06 1.05 1.06 1.04 1.04 1.05 1.05 1.04
池下层 1.06 1.05 1.04 1.07 1.06 1.05 1.04 1.06 1.05

从表5可以看出,溶解池上中下三层的数据偏差有明显变化,最大数据为1.07g/cm3,最小为1.03g/cm3差值仅为0.04g/cm3,也基本达到了比重一致、均匀的目的。
2.在2006年6月20日~7月20日对同一组溶液池、溶解池作为试验池分别进行池底矾液结块情况进行测试。检测结果见表6:
表6溶液池、溶解池池底结块厚度测试表时间:2006.6.20~7.20
原液池池底结块度厚度(cm) 释稀池池底结块度厚度(cm)
时间(天) 1 5 10 15 20 25 30 时间(天) 1 10 15 20 25 30
池底中部 0 2 0 2 0 3 0 池底中部 0 0 0 0 1 0
池东池底 0 0 1 0 3 0 4 池东池底 0 3 0 2 0 1
池西池底 0 1 0 1 0 2 0 池西池底 0 0 4 0 2 0
池南池底 0 0 0 0 1 0 1 池南池底 0 0 0 0 0 0
池北池底 0 0 2 0 0 0 0 池北池底 0 2 0 1 0 1
池底平均 0 0.6 0.6 0.6 0.8 1 1 池底平均 0 1 0.8 0.6 0.6 0.4

由表6可知:溶液池、溶解池池底结块积泥平均高度最高为1cm,最低为0cm,基本达到了池底不积泥、结块的目的。
三、结语
通过采用罗茨风机鼓风曝气搅拌装置对矾池溶液定时进行搅拌,基本满足了溶液中的上下层比重一致、均匀,不结块的目的,也达到了生产工艺的要求,随后我们在南宁某水厂三组矾池中进行改造,全部采用罗茨风机鼓风曝气搅拌装置进行搅拌。投入使用后,取得了可观的经济效益和隐形效益。
(一)经济效益
以该水厂(供水能力6万吨/日)9月矾耗指标进行试验测试,上半个月未进行搅拌,下半个月进行搅拌,所测试数据统计见表7:
表7测试数据统计表
项目
时间 原水平均浊度
(NTU) 抽水总量
(m3) 矾耗总量
(kg) 矾耗率
(kg/km3)
9月上半月 20 70.89 15993 22.56
9月下半月 24 75.5 13093 17.34

从上表中数据得知,通过搅拌前后对比,搅拌后千吨水矾耗率下降5.22%。
(二)隐形效益
矾池罗茨风机鼓风曝气搅拌装置的试验成动,确保了混凝剂投加的稳定性,为有效控制好沉淀出水的浊度提供了保证,从而更好地保证出厂水浊度控制在现定范围内。在水质标准日益要求提高的发展时期,其带来的间接经济效益是无法估量的。

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