Cómo seleccionar una centrífuga decantadora adecuada para la separación de lodos activados

I. Base de selección del núcleo

1. Capacidad de tratamiento de lodos (base seca)

Indicador clave: Con base en la capacidad diaria de tratamiento de lodos secos (toneladas/día), convierta la capacidad de tratamiento real combinada con el contenido de humedad del lodo.

Ejemplo: Lodo con un contenido de humedad del 97%, 100 toneladas de lodo húmedo corresponden a 3 toneladas de lodo seco (base seca).

2. Análisis de las características de los lodos

Contenido de humedad: Cuanto mayor sea el contenido de humedad inicial (por ejemplo, 99 %), se debe seleccionar el modelo con mayor eficiencia de separación (por ejemplo, alta velocidad de rotación y gran relación longitud-diámetro).

Tamaño de partícula y viscosidad:

Las partículas finas (como los flóculos microbianos de lodos activados) requieren una mayor fuerza centrífuga (velocidad de rotación ≥3000 rpm);

Los lodos de alta viscosidad (como los lodos digeridos) deben combinarse con un proceso de acondicionamiento (como la adición de cal) y seleccionar equipos con diseño antibloqueo.

Contenido de materia orgánica (VSS/SS):

Cuando VSS/SS ≥0,7, el lodo es propenso a descomponerse y es difícil de deshidratar, lo que requiere una mayor fuerza centrífuga o un tiempo de residencia más prolongado (velocidad diferencial ≤10 rpm).

II. Selección de los parámetros del equipo principal

1. Diseño de tambor y tornillo

Relación longitud-diámetro (L/D):

Se recomienda una relación de 3,5 a 4,5. Cuanto mayor sea la relación longitud-diámetro, mayor será el área de sedimentación, lo cual es adecuado para lodos de partículas finas (como lodos activados).

Velocidad de rotación del tambor y fuerza centrífuga:

La separación de lodos activados requiere una fuerza centrífuga de 2000 a 5000 g (correspondiente a una velocidad de rotación de 2500 a 4000 rpm). Cuanto mayor sea la velocidad de rotación, menor será el contenido de humedad de la torta de lodos, pero es necesario controlar el consumo de energía y el desgaste del equipo.

Rango de ajuste de velocidad diferencial:

Se recomienda una velocidad diferencial de 5 a 30 rpm y debe tener una función de ajuste de conversión de frecuencia para adaptarse a diferentes propiedades del lodo (como una velocidad diferencial baja para lodos de alta viscosidad).

2. Material y diseño anticorrosión

Materiales de los componentes de contacto:

Lodos activados ordinarios: acero inoxidable 304;

Lodos ácidos (pH < 5) o con sustancias corrosivas: acero inoxidable 316L o acero dúplex (como 2205);

Escenarios con desgaste severo (como lodos que contienen arena): Recubrimiento de carburo de tungsteno en la superficie del empujador de tornillo.

3. Funciones de automatización y control

Funciones necesarias:

Regulación de velocidad de conversión de frecuencia (ajuste en tiempo real de la velocidad de rotación y velocidad diferencial);

Alerta temprana de fallas (vibración, temperatura, monitoreo de torque);

Control vinculado con el sistema de dosificación de floculante (como ajustar automáticamente la cantidad de dosificación química de acuerdo con el caudal de alimentación).

III. Adaptación de procesos y sistemas auxiliares

1. Adaptación del proceso de pretratamiento

Sistema de dosificación de floculante:

Debe ser compatible con la capacidad de tratamiento de la centrífuga. Por ejemplo, si se tratan 10 toneladas de lodos secos al día, la dosificación de PAM se calcula en 5 kg/tonelada de lodos secos, y se debe configurar un tanque de disolución con una concentración del 0,1 % al 0,3 % y una bomba dosificadora.

Equipos de acondicionamiento:

El lodo digerido debe combinarse con un sistema de dosificación de cal (cantidad de dosificación del 5% al ​​10%) y es necesario confirmar si la centrífuga tiene un diseño resistente a los álcalis (pH ≤12).

2. Requisitos posteriores al tratamiento

Contenido de humedad objetivo de la torta de lodos:

Si es necesario reducirlo a menos del 60%, se debe seleccionar un modelo con alta velocidad de rotación (≥3500 rpm) + pequeño espesor de anillo líquido (≤30 mm);

Si se utiliza para digestión anaeróbica, un contenido de humedad del 75% es suficiente y se puede reducir la velocidad de rotación para ahorrar energía.

Reutilización del líquido separado:

Si es necesario reciclar el líquido separado al sistema de tratamiento de aguas residuales, se debe seleccionar un equipo con alta precisión de separación (SS ≤500 mg/L).

IV. Consideraciones económicas y de ubicación

1. Consumo de energía y costos de operación

Cálculo de potencia:

Modelo con un diámetro de tambor de 450 mm: la potencia es de aproximadamente 30 a 45 kW y el consumo de energía para tratar 1 tonelada de lodos secos es de aproximadamente 8 a 12 kWh;

En comparación con los filtros prensa de banda tradicionales, las centrífugas decantadoras tienen un consumo de energía entre un 10% y un 15% mayor, pero unos costes químicos entre un 20% y un 30% menores.

Requisitos del sitio:

Una sola centrífuga LW520 ocupa aproximadamente 4–6㎡, y las instalaciones de apoyo (salas químicas, gabinetes de control) requieren 5–8㎡ adicionales, lo que resulta adecuado para escenarios con espacio de sitio reducido.

2. Proveedores y servicios

Opciones preferidas:

Marcas con casos en la industria de tratamiento de aguas residuales (como la alemana Flottweg, la sueca Alfa Laval, la nacional Haishen Electromechanical, etc.);

Proporcionar depuración de equipos, capacitación de operadores y servicios de mantenimiento regular (como sugerencias para ciclos de reemplazo de piezas desgastadas).

V. Referencia de caso de selección

Escenario: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales (Capacidad de Tratamiento: 50.000 toneladas/día, Contenido de Humedad Excesiva de Lodos: 97%)

Cálculo de la capacidad de tratamiento en base seca:

Volumen de lodos húmedos: 50.000 toneladas/día × 3% (proporción base seca) = 1.500 toneladas/día de lodos húmedos, correspondientes a 45 toneladas/día de lodos secos.

Selección de equipos:

Seleccione 2 juegos de centrífugas decantadoras LW520 (capacidad de tratamiento de una sola unidad de 25 a 30 toneladas de lodo seco/día), diámetro del tambor de 520 mm, velocidad de rotación de 3200 rpm, relación longitud-diámetro de 4,0;

Material acero inoxidable 316L, equipado con un sistema automático de dosificación PAM (cantidad de dosificación 5 kg/tonelada de lodo seco).

Efectos esperados:

El contenido de humedad de la torta de lodo es del 70% al 75%, el SS líquido separado es ≤300 mg/L, el consumo de energía de una sola unidad es de aproximadamente 40 kWh/hora y los costos operativos se reducen en un 15% en comparación con las prensas de filtro de banda.

VI. Prevención de errores de selección

❌ Seleccionar solo en función del volumen de lodos húmedos: La capacidad de tratamiento de base seca debe ser fundamental para evitar la sobrecarga del equipo (como tomar por error 100 toneladas/día de lodos con un contenido de humedad del 97 % como capacidad de tratamiento de base seca).

❌ Ignorar los cambios de lodos: si la planta de tratamiento de aguas residuales puede aceptar aguas residuales industriales en el futuro, reserve espacio para el ajuste de los parámetros del equipo (como el rango de ajuste de la velocidad de rotación ≥2000–4000 rpm).

❌ Descuidar el mantenimiento posventa: no exigir a los proveedores que proporcionen ciclos y costos de reemplazo para piezas vulnerables (como empujadores de tornillos y sellos), lo que lleva a un aumento en los costos posteriores de operación y mantenimiento.

A través de una evaluación exhaustiva de las dimensiones anteriores, se puede garantizar que la centrífuga decantadora seleccionada logre el equilibrio óptimo entre eficiencia, costo y estabilidad en la separación de lodos activados.

• Año Establecido
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