Como selecionar uma centrífuga decantadora adequada para separação de lodo ativado

I. Base de Seleção do Núcleo

1. Capacidade de Tratamento de Lodo (Base Seca)

Indicador principal: Com base na capacidade diária de tratamento de lodo seco (toneladas/dia), converta a capacidade real de tratamento combinada com o teor de umidade do lodo.

Exemplo: Lodo com teor de umidade de 97%, 100 toneladas de lodo úmido correspondem a 3 toneladas de lodo seco (base seca).

2. Análise das Características do Lodo

Teor de umidade: Quanto maior o teor de umidade inicial (como 99%), deve ser selecionado o modelo com maior eficiência de separação (como alta velocidade de rotação e grande relação comprimento-diâmetro).

Tamanho de partícula e viscosidade:

Partículas finas (como flocos microbianos de lodo ativado) requerem maior força centrífuga (velocidade de rotação ≥3000rpm);

Lodo de alta viscosidade (como lodo digerido) precisa ser combinado com um processo de condicionamento (como adição de cal) e selecionar equipamento com design antibloqueio.

Conteúdo de matéria orgânica (VSS/SS):

Quando VSS/SS ≥0,7, o lodo é propenso à decomposição e difícil de desidratar, exigindo maior força centrífuga ou tempo de residência prolongado (velocidade diferencial ≤10 rpm).

II. Seleção dos Parâmetros do Equipamento Principal

1. Projeto de tambor e parafuso

Relação comprimento-diâmetro (C/D):

Recomenda-se uma relação entre 3,5 e 4,5. Quanto maior a relação comprimento-diâmetro, maior a área de sedimentação, o que é adequado para lodo de partículas finas (como lodo ativado).

Velocidade de rotação do tambor e força centrífuga:

A separação de lodo ativado requer uma força centrífuga de 2.000 a 5.000 g (correspondente a uma velocidade de rotação de 2.500 a 4.000 rpm). Quanto maior a velocidade de rotação, menor o teor de umidade da torta de lodo, mas o consumo de energia e o desgaste do equipamento precisam ser controlados.

Faixa de ajuste de velocidade diferencial:

Recomenda-se uma velocidade diferencial de 5 a 30 rpm, e deve ter uma função de ajuste de conversão de frequência para se adaptar a diferentes propriedades do lodo (como baixa velocidade diferencial para lodo de alta viscosidade).

2. Material e design anticorrosivo

Materiais dos componentes de contato:

Lodo ativado comum: aço inoxidável 304;

Lodo ácido (pH < 5) ou com substâncias corrosivas: aço inoxidável 316L ou aço duplex (como 2205);

Cenários com desgaste severo (como lodo contendo areia): Revestimento de carboneto de tungstênio na superfície do empurrador de parafuso.

3. Funções de automação e controle

Funções necessárias:

Regulação de velocidade de conversão de frequência (ajuste em tempo real da velocidade de rotação e velocidade diferencial);

Alerta antecipado de falhas (monitoramento de vibração, temperatura, torque);

Controle vinculado ao sistema de dosagem de floculante (como ajuste automático da quantidade de dosagem química de acordo com a vazão de alimentação).

III. Correspondência de Processos e Sistemas Auxiliares

1. Adaptação do Processo de Pré-tratamento

Sistema de dosagem de floculante:

É necessário que a capacidade de tratamento da centrífuga seja compatível. Por exemplo, ao tratar 10 toneladas de lodo seco por dia, a dosagem de PAM é calculada em 5 kg/tonelada de lodo seco, e é necessário configurar um tanque de dissolução com concentração de 0,1% a 0,3% e uma bomba dosadora.

Equipamentos de condicionamento:

O lodo digerido precisa ser combinado com um sistema de dosagem de cal (dosagem de 5% a 10%) e é necessário confirmar se a centrífuga tem um design resistente a álcalis (pH ≤12).

2. Requisitos pós-tratamento

Teor de umidade alvo do bolo de lodo:

Caso seja necessário reduzir para menos de 60%, deve-se selecionar um modelo com alta velocidade de rotação (≥3500rpm) + pequena espessura de anel líquido (≤30mm);

Se for usado para digestão anaeróbica, um teor de umidade de 75% é suficiente, e a velocidade de rotação pode ser reduzida para economizar energia.

Reutilização do líquido separado:

Se o líquido separado precisar ser reciclado para o sistema de tratamento de águas residuais, deve-se selecionar um equipamento com alta precisão de separação (SS ≤500mg/L).

IV. Considerações econômicas e de localização

1. Consumo de energia e custos operacionais

Cálculo de potência:

Modelo com diâmetro de tambor de 450 mm: A potência é de cerca de 30–45 kW e o consumo de energia para tratar 1 tonelada de lodo seco é de cerca de 8–12 kWh;

Em comparação com as prensas de filtro de correia tradicionais, as centrífugas decantadoras têm um consumo de energia 10% a 15% maior, mas custos com produtos químicos 20% a 30% menores.

Requisitos do site:

Uma única centrífuga LW520 ocupa cerca de 4–6㎡, e as instalações de suporte (salas de produtos químicos, armários de controle) exigem 5–8㎡ adicionais, o que é adequado para cenários com espaço limitado.

2. Fornecedores e Serviços

Escolhas preferidas:

Marcas com cases no setor de tratamento de águas residuais (como a alemã Flottweg, a sueca Alfa Laval, a nacional Haishen Electromechanical, etc.);

Fornecer depuração de equipamentos, treinamento de operadores e serviços de manutenção regular (como sugestões de ciclos de substituição de peças desgastadas).

V. Referência de Caso de Seleção

Cenário: Estação de Tratamento de Efluentes Municipais (Capacidade de Tratamento 50.000 Toneladas/Dia, Excesso de Umidade do Lodo 97%)

Cálculo da capacidade de tratamento em base seca:

Volume de lodo úmido: 50.000 toneladas/dia × 3% (proporção de base seca) = 1.500 toneladas/dia de lodo úmido, correspondendo a 45 toneladas/dia de lodo seco.

Seleção de equipamentos:

Selecione 2 conjuntos de centrífugas decantadoras LW520 (capacidade de tratamento de unidade única de 25 a 30 toneladas de lodo seco/dia), diâmetro do tambor de 520 mm, velocidade de rotação de 3.200 rpm, relação comprimento-diâmetro de 4,0;

Material: aço inoxidável 316L, equipado com sistema de dosagem automática de PAM (dosagem de 5 kg/tonelada de lodo seco).

Efeitos esperados:

Teor de umidade do bolo de lodo de 70% a 75%, SS líquido separado ≤300mg/L, consumo de energia de uma única unidade é de cerca de 40kWh/hora e os custos operacionais são reduzidos em 15% em comparação com filtros prensa de correia.

VI. Prevenção de erros de seleção

❌ Seleção com base apenas no volume de lodo úmido: A capacidade de tratamento de base seca deve ser o principal para evitar sobrecarga do equipamento (como, por exemplo, tomar erroneamente 100 toneladas/dia de lodo com 97% de umidade como capacidade de tratamento de base seca).

❌ Ignorar alterações no lodo: se a estação de tratamento de águas residuais puder aceitar águas residuais industriais no futuro, reserve espaço para ajuste de parâmetros do equipamento (como faixa de ajuste de velocidade de rotação ≥2000–4000rpm).

❌ Negligenciar a manutenção pós-venda: não exigir que os fornecedores forneçam ciclos de reposição e custos para peças vulneráveis ​​(como empurradores de parafuso e vedações), o que leva a um aumento nos custos posteriores de operação e manutenção.

Por meio de uma avaliação abrangente das dimensões acima, é possível garantir que a centrífuga decantadora selecionada alcance o equilíbrio ideal entre eficiência, custo e estabilidade na separação de lodo ativado.

• Ano Estabelecido
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