江西中烟工业有限责任公司广丰卷烟厂 江西上饶 334600
摘要：随着我国对环境保护的日益重视，各行业产生的废水都必需得以有效处理达标排放。特别是化学工业、电厂除尘脱硫、冶炼、电镀、酸洗行业的排放废水PH值基本上显酸性状态，直接排放对自然环境危害更大。在处理此类工业废水过程中，通常选用石灰制成乳液后进行投加。本论文主要简述一种新型搅拌器以取代机械式搅拌，提高搅拌液均质化。
关键字：石灰乳制备 浆叶式搅拌器 爆气装置
1、石灰乳制备中存在问题
工业污水处理石灰乳搅拌器，是石灰乳制备的关键设备。搅拌器制备出石灰悬浊液的浓度，难以满足污水处理需要。造成处理后水质COD含量未达到国家工业污水排放标准，同时存在PH值偏低。
1.1 浆叶式搅拌机电机功率影响到石灰乳浓度
针对浆叶式是否影响搅拌罐各层浓度，目前市场上石灰乳制备搅拌机电机功率一般为5.5 k W，转速1 4 4 0 r／mi n，减速比1：1 3：搅拌器速度110r／min，浆叶直径300mm，搅拌叶形式为65×65角钢。
一般工业污水处理石灰乳工艺要求：出浆口浓度值18g/l，粘度为300（Pa•s）（工艺要求含固量37%）
搅拌罐直径为1.0m，圆筒高度1.6 m，锥底部分高度为0.2 m。
Re =（N.d2..ρ）/u=（1.85×0.32×108.2）/0.01243=1.4×103＜104（涡流）
N — — 搅 拌 转 速（转 ／s e c）；
d — — 搅 拌（器）叶 直 径（m）；
ρ— — 搅 拌 液 体 密 度（Kg•S C C／m ）
从计算结果搅拌电动机功率5.5 k W过小，难以使石灰乳产生湍流，起到液层上下翻腾效果。浆叶不能将罐底料通过旋流到中层，及上层料液中去，引起罐底石灰沉积。
1.2搅拌机在石灰乳制备中故障率高
搅拌机在石灰乳制备中，常出现电机轴承磨损、电机烧坏、由于罐底石灰沉积造成搅拌机变速箱齿轮齿面磨损、搅拌轴弯曲等故障，浆叶式搅拌器主要故障出现在电机及传动部件，维修难度高。同时停机时需清理罐底石灰乳人工劳动强度大。
2、石灰乳制备的气力搅拌控制策略
为了石灰粉与水充分混合及防止石灰料液堆积罐底，通过设计出一种气力喷射搅拌装置来替代浆叶式搅拌装置。
2.1 策略设计
气力搅拌装置主要由压缩气控制系统和喷射系统构成。在石灰乳制备罐内安装气动喷射管，根据搅拌液比重较高特性，在喷射系统采用四根呈X型布置喷射气管。同时采用在每根Φ15喷射气管上设计二只角度Φ4喷嘴，一只与筒体垂直平面呈900，一只与垂直平面呈1350，与筒底形成1800喷射角度。保证压缩空气喷出后能在石灰乳形成气泡，随气泡上升破裂带动石灰乳流动。在喷射系统进气管接入在定时器电磁阀，定时器设定值：喷射频率为5～20次/min，喷设时间为2～5S/次，以控制电子阀开启，输入压缩空气，对石灰料液进行搅拌。
2.2 X型式爆气装置设计
2.2.1 爆气管结构设计
根据搅拌液比重较高特性，在爆气装置采用四根爆气管。同时采用在每根Φ15爆气管上设计一组不同角度喷嘴，以在空气流速。保证压缩空气喷出后能在石灰乳形成气泡，同时随气泡上升破裂带动石灰乳流动，结构见图1。
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1、爆气管 2、集气罐 3、喷头 4、进气管
图1 爆气装置结构图
X型式爆气装置试验效果：（1）压缩空气，易被导入溶液中。（2）当压缩空气压力达到0.3MPa时，搅拌罐内溶液形成涡流，加快石灰乳混合，同时通过涡流将罐底沉积灰渣，直接从石灰乳排出口排出，减少工人定期清除搅拌罐底部的石灰渣劳动强度。为了验证爆气效果，，经过多次试验得出：爆气管安装8个不锈钢方形喷淋头喷头，喷口直径为8mm，喷吹角度为250。
2.3 爆气装置电控设计
2.3.1 爆气装置信号采集及处理
爆气装置信号源采集、处理流程，在石灰乳制备罐内安装悬浊液浓度计，在石灰乳制备中悬浊液浓度计采集的浓度信号，达到石灰乳达到工艺指标时，探头通过变送器将信息反馈处理器，处理产生一个电信号来控制压缩空气电磁阀开关，当石灰乳浓度达到工艺指标时，电磁阀关闭，停止向爆气装置输送压缩空气，停止搅拌，反次打开电磁阀送气搅拌。
2.3.2 电控部分
根据气力搅拌装置控制流程图，设计出装置的测试电控图（见图2），用来对所采集的信号进行处理。
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图2 气动搅拌电控图
电控线路组态后，经模拟测试，所设计的电路满足控制流程的要求。
3、气力搅拌装置运行效果
3.1 石灰乳制备的工艺指标
气力搅拌装置在石灰乳制备中试验参数对照表 表1
经过多次投料试验数据对照，从表中可以看出，制备出石灰乳浓度达到工艺标准要求，每个搅拌周期内用气量≤3m3。
3.2 气力搅拌装置故障率较低
气力搅拌装置运行中主要故障：探头故障、PLC故障、气动元件故障、电器故障。这些故障机率较低，处理较为方便。
4.结语
通过气力搅拌装置在工业污水处理石灰乳制备工艺的应用，为污水处理提供浓度符合工艺指标石灰乳，保证处理后的水质达到国家二级工业废水排放标准，同时，减轻工人需要定期清除罐底石灰渣劳动强度。