2.2.4. Центрифуги.

Центрифугирование используется реже для очистки сточных вод, чем методы осаждения и фильтрования. Это связано с тем, что центрифугирование является процессом энергоемким.

Условия применения центрифуг следующие: 1) локальная очистка производственных сточных вод, когда осадок представляет собой ценный продукт, который может быть утилизирован; 2) мелкодисперсный состав загрязнений, когда для их выделения не могут быть применены реагенты.

Центрифуги бывают отстойные и фильтрующие. В процессах очистки сточных вод фильтрующие центрифуги используют для разделения грубодисперсных систем, отстойные — для разделения труднофильтрующихся тонко и грубодисперсных суспензий, а также для классификации суспензий по размерам и плотности частиц. Для очистки производственных сточных вод наиболее перспективны отстойные центрифуги.

Важнейшими характеристиками центрифуги являются фактор разделения и продолжительность центрифугирования. Фактор разделения

где — угловая скорость вращения, рад/с; r — радиус вращения, м.

Для выделения из сточных вод тонко- и среднедиспергированных примесей применяют центрифуги с фактором разделения более 2500. Экономически целесообразно использовать центрифуги для локальной очистки сточных вод в том случае, когда выделенный осадок имеет ценность и может быть рекуперирован и когда для выделения осадка нельзя использовать реагенты.

Центрифуги периодического действия целесообразно использовать при концентрации нерастворимых примесей в сточных водах не более 2…3 г/л и если образующиеся осадки цементируются или характеризуются высокими абразивными свойствами.

Из центрифуг непрерывного действия в системах очистки вод наибольшее распространение получили горизонтальные шнековые центрифуги типа ОГШ (рис. 2.21). Их используют для выделения веществ с гидравлической крупностью примерно 0,2 мм/с (противоточные) и 0,05 мм/с (прямоточные). Центрифуги непрерывного действия типа ОГШ и другие применяются при очистке сточных вод с расходом до 50…100 м³/ч.

Центрифуги периодического действия применяются для очистки сточных вод, расход которых не превышает 20 м/³ч, при необходимости выделения частиц гидравлической крупностью 0,05…0,01 мм/с. Концентрация механических загрязнений не должна превышать 2…3 г/л.

Подбор необходимого типоразмера осадительной центрифуги производят по каталогу.

Рис. 2.21. Центрифуга типа ОГШ:

1 - подача осадка; 2 — отверстия для выгрузки фугата; 3 — бункер для выгрузки фугата; 4 — отверстие для поступления осадка в ротор; 5 — бункер для выгрузки кека; 6 — ротор; 7 — полый шнек; 8 — отверстия для выгрузки кека.

Основной расчетной величиной является гидравлическая крупность выделяемых частиц в поле центробежных сил . Эту величину определяют экспериментально. При расчете определяют Ф_р, высоту осветляемого слоя h, время центрифугирования , т.е. параметры, от которых зависит необходимая эффективность осветления, а затем по каталогу выбирают типовой размер центрифуги.

Производительность центрифуги равна

где — расчетный объем ванны ротора при (D — наибольший внутренний диаметр ротора; D_c — диаметр порогов сливных окон); — продолжительность пребывания суспензии в роторе.

Так как объем ванны ротора используется не полностью, фактическая производительность будет меньше , где k — коэффициент использования объема ванны; k = 0,4…0,6.

Пример 2.6. Для разделения 140 м³/ч суспензии предполагается использовать центрифугу непрерывного действия типа НОГШ-600 со шнековой выгрузкой. Наибольший диаметр конического барабана центрифуги D = 600 мм, длина барабана L = 1000 мм, число оборотов барабана п = 1400 об/мин.

Определить требуемое количество центрифуг типа НОГШ-600 для обеспечения заданной производительности, если разделяемая суспензия имеет следующую характеристику: плотность твердой фазы _тв = 2300 кг/м³, плотность жидкой фазы _ж = 1000 кг/м³, вязкость жидкой фазы  = 9,71^.10^-4 Н^.сек/м². Скорость осаждения суспензии w₀ = 0,7 м/ч.

Решение. Радиус r₀ свободной поверхности слоя жидкости в центрифуге принимаем 240 мм.

Определяем индекс производительности центрифуги по формуле для отстойных центрифуг с коническим барабаном (стр. 315):

м².