8.3.3.Центробежное уплотнение осадков.

Для центробежного уплотнения осадков используют следующие аппараты: центрифуги, гидроциклоны и сепараторы. Под центрифугированием понимают процесс разделения неоднородных систем (эмульсий и суспензий) в поле центробежных сил. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу, называемую фугатом. Осадок остается в роторе, а жидкая фаза удаляется из него.

В отстойных центрифугах со сплошными стенками происходит разделение суспензий (и эмульсий) по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием центробежной силы.

В фильтрующих центрифугах с проницаемыми стенками осуществляют процесс разделения суспензий по принципу фильтрования, причем вместо разности давлений используется действие центробежной силы.

При центрифугировании повышается скорость разделения неоднородных систем в поле центробежных сил по сравнению со скоростью разделения этих систем под действием силы тяжести.

Показатели работы центрифуги зависят от геометрических размеров ротора, скорости его вращения, диаметра сливного цилиндра, положения питающей трубы, влажности разделяемого осадка, плотности и дисперсионного состава его твердой фазы, форм связи влаги с твердыми частицами. Теоретическую производительность осадительной центрифуги можно определить по следующей формуле:

( 8.0)

где Q - теоретическая объемная производительность центрифуги, м³/с;

r - радиус ротора, м;

w - угловая скорость вращения ротора, рад/с;

l_р - расчетная длина пути осаждения, м;

₁ - плотность твердой фазы, кг/м³;

₂ - плотность жидкой фазы, кг/м³;

d_m - крупность разделения (наименьший размер частиц, осаждающихся в центрифуге), м;

_c - динамический коэффициент вязкости жидкой фазы, Пас.

Разделение твердой и жидкой фаз осадка происходит под действием центробежной силы

( 8.0)

теоретически превышающей гравитационное разделение в число раз:

( 8.0)

где m - масса сухого вещества осадка, кг; n - число оборотов ротора центрифуги, об/мин.

Эффективность задержания сухого вещества осадка (,%) при центрифугировании определяется по следующей формуле:

(8.0)

где С_об.ос., С_ос и С_ф - концентрации сухого вещества соответственно в обезвоженном осадке (кеке), исходном осадке и фугате.

Производительность по обезвоженному осадку (кеку), П_об.ос, кг/ч, опредекляют по формуле:

(8.0)

где П_исх. - производительность центрифуги по исходному осадку, м³/ч;

W_исх. - влажность исходного осадка, %;

W_об.ос. - влажность обезвоженного осадка, %;

- объемная масса осадка, т/м³.

Эффективность задержания сухого вещества осадка зависит от следующих основных параметров:

1) Приведенной поверхности осаждения центрифуги (индекс производительности);

2) Продолжительности нахождения осадка в роторе.

Индекс производительности центрифуг определяется из следующего выражения:

 = F (8.0)

где F - поверхность сливного цилиндра центрифуги, Ф - фактор разделения, равный :

(8.0)

где w - угловая скорость вращения ротора, рад/с; R - радиус ротора, м; g - ускорение свободного падения, м/с².

В отечественной практике обезвоживания осадков в системах очистки сточных вод наибольшее распространение получили горизонтальные шнековые центрифуги типа ОГШ, схема которой представлена на рис... , а описание работы дано в разделе 3.6.2.

В табл. 8.4 представлены технические характеристики серийных центрифуг, выпускаемых Сумским машиностроительным производственным объединением.

Таблица 8.39