螺杆式空压机在气浮装置中的应用及故障排除.doc

螺杆式空压机在气浮装置中的应用及故障排除 前言 气浮装置是污水处理中常见的设施，常用气浮方法有诱导气浮和压力气浮两类。诱导气浮是利用吸气装置直接向污水供风，如涡凹气浮装置。压力气浮则是利用空压机通过溶气罐向水中充气，其工艺过程如图所示。本文述及的螺杆空压机应用的气浮系统为压力气浮。 1空压机与气浮效果的关系 空压机运行正常与否对气浮效果影响表现在：1.1空气质量 压缩空气若带有油污(机油等)，则气水混合后，空气中油污溶入水中，使出水质量变差。 1.2风量 部分回流溶气工艺要求溶入的空气量为回水量610。如风量过小，则絮体附着空气量少，絮体上浮速度慢，渣水分离效果差。 1.3风压 回流溶气压力浮选风压在0.0250.035 MPa，水压在0.0200.030 MPa，风、水压差在0.005 MPa上下时效果较佳。否则不是压力水串入风线，就是释放器冒大气泡，气浮失败。 往复式空压机耗油过多，每小时均需加油，使气浮中气路带油过多，并且气量气压脉动。而螺杆空压机由于正常运行时不消耗润滑油，气路中不带油，且气量气压恒定，噪音小，因而更适用于作为压力溶气浮选的风源。但如果维修不当，造成机器故障，仍然会影响气浮。 2螺杆压缩机简介2.1原理 压缩机壳体内有一对经过精密加工的相互啮合的阴阳转子。其中阳转子有4个齿，阴转子有6个齿。电机通过弹性联轴器驱动阳转子带动阴转子。喷入的油与空气混合，在转子齿槽间被有效压缩。空气经卸荷阀、压缩机、最小压力阀给系统供气。2.2结构 压缩机其主要结构有六个系统组成。即气路系统、油路系统、冷却水系统、排放系统、调节系统和电气系统组成。主要部件有压缩机、空气滤清器、油滤清器、油气分离器、电磁伐等。 3常见故障的判断和处理方法 3.1常见故障 在19891998年间该气浮装置的螺杆空压机发生的故障统计见表1，由此而对气浮产生的影响如表2。表1 螺杆压缩机故障统计电磁阀油气分离滤芯节流孔油过滤器最小压力阀1989年111990年11991年111992年111993年1111994年1111995年1111996年121997年111998年11表2 故障对气浮的影响故障名称对气乳的影响电磁阀失效供气不足，溶气效果差最小压力阀故障供气压力不足，溶气效果不好油气分离滤芯失效或节流孔堵塞或润滑油变质气中带油较多3.2故障的判断和处理 3.2.1电磁阀失效 空压机在运行中，如常开、常闭电磁阀因使用老化，阀芯失效或电磁线圈失效，则电磁阀将无法打开或无法关闭，导致卸荷阀无法打开，系统无气源。 导致电磁阀失效的原因是阀芯积垢或电磁线圈故障。如积垢则需进行清洗，如线圈烧损，要及时更换电磁阀，以确保能建立初始压力，打开卸荷阀，确保供气。 3.2.2最小压力阀故障 运行中，可能出现的溶气效果不佳，有时故障出现在最小压力阀上，当最小压力阀控制的压力P0.4 MPa时，则压力阀打开。当最小压力阀由于阀芯密封不严或弹簧失效，供气压力将达不到额定值，加压溶气效果不佳，影响气浮。 解决最小压力阀的故障办法是，当阀芯或阀座密封不严密时，则需检修或更换阀芯或阀座。当弹簧失效时，调试或更换弹簧，确保供气压力恒定，从而提高气浮效果。 3.2.3油气分离滤芯失效 当油气分离滤芯两边压降过大(0.1 MPa)或过小(0.02 MPa)时，滤芯起不到过滤分离作用，则润滑油在滤芯处分离不好。油气混合通过最小压力阀，进入后续系统，润滑油跑损过快，大量润滑油带到气路中，溶气水中油量增多，导致气浮出水油含量增加。这时，更换油气分离滤芯就能解决这一问题。 3.2.4喷油节流孔堵塞 喷油节流孔堵塞是溶气水中油多的原因之一。由于空压机长期连续运行，油中及空气中的杂质长期积累，使喷油管路中杂质或纤维状物质增多，使喷油回路节流孔（6）容易产生堵塞。使喷油回路不畅。储气罐油位逐步增高，油被动地带出最小压力阀，气中油多。这时，应清洗节流孔及喷油管道。 3.2.5回流管道节流孔堵塞 回流管道节流孔堵塞，是空压机润滑油跑损过快的主要途径之一。由于油气混合物经储气罐旋风分离之后，大部分润滑油因旋风分离及重力因素，已沉降进入储气罐罐底，部分经油气分离器滤芯过滤的油，已下流到滤芯底部聚集。若回流管道畅通，油全部回流到压缩机底部油槽进行再润滑。但回流管中节流孔堵塞，则沉降到滤芯底部的润滑油则无法回到空压机油槽，这样随着滤芯底部油的不断积累，油层加高，被不断排出的空气带出。清洗或更换节流孔是解决这一问题的必要方法。 3.2.6油质的变化导致气中油增多 本系统的螺杆压缩机使用的润滑油为轻负荷回转式32#空压机油。要求润滑油内应含有防锈、抗氧化、抗泡沫、抗腐蚀成份。如润滑油油质不符合上述要求，则润滑油易氧化，多泡沫，运行中油质氧化或泡沫过多，产生泡沫的润滑油容易经最小压力阀，随空气排出，则润滑油跑损过快。这时，应更换符合要求的润滑油。 4结语 由于螺杆式压缩机较其它类型的压缩机有较多的优点。该机安全性好，可靠性强，且运行中风量、压力恒定，适用于各种条件下的作业。从以上的常见故障对气浮的影响分析可见，解决的方法也很多，且维修工作量小，运行成本低，劳动强度小，易于掌握。 铝铁复合混凝剂的研究新进展铝和铁具有许多相似的性质，如原子共价半径。离子半径都比较相近，Fe3+，Al3+均具有相同的电荷，它们易水解，其盐具有共价性。因此，它们可通过交叉共聚，形成多核、更长。更稳定的分子链，得到混凝效果更好的无机高分子复合混凝剂聚合铝铁。这类复合混凝剂兼有聚铝和聚铁的特点，既能克服铝盐处理的矾花生成慢、矾花轻。沉降慢的缺点，又能克服铁盐的出水不清、色度高的缺点。通常以铝盐为主，铁盐为辅，其价格比PAC略高一点点。近几年来，研制和应用这类混；凝剂已成为热点和发展的明显趋势。我国在这一领Z域内比较活跃，发表的论文和公布的专利较多。主要原材料是铝盐、铁盐和硅酸盐以及含铝铁等元素的矿物。矿渣废料，因而其原料来源广，同时生产工艺比较简单，有利于开发利用。我国已开发的铝限复合混凝剂种类较多，我们将它们分为3大类：只含两种阳离子的铝铁复合混凝剂，含有多种阴离子的铝铁复合混凝剂，以及含有其它阳离子的铝铁复合混凝剂。1. 只含两种阳离子的铝铁复台混凝剂在这类复合混凝剂中，除铝、铁外，不含其它金属离子（即使有，也很少），阴离子则以一种为主。可以说，其组成相对比较简单，纯度较高。无疑这对原料有较高的要求。由于杂质少，特别是有害物质少，则它们适用于饮用水的处理。对这类混凝剂研究也比较深入，其中部分产品已进入国内水处理市场。这类混凝剂主要有以下几种：1.1 聚合氯化铝铁（PAFC）通常采用PAC与FeCl3（或和FeCl2）反应，或者AlCl3或低聚氯化铝与铁反应，再进行羟基化聚合，就可制得聚合氯化铝铁。或将粉碎的铝土矿放入反应釜中与盐酸反应，然后将其倒入搅拌池中，并加入高铝灰和水，搅拌35h，沉淀即为产品。PAFC产品为淡黄色、暗黄色片状、粒状或粉状固体，易溶于水，在空气中易潮解。液体产品为淡黄色透明或悬浊液，相对密度1.2，w（Al2O3）6.06.5，w（Fe2O3）4.04.3，盐基度为 3050，pH值（1水溶液）为 23。该产品用于生活饮用水。工业用水的净化和各种污水的化学处理。如某电子管厂用PAFC处理浊度为319NTU的废水，投加量为0.4或0.6 mg/L，处理后的水无色透明，重金属达标。某厂最初用PAC和PFS处理电镀废水，钢总是不能达标，采用PAFC后各项指标均达标。用PAFC处理生产洗涤剂的废水，比用PAC，PFS和PFSC的效果要好得多。因此，PAFC是聚铝和聚铁的替代产品1-7。1.2 聚合硫酸铝铁（PAFS）以铝土矿、高铝灰、硫酸为原料，接与PAFC相同的工艺过程制备PAFS。也可在反应器中，依次加入硫酸亚铁、硫酸铝、水、硫酸及硝酸铝，通入空气并进行搅拌，氧化、水解、聚合反应约0.5h，得到红棕色透明液体，盐基度达19，（Fe3+）161.4 gL，（Al3+）7.0 gL。PAFS用于炼油工业废水的处理，采用浮选法和投加 PAFS（8或10 mgL），去油率达99，COD降低 88.5。PAFS用于污泥脱水，具有最佳投加量小，滤饼含水率低，滤液透光性好，澄清度高等特点。其效果均明显优于PAC和PFS7-10。1.3 聚合硅酸铝铁（PSAF）通常将高模数（M3.0）的水玻璃稀释，在快速搅拌下滴加稀硫酸，至pH值约为5.7，放置一段时间后使其聚合，然后加入硫酸铝和硫酸铁溶液，陈化一段时间后即得PSAF。它是透明、均一、呈红褐色的溶液，稳定性好，可放置23个月。用n（Fe）n（Al）1：3，n（SiO2）n（Fe+Al）= l：3的 PSAF，在 pH10的条件下，可使合成洗涤剂废水中的LAS去除率达到90以上。用于松花江水的除浊处理，处理后的残余浊度小（1.6度），完全符合我国生活饮用水卫生标准。其它文献也说明PSAF具有较优的混凝性能，其用量少，适宜的pH值范围较宽，形成矾花迅速，并且絮体粗大结实，是一种有发展前途的净水剂11-16。2 含有多种阴离子的铝铁复合混凝剂应用表明，在聚合铝（铁）中，引入一定量的高价阴离子，如SO42-，PO43-后，能提高聚合铝的分子量和稳定性，也使多核配合物的电荷量增高，从而有更好的混凝效果 在共存阴离子中，研究较多的是氯根和硫酸根、以及由于添加活性硅酸而形成的硫酸根和硅酸根等。2.1 聚合硫酸氯化铝铁（PAFCS）把矿渣中的有效成份铁。铝置换出来，再用添加剂调聚，就可制得PAFCS。其主要技术指标：外观为深棕红色透明液体；密度（2）为 1.2 gcm3；w（Al2O3）8%12%；w（Fe2O3）0.81.3；w（SO42-）2%4，pH 2.54；碱化度5075。采用PAFCS处理印染废水，投加量为 500 mgL时，色度去除率高达 98。PAFCS比明矾和PAC具有更高的除浊性与更快的沉降速度及更低的处理成个，很有可能成为后两种净水剂的替代品而具有很大的市场潜力17-19。2.2 聚合硫基硅酸铝铁（PAFSSC）将活性粘土与 HClH2SO4混合酸在 90110反应Zh，冷却分离，制得铝铁酸性溶液。然后在其中投加铝酸钙矿粉，于80100反应12h，再加入预先用水玻璃加稀硫酸制得的活性硅酸，反应0.5h，沉降后可得液体的PAFSSC产品，其主要质量指标：w（Al2O3）10.01，w（Fe2O3）1.82，盐基度68.7，水不溶物0.2，pH（l水溶液）4.2。此净水剂除浊效果明显优于单独投加 PAC或 PFS。3 含有其它阳离子的铝铁复合混凝剂在铝铁复合混凝剂中，除了铝、铁外，还含有其它的金属，如钙。镁等。这些“杂质”金属离子的出现，是由不纯的原材料带来的。实验表明，象钙、镁这类金属离子，常可提高主体混凝剂的絮凝效果，对某些工业废水来说，效果比较显著。诚然，杂质并非都是有益的。事实上，以矿物、矿渣废料为原料制得的复合混凝剂，常使产品重金属含量偏高，从而限制了产品的应用范围。3.1 含有钙的铝铁复合混凝剂以含铝、铁的煤研石、高岭土、铝矾土为原料制得的硅钙复合型聚合氯化铝铁（SCPAFC）用于制革废水（SS）为 300mgL，浊度为 1000 NTU左右，COD为 1000 mgL左右，PH为6.58）的处理，浊度去除率为99，SS去除率为95，COD去除率为90，Cr3的去除率为85左右。各项性能均优于 PAC的2倍以上。SCPAFC还可用于生活和生产用水及其它废水的净化处理，效果优良”20。以铝厂赤泥为原料，经过酸溶、活化聚合等步骤，制备出以PAC为主，同时含有铁、硅、钙等有效成分的复合混凝剂。对直接耐酸大红溶液和分散黄溶液的脱色试验结果表明，其脱色效果优于PAC和PFS21。以聚合硫酸铝铁、钙盐为主的多聚物XG977，适合于处理含油废水。在投加量相同条件下，处理效果明显优于PAC，并且污泥体积小，沉降仕能也优于PAC，综合处理费用比PAC低2020。3.2 含有镁的铝铁复合混凝剂利用废弃物硼泥和含AlCl3的盐酸废液制得的黄褐色硼泥复合混凝剂固体，在处理（COD）为420 mgL、色度200倍，pH8.0的印染废水时，投加 0.3 gL一次处理可达排放标准，COD去除率达 67，SS及色度去除率均达 98以上，比PAC的处理效果好，而成本仅为PAC的 110l823-24。用硼泥复合混凝剂处理制革废水和生活污水时，效果都很好25-26。用氢氧化铝。氯化铁、氯化镁和盐酸为原料，制备了复合混凝刘铁镁铝聚合物FMA，其对硅藻土模拟水样的絮凝沉降性能远优于PAC。在处理印染废水。造纸废水及采油污水时，均取得了良好的效果。含有铁、镁、铝等多种离子的新型复合混凝剂PAFM，对成分复杂的工业印染废水具有良好的脱色效果和COD去除能力，而且pH 值适应范围较宽。3.3 铝铁锡共聚物新研制成