碱法稳定工艺的设计要点

（1）污泥装卸及投配

脱水泥饼的装卸设备主要包括带式和螺旋式输送机及泵。一般带式输送机水平安装或与水平面之间稍有倾角。通常普通带式输送机存在着小范围漏溅、打滑和轴承连接件等经常性的维护问题。在碱法稳定过程中，可采用螺旋输送机输送脱水污泥饼至混合装置或贮存料斗中。螺旋输送机有可能将泥饼及化学药剂混合物滚成球状，而泵可将脱水泥饼压实成长条状，因此在混合阶段需要进行破碎处理。

碱法稳定工艺相对简单，但对其进行常规的检查和维护工作是必需的。必须经常对输送系统和其他活动部件进行监测以确定是否磨损。在向碱法稳定工艺进料时，若仅采用一条输送设备进料，则对该设备的定期检查、维护和校准工作显得十分重要。输送系统的停机则会造成稳定工艺的中断或拖延。如果系统采用多级序列，则应设置超越管线及交叉线路以防止过多停机的出现。

（2）碱性物料的贮存及投配

碱法稳定工艺要求采用特殊的化学药剂投配及贮存设备，传统碱式的化学药剂贮存容量应至少满足7d的耗药量，最好供应容量2～3周。一般氢氧化钙贮存期达1年以上，而生石灰由于其变质相对较快，贮存期一般在3～6个月以内。绝对最小贮存容量要根据药剂供应商和处理厂之间的运输距离确定。

在采用传统的设计方法时，一些高级碱法稳定工艺需要使用大量的化学药剂，这会带来巨大的贮存容量要求。但是因为减少贮存容量可以节约成本，因此，采用可靠的化学药剂运送渠道是关键环节。如果化学药剂运输耽搁或停止，则整个工艺运转受到影响，可将每日药剂运输费用和采用额外贮存容量的投资费用进行比较。如果药剂供应商在处理厂附近，则不必进行多余的药剂贮存。但如果药剂供应商距离较远，则应采取扩大贮存容量的方式以保证工艺的运转连续。

在碱料贮存时，应采用堆状或粒状贮存，并应防止长时间贮存时由于地区潮湿而引起的化学反应。碱料应贮存在钢制的筒仓，筒仓带有料斗（斜边坡度≥60°）。如果采用药品日贮箱或堆状贮存筒仓，需要设置活底料箱及除尘装置，空气衬垫或料斗搅拌装置用以协助卸料和降低阻塞或分流。

在贮存时，石灰会与CO2发生反应生成碳酸钙，覆盖于石灰颗粒表面，并降低石灰活性。而生石灰及其他碱料易与空气中的湿气发生反应，并形成块状阻碍进料和消解。因此，应在干燥设施中贮存防止潮解。潮解系放热反应，因此贮存生石灰不能与易燃材料接近。

如果药剂投配点和药剂贮存筒仓之间的距离较近，既可通过螺旋输送机运输干燥碱料，也可通过气力输送（有压状态或真空状态均可）。不同的气力输送方式有其各自特点，例如，在真空状态下，输送可以解决飞灰问题；在压力状态下，可以进行大块体积物料的输送。应预先对气力输送用的压缩空气进行干燥，以减少水合作用和其他涉及潮湿相关的问题。气力输送系统同时存在着诸如当采用不同的碱性物质时，难以保持均一的化学药剂堆密度等问题。

化学药剂投加设备有许多种样式，包括旋转式气锁进料器、容积式螺旋进料器及重力式计量进料器。其中容积式进料器是以恒定体积投加碱料无需考虑进料密度，重力式计量进料器是以恒定质量投加碱料，控制更加准确，但价格相对较贵。在实际应用时，应根据特殊用途来对二者进行评估。

一般情况下，药剂投配系统会存在粉尘问题。其主要来源是滑动门的安装不良和进料装置的泄漏。针对这一问题，可通过降低或封闭位于进料装置和混合器之间的垂直距离来减少粉尘的产生。

（3）液态石灰药剂装卸及混合要求

石灰投至湿污泥中，一般会以石灰乳的形态出现。而干石灰粉由于会产生结块而不能有效地投加到湿污泥中。

在混入泥浆后，氢氧化钙和水化生石灰在溶解后化学成分是一样的，因此可选择相同的投配工艺。石灰乳的制备可以采用间歇或连续的方式进行。

石灰乳贮存池可以采用压缩空气、水射器或机械搅拌机等方式搅拌，然后根据要求输送至混合池。在制备用水中的碳酸氢根可与石灰乳发生反应，并结合大气中的CO2生成碳酸钙沉淀，造成管线堵塞。其堵塞程度与输送距离及与石灰乳接触的HC[插图]或CO2的量相关。因此，为了避免由于串联堰及其他设施造成的扰动，石灰乳贮存池应尽量与混合池接近。

在采用生石灰进行湿污泥稳定时，需采用消解设备。消解反应可以间歇或连续地进行，其中间歇方法更适用于小规模处理厂，但规模较小的处理厂在采用生石灰时，一般不具有明显的优势。消解反应包括溶解生石灰产生石灰膏或石灰乳（水∶生石灰=2∶1或石灰乳：生石灰=4∶1产生石灰膏）。在制备石灰膏时，需停留约5min以保证在消解池内水解反应完全进行。而在制备石灰乳时应停留30min。升高温度有助于水解反应（放热反应）的发生，但存在沸腾及飞溅等潜在的危险。在消解完成后，投加石灰膏至稀释池中并稀释至所需浓度，同时去除颗粒物。

在连续消解反应中，自动设备要根据石灰和水的比例来选择合适的类型。其合适比例也受石灰的类型及使用的设备决定。因此，当进行消解系统设计时应结合考虑石灰和设备的类型。

为了确保氢氧化钙和水中的溶解固体完全反应，稳定池应位于消解池的下游方向。在消解池中的石灰乳应尽可能直接排放到稳定池，稳定池停留时间≥15min。此时要充分搅拌以保证颗粒处于悬浮状态并防止短流的发生。对于圆柱形池来讲，其高度和直径之比是1∶1，相应的最小功率要求见表1。

① lb/gal×0.1198=kg/L。② 1hp/1000gal×197.3=kW/m3。