第四节 流洗水甜菜尾根回收与除渣设备

流送水和洗菜水在糖厂中为多次循环使用水，与甜菜分离后水中含有大量菜皮、尾根、碎菜肉块、泥沙等杂质。为回收甜菜肉块和甜菜尾根，将水中泥沙和菜皮等杂质不断分离出去，降低流送水在循环使用过程中微生物繁殖速度，提高循环水质量，甜菜糖厂分别采用了尾根回收、浮渣分离和泥沙沉降设备。

一、尾根捕集机

甜菜在流送、清洗过程中产生的尾根质量为甜菜质量的1%～2%，具有一定回收价值。尾根回收可采用尾根捕集机将其从流洗水中分离出来。甜菜尾根捕集机如图1-25所示，主要由卧式半圆柱形筛箱，转动轴、支撑臂、刮板和传动系统组成。支撑臂一般为八根，分为四组，每组等角度安装在箱内轴的两侧，在每组支撑臂的端部装有刮板，刮板与筛网的压紧程度通过拉杆调节。带有尾根的流洗水从箱体一侧进入后，水与菜皮通过网孔从筛箱底部排出，尾根被回转的刮板从筛箱的侧方送出，使尾根与流洗水分离。

二、浮渣分离设备

浮渣分离主要是将流洗水中的碎菜皮、尾根等块状物质从流洗水中分离出去。渣水分离设备的类型很多，但原理都是利用水的重力使水从筛孔流出，将浮渣留在筛板上。

（一）高频直线振动筛

1.结构与工作原理

高频直线振动筛在甜菜制糖工业中广泛应用于流洗水中的浮渣和石灰乳中的灰渣分离。如图1-26所示，主要由筛箱、激振器、弹性元件、进出料箱、支撑机架和电动机组成。

筛箱由筛框、筛板及压紧装置组合在一起。筛框由侧板和横梁组合构成，横梁一般采用无缝钢管或型钢。筛板的种类很多，制糖流洗水分离采用的筛板规格一般为20孔/25.4mm，通常用钢板横向铣孔制成，安装时开铣面朝下。筛板安装在筛框内，张紧密封通常用木板或橡胶板做压条，加弹簧垫用螺栓紧固。

激振器分为两组，每组由转动轴和固定在轴上的偏心重块组成，每组偏心重块一般为1、2、4块，偏心重块的偏心部分的横断面为扇形，如图1-27所示，为双轴激振器。两组偏心重块的质量相同，安装时相位相反，转动时方向相反。两组激振器由一台电机带动做反方向运转，当两个偏心重块随轴转动时，产生的离心力对称于x轴互相抵消，合并于y轴相互叠加，其结果在y轴方向产生一个往复的激振力，使筛箱在y轴方向上产生往复的直线振动轨迹。高频直线振动筛的激振器转速一般为940～960r/min，筛箱振幅为3～6mm。

弹性元件是筛箱与机架连接必不可少的重要元件。主要有螺旋弹簧、弹簧钢板和橡胶弹簧三种类型。

支撑机架的主要构件为支撑立柱，筛箱通过弹性元件坐于支撑机架上，激振器横架于筛框之上。由于振幅很小，传动电机可安装在机架上，也可横向安装在筛框上面。电动机输出轴和一组激振器的转动轴装有皮带轮，通过传动带带动激振器转动。安装时筛面与水平面保持一定的向下倾斜角度时（一般为-5°～-3°），高频激振器转动时产生一定频率的激振力并作用于筛箱，使筛箱产生相同频率的振动和振幅，而筛板上的分离物随着筛箱的振动，不断向前抛落。通过调整筛板与水平面的夹角，可以调整筛板上分离物的前进速度。

进料箱为流洗水分布器，与来水管相接，可由圆形钢管均匀开设出水口制成。出料箱分为位于振动筛尾端的出渣箱和位于筛箱下部的集水箱。出渣箱与排渣溜槽相接，废渣经溜槽被排放到指定位置或装入运输车辆。集水箱下部与出水管相接，除渣后的流洗水被送入幅流沉降池进行沉降除泥。

2.计算

（1）离心激振力计算

式中 F——离心激振力，N

ω——偏心块角速度，ω==0.105n

n——偏心块转速，r/min

G₀——偏心块总质量，kg

e——偏心距，m

式中 R——扇形偏心块外半径，m

r——扇形偏心块内半径，m

a——扇形偏心块圆心角的一半，如图1-28所示

（2）振动筛需用功率计算

式中 N——激振器需用功率，kW

F——离心激振力，N

n——激振器偏心块转速，r/min

G——设备振动部分与物料质量，kg

G₀——偏心块总质量，kg

η——机械效率，取0.8～0.9

（二）链板除渣机

1.结构与工作原理

链板除渣机如图1-29所示，主要由固定筛箱和链板机组成。固定筛箱三面装有围板，板状筛板借助筛板骨架固定在箱体上。链板机位于筛板上方，由传动轴、齿型传动轮、传动链、刮板组成。齿型传动轮对称安装在轴的两侧，轴体两端通过轴承安装在箱体上，刮板平行等距离固定在两条传动链上，运行时与筛板接触。流洗水经分配器均匀分布到前部筛板上，水透过筛孔流出，菜皮、菜尾等渣质被刮板带到筛板尾端落入溜送槽。

2.技术参数与要求

刮板移动速度：1.0m/s；

筛板规格：20孔/25.4mm；

需用功率：参照除草机配置。

（三）回转式捞渣机

回转式捞渣机的原理同尾根捕集机相同，结构区别在于：捞渣机没有拉紧装置，用板刷代替刮板和抄板，水经筛孔流出，菜皮等浮渣留在筛板内，被回转的板刷带出。

三、幅流沉降池

在流洗水循环使用过程中泥沙沉降设备多为幅流式沉降池，沉清水直接作为流送甜菜用水继续循环使用。从沉降池底部排出的泥浆通常被送入厂外污水池进行自然沉清，清水送回厂内污水处理站经过生化处理后继续使用。

1.结构与工作原理

甜菜糖厂安装使用的幅流式沉降池多为中心进水，周边出水类型，其结构如图1-30所示，主要由池体、中心支柱、进出水装置、刮泥机和驱动系统构成。

池体用耐酸水泥浇筑制成，周边为圆柱形，池底光滑平整并带有一定坡度。在池体上缘内侧围有清水堰，出水管与清水堰底部相通。在清水堰内侧围有浮渣挡板，挡板上沿高出清水堰，下沿探入液面，清水经浮渣挡板底部流入清水堰，使浮渣与清水分离。在池体外侧设有1～2个集渣箱，水面浮渣和泡沫被移动的浮渣刮板推入浮渣收集槽排出。在池体周边台面上敷设有供桁架行走的轨道。

中心支柱垂直立于池底中央、上部周边安有污水稳流筒，稳流筒的周围封闭围成一体，上部敞开，底部均匀开有出水口。进水管从中心支柱底部进入，经柱体内上升到稳流筒上部后弯出，污水自稳流筒上部斜线排入，经稳流筒缓冲降速后从稳流筒上下出水口均匀缓慢流出进入池内。支柱底部周边设有集泥槽，槽底与抽泥管道相通。

刮泥机由桁架、刮泥板、浮渣刮板组成。桁架分为半径桁架和直径桁架，一般在桁架上部铺设有人行桥。当池径过大、泥沙含量高时可加设1～2组直径较小的与主桁架连为一体的副架。主桁架位于池心的一端与中心旋转支撑座连接，桁架的另一端带有转动齿轮，与池体周边的齿型轨道啮合。当桁架为中央传动运行时，动力电机与减速器被安装在中心支柱上方的桥上，通过齿轮传动带动桁架行走，这时池体周边轨道为平轨。当桁架运行为周边传动时，动力电机与减速器被安装在靠近池边的桁架端部上方，轨道为齿型，此时轨道应敷设在池体的圆周台面上。采用周边传动时由于传动力矩大，电能消耗低，维修方便，所以采用者较多。

刮泥板按一定角度均匀安装在桁架底部，运行时与池底保持很小间隙，将池底污泥推入污泥收集槽。浮渣刮板安装在桁架的中上部位，刮板下沿与液面保持相同水平位置，角度与刮泥板相反，随着桁架的运转浮渣刮板将污水表面的浮渣和泡沫推入周边的浮渣收集槽。

2.主要参数与要求

池体直径与有效深度之比：6～12；

表面最大水力负荷：≤2.5m3/（hm2）；

沉降时间：指污水在池内的停留时间，一般为1～1.5h；

池底坡度：0.05～0.10m/m；

刮泥机转速：1～3r/h；

刮泥机周边线速度：＜3m/min；

浮渣挡板淹没深度：0.3～0.4m；

整流板出水速度：＜1.0m/s；

传动方式：池体直径小于20m时采用中心传动，大于20m时采用周边传动。

3.计算

（1）沉降池表面积计算

式中 F——沉降池表面积，m2

A——日加工甜菜量，t/d

n——甜菜流送水菜比，取7.0

w——甜菜洗涤水菜比，取0.4

K——生产不均衡系数，取0.8

q——水力负荷，取2.0m3/（hm2）

ρ——流洗水密度，取1000kg/m3

（2）沉降池内直径

式中 D——沉降池内直径，m

F——沉降池表面积，m2

（3）沉降池周边深度

式中 h——沉降池周边深度，指池内周边水的深度，m

h₁——沉降池有效深度，m

q——水力负荷，m3/hm2

t——沉降时间，h。取1.5h

h₂——池底缓冲层深度，m。等于刮泥板高度加0.3m

（4）刮泥机所需功率计算

式中 N——所需功率，kW

v——刮泥机最大运行速度，r/s，按3r/h计算

η——机械效率，取0.7～0.8

M——总阻力力矩，Nm。M=150D2K。D为刮板外缘直径（m），K为载荷系数，取500～550N/m。对于机械起收的甜在贮藏过程中不进行除土处理时，K值取600～750N/m