Оборудование для механического обезвоживания осадка

Интенсификация процесса обезвоживания осадка и шламов как канализационных, так и водопроводных очистных сооружений представляет собой одну из сложнейших и важных проблем. Осадки, обезвоженные механическим способом, более транспортабельны и более безопасны в санитарно-гигиеническом отношении, чем осадки обезвоженные естественным методом (на иловых площадках). Кроме того, при механическом обезвоживании значительно сокращаются занимаемые иловыми площадками дефицитные земельные территории. Процесс механического обезвоживания осадка может быть полностью механизирован и автоматизирован, при этом появляется возможность регулирования степени снижения влажности осадка.

При решении задач механического обезвоживания осадка используются методы вакуумной или напорной фильтрации через пористые или тканые материалы, а также центробежные силы или вибрация. Методы и оборудование для механического обезвоживания осадков постоянно совершенствуются и развиваются. Ведутся опыты по применению дисковых, листовых, камерных, акустических (вибрационных) и других видов фильтров.

Вакуум-фильтры. Вакуум-фильтрация основана на удалении воды из слоя осадка, расположенного на мелкоячеистой сетке (ткани) под действием вакуума, создаваемого на противоположной стороне этой сетки. Фильтры типа БСхОУ наиболее часто применяются при обезвоживании канализационных осадков со значительным количеством мелкодисперсных и коллоидных частиц, плохо отделяющихся от фильтровальной ткани.

Внутренняя полость барабана вакуум-фильтра, герметично закрытого с торцов, разделена на отсеки, сообщающиеся с распределительной коробкой, расположенной на оси барабана.

Разновидностью вакуум-фильтров является ленточный. Резино-тканевая дренажная лента с нарезанными в ней дренажными пазами и отверстиями для отвода фильтрата надета на натяжной и приводной барабаны и ролики. Дренажная лента движется по вакуумному столу, соединенному с вакуумной системой через камеры и сборный коллектор фильтрата. Фильтровальное полотно при прохождении зоны фильтрования соприкасается с дренажной лентой, жидкость из находящегося на ней осадка отсасывается и отводится через вакуумную систему. Обезвоженный осадок срезается ножом при сходе с натяжного барабана. Полотно далее через поддерживающие рамки проходит через бункер, где промывается водой через промывные трубы 10 и возвращается на дренажную ленту, загружается обезвоживаемым осадком через лоток и вновь поступает в зону фильтрования. Площадь поверхности таких фильтров 1,6—20 м. Пропускная способность вакуум-фильтров выражается в килограммах сухого вещества осадка на 1 м2 в час и зависит от свойств осадка, основным из которых является удельное сопротивление. Так, сброженный осадок имеет в 5—10 раз более высокое удельное сопротивление, чем сырой. Для снижения удельного сопротивления осадка применяется его коагуляция (кондиционирование) путем добавки в него хлорного железа и извести. Обезвоженный вакуум-фильтрацией осадок имеет влажность 75—80%, его внешний вид напоминает влажную землю.

Как указывалось выше, фильтрат отбирается вакуум-насосом совместно с отсасываемым воздухом и собирается в ресивере, откуда откачивается насосом или сбрасывается самотеком на очистные сооружения. При применении сухих вакуум-насосов или обработке агрессивных осадков на вакуумной линии устанавливается ловушка.

Конструкция ресивера и ловушки одинакова, но ловушка принимается на типоразмер по объему меньше.

Схема работы фильтра такова: осадок, подлежащий обезвоживанию, подается внутрь корпуса фильтра насосом через штуцер, при этом через штуцер из него выходит вытесняемый воздух. Фильтрат, начинающий отделяться через фильтровальные листы, отводится через коллектор и штуцер. По окончании подачи осадка (по времени) в фильтр через штуцер вводится сжатый воздух или пар для просушки осадка. Под его давлением одновременно через штуцер обратно в приемный резервуар отводится избыток непрофильтровавшегося осадка.

Обезвоженный осадок, расположенный на поверхности фильтровальных пакетов (листов), отдувается сжатым воздухом, подаваемым через штуцер, в их внутреннюю полость и одновременно производится встряхивание пакетов виброустройством с определенной частотой и амплитудой, осадок падает в нижнюю часть корпуса, откуда периодически удаляется через заслонку в приемный бункер на вывоз.

Площадь фильтрации такого аппарата 20 м2. Весь технологический процесс автоматизирован. Влажность обезвоженного на таком фильтре осадка на 5—6% ниже, чем обезвоженного на вакуум-фильтрах. Преимуществом фильтра ЛВАв является то, что процесс происходит в закрытой емкости; это безопасно в санитарном отношении, а при обработке взрывоопасных, легковоспламеняющихся и токсичных осадков просто необходимо.

Дисковый фильтр ДД20 также является напорным. Для интенсификации процесса обезвоживания осадка в нем предусмотрена вибрация фильтровальных элементов и возможность подогрева осадка до 120°С. Внутри корпуса подвешен на траверсе блок из 15 круглых фильтровальных элементов, расположенных один под другим, собранных на трех пустотелых штангах, служащих одновременно для отвода фильтрата — через сборный инжектор и штуцер. Под каждым элементом установлены ножи для съема обезвоженного осадка. На траверсте установлено два вибратора направленного действия. Обезвоженный осадок при вращении блока специальным приводом срезается ножом и сбрасывается в нижнюю часть корпуса и удаляется через патрубок. Обезвоживаемый осадок подается через патрубок. Площадь фильтрации такого аппарата 20 м2.

Центрифуги. Центрифугирование осадка — вращение его с большой частотой (33—50 с-1) приводит к разделению более тяжелых частиц осадка и воды под действием центробежной силы. Для обезвоживания канализационных осадков рекомендуется применять непрерывно действующие осадительные центрифуги со шнековой выгрузкой типа ОГШ. Центрифуга работает следующим образом. Обезвоживаемый осадок подается по трубопроводу в полый вал и далее в полость шнека, через отверстия в котором он попадает в приемную камеру ротора, где под действием центробежных сил, возникающих при его вращении, разделяется на две фазы: твердую (обезвоженный осадок) и жидкую (фугат). Шнек, вращающийся с меньшим числом оборотов, чем ротор, перемещает обезвоженный осадок к разгрузочным отверстиям в роторе, откуда он попадает в разгрузочную камеру корпуса центрифуги и выгружается. Фугат через сливные отверстия в роторе выбрасывается в сливную камеру. Привод для вращения ротора и шнека центрифуги осуществляется электродвигателем с редуктором через вал.

Основными параметрами, характеризующими работу центрифуги, являются пропускная способность по исходному (обезвоживаемому) осадку, м3/ч, и эффективность задержания сухого вещества осадка, выражаемая в процентах. Влажность кека, получаемого после центрифуг, колеблется в пределах 65—80%.

Важным параметром центрифуг, характеризующим напряженность силового центробежного поля, является безразмерная величина — фактор разделения.

Фактор разделения центрифуг типа ОГШ составляет 2000—25000. Серийно выпускаются центрифуги марок ОГШ-35К-3 и ОГШ-50К-6 с диаметром ротора соответственно 350 и 500 мм и его длиной G30 и 900 мм.

Длина ротора центрифуги является важным показателем, определяющим з конечном счете время пребывания осадка в центробежном поле и степень его обезвоживания. Для обезвоживания осадков сточных вод предпочтительнее применять центрифуги с удлиненным ротором.

Сепараторы. Для сгущения активного ила и сырого осадка, а также для обработки фугата после центрифуг, с которым выносится сравнительно большое количество взвешенных веществ, могут применяться сепараторы.

На частицы ила, взвешенные в воде, влияют две силы: направленная радиально к периферии и направленная к центру. Равнодействующая этих сил осаждает частицы на внутренней поверхности пакета тарелок. Образующийся кек под действием центробежных сил сдвигается к периферии ротора (элемента) сепаратора и накапливается в сборнике, откуда выгружается периодически или непрерывно через сопла. Осадок подается в центральную часть набора тарельчатых элементов, слив фильтрата производится через трубу.

В сепараторах с сопловой выгрузкой осадок уплотняют как правило, до пастообразной консистенции, так как более сухой кек засоряет сопла.

В саморазгружающихся сепараторах с автоматической пульсирующей выгрузкой обезвоженный осадок собирается в бункерах.

Для обеспечения устойчивой работы сепараторов перед ними следует устанавливать сетки, задерживающие частицы крупностью более 0,5 мм.

Фильтр-прессы применяют для глубокого обезвоживания осадков — до влажности 30—40%. По технико-экономическим показателям обезвоживание рекомендуется проводить до влажности осадка 60-65%.

По принципу действия фильтр-прессы бывают периодического и непрерывного действия. К первому типу относятся раздвижные рамные фильтр-прессы, состоящие из ряда горизонтально расположенных элементов — камер, которые раздвигаются, заполняются жидким осадком, затем сдвигаются гидравлическими или механическими приводами, выжимая воду из осадка и фильтруя ее через фильтровальные перегородки. По окончании цикла элементы раздвигаются и кек падает на транспортер.

Ленточный фильтр-пресс является фильтр-прессом непрерывного действия и относительно прост в эксплуатации. Обезвоживаемый осадок пропускается между фильтрующей и прижимной лентами, где и происходят фильтрование и отжим воды из него.

Наиболее часто для обезвоживания осадков применяется фильтр-пресс типа ФПАКМ (фильтр-пресс автоматический камерный модернизированный). Преимущество его состоит в том, что фильтровальная лента замкнута в бесконечное кольцо и после каждого цикла автоматически передвигается, при этом она очищается, промывается и становится готовой к следующему циклу.

Фильтр-пресс ФПАКМ состоит из набора фильтровальных плит, расположенных между верхней опорной 6 и нижней прижимной плитами, передвигающимися по вертикально установленным направляющим гидравлическим домкратом. Между фильтровальными плитами через систему роликов и камеру регенерации проходит непрерывная фильтровальная лента. Подача осадка на обезвоживание производится через коллектор, воды на уплотнение диафрагмы — по коллектору. Обезвоженный осгдок срезается ножами с ленты при ее передвижении по окончании цикла и сваливается в бункеры или на отводящие транспортеры. В процессе передвижения лента промывается (регенерируется).

Схема работы фильтр-пресса ФПАКМ такова. Обезвоживаемый осадок через коллектор подачи вводится в камеры фильтрации, образованные сомкнутыми фильтрующими плитами, и жидкая фаза проходит через фильтровальную ткань и дренажное основание в блок смыва. Осадок, оставшийся на поверхности ткани, отжимается резиновыми диафрагмами, после чего фильтрующие плиты опускаются, образуя зазор в 45 мм.

Управление фильтр-прессом автоматическое и кнопочное. Привод гидрозажима осуществляется от маслостанции, меха — от водонасосной станции.

В фильтр-прессах типа ФПАВ фильтровальные элементы (плиты) расположены вертикально. Фильтровальная ткань системой роликов зигзагообразно пропускается через все плиты. Нажимная плита с приводом передвигает фильтровальные элементы, загруженные обезвоживаемым осадком, вдоль направляющих стяжек к упорной плите и сжимает их. Происходит фильтрование. По окончании цикла плиты разжимаются, кек падает на транспортер, лента протягивается и промывается. Площадь фильтрования таких фильтров достигает 100 и 300 м2.

Достоинством фильтр-прессов является возможность регулирования степени обезвоживания. Перед подачей осадка на обезвоживание, как правило, требуется его кондиционирование хлорным железом и известью. Недостаток фильтр-прессов состоит в том, что проходное сечение загрузочных трубопроводов сравнительно мало и в ряде случаев требуется измельчение осадка до частиц крупностью не более 3 мм. Это ограничивает широкое применение фильтр-прессования.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>