Оборудование механического обезвоживания осадка

Оборудование механического обезвоживания осадка

Механическое обезвоживание осадка является начальной и обязательной ступенью в технологической цепочке по подготовке осадка к дальнейшей обработке и утилизации вне зависимости от выбранного метода, основной задачей которой является разумное сокращение влажности и объема осадка, и получение продукта удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву.

Широко освоенными в мировой практике методами механического обезвоживания осадков являются:

  • центрифугирование с использованием осадительных шнековых центрифуг и обезвоживающих центрифуг нового поколения - центрипрессов;
  • фильтр-прессование на камерных, ленточных и шнековых фильтр-прессах.

 - ленточный фильтр-пресс filtr-press.jpg filtr-press2.jpg

Ленточные фильтр-прессы предназначены для обезвоживания предварительно механически или гравитационно сгущенных до 3-5% СВ осадков и шламов. В случае необходимости обработки несгущенного осадка можно использовать комбинацию из фильтр-пресса с надстроенным сверху сгустителем. Это позволяет сэкономить место и увеличить производительность обработки осадка.

Принцип работы ленточного фильтр-пресса заключается в том, что смешанный с флокулянтом осадок подается на движущуюся ситовую ленту фильтр-пресса и распределяется по всей ее рабочей ширине. Отдача воды в этой зоне происходит под действием силы тяжести. НА этом этапе отделяется до половины содержащейся в осадке воды. Далее осадок подается в клиновидную зону предварительного отжима, где ленты фильтр-пресса сходятся, и начинается непосредственно механический отжим. Во избежание выдавливания осадка по краям лент давление на осадок увеличивается постепенно.  Далее, сформированный на зоне предварительного отжима кек, проходит через систему валов, где формируется максимальное давление. Благодаря специальной  геометрии расположения валов на кек воздействуют силы поверхностного давления, направленные как вдоль радиуса валов, так и по касательной к поверхности вала. Далее обезвоженный осадок  снимается с лент специальными полимерными скребками. После снятия кека ленты фильтр-пресса промываются

- шнековый фильтр-пресс filtr-press-shnek.jpg filtr-press-shnek2.jpg

Насос жидкого осадка подает осадок из трубопровода во флокуляционный реактор. В реакторе имеется датчик, который перекрывает подачу, если объем поступающего осадка превышает пропускную способность пресса.
Необходимый флокулянт (раствор полиэлектролита) непрерывно подготавливается в автоматической установке подготовки флокулянта.

Дозирование нужного количества флокулянта происходит при помощи насоса-дозатора флокулянта, доза зависит от количества и концентрации жидкого осадка.
В устройстве для впрыскивания и смешивания полимера в жидкий осадок вводится требуемое количество флокулянта, возникающая смесь флокулянта с осадком подвергается интенсивному и турбулентному перемешиванию в регулируемом смесителе, который представляет собой конструкцию с обратным клапаном, снабженным рычагом с грузом, что позволяет регулировать интенсивность перемешивания в зависимости от свойств осадка.

Далее смесь флокулянта с осадком поступает во флокуляционный реактор, где подвергается непрерывному перемешиванию и образует хлопья. Вместе с выделившейся водой эти хлопья самотеком перетекают в шнековый пресс.

В результате непрерывной подачи шнеком вдоль конусообразного щелевого сита от входа до выгружной шахты хлопья шлама прессуются, кантуются, отжимаемая вода отфильтровывается, обезвоженный осадок проталкивается шнеком к зоне выгрузки, продавливается по краю пресс-конуса и выгружается через шахту сброса.

В ходе процесса обезвоживания фильтрующая корзина очищается изнутри щетками, закрепленными на краях витков шнека. Снаружи прозоры сита промываются из форсунок, расположенных на вращающемся вокруг фильтрующей корзины промывочном коробе.
Чтобы сократить расход промывной воды и поддерживать постоянным ее давление, магнитные клапана по очереди включают разные шпринклерные колодки.

С помощью регулирования числа оборотов шнека можно подобрать отвечающие требованиям к обезвоженному осадку время пребывания в шнековом прессе и время фильтрации.

- центрифуга centrifuga2.jpg centrifuga3.jpg

Центрифугирование – разделение фаз в поле центробежных сил. Центрифугирование осадков производится как с применением минеральных коагулянтов и флокулянтов, так и без них. Про использование флокулянтов осадок после обезвоживания имеет меньшую влажность, а центрифуга – большую пропускную способность: фугат, образующийся при центрифугировании, имеет меньшую загрязненность.

Принцип работы центрифуги заключается в том, что обезвоживание осадков происходит в горизонтальном цилиндрическом барабане, снабженным шнековым конвейером. Исходный осадок подается в барабан через стационарную подающую трубу и плавно разгоняется входным ротором. Центробежные силы приводят к осаждению твердых частиц на стенке барабана. Конвейер вращается в том же направлении, что и барабан, но с другой скоростью, тем самым перемещая твердые частицы в коническую часть барабана, где за счет создания большого гидравлического даавления происходит более полное обезвоживание осадка, который в виде сухого кека выгружается из центрифуги. Разделение происходит по всей длине цилиндрической части барабана, а очищенная жидкость выходит из барабана, перетекая через регулируемые сливные окна.

- камерный и мембранный фильтр-пресс kamer_press.jpg kamer_press2.jpg

Фильтр-пресс представляет собой набор фильтровальных плит с фильтровальными перегородками. В простейшем случае каждая камерная фильтровальная плита является опорой для фильтровальной перегородки и представляет из себя лист с дренажной поверхностью и выступом по периметру (привалочной поверхностью). В плите выполнены отверстия для подачи суспензии (на рисунке в центре плиты) и отверстия и внутренние каналы для сбора и отвода фильтрата (на рисунке по углам плиты). Для проведения продувки или промывки осадка через отверстия и каналы отвода фильтрата, они выполняются только с одной стороны плиты (на рис. показаны голубым цветом) при этом плиты, объединяются в пакет так, чтобы каналы соседних плит располагались поочередно слева и справа (или сверху и снизу). Когда фильтровальные плиты соединяются в единый пакет отверстия подачи суспензии и отвода фильтрата образуют коллектора, а между внутренними дренажными поверхностями соседних плит образуются так называемые камеры.

 Каждая камера с двух сторон окружена фильтровальной перегородкой. Конструкция фильтровальной перегородки предусматривает возможность поступления суспензии внутрь.

В отличие от центрифуг, ленточных и шнековых  фильтр-пресоов камерные фильтр-прессы являются оборудованием циклического действия; с циклами загрузки, отжима под давлением до 16 бар и выгрузки обезвоженного осадка.

В общем случае циклограмма работы фильтр-пресса выглядит следующим образом:

  1. Зажим фильтр-пресса (обязательная операция);
  2. Фильтрование (обязательная операция);
  3. Предварительное прессование осадка (для плит с отжимными диафрагмами – мембранами);
  4. Продувка дренажа;
  5. Промывка осадка водой (или другой жидкостью);
  6. Прессование осадка (для плит с мембранами);
  7. Просушка осадка (продувка);
  8. Продувка коллектора;
  9. Сброс давления из мембран (для плит с мембранами);
  10. Розжим фильтр-пресса (обязательная операция);
  11. Открытие поддона;
  12. Выгрузка осадка (обязательная операция); 
  13. Закрытие поддона.