Обладнання механічного зневоднення осаду

Обладнання механічного зневоднення осаду
Механічне зневоднення осаду є початковим та обов'язковим ступенем у технологічному ланцюжку з підготовки осаду до подальшої обробки та утилізації незалежно від обраного методу, основним завданням якого є розумне скорочення вологості та обсягу осаду, та отримання продукту, зручного для транспортування, зберігання та внесення у ґрунт.

Широко освоєними у світовій практиці методами механічного зневоднення осадів є:

  • центрифугування з використанням осадових шнекових центрифуг та зневоднюючих центрифуг нового покоління – центрипресів;
  • фільтр-пресування на камерних, стрічкових та шнекових фільтр-пресах.

 - стрічковий фільтр-прес filtr-press.jpg filtr-press2.jpg

Стрічкові фільтр-преси призначені для зневоднення попередньо механічно або гравітаційно згущених до 3-5% СВ осадів та шламів. У разі необхідності обробки незгущеного осаду можна використовувати комбінацію з фільтр-пресу із надбудованим зверху згущувачем. Це дозволяє заощадити місце та збільшити продуктивність обробки осаду.

Принцип роботи стрічкового фільтр-пресу полягає в тому, що змішаний із флокулянтом осад подається на ситову стрічку, що рухається, фільтр-пресу і розподіляється по всій її робочій ширині. Віддача води у цій зоні відбувається під впливом сили тяжіння. На цьому етапі відокремлюється до половини води, що міститься в осаді. Далі осад подається в клиноподібну зону попереднього віджиму, де сходяться стрічки фільтр-пресу, і починається безпосередньо механічний віджим. Щоб уникнути видавлювання осаду по краях стрічок, тиск на осад збільшується поступово. Далі сформований на зоні попереднього віджиму кек проходить через систему валів, де формується максимальний тиск. Завдяки спеціальній геометрії розташування валів на кек впливають сили поверхневого тиску, спрямовані як уздовж радіусу валів, так і щодо дотичної до поверхні валу. Далі зневоднений осад знімається зі стрічок спеціальними полімерними шкребками. Після зняття кеку стрічки фільтр-пресу промиваються.

- шнековий фільтр-прес filtr-press-shnek.jpg filtr-press-shnek2.jpg

Насос рідкого осаду подає осад із трубопроводу у флокуляційний реактор. У реакторі є датчик, який перекриває подачу, якщо обсяг осаду, що надходить, перевищує пропускну здатність пресу.

Необхідний флокулянт (розчин поліелектроліту) безперервно готується в автоматичному встановленні підготовки флокулянту.

Дозування потрібної кількості флокулянту відбувається за допомогою насоса-дозатора флокулянту, доза якого залежить від кількості та концентрації рідкого осаду.

У пристрої для впорскування і змішування полімеру в рідкий осад вводиться необхідна кількість флокулянта,  суміш флокулянту з осадом, що виникає, піддається інтенсивному і турбулентному перемішуванню в регульованому змішувачі, який являє собою конструкцію зі зворотним клапаном, забезпеченим важелем із вантажем властивостей осаду.

Далі суміш флокулянту з осадом надходить у флокуляційний реактор, де піддається безперервному перемішуванню і утворює пластівці. Разом із водою ці пластівці самопливом перетікають у шнековий прес.

У результаті безперервної подачі шнеком уздовж конусоподібного щілинного сита від входу до вивантажувальної шахти пластівці шламу пресуються, кантуються,  вода, що віджимається, відфільтровується, зневоднений осад проштовхується шнеком до зони вивантаження, продавлюється по краю прес-конуса і вивантажується через шахту скидання.

У процесі зневоднення фільтруючий кошик очищається зсередини щітками, закріпленими на краях витків шнека. Зовні прозори сита промиваються з форсунок, розташованих на промивному коробі, що обертається навколо фільтруючого кошика.

Щоб скоротити витрату промивної води та підтримувати постійним її тиск, магнітні клапани по черзі включають різні шпринклерні колодки.

За допомогою регулювання числа обертів шнека можна підібрати відповідні вимоги до зневодненого осаду: час перебування в шнековому пресі і час фільтрації.

- центрифуга centrifuga2.jpg centrifuga3.jpg

Центрифугування – поділ фаз у полі відцентрових сил. Центрифугування осадів проводиться як із застосуванням мінеральних коагулянтів та флокулянтів, так і без них. Для використання флокулянтів осад після зневоднення має меншу вологість, а центрифуга – більшу пропускну здатність: фугат, що утворюється при центрифугуванні, має меншу забрудненість.

Принцип роботи центрифуги полягає в тому, що зневоднення осадів відбувається в горизонтальному циліндричному барабані, зі шнековим конвеєром. Вихідний осад подається в барабан через стаціонарну трубу, що подає і плавно розганяється вхідним ротором.

Відцентрові сили призводять до осадження твердих частинок на стінці барабана. Конвеєр обертається в тому ж напрямку, що й барабан, але з іншою швидкістю, таким чином переміщуючи тверді частинки в конічну частину барабана, де за рахунок створення великого гідравлічного тиску відбувається повніше зневоднення осаду, який у вигляді сухого кека вивантажується з центрифуги. Поділ відбувається по всій довжині циліндричної частини барабана, а очищена рідина виходить з барабана, перетікаючи через зливні вікна, що регулюються.

- камерний та мембранний фільтр-прес kamer_press.jpg kamer_press2.jpg

Фільтр-прес являє собою набір фільтрувальних плит із фільтрувальними перегородками. У найпростішому випадку кожна камерна фільтрувальна плита є опорою для фільтрувальної перегородки і являє собою лист із дренажною поверхнею та виступом по периметру (привалковою поверхнею). У плиті виконані отвори для подачі суспензії (на малюнку в центрі плити) та отвори й внутрішні канали для збору та відведення фільтрату (на малюнку по кутах плити).

Для проведення продування або промивання осаду через отвори та канали відведення фільтрату вони виконуються тільки з одного боку плити (на рис. показані блакитним кольором) при цьому плити, об'єднуються в пакет так, щоб канали сусідніх плит розташовувалися по черзі зліва і праворуч (або зверху і знизу). Коли фільтрувальні плити з'єднуються в один пакет отвору подачі суспензії і відведення фільтрату утворюють колектори, а між внутрішніми дренажними поверхнями сусідніх плит утворюються так звані камери.

Кожна камера з обох боків оточена фільтрувальною перегородкою. Конструкція фільтрувальної перегородки передбачає можливість надходження суспензії усередину.

На відміну від центрифуг, стрічкових та шнекових фільтр-пресів, камерні фільтр-преси є обладнанням циклічної дії; з циклами завантаження, віджимання під тиском до 16 бар та вивантаження зневодненого осаду.

У загальному випадку циклограма роботи фільтр-пресу виглядає так:

  • Затискач фільтр-пресу (обов'язкова операція);
  • Фільтрування (обов'язкова операція);
  • Попереднє пресування осаду (для плит із віджимними діафрагмами – мембранами);
  • Продування дренажу;
  • Промивання осаду водою (або іншою рідиною);
  • Пресування осаду (для плит із мембранами);
  • Просушування осаду (продування);
  • Продування колектора;
  • Скидання тиску з мембран (для плит з мембранами);
  • Розжим фільтр-пресу (обов'язкова операція);
  • Відкриття піддону;
  • Вивантаження осаду (обов'язкова операція);
  • Закриття піддону.