Системы обезвоживания илистого осадка


При использовании очистных сооружений образуется огромное количество органических осадков (шлама), представляющего собой смесь разных механических компонентов и воды. Шлам относится к загрязнителям 4-ого класса опасности и требует обработки перед утилизацией, чтобы он не стал причиной загрязнения водоемов и грунтовых вод. Решить данную проблему призвано обезвоживание илового осадка. В результате этого процесса уменьшается его объем, снижается влажность, что значительно упрощает дальнейшее обеззараживание и утилизацию.

Существует два метода обезвоживания осадков: механическая обработка и иловые поля. Последний вариант предполагает удаление жидкости посредством аэробного сбраживания и просушку ила. При данном способе не требуется применение механических средств, однако есть вероятность загрязнения почвы. Следовательно, на смену иловым хранилищам приходит механическое обезвоживание осадков, которое осуществляется в разных устройствах.

Основные типы оборудования

От вида воздействия на структуру шлама обезвоживающие устройства подразделяются на:

  • вакуум-фильтры – удаление жидкости осуществляется под разрежением;

  • шнековые центрифуги – влага с осадка убирается за счет центробежного поля;

  • фильтр-прессы – влажность осадков снижается под давлением.

Каждый способ обезвоживания активного ила имеет свои достоинства и недостатки. По мере развития других видов установок и повышения их производительности, сфера применения вакуумных фильтров непрерывно сокращается. Сегодня на иловых площадках обрабатывается порядка 90 % всего осадка, однако при реконструкции станций и новом строительстве они замещаются установками механического обезвоживания. Лишь небольшие площади иловых площадок остаются в качестве резерва.

Наиболее прогрессивным является применение шнековых центрифуг, поскольку такие устройства можно компактно разместить на очистных сооружениях. Они отличаются повышенной производительностью и способны работать в автоматическом режиме.

Вакуум-фильтры

Совсем недавно вакуум-фильтры считались базовым оборудованием для обезвоживания осадков сточных вод. Различают несколько видов таких устройств: ленточные, барабанные и дисковые. Барабанные аппараты представляют собой конструкции в виде барабана, частично помещенного в емкость со стоками. Внутри емкости стенки поделены на 16–32 секции, в которых образуется вакуум. Две стенки обтянуты специальной тканевой лентой. Твердая фаза остается на фильтре, а жидкость уходит в емкость. Чтобы убрать остаток, используют паровую продувку или ковш. Фильтры раз в день промывают кислотой.

На установках ленточного типа обезвоживают осадки сточных вод. Устройство представляет собой стол с отверстием, вокруг которого находятся два барабана с натянутой фильтровальной тканью. Поступая на ленту, осадок фильтруется. Жидкость поступает в отстойник, а кек – в вакуум-камеру через щель. Постепенно более крупные частицы, оседая, образуют прослойку, за счет которой повышается качество обработки.

Дисковый фильтр работает подобно барабанному аппарату. Он выглядит как вал, на котором располагаются диски с фильтрами. При вращении вала, погруженного в емкость со стоком, отделяется жидкость от твердой фазы.

Центрифугирование

Все большее распространение получило центрифугирование осадков сточных вод. К основным плюсам данного способа обезвоживания стоит отнести управляемость, низкую влажность кека, простоту процесса и малую занимаемую площадь. Осадок первичных отстойников разделяется в центробежном поле. Критерием влагоотдачи является индекс центрифугирования. Если он составляет свыше 7 – потребуется кондиционирование осадка.

Обезвоживание осадка сточных вод осуществляется как с использованием коагулянтов, так и без реагентов. В первом варианте центрифуга будет иметь большую пропускную способность, осадок – наименьшую влажность (после обезвоживания). Получаемый в процессе фугат обладает несущественной загрязненностью. Так как промышленность выпускает не так много флокулянтов, они применяются крайне редко.

В случае обработки без реагентов фугат получает повышенные показатели биохимического потребления кислорода (БПК) и химического потребления кислорода (ХПК), а значит нужна его последующая биоочистка. Он идет для обработки на станции биоочистки и тем самым увеличивает нагрузку на них.

Устройства бывают фильтрующими и осадительными. Как правило, для механического обезвоживания осадков сточных вод используют осадительные центрифуги непрерывного действия. Работа такого оборудования характеризуется следующими показателями: повышенной производительностью, экономичностью, надежностью и простотой обслуживания. Эффективность задержания осадка и влажность кека зависят от характеристик обезвоживаемого вещества.

Для примера рассмотрим типовой модуль обезвоживания илистого осадка на основе декантерной центрифуги.
Схема cистемы обезвоживания илистого осадка

Основными компонентами системы являются декантер, либо трикантер (поз. 16), дробилка осадка (поз. 13), насос подачи осадка (поз. 11), насос подачи полимера (флокулянта) (поз. 9), шнекового транспортера осадка (поз. 17), расходомеров воды (поз. 2), полимера (поз. 9) и осадка (поз. 10), клапанов, системы управления и пр. Данная схема построена на принципах высокой автоматизации и надежности эксплуатации.

Центрифуга (поз. 16) имеет раздельные приводы шнека и барабана, обеспечивая точную настройку разделения. Отдельные модели декантеров оснащаются гидромуфтой привода для работы с высоковязкими средами, обеспечивая высокие значения крутящего момента.

Система управления обеспечивает полностью автоматическое функционирование комплекса, строится на ПЛК, позволяет эксплуатировать установку в рутинном режиме, равно как и программируется под значения тревоги и аварийных остановов. Электрическая часть включает в себя частотные преобразователи приводов агрегатов установки, блоки реле и предохранителей. Основные функции: автоматический запуск, процесс разделения, очистка и останов центрифуги согласно управляющей программе; автоматическое регулирование подачи при постоянном крутящем моменте; автоматическая регулировка дифференциальной скорости в зависимости от подачи сырья в центрифугу во избежание блокировки агрегата твердыми частицами; автоматическая регулировка маслостанции гидромуфты в зависимости от дифференциальной скорости и давления; автоматическое смешивание и дозировка подачи полимера в камерах поз. 5, 6, 7; комплектация с большой операторской сенсорной панелью.

Трехкамерный агрегат смешивания и подачи полимера (флокулянта) (камеры агрегата поз. 5-7 схемы, с устройством загрузки (поз. 1) сухого вещества (поз. 3) )

Особого внимания заслуживает агрегат смешивания и подачи полимера (флокулянта) (камеры агрегата поз. 5-7 схемы). Устройство предназначено для подачи в систему раствора полимера и запуска процесса флокуляции – агломерирования, «слипания» мелких частиц осадка в суспензии. Образовавшиеся «комки» твердого вещества, обладая возросшей массой, весьма эффективно осаждаются центрифугой. Подобный метод делает процесс обезвоживания осадка надежным и высокопроизводительным.

Агрегат дозированной подачи полимера – это разновидность устройства подготовки макромолекулярного флокулянта, для непрерывной подготовки 1~3‰ раствора флокулянта на основе полиакриламида (либо другого полимера, по выбору Заказчика и исходя из свойств среды). Оснащается контролем массовой подачи сухого вещества и воды (поз. 4) в агрегат и точного дозирования флокулянта в систему. Состоит из: автоматической системы подачи сухого полимера; автоматической системы подачи воды, системой контроля уровней в камерах; мешалок с приводами, внутренних трубопроводов, клапанов и т.д. Имеются модели с производительностью от 1 до 5,5 м3/ч, а также модели с 2-мя камерами.

Насос подачи осадка (поз. 14) – подбирается отдельно, в зависимости от характеристик (динамической вязкости и содержания твердых частиц) поступающего осадка. Для данной схемы зачастую применяется винтовой насос. Твердая фаза выгружается из системы шнеком или ленточным конвейером (поз. 17)

Фильтр-прессы

В целях обезвоживания осадков очистных сооружений используют фильтр-прессы. После использования данного устройства осадок получает более меньшую влажность, чем при применении вакуум-фильтра. Использовать фильтр-прессы стоит в том случае, если после обезвоживания осадок идет на сжигание, сушку или утилизацию.

Различают несколько видов аппаратов: шнековые, рамные, винтовые барабанные и пр. Рамный фильтр-пресс представляет собой набор рам и плит, которые находятся вертикально и чередуются между собой. Между поверхностями плит и рам располагается фильтровальная ткань. Пропускная способность такого оборудования в силу его конструктивных нюансов довольно низкая. Выгружать остаток в таких фильтрах приходится вручную, поэтому они практически не используются.

Камерные фильтры-прессы пользуются особой популярностью. Фильтровальная ткань в таком оборудовании натянута между плитами, которые соединены опорами, установленными в вертикальном положении. Гидроустройства поддерживают ткань постоянно в натянутом состоянии. Верхняя часть плиты обтянута матерчатым фильтром. К раме крепится камера. Попадая в камеру, осадок отжимают под давлением. Далее плиты раздвигаются, и остатки снимают вручную. Такие устройства производятся серийно и имеют внушительную площадь поверхности фильтрования, которая может доходить до 50 кв. м. Камерный пресс способен обрабатывать осадок с повышенным содержанием сточных вод, но может не справиться с пониженным содержанием сточных вод.

В ленточных установках осадок зажимается 2-мя лентами, проходящими между валами и выполненными из сита. В таком оборудовании механическое обезвоживание осадка сточных вод происходит непрерывно.

Плюсы технологий

У каждого способа есть свои преимущества. Перечислим их:

  1. В вакуум-фильтрах не расходуется электроэнергия и топливо на термическую сушку. При обработке отсутствует запах, не выделяется песок.

  2. В центрифугах обезвоживание осадка сточных вод происходит без обработки реагентами. К преимуществам оборудования стоит отнести малую занимаемую площадь, высокую надежность, низкую влажность кека и возможность интеграции в автоматизированную систему управления (АСУ).

  3. Ленточные установки потребляют немного электрической энергии и способны работать непрерывно. Перед загрузкой осадок не требует дополнительной фильтрации от крупных частиц и песка.

  4. После камерных аппаратов осадок сушить не надо, поскольку он имеет низкую влажность.

Минусы

  1. Перед центрифугированием из осадка следует убрать большие частицы, песок. Расходы на термосушку.

  2. При вакуум-фильтрации требуется установка оборудования для техобслуживания. Также необходима замена фильтровального материала.

  3. Размеры ленточного фильтр-пресса гораздо больше, чем центрифуги. Осадок требует термосушки.

  4. Рамные и камерные установки обладают низкой производительностью. Со временем материалы для фильтрации потребует замены.

Выбор оборудования

Тщательный анализ применяемого оборудования и методов обезвоживания показывает, что каждая технология имеет свои плюсы и минусы. При выборе устройства для обработки осадка стоит обращать внимание на его характеристики и режим эксплуатации со схемой обработки и последующей утилизации. Сама схема обработки подбирается согласно особенностям процесса: обеспеченности транспортными средствами, топливом, условиям на местности и пр.

Камерные и рамные устройства лучше использовать в тех случаях, когда применяется предварительная термообработка осадка перед механическим обезвоживанием сточных вод или запланировано сжигание осадка. Оборудование потребляет меньше флокулянта, но расходы на техобслуживание и персонал намного выше.

Вакуум-фильтры рекомендуется использовать, если в стоках содержится много песка, имеется возможность использовать карбидный ил или известь в качестве реагента. При этом осадок не нужно подвергать термосушке, он пойдет в качестве удобрения.

Ленточные установки и центрифуги целесообразно использовать в случае механического обезвоживания осадка, который планируется пустить на утилизацию в качестве удобрения. Оборудование доказало свою высокоэффективность на очистных сооружениях с производительностью до 100 тыс. куб. м в сутки с дальнейшим компостированием осадка сточных вод.

Системы обезвоживания от компании «Мида»

В компании «Мида» можно заказать системы обезвоживания илистого осадка на самых привлекательных условиях. Наши специалисты готовы оказать помощь в подборе оборудования, его поставке, запуске и дальнейшей эксплуатации под ваши конкретные производственные задачи. На все системы предоставляется гарантия и постгарантийное техобслуживание.

Уточнить стоимость устройств или получить исчерпывающую консультацию можно по телефону, указанному на сайте.



Перейти в раздел каталога Декантерные центрифуги
С этой статьёй также смотрят:
Центрифуги и декантеры - выбор моделей
Фильтрующие центрифуги - статья
К началу