Iszapvíztelenítő gép: típusok, működési elvek és kiválasztási útmutató

Milyen a Iszapvíztelenítő gép Van és miért számít

Az iszapvíztelenítő gép csökkenti a szennyvízkezelés, ipari folyamatok és kommunális rendszerek során keletkező iszap víztartalmát – a szivattyúzható zagyot félszilárd pogácsává alakítja, amely a folyékony iszap kezelési költségének töredékéért szállítható, lerakható, komposztálható vagy elégethető. A fő cél a teljes iszapmennyiség minél agresszívabb csökkentése, mivel a víztartalom jellemzően A nyers iszap tömegének 95-99%-a víztelenítés előtt.

Az iszap mennyiségének csökkentése közvetlenül csökkenti a későbbi ártalmatlanítási költségeket. Egy kommunális szennyvíztelep, amely évente 10 000 tonna iszapot állít elő 97%-os nedvességtartalom mellett, ezt a mennyiséget 1500 tonna pogácsa alá csökkentheti 75%-os nedvességtartalom mellett – több mint 80%-kal csökkentve a szállítást, a hulladéklerakók lerakási díjait és az égetési üzemanyag-fogyasztást. Ez a gazdasági hajtóerő az, amiért a víztelenítő berendezések jelentik az egyik legnagyobb megtérülést hozó tőkebefektetést az iszapkezelési infrastruktúrában.

A gépek a települési szennyvízkezelésben, az élelmiszer- és italgyártásban, a papír- és cellulózgyárakban, a bányászati ​​zagygazdálkodásban, a gyógyszergyártásban és a vegyi feldolgozásban működnek – mindenütt, ahol a szilárd-folyadék szétválasztás nagymértékben szükséges.

Az iszapvíztelenítő gépek fő típusai

Számos víztelenítési technológiát használnak aktívan, amelyek mindegyike más-más fizikai elven működik, és különböző iszaptípusokhoz, áteresztőképességi követelményekhez és a végső pogácsa szárazsági célokhoz illeszkedik.

Szíjszűrő prés

A szalagos szűrőprés két, folyamatosan mozgó porózus szalagot használ a kondicionált iszapot szendvicsbe zárására, és fokozatosan átnyomja azt egy sor csökkenő átmérőjű görgőn. A folyamatnak három zónája van: gravitációs vízelvezetés, ahol a szabad víz átesik az alsó övön; egy ékzóna, ahol a hevederek összefolynak és nyomást gyakorolnak; és egy nyomászónát, ahol az iszap S-alakú görgős konfigurációkon halad át, amelyek egyszerre fejtik ki a nyírást és a kompressziót. A sütemény szárazsága általában eléri a 18-25% szárazanyag-tartalmat települési bioszilárd anyagokhoz. A szalagprések kiválóan alkalmasak a folyamatos nagy volumenű működésre, és viszonylag alacsony energiafelhasználásúak, de jelentős mosóvíz szükséges a szalagok tisztán tartása érdekében, és érzékenyek a szálas vagy koptató iszapra, amely felgyorsítja a szalagkopást.

Centrifuga dekanter

A centrifuga dekanterek általában nagy forgási sebességet használnak 2000–4000 ford./perc , 1500–3000 × g centrifugális erőt generál – az ülepedés felgyorsítására. Az iszapot egy vízszintes forgó tálba táplálják; a nehezebb szilárd anyagok a tál falára vándorolnak, és folyamatosan egy kisülési nyílásba továbbítják őket egy belső csigás szállítószalag, amely kissé eltérő sebességgel forog (a sebességkülönbség). A megtisztított centrum az ellenkező végből lép ki. A centrifugák sok iszaptípusnál magasabb pogácsaszárazságot érnek el, mint a szalagprések – 22–30% szárazanyag a lebontott bioszilárd anyagokhoz –, és jól kezelik a változó takarmánykoncentrációkat. Az áteresztőképességhez képest kompaktak, teljesen zártak (fontos a szagszabályozás szempontjából), minimális kezelői figyelmet igényelnek, de nagyobb az energiafogyasztásuk és a karbantartásuk is bonyolultabb, mint a szalagos rendszereké.

Csavarprés

A csigaprés az iszapot egy hengeres szitakosárba táplálja, amelyen keresztül egy spirális csavar lassan forog – jellemzően 2-5 ford./perc . Ahogy az iszap előrehalad a csavar mentén, a menetemelkedés csökken, és az ellennyomás nő, ami az iszapot egy kúp alakú végellenállási lemezhez nyomja. A szűrő folyamatosan lefolyik a szitán. A csavarprések nagyon alacsony fordulatszámon működnek, ami alacsony zajszintet, alacsony energiafogyasztást és minimális kopást eredményez. Egyre inkább előnyben részesítik a kis- és közepes méretű létesítményeket – különösen élelmiszer-feldolgozó, papírgyárak és csomagkezelő üzemek –, ahol az egyszerűség és az alacsony üzemeltetési költség meghaladja a pogácsa mérsékelt szárazságát (jellemzően 15–22% szárazanyag-tartalom) a centrifugákhoz képest.

Szűrőprés (lemez és keret)

A szűrőprés egy szakaszosan működtetett gép, amely szűrőkendőkkel ellátott, süllyesztett polipropilén lemezekből áll. Az iszapot fokozatosan nagyobb nyomáson pumpálják a lemezek közötti kamrákba – akár 15-16 bar a nagynyomású membrános változatokban – a szűrletet átnyomják a ruhán, miközben a szilárd anyagok lepényként halmozódnak fel. Amikor a kamrák megtelnek, a prés automatikusan kinyílik, és a sütemény leesik a tányérokról. A szűrőprések a víztelenítési technológiák közül a legmagasabb pogácsaszárazságot érik el – 35–50% szárazanyag-tartalom érhető el a membránlemezes kialakítással –, így ezek az előnyben részesített választások ott, ahol a későbbi termikus szárítás vagy égetés minimális nedvességtartalmat igényel. A szakaszos ciklus, valamint a ruha mosásának és karbantartásának szükségessége az elsődleges működési kompromisszum.

A kémiai kondicionálás szerepe a víztelenítési teljesítményben

Gyakorlatilag minden mechanikus víztelenítő gép jelentősen jobb teljesítményt nyújt, ha az iszapot előzetesen kémiailag kondicionálták. A nyers iszap – különösen a biológiai kezelésből származó eleveniszap – erős negatív felületi töltésű finom kolloid részecskékből áll, amelyek taszítják egymást, és a vizet egy stabil gélszerű mátrixba zárják. Kondicionálás nélkül a részecskék áthaladnak a szűrőanyagon, és a megkötött vizet nem lehet mechanikusan eltávolítani.

A polimer flokkuláló anyagokat – leggyakrabban kationos poliakrilamidokat – a víztelenítő gép előtt az iszap betápláló vezetékbe adagolják. A polimer semlegesíti az iszaprészecskék felületi töltését, lehetővé téve, hogy nagyobb pelyhekké aggregálódjanak, amelyek felszabadítják a megkötött vizet, és visszatartják a szűrőközegben. A polimer dózisa jellemzően 4-12 kg aktív polimer/tonna száraz szilárd anyag , az iszap eredetétől, az illékony szilárdanyag-tartalomtól és az alkalmazott víztelenítési technológiától függően.

A kondicionálás optimalizálása az egyik legköltséghatékonyabb eszköz az üzemek üzemeltetői számára. Aluladagolás esetén a sütemény szárazsága a potenciál alatt marad; a túladagolás elpazarolja a polimert, és ragacsos pogácsát képezhet, amely rontja a szalag- vagy csavarkisülést. A tégelyes tesztelésnek és a polimerjelöltekkel végzett kísérleti víztelenítési kísérleteknek meg kell előznie minden teljes körű telepítést, hogy megállapítsák az optimális dózis-válasz görbét az adott feldolgozandó iszaphoz.

Meghatározandó és mérendő kulcsfontosságú teljesítményparaméterek

Az iszapvíztelenítő gép kiválasztása és értékelése megköveteli a teljesítménymutatók alapvető halmazának egyértelműségét. Ezek a paraméterek határozzák meg, hogy egy gép teljesíti-e a feldolgozási kötelezettségét, és ezeket szerződésben kell meghatározni bármilyen tőkebeszerzéshez.

• A sütemény szárazanyag-tartalma (%DS): A víztelenített sütemény szilárdanyag-tartalmának tömegszázaléka. A magasabb DS % kisebb süteménytömeget és ártalmatlanítási térfogatot jelent. A célértékek a későbbi folyamattól függenek – a hulladéklerakáshoz általában >20% szárazanyagra van szükség, az együttégetéshez gyakran >25% szárazanyagra van szükség, és egyes komposztálási műveletek 18–22% szárazanyagot igényelnek.
• Szilárdanyag befogási arány (%): A bejövő szilárd anyagok százalékos aránya, amelyek a pogácsába kerülnek, nem pedig a centrátumba vagy szűrletbe. A 90–95% alatti értékek túlzott szilárdanyagveszteséget jeleznek a visszatérő áramlásban, ami növeli a felfelé irányuló kezelési folyamat terhelését. A jól kondicionált iszapnak egy megfelelően működtetett centrifugán 95–98%-os befogást kell elérnie.
• Átbocsátóképesség (kg DS/óra): Az óránként feldolgozott szárazanyag tömege a megadott süteményszárazság és egyidejű befogási sebesség mellett. Ez a berendezés méretezésének tervezési alapja, és az iszaptermelés csúcsértékét kell tükröznie, nem az átlagos terhelést.
• Polimer fogyasztás (kg polimer/tonna DS): Közvetlen működési költséghajtó. Állandósult körülmények között, névleges teljesítmény mellett kell mérni, nem kedvező laboratóriumi körülmények között.
• Energiafogyasztás (kWh/tonna DS): Különösen fontos a centrifugákhoz és a nagynyomású szűrőprésekhez. Az életciklus energiaköltsége a gép 15-20 éves élettartama alatt meghaladhatja a tőkeköltséget.

Hogyan válasszuk ki az alkalmazásához megfelelő víztelenítő gépet

Egyetlen víztelenítési technológia sem lenne optimális minden iszaptípusra és működési környezetben. A kiválasztást a következő tényezők strukturált értékelésének kell vezérelnie.

Az iszap jellemzői

Az iszap eredete meghatározza a vízteleníthetőséget. Az elsődleges iszap (üledékes nyers szilárd anyagok) könnyebben víztelenít, mint az eleven (biológiai) iszap, amely viszont könnyebben víztelenít, mint a magas illékony szilárdanyag-tartalmú vegyes rothasztott iszap. Az ipari iszapok rendkívül változatosak – a petrolkémiai folyamatokból származó olajos iszap, a papírgyárakból származó rostos iszap és a bányászati ​​zagyból származó szervetlen iszap eltérően viselkedik mechanikai nyomás és centrifugális erő hatására. A berendezés kiválasztásának véglegesítése előtt elengedhetetlenek a próbapadi víztelenítési tesztek reprezentatív iszapmintákon.

Szükséges tortaszárazság

Ha a későbbi termikus szárítást vagy együttégetést tervezik, a süteményszárazság maximalizálása közvetlen üzemanyag-költség-előnnyel jár – A sütemény DS minden 1%-os növelése körülbelül 2-3%-kal csökkenti a szárítási energiát . Ebben a forgatókönyvben a membránszűrőprés magasabb tőke- és üzemeltetési költsége teljes mértékben indokolt lehet. Ahol az iszap a mezőgazdasági területek kiszórására vagy komposztálására kerül, alacsonyabb szárazság mellett, a csavarprés vagy szalagprés megfelelő teljesítményt nyújthat alacsonyabb költséggel.

Elérhető alapterület és telepítési korlátozások

A centrifugák és csavarprések kompakt alapterülettel rendelkeznek, és jól illeszkednek konténeres vagy moduláris telepítésekhez. A szalagos szűrőprések nagyobb alapterületet és fej feletti távolságot igényelnek a szalagkövető és mosórendszerekhez. A nagy tányérszámú szűrőprések jelentős hosszúságúak lehetnek – akár 15-20 méteresek is a nagy kapacitású egységek esetében –, és jelentős szerkezeti terhelhetőséget igényelnek az épület padlójában.

Kezelői képességek és karbantartási kapacitás

A centrifugák és szűrőprések összetettebb karbantartási követelményekkel rendelkeznek, mint a csavarprések vagy a szalagprések. A korlátozott karbantartó személyzettel vagy távoli helyszíneken működő telephelyek élvezhetik a lassú csavarprés technológia egyszerűségét és robusztusságát, amely kevesebb kopó alkatrészt tartalmaz, és nem igényel precíziós kiegyensúlyozást vagy nagy sebességű csapágykarbantartást.