Удаление осадка при очистке сточных вод: методы, оборудование и руководство по выбору

На муниципальной станции очистки сточных вод обработка осадка может незаметно потреблять до половины общего эксплуатационного бюджета. Причина проста: осадок, выходящий из отстойника, обычно на 96–98% состоит из воды, а каждая тонна сухих твердых веществ означает перемещение примерно 20–30 тонн водянистой массы. Удаление осадка — это процесс отделения воды от твердых частиц, концентрирования твердых веществ, а затем их обезвоживания или сушки в устойчивый осадок, который можно использовать повторно или утилизировать. В этом руководстве объясняется, как работает удаление осадка, сравниваются основные технологии и освещается выбор оборудования, которое оказывает наибольшее влияние на эксплуатационные расходы и надежность.

Что такое шлам и почему его нужно удалять?

Шлам – это полутвердый остаток, образующийся при очистке сточных вод. В ней содержатся взвешенные вещества, микробная биомасса, органический мусор и загрязняющие вещества, удаленные из поступающей воды. На типичном заводе первичный ил оседает в отстойниках, а вторичный ил образуется в результате биологической очистки. Оба потока в основном состоят из воды, именно поэтому удаление осадка так важно.

Оставление осадка в системе приводит к реальным проблемам: осветлители заполняются, качество сточных вод падает, а при разложении органических веществ образуются пахучие соединения. Таким образом, удаление осадка является нормативной и экологической необходимостью, а не просто хозяйственной задачей.

Если все сделано правильно, удаление осадка дает три измеримых преимущества:

• Он защищает последующие процессы от перегрузки и удерживает сточные воды в разрешенных пределах.
• Это значительно сокращает объем утилизации и затраты на транспортировку после обезвоживания осадка.
• Это создает продукт многократного использования, поскольку стабилизированный ил можно вносить в почву, компостировать или использовать в качестве топлива в цементных печах.

Цель каждой системы одна и та же: удалить как можно больше воды с наименьшими затратами энергии, химикатов и труда. Для операторов в очистка городских сточных вод , это уравнение определяет, будет ли завод работать с прибылью или с убытком.

Как образуется осадок при очистке сточных вод

Выбор подходящего оборудования для удаления начинается с понимания того, из чего состоит осадок. Характеристики твердых веществ изменяются на каждом этапе обработки.

• Первичный ил оседает в первичном отстойнике и содержит 2–6% сухих веществ. Он волокнистый, песчанистый и относительно легко обезвоживается.
• Вторичный ил, часто называемый отходным активным илом, после биологической очистки содержит только 0,5–2% сухих веществ. Микробные клетки прочно удерживают воду, поэтому кондиционирование и механическое прессование имеют большее значение.
• Химический шлам образуется, когда коагулянты, такие как соли алюминия или железа, удаляют фосфор или мелкие частицы. Он мелкозернистый и лучше всего реагирует на программы флокулянта, адаптированные к химическому составу осадка.

Большинство заводов смешивают эти потоки, а это означает, что система обезвоживания должна выдерживать изменения качества корма. Это одна из причин, по которой машины непрерывного действия, такие как шнековые прессы, становятся популярными в промышленных условиях, где состав осадка меняется в зависимости от сезона или производственных кампаний.

Методы удаления шлама из керна

Удаление осадка состоит из четырех этапов: сгущение, обезвоживание, сушка и окончательное удаление или повторное использование.

Утолщение удаляет свободную воду под действием силы тяжести, наклонной ленты или флотации растворенным воздухом, повышая содержание твердых частиц примерно с 1–2% до 3–6%. Это самый дешевый способ сократить объем, поступающий на стадию обезвоживания.

Обезвоживание является ключевым механическим этапом. Ленточные фильтр-прессы, винтовые прессы, центрифуги и пластинчато-рамные прессы применяют давление или центробежную силу для удаления связанной воды. В зависимости от технологии содержание сухих веществ возрастает до 18–45%.

Сушка добавляет тепло для испарения остаточной влаги, повышая содержание сухих веществ выше 85% и уменьшая вес до доли исходного кека. Низкотемпературные сушилки получили распространение, поскольку они используют рекуперированное тепло и производят менее пахучие выхлопы, чем высокотемпературные процессы.

Окончательная утилизация или повторное использование включает в себя обработку земель, компостирование, сжигание и закрытие свалок. Дальнейший маршрут определяет, насколько сухим должен быть осадок: для повторного использования в сельском хозяйстве обычно требуется стабильный пастеризованный материал, тогда как сжигание обеспечивает гораздо более высокое содержание твердых веществ.

В таблице ниже сравниваются основные технологии механического обезвоживания:

Механическое обезвоживающее оборудование — на что обратить внимание

При механическом обезвоживании удаление осадка превращается в измеримое снижение эксплуатационных затрат. Винтовой пресс стал рабочей лошадкой как на муниципальных, так и на промышленных предприятиях. Шлам транспортируется медленно вращающимся шнеком внутри цилиндрического сита; Вдоль вала повышается давление, и вода вытесняется через сито. Поскольку машина работает непрерывно и в значительной степени самоочищается, расход полимера остается низким, а участие оператора минимальным.

Машина для обезвоживания осадка винтового пресса для непрерывной работы Этот шнековый пресс работает непрерывно с минимальным использованием полимера и минимальным вмешательством оператора, обрабатывая осадки с концентрацией от 5000 до 50000 мг/л, потребляя при этом мало энергии, что делает его практичным выбором для муниципальных или промышленных предприятий. Посмотреть продукт →

Для липкого или трудно прессуемого осадка часто лучшим решением является ленточная система высокого давления. Оборудование непрерывного глубокого обезвоживания с лентой высокого давления пропускает осадок через несколько ступеней ленты под возрастающим давлением, производя за один проход содержание твердых частиц в кеке более 40%. Это делает его сильным вариантом в очистка промышленных сточных вод линии, где приоритетом является минимизация веса и объема, отправляемых за пределы площадки.

Высокий Pressure Belt Continuous Sludge Deep Dewatering Machine Эта ленточная система высокого давления подвергает осадок возрастающему давлению на нескольких этапах, достигая более 40% твердых частиц кека за один проход, что помогает уменьшить вес и объем вывоза за пределы площадки при очистке промышленных сточных вод. Посмотреть продукт →

При сравнении обезвоживающих машин ориентируйтесь на пять критериев:

1. Целевое содержание сухих веществ, необходимое для вашего маршрута утилизации или повторного использования.
2. Профиль осадка, включая клетчатку, жир, песок и вязкость.
3. Полимер и расход электроэнергии на тонну сухого вещества.
4. Машина может работать несколько часов без присмотра.
5. Доступ к мойке, контроль запаха и требования к техническому обслуживанию.

Ни одна машина не выигрывает по всем показателям. Ленточный фильтр-пресс обеспечивает высокую производительность, но потребляет больше полимера и требует постоянного контроля. Винтовой пресс обеспечивает некоторую производительность в обмен на более низкие эксплуатационные расходы и лучшую устойчивость к маслянистому или волокнистому осадку. Ленточная система высокого давления стоит дороже, но производит самый сухой осадок среди решений непрерывного обезвоживания.

Насколько сухим может быть каждый этап?

Процент сухих веществ — это число, которое имеет наибольшее значение при расчете загрузки грузовиков и сборов за утилизацию. Увеличение содержания твердых частиц в кеке с 20% до 35% снижает вес осадка, вывозимого за пределы площадки, примерно на 45%, без дополнительной сушки.

Собираем этапы вместе

В хорошо спроектированной линии удаления осадка ступени перетекают одна в другую. Утолщение защищает обезвоживающую машину от гидравлических скачков; при обезвоживании образуется осадок, который можно вывезти грузовиком; и сушка применяется только тогда, когда путь утилизации требует очень высокого содержания твердых веществ или гигиены.

Контрольный список выбора системы удаления осадка

Хорошее решение о закупках начинается с самого осадка, а не с брошюры об оборудовании. Прежде чем поговорить с поставщиками, проработайте приведенный ниже контрольный список.

Особое внимание уделите рабочему циклу. Машина, рассчитанная на непрерывную работу, превосходит более мощную машину в режиме ожидания, когда ваше предприятие работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Также спросите о сроках поставки запасных частей и местной сервисной поддержке, поскольку время простоя в обезвоживающем помещении напрямую влияет на всю линию очистки.

Что влияет на стоимость удаления осадка?

Эксплуатационные затраты определяются в большей степени технологией обезвоживания, чем каким-либо другим фактором. Кондиционирование полимера, электричество, изнашиваемые детали и время оператора быстро складываются. На диаграмме ниже показано ориентировочное распределение затрат на системы непрерывного обезвоживания.

Какую бы комбинацию вы ни выбрали, отслеживайте реальные цифры после ввода в эксплуатацию: тонны сухих твердых веществ на тонну полимера, кВтч на тонну сухих твердых веществ и количество перевозимых грузовых автомобилей в месяц. Эти три показателя покажут вам, работает ли ваша система удаления осадка на уровне, предусмотренном вашим решением о закупке.

Часто задаваемые вопросы об удалении осадка