Обработка осадков

«Дегремон» поддерживает страстное
увлечение своих сотрудников профессией
по обработке воды и потому, в дополнение
к своему «Техническому справочнику
по обработке воды», предлагает
дополнительные Информационные листки
к нему для того, чтобы лучше понимать
различные предлагаемые рынку технологии
в процессе их эволюционного развития и
открывать их новые возможности.
Обработка осадков
Информационные листки
к «Техническому справочнику по
обработке воды» компании «Дегремон»
Жидкие осадки
В процессе обработки вод (производство питьевой
воды или обработка сточных вод) образуются осадки,
содержащие более 95% воды. Эксплуатирующие
компании стремятся сократить содержание воды
в этих осадках для того, чтобы обеспечить более
благоприятные условия для их вывоза и/или утилизации.
Вывоз осадков, осуществляемый обычно специальным
транспортом, должен быть экономически рентабельным
и не нарушающим окружающую среду. В случае
утилизации осадков в цементном производстве или путем
сжигания, важным параметром является их низшая
теплотворная способность (НТС), которая связана с
присутствием в осадках сухих органических веществ.
Величина НТС должна быть достаточно велика,
чтобы обеспечить такую энергетическую утилизацию
осадков. Еще лучше, если утилизируемые осадки
обладают свойством автотермичности. Количество
образующихся осадков, связанное с содержанием в них
твердой фазы, а также конечное назначение обработанных
осадков определяют объем инвестиций в создание
соответствующих сооружений и требуют экономически
разумного подхода.
Механическое обезвоживание
СУШКА : осуществляемая с помощью солнечной
энергии,
газа
или
жидкого
теплоносителя,
она
позволяет извлечь бóльшую (если не полностью)
часть воды, связанной с частицами осадка, что
обеспечивает достижение большой сухости осадка.
→ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ
Ленточные фильтр-прессы : процесс фильтрования
происходит в три стадии. Первая стадия
–
флокуляционная обработка полиэлектролитами в
камерах с малым временем пребывания. Высвобожденная
в результате межчастичная вода сцеживается в процессе
дренажа на фильтрующей ленте. Далее осадок поступает
на стадию прогрессивного прессования между двумя
лентами фильтроткани. Образующийся кек (обезвоженный
осадок) проходит вокруг перфорированного барабана
и далее вокруг размещенных в шахматном порядке
валков, при этом весь путь осадков может варьироваться
в зависимости от типа ленточного фильтр-пресса.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ
Для сокращения объема осадков существует три основные
группы технологий обезвоживания в зависимости от
необходимой конечной их сухости, которая численно
равна процентному содержанию в них сухих веществ.
СГУЩЕНИЕ : осуществляемая отстаиванием,
флотацией или сцеживанием, эта стадия обработки
осадков является практически обязательной из-за
низкого содержания твердой фазы в осадках на
выходе из сооружений обработки воды (обычно от 2
до 15 г/л). Тем не менее, после этой стадии обработки
осадки остаются еще жидкими.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ механическое : основанная на
принципах фильтрования или центрифугирования, эта
стадия обработки осадков использует механическую
энергию, с помощью которой удается извлечь т.н.
свободную межчастичную воду и часть воды, связанной с частицами твердой фазы.
При этом механическое
обезвоживание требует обычно
предварительного
кондиционирования
осадков путем введения
минеральных реагентов
(коагулянтов/флокулянтов)
и/или синтетических полимеров
Прессование осадка в ленточном фильтр-прессе
осуществляется
в
негерметичной
установке:
происходит некоторая боковая герметизация самим
частично спрессованным осадком, которая достаточна
при постепенном увеличении давления. Если же
давление возрастает слишком сильно, сцепление
слоя осадка нарушается и происходит боковой слив
осадка,
не
прошедшего
полное
обезвоживание.
Эффективность обезвоживания зависит от величины
прилагаемого к осадку давления и от времени
прессования. Ленточные фильтр-прессы позволяют
получить легко перелопачиваемые осадки из большинства
жидких органических или гидроокисных осадков.
Пресс-фильтры камерные : отделение воды от
твердой фазы происходит в процессе фильтрования
под
действием
сильного
продавливания
через
фильтроткань с микропорами. Этот процесс происходит
в закрытых камерах. В отличие от ленточных фильтрпрессов, весь осадок подвергается обезвоживанию
(т.е.
отсутствует
возможность
слива
осадка).
Пресс-фильтр включает набор вертикальных пластин
(3), которые размещаются одна за другой и сильно
сжимаются между собой с помощью мобильной головки (4)
При этом, благодаря форме пластин (с углублением) и их
вертикальному расположению, образуются закрытые
фильтровальные камеры (2). Давление на мобильную
головку осуществляется гидравлическим домкратом (5). Сжатие
всего комплекса пластин поддерживается неподвижной головкой (8) на другом конце пресс-фильтра, при этом фильтрующие
полотна (6) с размером пор 10-300 мкм, размещены между пластинами. Подлежащий обезвоживанию жидкий осадок подается
насосом по осевому
каналу (7) во все фильтровальные камеры,в
которых, в процессе сжатия,
постепенно аккумулируются обезвоженный
осадок, а отделенная вода
отводится наружу по
канавкам на поверхности
пластин и далее по
трубопроводу (1).
Камерный пресс-фильтр работает в периодическом
режиме и каждый цикл включает:
- фазу закрытия при сжимании пластин;
-фазу
заполнения
(длительность
зависит
от
фильтруемости исходного осадка);
- фазу фильтрования в течение обычно 30-45 минут
до достижения максимального давления благодаря
постоянному поступлению осадка и образованию
на поверхности фильтрующих полотен постепенно
увеличивающегося слоя обезвоженного осадка;
- фазу раскрытия, в процессе которой, при раскрытии
фильтровальных камер, обезвоженный осадок отделяется
от полотен и падает вниз; эта фаза требует присутствия
оператора, поскольку зачастую такой осадок обладает
повышенной слипаемостью и для его полного отделения
от полотен необходимо использовать скребок
К этим 4 основным фазам процесса обезвоживания
добавляется стадия обязательной промывки всех
фильтрующих полотен и канавок.
Этот способ механического обезвоживания имеет
недостатки:
- циклический режим работы;
- снижающийся расход подаваемого осадка в течение
цикла;
- необходимость участия оператора при раскрытии
пресс-фильтра;
- повышенные инвестиции.
Тем не менее, главное преимущество этой достаточно
давно известной технологии состоит в получении
относительно твердого кека сухостью более 30%, что
весьма полезно в целом ряде случаев.
Под действием центробежных сил, тяжелые частицы
отделяются и концентрируются на внутренней
поверхности корпуса, откуда они непрерывно
сдвигаются шнеком в направлении конической зоны
центрифуга. Шнек вращается с несколько большей
скоростью, чем корпус (дифференциальная скорость
центрифуги) благодаря редуктору (5). Уплотненный в
конической части осадок отводится через сопла (8),
равномерно размещенные по окружности 360о на
конце конической части, в бункер осадка (4).
Благодаря непрерывной подаче жидкого осадка,
отделенная вода выводится в картер сброса (11)
через регулируемый перелив (12).
Центрифуга размещается обычно на утяжеленном
фундаменте (9), который опирается на пол с помощью
ряда мощных амортизаторов (7). Защитный кожух (6)
центрифуги обеспечивает защиту персонала от вращающихся частей.
Несмотря на большую потребность в полимерах,
повышенное энергопотребление, необходимость
защиты от шума и сложное техническое обслуживание,
эта технология обезвоживания осадков нашла в 2000
годах свое место на рынке обезвоживания осадков.
Dehydris TM Twist – инновационная технология
механического обезвоживания, которая объединяет в
себе преимущества камерного пресс-фильтра и
высокий уровень автоматизации центрифуг благодаря
сочетанию глубокого обезвоживания осадков с
простой и экономичной эксплуатацией.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Установка DehydrisTM Twist формируется но основе
поршневого пресса, в который подается осадок от
процесса питьевой водоподготовки или обработки
сточных вод после его предварительного сгущения и
кондиционирования.
Центрифуги : жидкие осадки от сооружений обработки
городских
сточных
вод
обладают
способностью
разделяться на две фазы (твердую и жидкую) под
действием центробежных сил, т.е. без присутствия
каких-либо фильтрующих элементов, как это было в
случае пресс-фильтров и ленточных фильтр-прессов. Но
в этом случае обязательным является предварительное
кондиционирование
осадков
для
облегчения
разделения фаз. Сухость обезвоженных таким образом
осадков находится в интервале между сухостью после
ленточных фильтр-прессов и сухостью после
пресс-фильтров.
Кондиционированный осадок поступает в центрифугу
(1), в которой,
благодаря
вращающемуся
распределителю (10),
осадок вытесняется в
периферийную зону и
поступает в кольцевое
пространство между
вращающимися
Простая в эксплуатации, полностью укрытая и
эргономичная, установка DehydrisTM Twist полностью
автоматизирована и не требует присутствия
персонала, включая фазу раскрытия для отделения
обезвоженного осадка, которая также происходит
полностью автоматически.
Информационные листки к «Техническому справочнику по обработке воды» компании «Дегремон»
DehydrisTM Twist основана на отработанной технологии
поршневого насоса BUCHER Unipektin (более 2000 реализации в
мире в агро-пищевой промышленности и многочисленные реализации в обработке сточных вод).
Пресс снабжен множеством гибких дренажных трубок
(фильтрующая среда), смонтированных в виде пучка.
DehydrisTM Twist в технологической
линии обработки о садков
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
Различными
исследованиями
показано,
что
новая технология усиленного обезвоживания дает
лучшие результаты, как по сухости осадков, так и по
потреблению химических реагентов в сравнении с
обычным механическим обезвоживанием на центрифуге.
На целом ряде действующих сооружений
(питьевая водоподготовка и обработка сточных вод)
были проведены испытания с целью определения
качественных параметров обезвоживания осадков
различного происхождения. В каждом конкретном
случае установка DehydrisTM Twist размещалась
параллельно уже существующими традиционными
установками обезвоживания для того, чтобы
объективно сравнить их качественные параметры.
Пресс работает циклами, длительность (2-3 ч) которых зависит от
происхождения исходного осадка и требуемых характеристик
обезвоживания (сухость или расход осадка). Каждый цикл состоит
из трех основных полностью автоматизированных фаз
→ Фаза подачи осадка
Закрытый комплекс цилиндр/поршень, начинает вращаться.
Поршень осуществляет возвратно-поступательное движение.
Подача осадка происходит при
каждом
возврате
поршня
до
тех
пор,
пока
номинальный объем сухих веществ не
достигнет заданного значения. Заполнение
осадком
автоматизировано
по
данным
измерения концентрации и расхода.
→ Фаза прессования / дробления кек
После завершения фазы заполнения, поршень продолжает
свое возвратно-поступательное движение, но, при этом, комплекс
цилиндр/поршень
продолжает
свое
вращение: в результате такого «твиста»
и «скручивания»
дренажных трубок
происходит
постоянное
возобновления
контакта осадка с фильтрующей средой, что
способствует высвобождению межчастичной
воды, которая зачастую блокируется в осадке
при его сжатии. Эта фаза завершается при
достижении заранее заданной величины
хода поршня, которая определяется автоматом с учетом сухости
исходного осадка и объема отделенной воды.
→ Фаза раскрытия
Цилиндрический кожух перемещается по
оси установки, открывая часть камеры
прессования. Вращение комплекса цилиндр/
поршень продолжатся по мере продвижения
поршня. Кек обезвоженного осадка падает под
силой своей тяжести и воздействием дренажных
трубок, которые
раскачиваются в процессе
вращения.Отвод кека происходит в течение
нескольких минут без какого-либо
внешнего вмешательства.
Обработка питьевой воды. Установка была
проверена при обезвоживании сгущенных осадков,
получаемых на обычных и продвинутых (мембранная
технология) станциях питьевой водоподготовки.
Простым введением полимера в количестве 6-8 кг
активного вещества на тонну сухого вещества в
исходном осадке сухостью 20-30 г/л, на установке
Dehydris TM Twist можно получить обезвоженный
осадок сухостью до 40 %. В сравнении с обычной
технологией обезвоживания, увеличение сухости
осадка составляло 5-15 %.
Обработка сточных вод.
Установка DehydrisTM Twist была испытана на
различных
осадках
очистных
сооружений:
первичных, смешанных, сброженных или от аэробной
обработки сточных вод. Известно, что осадки от
аэротенков отличаются высокой гидрофильностью.
При дозах полимера 6-9 кг активного вещества на
тонну сухого вещества получали осадок сухостью
порядка 24 %. Благодаря введению коагулянта FeCl3
(5-7%), содержание сухих веществ возрастало до
27-28%. Аналогичные результаты были получены и
на мембранных пресс-фильтрах. При центрифугировании этого же осадка его конечная сухость
составляла 20%. На сброженных осадках, простым
введением полимера в количестве 7-12 кг активного
вещества на тонну сухого вещества получали сухость до
40 % (она может быть и выше при более высоком соотношении первичного и биологического осадка в смеси).
Испытанная на обработке осадков от производства
питьевой воды и обработки сточных вод, технология
DehydrisTM Twist является поливалентным решением,
которое, в сравнении с традиционным обезвоживанием, позволяет дополнительно на 30% снизить массу
осадков. Качество получаемых обезвоженных осадков
открывает большие многовариантные возможности
для их утилизации и позволяет сократить объем
осадков, подлежащих транспортировке. Благодаря получению обезвоженных осадков с автотермичными свойствами, технология DehydrisTM Twist делает ненужным
энергоемкую стадию сушки осадков перед их сжиганием. Таким образом, технология DehydrisTM Twist в полной
мере отвечает требованиям повышения энергетической
эффективности и снижения выброса парниковых газов.
Информационные листки к «Техническому справочнику по обработке воды» компании «Дегремон»
НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ КОМПАНИИ «ДЕГРЕМОН»
→
Châteaubourg , Франция (35)
→
Weyersheim, Франция (67)
Syndicat Mixte des Eaux de la Valière (SYMEVAL)
Происхождение осадков: водопроводная станция на основе поверхностного источника
воды
Производительность станции : 600 м3/ч
Гарантия сухости обезвоженных осадков : 40 %
Назначение обезвоженных осадков : многовариантное.
119049 Москва, 4-й Добрынинский пер. 8,
офис Е02-314
Тел.: +(7-495) 987.16.17
Факс: +(7-495) 987.16.18
E-mail: degremont-moscou@degremont.ru
Информационные Листки к «Техническому справочнику Дегремон» n°6 - Ноябрь 2012- Фото
Дегремон, BUCHER, Unipektin
Сообщество коммун Bass-Zom
Происхождение осадков : сброженные осадки сооружений обработки городских сточных
вод.
Мощность очистных сооружений : 30 000 экв.-жителей
Гарантия сухости обезвоженных осадков : 32 %
Назначение обезвоженных осадков : сжигание