Зневоднювання опадів фільтруванням .
Зневоднювання опадів фільтруванням - це процес відділення твердих речовин від рідини, що відбуває при різниці тисків над фільтруючим середовищем і під нею . Фільтруючим середовищем на вакуум - фільтрах і фільтр - пресах є фільтрувальна тканина й шар осаду , що налипає на тканину в процесі фільтрування . На початку циклу фільтрування відбувається через тканину , у порах якої частки осаду затримуються й створюють додатковий фільтруючий шар . У процесі фільтрування цей шар збільшується й уже є головною частиною фільтруючого середовища , а тканина виконує функцію підтримки фільтруючого шару . Т.е. при фільтруванні відбувається два процеси: протікання рідини через шар осаду й утворення шаруючи осаду (кека ) .
Ці процеси безупинно змінюються , тому що зі збільшенням товщини шаруючи кека зменшується швидкість протікання рідини (фільтра) .
У процесі досліджень виявлені наступні закономірності :
рівні обсяги фільтрату відповідають рівним масам кека на фільтрі .
питомий опір шарів кека змінюється пропорційно зміні тиску : при збільшенні тиску R кека збільшується .
Пористість стисливих матеріалів (опади стічних вод - стисливий матеріал ) змінюється зі зміною тиску . Тому для стисливих матеріалів , невелика зміна пористості , може викликати значна зміна проникності й привести до зміни швидкості фільтрування .
При фільтруванні під постійним тиском швидкість фільтрування обернено пропорційна товщині осаду (кека) .
Швидкість фільтрування залежить від концентрації твердої фази суспензій . Збільшення концентрації приводить до збільшення швидкості утворення й товщини кека на поверхні тканини , що приводить до збільшення опору й зменшенню швидкості фільтрування . Але при цьому продуктивність фільтра підвищується .
Збільшити швидкість фільтрування можна за рахунок зменшення в'язкості фільтрату , що є функцією t 0С (тобто підігрів суспензії ) .
Продуктивність фільтра по сухій речовині можна визначити по формулі :
L = ;
- обсяг фільтрату ;
F - площа фільтра ;
- час добору проби .
ВАКУУМ - ФІЛЬТРИ .
Вакуум - фільтри застосовуються для зневоднювання більшості видів опадів стічних вод . Фільтрування й зневоднювання здійснюються під впливом вакууму . Робочий цикл вакуум - фільтрів включає : фільтрування , зневоднювання (просушку) , видалення збезводненого осаду , регенерацію фільтрувальної тканини .
Для безперебійної роботи товщина шаруючи кека буд.б. не < 5 мм у плині 4 хвилин. Барабанні фільтри - автоматичні , безперервно діючі механізми .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обертовий перфорований барабан ;
корито фільтра ;
секція барабана ;
вихід трубков секцій до розподільної голівки ;
ніж для знімання кека ;
кек ;
бункер для кека ;
осад, що збезводнює ;
патрубок для відведення фільтрату ;
патрубок подачі стисненого повітря .
Барабанний вакуум - фільтр складається з горизонтально розташованого циліндричного барабана , частково (на 35 - 40% ) зануреного в корито з фильтруемой суспензією . Барабан обертається на валу , з'єднаному із приводом електродвигуна . Бічна поверхня барабана має перфоровану обичайку , розділену на ряд сит . При роботі вакуум - фільтра бічна поверхня барабана обтягається фільтрувальною тканиною . Внутрішня порожнина барабана розділена по окружності на ряд роз'єднаних одна від інший секцій , кожна з яких має свої трубки, що відводять .
При обертанні барабана фільтра частина його поверхні поринає в збезводнює осадок, що. Фільтрат під дією вакууму проходить через фільтрувальну тканину усередину секцій барабана й по патрубку приділяється в ресивер , а кек затримується на фильтроваль-ной тканини . трубки, Що Відводять, виходять до розподільної голівки барабана ( установ-ленной у порожній цапфі барабана) , що складається з рухливий 11 і нерухомої 12 шайб .
|
|
|
|
|
|
|
Отвору 15 у рухливій шайбі 11 при обертанні барабана з'єднуються з отворами 13 й 14 нерухомої шайби 12 завдяки чому секції барабана перебувають те під вакуумом, то під отдувкой . Збезводнений кек знімається в зоні отдувки ножем , падає на конвеєр і подається в спеціальний бункер , тобто за один оборот барабана відбувається автоматичне чергування процесів утворення кека , його підсушування й розвантаження .
При зневоднюванні деяких видів опадів , а особливо опадів після реагентной обробки , фільтрувальна тканина швидко заиливается . Її періодично (через кожні 8 -24 години) промивають слабким розчином кислоти (HCl ) або розчином мийних засобів .
У барабанних вакуум - фільтрах з полотном, що сходить, регенерація фільтрувальної тканини може вироблятися безупинно без вимикання вакуум - фільтра .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
барабан фільтра ;
фільтрувальна тканина ;
поворотний ролик ;
отдувочно - розвантажувальний ролик ;
воздуховод ;
ніж ;
щітки ;
жолоб промивної води ;
12. насадки ;
натяжний ролик ;
труба із щілиною для промивання тканини ;
13.гумовані ролики для хімічної регенерації тканини ;
14.труби з отворами ;
15.ролик, що центрує ;
16.розподільна голівка фільтра .
Робота вакуум - фільтра .
У корито безупинно подається скоагулированный осад . При зануренні обертового барабана в корито осад під дією вакууму подсасывается до поверхні фильт-ровальной тканини . При виході барабана з корита осад під дією вакууму підсушується . Фільтрат під дією вакууму безупинно віддаляється в ресивер. У міру обертання барабана фільтрувальна тканина разом з осадом переходить на систему роликів (регенераційний вузол ) . Кек , що утворився на поверхні фільтрувальної тканини ,при проходженні через отдувочно - розвантажувальний ролик знімається ножем . Для полегшення зняття кека виробляється отдувка кека повітрям . Після зняття осаду фільтрувальна тканина промивається із двох сторін водою , що подається з насадок 9 й 12 . У деяких випадках передбачається додаткове очищення тканини щіткою , вращаю-щейся в напрямку протилежному напрямку обертання тканини , при одночасному додатковому промиванні тканини водою вступник із трубопроводу із щілиною . Промивна вода попадає в жолоб і приділяється в каналізацію . Очищена тканина повертається на поверхню барабана . Фильтроцикл повторюється .
СХЕМА УСТАНОВКИ БАРАБАННИХ ВАКУУМ - ФІЛЬТРІВ .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Резервуар ; 2. Насос ; 3. Дозатор ; 4. Подача FeCl3 ; 5. Подача Са(ВІН)2 ; 6.Змішувач ; 7. Вакуум - фільтр ; 8. Транспортер збезводненого осаду; 9. Ресивер ; 10. Вакуум насос ; 11. Відвід фільтрату в каналізацію ; 12. Насос відкачки фільтрату ; 13. Повітродувка ; 14. Трубопровід для спорожнювання корита фільтрату; 15. Переливна труба ; 16. Трубопровід для відведення осаду до резервуара .
СХЕМА РЕСИВЕРА .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
надходження повітродувної суміші від вакуум - фільтра ;
приєднання до лінії вакууму ;
герметичний циліндричний резервуар ;
ємність для фільтрату , одержуваного за 30...60 секунд ;
відвід фільтрату ;
зона, що розподіляє ;
зона, що очищає .
Вибір ресивера виробляється по max витраті водоповітряної суміші , що проходить через зону, що очищає, зі швидкістю 1 м/с . Відношення площ поперечного переріза що розподіляє й очищає зон 1:4 . Припустима швидкість між перегородкою й рівнем рідини 1,5 м/с .
Типовые ресивери V = 0,4 ; 1,0 ; 1,6 ; 2,5 ; 4 м3 . D відповідно 0,7 ; 0,9 ; 1,0; 1,2 ; 1,4 м . Якщо в установці застосовують сухі вакуум насоси , то щоб рідина не потрапила в них , установлюють пастку (17) .
Н = 10-4 - самопливом ;
Н = 10-4 - насосом ;
- мax робочий вакуум , Па ;
- висота усмоктування насоса , м ;
- втрати напору по довжині усмоктувального трубопроводу , м.
Оптимальне значення вакууму при зневоднюванні більшості опадів міських стічних вод лежить у межах 0,027 - 0,067 Мпа (200 - 500 мм рт ст. ) залежно від типу й ступеня обробки опадів.
Вакуум - фільтрацією віддаляється в основному вільна вода осаду , швидкість виділення якої при обраному вакуумі залежить від R . Т. е. для різних опадів потрібне різний час зневоднювання (тривалість фильтроцикла ). Для барабанних вакуум - фільтрів при значенні вакууму 0,067 МПа (500 мм рт ст. ) орієнтовно тривалість ( ) фильтроцикла залежно від r 10-10 див/г .
r10-10 ,див/г | 5 - 10 | 10 - 20 | 20 - 30 | 30 - 40 | 40 - 60 |
, хв. | 2...2,5 | 2,5...3 | 3...4 | 4...5,5 | 5,5...8 |