Обезвоживание осадков фильтрованием

Обезвоживание осадков фильтрованием - это процесс отделения твёрдых веществ от жидкости, происходящий при разности давлений над фильтрующей средой и под ней. Фильтрующей средой на вакуум - фильтрах и фильтр - прессах являются фильтровальная ткань и слой осадка, налипающий на ткань в процессе фильтрования. В начале цикла фильтрование происходит через ткань, в порах которой частицы осадка задерживаются и создают добавочный фильтрующий слой. В процессе фильтрования этот слой увеличивается и уже является главной частью фильтрующей среды, а ткань выполняет функцию поддержания фильтрующего слоя. Т.е. при фильтровании происходит два процесса: протекание жидкости через слой осадка и образование слоя осадка (кека).

Эти процессы непрерывно изменяются, т.к. с увеличением толщины слоя кека уменьшается скорость протекания жидкости (фильтра).

В процессе исследований выявлены следующие закономерности:

равные объёмы фильтрата соответствуют равным массам кека на фильтре.

удельное сопротивление слоёв кека изменяется пропорционально изменению давления: при увеличении давления R кека увеличивается.

Пористость сжимаемых материалов (осадки сточных вод - сжимаемый материал) изменяется с изменением давления. Поэтому для сжимаемых материалов, небольшое изменение пористости, может вызвать значительное изменение проницаемости и привести к изменению скорости фильтрования.

При фильтровании под постоянным давлением скорость фильтрования обратно пропорциональна толщине осадка (кека).

Скорость фильтрования зависит от концентрации твёрдой фазы суспензий. Увеличение концентрации приводит к увеличению скорости образования и толщины кека на поверхности ткани, что приводит к увеличению сопротивления и уменьшению скорости фильтрования. Но при этом производительность фильтра повышается.

Увеличить скорость фильтрования можно за счет уменьшения вязкости фильтрата, которая является функцией t ⁰С (т.е. подогрев суспензии).

Производительность фильтра по сухому веществу можно определить по формуле:

L = ;

- объём фильтрата;

F - площадь фильтра;

- время отбора пробы.

ВАКУУМ - ФИЛЬТРЫ.

Вакуум - фильтры применяются для обезвоживания большинства видов осадков сточных вод. Фильтрование и обезвоживание осуществляются под воздействием вакуума. Рабочий цикл вакуум - фильтров включает: фильтрование, обезвоживание (просушку), удаление обезвоженного осадка, регенерацию фильтровальной ткани.

Для бесперебойной работы толщина слоя кека д.б. не < 5 мм в течении 4 минут. Барабанные фильтры - автоматические, непрерывно действующие механизмы.

вращающийся перфорированный барабан;

корыто фильтра;

секция барабана;

выход трубков секций к распределительной головке;

нож для съёма кека;

кек;

бункер для кека;

обезвоживаемый осадок;

патрубок для отведения фильтрата;

патрубок подачи сжатого воздуха.

Барабанный вакуум - фильтр состоит из горизонтально расположенного цилиндрического барабана, частично (на 35 - 40%) погруженного в корыто с фильтруемой суспензией. Барабан вращается на валу, соединенном с приводом электродвигателя. Боковая поверхность барабана имеет перфорированную обечайку, разделенную на ряд сит. При работе вакуум - фильтра боковая поверхность барабана обтягивается фильтровальной тканью. Внутренняя полость барабана разделена по окружности на ряд разобщенных одна от другой секций, каждая из которых имеет свои отводящие трубки.

При вращении барабана фильтра часть его поверхности погружается в обезвоживаемый осадок. Фильтрат под действием вакуума проходит через фильтровальную ткань внутрь секций барабана и по патрубку отводится в ресивер, а кек задерживается на фильтроваль-ной ткани. Отводящие трубки выходят к распределительной головке барабана (установ-ленной в полой цапфе барабана), которая состоит из подвижной 11 и неподвижной 12 шайб.

Отверстия 15 в подвижной шайбе 11 при вращении барабана соединяются с отверстиями 13 и 14 неподвижной шайбы 12 благодаря чему секции барабана находятся то под вакуумом, то под отдувкой. Обезвоженный кек снимается в зоне отдувки ножом, падает на конвейер и подается в специальный бункер, т.е. за один оборот барабана происходит автоматическое чередование процессов образования кека, его подсушки и разгрузки.

При обезвоживании некоторых видов осадков, а особенно осадков после реагентной обработки, фильтровальная ткань быстро заиливается. Её периодически (через каждые 8 -24 часа) промывают слабым раствором кислоты (HCl) или раствором моющих средств.

В барабанных вакуум - фильтрах со сходящим полотном регенерация фильтровальной ткани может производиться непрерывно без выключения вакуум - фильтра.

Это вакуум - фильтры БсХОУ (поверхность фильтрации 5, 10, 20, 40 м²). Масса осадка заливаемого в корыто - 10 м³.

барабан фильтра;

фильтровальная ткань;

возвратный ролик;

отдувочно - разгрузочный ролик;

воздуховод;

нож;

щетки;

желоб промывной воды;

12. насадки;

натяжной ролик;

труба со щелью для промывки ткани;

13.гуммированные ролики для химической регенерации ткани;

14.трубы с отверстиями;

15.центрирующий ролик;

16.распределительная головка фильтра.

Работа вакуум - фильтра.

В корыто непрерывно подается скоагулированный осадок. При погружении вращающегося барабана в корыто осадок под действием вакуума подсасывается к поверхности фильт-ровальной ткани. При выходе барабана из корыта осадок под действием вакуума подсушивается. Фильтрат под действием вакуума непрерывно удаляется в ресивер. По мере вращения барабана фильтровальная ткань вместе с осадком переходит на систему роликов (регенерационный узел). Кек, образовавшийся на поверхности фильтровальной ткани,при прохождении через отдувочно - разгрузочный ролик снимается ножом. Для облегчения снятия кека производится отдувка кека воздухом. После снятия осадка фильтровальная ткань промывается с двух сторон водой, подающейся из насадок 9 и 12. В некоторых случаях предусматривается дополнительная очистка ткани щеткой, вращаю-щейся в направлении противоположном направлению вращения ткани, при одновременной дополнительной промывке ткани водой поступающей из трубопровода со щелью. Промывная вода попадает в желоб и отводится в канализацию. Очищенная ткань возвращается на поверхность барабана. Фильтроцикл повторяется.

СХЕМА УСТАНОВКИ БАРАБАННЫХ ВАКУУМ - ФИЛЬТРОВ.

H

1. Резервуар; 2. Насос; 3. Дозатор; 4. Подача FeCl₃; 5. Подача Са(ОН)₂; 6.Смеситель; 7. Вакуум - фильтр; 8. Транспортёр обезвоженного осадка; 9. Ресивер; 10. Вакуум насос; 11. Отвод фильтрата в канализацию; 12. Насос откачки фильтрата; 13. Воздуходувка; 14. Трубопровод для опорожнения корыта фильтрата; 15. Переливная труба; 16. Трубопровод для отведения осадка к резервуару.

СХЕМА РЕСИВЕРА.

ЛОВУШКА (17).

H

поступление воздуходувной смеси от вакуум - фильтра;

присоединение к линии вакуума;

герметичный цилиндрический резервуар;

емкость для фильтрата, получаемого за 30...60 секунд;

отвод фильтрата;

распределяющая зона;

очищающая зона.

Выбор ресивера производится по max расходу водовоздушной смеси, проходящей через очищающую зону со скоростью 1 м/с. Отношение площадей поперечного сечения распределяющей и очищающей зон 1: 4. Допустимая скорость между перегородкой и уровнем жидкости 1,5 м/с.

Типовые ресиверы V = 0,4; 1,0; 1,6; 2,5; 4 м³. D соответственно 0,7; 0,9; 1,0; 1,2; 1,4 м. Если в установке применяют сухие вакуум насосы, то чтобы жидкость не попала в них, устанавливают ловушку (17).

Н = 10^-4 - самотеком;

Н = 10^-4 - насосом;

- мax рабочий вакуум, Па;

- высота всасывания насоса, м;

- потери напора по длине всасывающего трубопровода, м.

Оптимальное значение вакуума при обезвоживании большинства осадков городских сточных вод лежит в пределах 0,027 - 0,067 МПа (200 - 500 мм рт ст.) в зависимости от типа и степени обработки осадков.

Вакуум - фильтрацией удаляется в основном свободная вода осадка, скорость выделения которой при выбранном вакууме зависит от R. Т.е. для различных осадков требуется разное время обезвоживания (продолжительность фильтроцикла). Для барабанных вакуум - фильтров при значении вакуума 0,067 МПа (500 мм рт ст.) ориентировочно продолжительность () фильтроцикла в зависимости от r 10^-10 см/г.

r10^-10,см/г	5 - 10	10 - 20	20 - 30	30 - 40	40 - 60
, мин.	2...2,5	2,5...3	3...4	4...5,5	5,5...8

Дата добавления: 2014-01-11