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.

Це вакуум - фільтри БсХОУ (поверхня фільтрації 5, 10, 20, 40 м²). Маса осаду заливає в корито - 10 м³.

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.

ЛОВУШКА (17).

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.