Печать
МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ НА УСТАНОВКАХ С МЕШОЧНЫМ ВАКУУМ-ФИЛЬТРОМ
В процессе очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков образуются жидкие отходы: избыточный активный ил, осадки первичного отстаивания, шламы после физико-химической обработки и т.п. Для уменьшения объёма этих осадков и повышения содержания в них сухого вещества в составе очистных сооружений уже многие годы широко используется механическое обезвоживание.

Механическое обезвоживание осадков осуществляется методами центрифугирования, гравитационного фильтрования, фильтрования под вакуумом или под давлением. Выбор того или иного способа обезвоживания зависит от технологии предварительной обработки суспензии, требуемой остаточной влажности осадка и чистоты фильтрата, а также возможностей и предпочтений предприятия.

Предложенная ЗАО «БМТ» технология обезвоживания осадков сточных вод отличается простотой и универсальностью использования, низкими капитальными и эксплуатационными затратами, а также возможностью применения не только для обезвоживания шламов, но и для фильтрации суспензий c последующим уменьшением объёма получаемого осадка. В основе технологии лежит фильтрование под вакуумом – метод обезвоживания в принципе известный, но нашедший новое конструктивное воплощение в установке с мешочным вакуум-фильтром. Это аппарат, в котором для отделения твёрдой фазы осадка использован тканевый фильтрующий элемент мешочного типа и вакуум в качестве движущей силы процесса. Типичной областью применения установки с мешочным вакуум-фильтром является обработка небольших объёмов осадков – до 2 м3/сут – с концентрацией твёрдого вещества 0,5–2%.

Установка работает в периодическом режиме, диапазон отделяемых частиц от 200 до 3 мкм. Хотя разность давлений на фильтрующей перегородке не превышает 90 кПа, установка способна работать в том числе и с непрерывной подачей исходной смеси, последующим концентрированием и отжимом осадка. В течение 2-часового рабочего цикла установка позволяет получить осадок влажностью 65–80%. Удельная производительность зависит от свойств осадка и составляет до 30 л/м2•ч.

Установка обезвоживания осаадка представляет собой ёмкость с вакуумной камерой, в которой установлен фильтр-элемент из синтетической ткани, характеризующейся низкой адгезией, благодаря чему он легко освобождается от осадка. Камера оснащена системой подачи исходной жидкости и отбора осветлённой. При включении насоса в камере создаётся разрежение и начинается процесс фильтрации, в ходе которого жидкость засасывается через фильтратотводящий шток и, просачиваясь через ткань, выводится из системы. Во время фильтрования взвешенные частицы оседают на поверхности фильтр-элемента, их объёмная доля увеличивается, а общий объём смеси уменьшается.

После фильтрации процесс обезвоживания осадка доводится до конца путём уплотнения отфильтрованного осадка (фаза отжима), во время которого остатки жидкости вытесняются из его порового пространства. Уровень вакуума в системе контролируется по мановакууметру. Съём осадка (кека) с поверхности фильтровальной ткани осуществляется встряхиванием фильтр-элемента. Кек самопроизвольно сбрасывается на дно камеры и удаляется из неё вместе с утилизационным мешком. Осветлённый фильтрат сливается в ёмкость или возвращается в начало основного процесса очистки. Показатели цикла обезвоживания на установке с мешочным вакуум-фильтром следующие:

полный рабочий цикл (определяется видом исходной смеси 1-3 ч
стадия фильтрации 55% от продолжительности цикла
стадия отжима 30%
вспомогательные операции, включая съём осадка 15%

Работоспособность установки с мешочным вакуум-фильтром была подтверждена опытно-промышленными испытаниями, проведёнными в течение 2010 г. Экспериментальная пилотная установка была опробирована на базе ОАО «Арзамасский машиностроительный завод» и позволила с максимальной вероятностью смоделировать процесс обезвоживания осадков, образующихся при очистке сточных вод гальванического производства. Обезвоживанию подвергалась суспензия гидроокисей металлов влажностью 99,7% после линии электрокоагуляции и отстаивания. Удельная производительность пилотной установки с мешочным вакуумным фильтром площадью 0,02 м2 составила 8–10 л/м2•ч. В результате обезвоживания был получен конечный продукт – осадок (кек) влажностью 78%.

мешочный вакуум-фильтр для обезвоживания осадковПромышленный вариант узла обезвоживания с мешочными вакуум-фильтрами был введён в эксплуатацию в составе локальной установки очистки отработанных обезжиривающих растворов в ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Исходная суспензия объёмом 1 м3 с содержанием сухих веществ 2% после реагентной обработки и отстаивания в автоматическом режиме подавалась на обезвоживание в два мешка-контейнера, изготовленных из прорезиненной ткани. Конструкция мешков предполагала возможность автоматической подачи исходной суспензии и вспомогательного вещества. Вспомогательное вещество (перлит) в мешки дозировалось автоматически. В течение 3- часового рабочего цикла суспензия обезвоживалась до влажности 65% (изначальная влажность – 98%). По окончании процесса мешки встряхивались, нижние люки контейнеров открывались, и кек самопроизвольно сбрасывался через сливное отверстие мешка в подставленную ёмкость. В составе узла оборудована площадка обслуживания. Внедрение технологии позволило получить до 90 кг обезвоженного осадка влажностью 65% за один рабочий цикл. После обезвоживания объём осадков, требующих утилизации, составлял 2% от всего объёма сточных вод.

К основным достоинствам установки с мешочным вакуум-фильтром можно отнести:

  • большую удельную поверхность фильтрования (до 12 м2) за счёт складчатой укладки ткани фильтрующего элемента;
  • относительно низкий износ тканевого фильтр-элемента, возможность его многократной регенерации и лёгкой замены;
  • возможность исключения из системы ресивера между насосом и фильтром (как это принято в установках с нутч-фильтром), так как удалённая жидкость поступает непосредственно в циркуляционный контур насоса
  • простоту эксплуатации и широкий диапазон использования;
  • сравнительно низкую стоимость по сравнению с аппаратами, выполняющими аналогичные функции.

Положительные результаты опытно-промышленных испытаний установок с мешочным вакуум-фильтром позволили разработать технологические решения процесса механического обезвоживания осадков в составе очистных комплексов, проектируемых и выпускаемых ЗАО «БМТ».