Методическое пособие 437

Рис. 11. Схема подготовки осадка перед меха ническим обезвоживанием [1, с. 50 6]:

1 - метантенк; 2 - дробилка; 3 - подача воды; 4 - подача сжатого воздуха, 5 - промывка осадка; 6 - уплотнитель; 7 - плунжерные насосы; 8 - резервуар уп-

лотненного осадка; 9 - подача коагулянта; 10 - отделение к оагулирования; 11 - винтовые (шнековые) насосы; 12 - фильтр-пресс; 13 - транспортер обезвоженного осадка; 14 - смеситель коагулянта с осадком; 15 - отвод фильтрата

Из уплотнителя промытый осадок влажностью 94 – 96 % удаляется при помощи насосов. Перед п одачей на вакуум-фильтр или фи льтр-пресс осадок подвергается кондиционированию. В качестве реагентов об ычно применяют хлорное железо или сернокислое окисное железо и известь в виде 10 %-го раствора. Средняя доза железа составляет 4 – 6 % массы сухого в ещества осадка, а извести - 10 - 15 %. Части цы осадка объединяются хлопьями гидроксида железа в крупные агрегаты. В результате такой обработки удельное сопротивление осадка значительно снижа ется и осадок легче отдает воду. Р еагенты вводятся непосредственно перед подачей осадка на механическое обезвоживание.

6.3.2. Механическое обезвоживание осадков на вакуум фильтрах

Для обезвоживания осадков используют вакуум-фильтр ы, фильтр-прессы, центрифуги.

В последнее время находят применение барабанные ва куум-фильтры со сходящим полотном (рис. 12). Они выпускаются отечественной промышленностью и рядом зарубежных фирм. В этих фильтрах регенерация фильтровальной

31

ткани производится непр ерывно. Применение их особенно эффективно в тех случаях, когда осадки сто чных вод по своей структуре способ ны быстро заиливать фильтровальную ткан ь, в частности сырые осадки из первичных отстойников. В табл. 16 дана характеристика барабанных вакуум-фильтров, выпускаемых отечественной промы шленностью. Пример расчета вакуум-фильтра представлен в [5, пп 6.9, 6.17, 6.24].

Рис. 12. Барабанный вакуум-фильтр [1, с. 510]: 1-перфорированный барабан; 2 - латунная сетка; 3 - фильтров альная ткань; 4 - слой осадка; 5 - нож для съема кека; 6 - резервуар для осадка; 7 - качающаяся мешалка;8 - камеры барабана; 9 - соединительные трубки; 10 - вращающаяся часть распределительной головки; 11 - неподвижная часть распределительной

головки; 12 - подача оса дка на обезвоживание; 13 - отведение кека; I - зона фильтрования и отсоса фильтрата; II - зона съема кека; III-зо на регенерации фильтровальной ткани

Принцип работы фи льтр-пресса можно рассмотреть на примере работы фильтра ФПАКМ (рис. 13). В камеру по коллектору 9 подается осадок для обезвоживания и воздух (п оложение А) По каналам фильтрат и воздух отводятся в коллектор 11. Затем осадок отжимается диафрагмой, для чего в полость нагнетается вода под давлением (положение Б).После этого раздвигаются плиты (положение В), передвигае тся фильтровальная ткань и кек снимается с неё ножами, ткань промывается и очищается в камере регенерации ткани.

Рис. 13. Схема фильтр-пресса ФПАКМ [1, с. 51 5]:

1 - верхняя часть плиты; 2 - перфорированный лист; 3 - камера для приема фильтрата; 4 - нижняя часть плиты в виде рамы; 5 - камера для осадка; 6 - эластичная водонепроницаемая диафрагма; 7 - фильтровальная ткань; 8 и 10 - каналы; 9 - коллектор для подачи осадка; 11 - коллектор для отвода фильтрата и воздуха; 12 - полость для воды.

Фильтр-прессы ФП АКМ выпускаются поверхностью фильтрования, м2: 2,6; 5; 10; 25; 50.

Подбор вакуум-филь тров и фильтр –прессов выполняетс я по значению их производительности для р азличных осадков, приведенных в табл. 17.

Для обезвоживания осадков используют также барабанные фильтры со слоем вспомогательного вещества с площадью фильтрования соответственно 5, 10, 30, 40 м2. Слой (0,2-1,0 мм) вспомогательного вещества обычно намывают на фильтровальную ткань.

Тонкий слой вспомогательного вещества предотвращает кольматацию фильтровальной ткани осадком и обеспечивает условия полно го удаления обезвоженного осадка и вспо могательного вещества с фильтровальной ткани, а также высокое качество фильтрата. При этом повышается производительность

33

вакуум-фильтра за счет сокращения длительности фильтрования, снижаются затраты на фильтровальную ткань.

Таблица 17 Производительность вакуум-фильтров и фильтр-прессов

Кроме широко применяемых барабанных вакуум-фильтров, используются (в основном для обезвоживания осадков производственных сточных вод) ленточные вакуум-фильтры и листовые фильтры. Ленточные вакуум-фильтры применяют для обезвоживания быстро расслаивающихся осадков, преимущественно минерального происхождения, таких как окалина, осадки газоочисток доменного и конвертерного цехов. Фильтр (рис. 14) имеет бесконечную рези- ново-тканевую ленту, натянутую на два барабана, и фильтровальный стол. Щелевое отверстие, расположенное посередине стола, сообщается с вакуум-

34

камерой. Лента имеет поп еречные рифления и продольные с квозные прорези. Фильтровальная ткань укладывается на ленту и закрепляется в пазах резиновым шнуром. Верхняя рабочая ветвь ленты протягивается по сто лу так, что ее продольные прорези совпада ют с щелевым отверстием стола. Ф ильтрат отводится с внутренней стороны ткани по поперечным пазам и через продольные отверстия поступает в вакуум-к амеру и сборный коллектор. При фильтровании быстро осаждающиеся крупные частицы образуют подслой, который улучшает условия фильтрования и повышает пропускную способность ф ильтра.

Рис. 14. Л енточный вакуум-фильтр [1, с. 513]:

1 - фильтровальная тка нь; 2 - направляющие для фильтровальной ткани; 3- барабан; 4 - лоток для подачи осадка; 5 - фильтрова льный стол;

6- прорезиненная лента; 7 - сборный коллектор фильтрата; 8 - поперечный желоб отвода фильтрата; 9 - продольная прорезь; 10 - направляющие для ленты; 11резиновый шнур

Листовые фильтры типа ЛВАВ (листовой вертикальный автоматизированный с вибровыгрузкой осадка) могут служить для обезвоживания различных осадков.

Техническая характ еристика дисковых вакуум-фильтро в представлена в табл. 18.

35

Техническая характеристика ленточных вакуум-фильтров представлена в табл. 19.

36

Таблица 19 Техническая характеристика ленточных вакуум-фильтров

Примечание: Фильтр ЛУ-10-1,25-8 изготавливается с левым (если смотреть со стороны объема осадка) расположением привода; остальные фильтры изготавливаются с левым и правым расположением привода.

Для нормальной работы вакуум-фильтров необходимо вспомогательное оборудование: вакуум-насосы, воздуходувки, ресиверы, центробежные насосы и устройства, обеспечивающие постоянное питание вакуум-фильтра.

Техническая характеристика вакуум-насосов и воздуходувок, применяемых при комплектации вакуум-фильтров приводятся в табл. 20.

Таблица 20 Техническая характеристика вакуум-насосов и воздуходувок,

применяемых при комплектации вакуум-фильтров

37

Схема установки барабанного вакуум-фильтра и вспо могательного оборудования показана на рис . 15. Осадок на вакуум-фильтр подается наосом через дозатор. Фильтрат вместе с воздухом из вакуум-фильтра отво дится к ресиверу. В ресивере разделяются ф ильтрат и воздух. Для создания вакуума применяют мокровоздушные вакуум-н асосы.

Рис. 15. Схема уста новки барабанного вакуум-фильтра [1, с. 511]:

1 - резервуар для осадка; 2 - насос для подачи осадка; 3 - дозатор; 4 - вакуумфильтр; 5 - ресивер; 6 - воздуходувка; 7 - вакуум-насос; 8 - насос для откачки фильтрата; 9 - резер вуар фильтрата; 10 - переливные трубопроводы;

11 - трубопр овод опорожнения; 12подача реагентов

Фильтрат из ресивер а удаляется центробежным насосом и направляется в уплотнители, так как фильтрат содержит непрореагировавшие коагулянты, способствующие лучшему уп лотнению.

При вакуум-фильтро вании вакуум составляет 40-65 кПа (300-500 мм. рт. ст.), давление сжатого воз духа для отдува осадка -20-30 кПа (0 ,2-0,3 кгс/см ).

Пропускную способность вакуум-насосов определяют из условия расхода воздуха 0,5 м3 /мин на 1 м2 площади фильтра, а расход с жатого воздуха - 0,1м3/мин на 1 м2 площади фильтра.

При проектировании установок вакуум-фильтрования осадков для их обезвоживания конечная задача расчета состоит в определении в зависимости от количества обрабатываемого осадка числа рабочих и резервных серийно выпускаемых вакуум-фильтров.

38

Таблица 21 Количество рабочих и резервных серийно выпускаемых вакуум-фильтров

и фильтр-прессов и сопутствующего оборудова ния.

На очистных соору жениях некоторых городов производится механическое обезвоживание сброженных осадков (рис. 16) на бар абанных вакуумфильтрах с предварительн ой промывкой и уплотнением осадков и обработкой их химическими реагентам и.

8

Рис. 16. Схе ма процесса обработки и обезвожив ания сб роженных осадков [1, с. 525]:

1 - отстойники и уплотнители; 2 - насосная станция; 3 - метантенки; 4 - подача очищенной сточной жидкости на промывку осадка; 5 - камера смешивания осадка с очищенной сточной жидкостью; 6 - отстойник-илоуплотнитель;

7 - отвод сливной воды в головные очистные сооружения; 8 - приемный резервуар с насосной станцией перекачки осадка; 9 - дозатор-смеси тель химических реагентов с осадком; 10 - склад хранения и узел приготовлен ия раствора хлорного железа; 11 - склад извести и узел приготовления известк овой суспензии; 12 - барабанные вакуум-фильтры; 13 - конвейер обезвоженно го осадка; 14 - су-

шилки; 15 - бункер; 16 - вывоз термически высушенного осадка; 17 - отвод очищенных дымовых газов в атмосферу; 18 - воздуходувка;

19 - вакуум-насосы; 2 0 - ресивер для отделения фильтрата от воздуха; 21 - насосы для откачки фильтрата

39

Обезвоженные осадки далее направляются на сушилки. Вакуум-фильтры работают под вакуумом 0,047-0,053 МПа (350-400 мм. рт. ст) с частотой вращения барабана 0,25 об/мин. Срок службы фильтровальной ткани артикула 56023 составляет в среднем 1200 ч. В фильтрате содержится до 600 мг/л взвешенных веществ.

Производительность вакуум-фильтров составляет 17-22 кг/(м2ч) по сухому веществу осадка при влажности 78-80 %.

Механическое обезвоживание сырых осадков показало устойчивую работу вакуум-фильтров с производительностью 17—40 кг/(м2ч) и влажностью кека 67-80 % при дозе хлорного железа 2-4 % и извести 9-15 % (в пересчете на СаО) массы сухого осадка.

6.3.3.Механическое обезвоживание осадков на фильтр-прессах

Впоследнее время фильтр-прессы находят довольно широкое распространение для обезвоживания осадков сточных вод. Их применяют для обработки сжимаемых аморфных осадков. По сравнению с вакуум-фильтрами при прочих равных условиях после обработки на фильтр-прессах получаются осадки с меньшей влажностью. Фильтр-прессы применяют в тех случаях, когда осадок направляют после обезвоживания на сушку или сжигание или когда необходимо получить осадки для дальнейшей утилизации с минимальной влажностью.

Различают рамные, камерные, мембранно-камерные, ленточные, барабанные и винтовые (шнековые) фильтр-прессы.

Фильтр-прессы ФПАКМ (фильтр-пресс автоматизированный камерный модернизированный, рис. 13) находят довольно широкое распространение. Они

выпускаются промышленностью серийно и имеют площадь поверхности фильтрования 2,5-50 м2.

Технологическая схема процесса фильтр-прессования осадков показана на рис. 17. Осадок из резервуара под вакуумом перепускается в монжус. После заполнения монжуса задвижки 6 и 9 закрываются, а задвижки 5 и 12 открываются и включается компрессор, при котором осадок из монжуса выдавливается

вфильтр-пресс, где обезвоживается.

При необходимости перед подачей на фильтр-пресс в осадок вводятся химические реагенты - хлорное железо, известь, полиакриламид и др.

Наиболее эффективно обезвоживаются на камерных фильтр-прессах осадки производственных сточных вод минерального происхождения. Осадки городских сточных вод обезвоживаются хуже.

40