Обработка осадков
.pdf81
3.1. Вакуум-фильтры
Эти аппараты позволяют обезвоживать практически любые виды осадков. Наибольшее распространение получили барабанные вакуумфильтры типа БОУ и БсхОУ. Последние имеют существенное преимущество перед первыми, т.к. в них регенирация фильтрующего полотна осуществляется не прерывно, что позволяет достаточно эффективно обезвоживать заиливающие осадки, например, сырой осадок из первичных отстойников. В том и другом случаях рекомендуется предварительная промывка осадка.
Необходимое число рабочих вакуум-фильтров,
n = |
F |
, |
(169) |
F |
|||
|
1 |
||
|
|
|
где: F – необходимая площадь фильтрования, м2;
F1 – площадь поверхности фильтрования одного вакуум-фильтра, м2, принимается по паспортным данным серийно выпускаемых аппаротов или справочным данным, например, по табл.14.
Необходимая площадь фильтрования, м2,
F = |
1000 Mсух |
, |
(170) |
|
|
TL |
|||
|
|
|
здесь: Mсух – суточный расход обевоживаемого осадка по сухому веществу, т/сут;
82
T – продолжительность работы вакуум-фильтров в сутки, T = 20…22 ч;
L – удельная производительность вакуум-фильтров по сухому веществу осадка, кг/(м2 ч).
Суточный расход осадка по сухому веществу, т/сут,
M |
сух |
o u |
, |
(171) |
|
=Qc +Qc |
при чем: Qco и Qcu – суточный расход, соответственно, осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила по сухому веществу, определяемые по формулам (124) и (126).
Удельная производительность вакуум-фильтров по сухому веществу, кг/(м2·ч), может быть принята в зависимости от вида обезвоживаемого осадка по усредненым данным (табл.15) или рассчитана с учетом конкретных условий осуществления процесса факуум-
фильтрования по формуле |
|
|
|
|
100 −Wk |
ρmP(100 −Wн) ,(172) |
|
|
|
|
ηMR |
L = 0,24 W |
−W |
||
|
н |
k |
|
где: Wk – влажность кека, % (табл.15);
Wн – влажность осадка, поступающего на обезвоживание, %;
S – плотность поступающего на обезвоживание осадка, ρ = 1 т/м3; m – доля времени вакуумирования в общей продолжительности
полного фильтроцикла, m = 50…80%;
Р – величина рабочего вакуума, Р = 40000…65000 Па;
83
η - вязкость фильтрата, η = 1 сПз; М – период одного оборота барабана вакуум-фильтрата, мин;
R – сопротивление осада фильтрованию, см/г. Период одного оборота барабана вакуу-фильтра, мин,
100 t
М = |
, |
(173) |
60m |
|
здесь, t - продолжительность фильтрации, t = 24…370с. Сопротивление осадка фильтрованию, см/г,
R = r 10 |
−10 |
, |
(174) |
|
|
|
при чем, r – удельное сопротивление осадка, принимается по табл.16.
Общее число вакум-фильтров
N = n +nр , |
(175) |
здесь, np – число резервных вакуум-фильтров, принимается: при числе рабочих аппаратов до 3 единиц – np = 1; при числе рабочих аппаратов от 4 до 10 единиц – nр = 2.
84
Таблица 14
Технические характеристики барабанных вакуум-фильтров Марка вакуум-фильтров
Показатель |
БОУ-5-1,75 |
БОУ-10-2,6 |
БОУ-20-2,6 |
БОУ-40-3-4 |
БОУ-40-3-7 БОУ-40-3-8 |
5-1,75 |
10-2,6 |
20-2,6 |
40-3,4 |
|
|
Б |
Б |
Б |
Б |
||||||
|
|
|
|
|
|
ОУ- |
ОУ- |
ОУ- |
ОУ- |
|
|
|
|
|
|
|
сх |
сх |
сх |
сх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности |
5 |
10 |
20 |
40 |
40 |
5 |
10 |
20 |
40 |
|
фильтрования, м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
1762 |
2612 |
2612 |
3000 |
3000 |
1750 |
2600 |
2600 |
3400 |
|
барабана, мм |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Длина барабана, |
960 |
1350 |
2702 |
4400 |
4400 |
1000 |
1330 |
2700 |
3800 |
|
мм |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Частота |
0,13…2 |
0,13…2 |
0,13…2 |
0,44…1,18 |
0,15…1,5 |
0,108…2,05 |
0,13…1,5 |
0,13…2 |
0,1…1,45 |
|
вращения |
||||||||||
барабана, мин-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электродвигателя |
1,1 |
2,2 |
3 |
3,3…4,1 |
4 |
1,1 |
1,7 |
3 |
5,5 |
|
привода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
барабана, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 15 |
|
|
Основные характеристики процесса вакуум-фильтрования |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельная |
|
|
Характеристика обрабатываемого |
производительность |
Влажность |
||||||
|
|
осадка |
|
|
по сухому веществу |
кека, % |
||
|
|
|
|
|
|
осадка, кг/(м2·ч) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
||||
Сброженный |
осадок из |
первичных |
25…35 |
75…77 |
||||
отстойников |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
Сброженная в |
мезофильных |
условиях |
|
|
||||
смесь |
осадка |
из |
первичных |
20…25 |
78…80 |
|||
отстойников и активного ила, аэробно |
||||||||
|
|
|||||||
стабилизированный активный ил |
|
|
||||||
|
|
|
||||||
Сброженная в термофильных условиях |
|
|
||||||
смесь |
осадка |
из |
первичных |
17…22 |
78…80 |
|||
отстойников и активного ила |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Сырой |
осадок |
из |
первичных |
30…40 |
72…75 |
|||
отстойников |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
||||||
Смесь сырого осадка из первичных |
|
|
||||||
отстойников и уплотненного активного |
20…30 |
75…80 |
||||||
ила |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Уплотненный |
активный |
ил |
станций |
8…12 |
85…87 |
|||
аэрации населенных пунктов |
|
|||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
Примечание. |
Для вакуум-фильтрования сырых осадков следует |
предусматривать барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном.
86
Таблица 16 Значения удельного сопротивления осадка фильтрованию.
|
|
|
|
Удельное сопротивление |
|
|
|
|
|
осадка r·10-10, см/г |
|
Характеристика обрабатываемого осадка |
|
|
|||
Исходного |
После |
||||
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
коагуляции |
|
|
|
|
|
промытого |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
Сброженный |
осадок |
из |
первичных |
200…10000 |
10…60 |
отстойников |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сброженная в мезофильных условиях смесь |
|
|
|||
осадка из первичных отстойников и |
1300…8100 |
20…50 |
|||
активного ила, аэробно стабилизированный |
|||||
активный ил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сброженная в термофильных условиях смесь |
|
|
|||
осадка из первичных отстойников и |
1500…3000 |
15…35 |
|||
активного ила |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сырой осадок из первичных отстойников |
50…1000 |
5…40 |
|||
|
|
|
|||
Смесь сырого осадка из первичных |
150…500 |
15…40 |
|||
отстойников и уплотненного активного ила |
|
|
|||
|
|
|
|||
Уплотненный активный ил станций аэрации |
1000…5000 |
5…40 |
|||
населенных пунктов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87
Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к вакуумфильтру определяется с использованием формул (28) и (27).
Количество кека, снимаемого с вакуум-фильтров, м3/сут,
Qk = Q |
100 |
−Wн |
. |
(176) |
||
|
|
|
|
|||
|
100 −Wk |
|||||
|
|
|
||||
Расход фильтрата, м3/сут, |
|
|
|
|
|
|
Qф = Q −Qk . |
|
(177) |
Диаметр трубопровода для отвода фильтрата на очистку, м,
Dф = |
4Qф |
, (178) |
|
24 3600πvф |
|
|
|
где, vф – скорость движения фильтрата в трубопроводе, принимается при безнапорном двидении – vф = 0,8…1,0 м/с; при напорном движении – vф = 3 м/с.
Диаметр трубопровода для отвода фильтрата от одного вакуумфильтра, м,
|
88 |
|
|
dф = |
4Qф |
, (179) |
|
24 3600πnv' |
|||
|
|||
|
ср |
|
здесь, v′ср – скорость движения фильтрата в трубопроводе, принимается аналогично предыдущей формуле.
Потребное количество воздуха на продувку фильтрующего полотна вакуум-фильтров, м3/мин,
Qв = qвF1n , (180)
при этом, qв – удельный расход воздуха, qв = 0,1 м3/(м2 мин). Диаметры трубопроводов подачи воздуха к вакуум-фильтрам и к
одному вакуум-фильтру, м,
Dв = 4Qв
60πvв
dв = |
4Qв |
60πnv' |
|
|
в |
, (181)
, (182)
89
где vв и v′в – скорость движения воздуха в соответствующих трубопроводах, принимаются: для трубопроводов больших диаметров – 10…15 м/с; для трубопроводов малых диаметров – 4…5 м/с.
Общий расход отсасываемого от вакуум-фильтров воздуха при нормальных условиях, м3/мин,
Qв′ |
= qв′F1n , |
(183) |
здесь, q′в – удельный |
расход отсасываемого |
воздуха, |
q′в = 0,5 м3/(м2 мин).
Общий расход отсасываемого от вакуум-фильтров воздуха при рабочих условиях, м3/мин,
Qв′′ = |
РoQв′T , |
(184) |
|
ToP
где: Pо – давление воздуха при нормальных условиях, Ро = 0,1Мпа; Tо – температура воздуха при нормальных условиях, Tо = 273 0К; Р – давление воздуха при рабочих условиях (рабочий вакуум),
Мпа;
T – температура воздуха при рабочих условиях, T = 288…3030К. Диаметры трубопроводов для отвода отсасываемого от вакуум-
фильтров и от одного вакуум-фильтра воздуха, м,
90
Дв′′ = |
4Qв′′ |
|
60πvв |
||
|
||
dв′′ = |
4Qв′′ |
|
60πnvв |
||
|
, (185)
. (186)
Для промывки фильтующего полотна используется очищеная сточная вода. Расходы этой воды, м3/мин, необходимые для всех вакуумфильтров и для одного вакуум-фильтра определяются, соответственно, по формулам
Qпф = qпф F1n
Qпф1 = qпф F1
, (187)
, (188)
здесь, qфп – удельный расход промывной воды, qфп = 0,004 м3/(м2 мин) при добавлении – не менее 0,3 Мпа.
Диаметры трубопроводов подачи промывной воды, м, соответственно,
Dп = |
4Qф |
|
|
п , |
(189) |
||
|
|||
|
60πv |
|