Обезвоживание осадка: фильтр-прессы, центрифуги
Сокращаем объём осадка в разы и получаем кек, который можно вывозить, сушить или сжигать. Аппарат подбираем по пробе осадка и проектируем узел целиком — от расходной ёмкости до бункера кека.
Жидкий осадок почти целиком состоит из воды, и задача обезвоживания — убрать её как можно больше дешёвым механическим способом. Сначала в осадок вводят флокулянт — органический полимер, который собирает мелкие частицы в крупные хлопья и освобождает воду. Затем воду отделяют: центрифуга-декантер — центробежной силой во вращающемся барабане, ленточный, камерный или шнековый фильтр-пресс — давлением через фильтровальную ткань или сито.
СП 32.13330.2018 требует обезвоживать все жидкие осадки до влажности не более 82 % (п. 9.2.14.22) и держать взвесь в фугате в среднем за месяц не выше 500 мг/л (п. 9.2.14.30). Результат зависит от осадка больше, чем от марки аппарата: сырой осадок первичных отстойников, избыточный ил, сброженный осадок, флотошлам и гидроксидные шламы отдают воду по-разному. Поэтому аппарат и дозу флокулянта подбираем по пробе.
Когда кек нужен суше — для сжигания, использования как топлива или чтобы сократить вывоз, — после обезвоживания ставят термическую сушку. Наш объект — цех термомеханической обработки осадка на водоканале города-миллионника: 340 т/сут, две линии барабанной сушки (подробнее). ООО «ПЛАЗКАТ» работает с 2006 года и ведёт объект полным циклом: проектирование, изготовление, строительно-монтажные и пусконаладочные работы. Задача целиком — на странице обезвоживание и сушка осадка.
Когда применять и когда нет
Подходит
- Осадок городских или промышленных КОС нужно довести до влажности не выше 82 % перед вывозом (СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.22)
- Новые очистные от средних по мощности: механическое обезвоживание обязательно, иловые площадки — только резерв
- Иловые площадки переполнены, их хотят вывести из работы или сократить санитарно-защитную зону
- Флотошлам, гидроксидные шламы гальваники, осадки водоподготовки (ИТС 8-2022, НДТ В-10, В-12)
- Осадок готовят к термической сушке или сжиганию
Не подходит
- Сверхмалые и малые очистные с небольшим количеством осадка — СП 32.13330.2018 допускает там мешочные фильтры (п. 9.2.14.24)
- Осадок с песком и крупными включениями без пескоудаления и процеживания — изнашиваются шнек центрифуги и ткани прессов
- Нужен сухой продукт для топлива или сжигания — механика его не даст, после неё ставят термическую сушку
Типовая схема очистки
- Расходный резервуар с мешалкойПринимает осадок и выравнивает его подачу. Осадок держат не дольше 24 ч, чтобы он не загнивал.
- Станция приготовления флокулянтаРастворяет и дозирует полимер, который собирает частицы в крупные хлопья.
- Центрифуга-декантер или камерный фильтр-прессОтделяет воду: центрифуга — центробежной силой, пресс — давлением через ткань. Фугат или фильтрат возвращается на очистные.
- Шнековый транспортёр и бункер кекаПринимают кек и выгружают его в автотранспорт или подают на сушку.
- Барабанная установка термической сушкиВысушивает кек до гранулята. Нужна, когда осадок идёт на сжигание, в топливо или требуется сократить вывоз.
Параметры
Пункты 9.2.14 СП 32.13330.2018 написаны для осадков городских сточных вод и близких к ним по составу. Для промышленных шламов это ориентир.
| Параметр | Значение | Где установлено |
|---|---|---|
| Влажность обезвоженного осадка | не более 82 % | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.22 |
| Взвешенные вещества в фугате или фильтрате | не более 500 мг/л в среднем за месяц | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.30 |
| Реагенты | органические флокулянты; при обосновании — другие реагенты, присадки и подогрев осадка | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.25 |
| Аппараты | центрифуги (декантеры), ленточные, камерные и шнековые фильтр-прессы; на КОС до небольших — мешочные фильтры | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.24 |
| Расходные резервуары перед обезвоживанием | с перемешиванием, время пребывания не более 24 ч | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.23 |
| Резерв при наличии резервных иловых площадок | фильтр-прессы: 1 при числе рабочих до 3, 2 — при 4 и более; центрифуги: 1 при числе рабочих до 2, 2 — при 3 и более | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.32 |
| Резерв без иловых площадок | фильтр-прессы при работе 16 ч/сут и более — 2 резервных; центрифуги — 2 при числе рабочих до 4, 3 — при большем | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.32 |
| Термофильно сброженный осадок | центрифуги-декантеры с прямой подачей горячего осадка после метантенков | СП 32.13330.2018, п. 9.2.14.26 |
Источник: СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (с изм. № 1–3), пп. 9.2.14.22–9.2.14.32; ИТС 8-2022, НДТ В-10, В-11, В-12
Сравнение
| Критерий | Центрифуга-декантер | Камерный фильтр-пресс | Ленточный фильтр-пресс |
|---|---|---|---|
| Режим работы | Непрерывный | Периодический: заполнение, отжим, выгрузка | Непрерывный |
| Сухость кека | Средняя или высокая, зависит от осадка | Обычно самая высокая из трёх | Обычно ниже, чем у центрифуги и камерного пресса |
| Запах и площадь | Закрытый аппарат, компактный | Крупнее, выгрузка кека открытая | Открытая лента, нужна местная вытяжка |
| Энергия | Выше: привод барабана | Насосы подачи и отжима | Ниже |
| Промывная вода | Только при остановке | Периодическая промывка тканей | Постоянная промывка ленты |
| Сброженный горячий осадок | Рекомендует СП 32.13330.2018 | В п. 9.2.14.26 не упомянут | В п. 9.2.14.26 не упомянут |
Где применяли
Водоканал города-миллионника: электролизная установка гипохлорита, 8 ячеек 8 электролизных ячеек по 6,0–6,5 кг активного хлора в час. Поставка, монтаж и пусконаладка с подтверждением проектных показателей. НПЗ в Орске: озонаторная установка для очистки технологических стоков Поставили озонаторную установку для блока озонирования технологических стоков нефтеперерабатывающего завода. Водоканал города-миллионника: цех термической сушки осадка, 340 т/сут Две линии барабанной сушки перерабатывают 340 тонн осадка в сутки. На выходе — до 100 тонн сухого гранулята в сутки. Вопросы и ответы
Центрифуга или фильтр-пресс?
Центрифуга работает непрерывно, закрыта и компактна, её удобно автоматизировать. Камерный фильтр-пресс обычно даёт самый сухой кек, но работает циклами и занимает больше места. Ленточный проще и экономичнее по энергии, зато открыт и требует промывной воды. Выбор делаем по пробе осадка и требованиям к кеку.
Сколько флокулянта нужно?
Зависит от осадка и аппарата. Дозу подбирают на пробе и считают в килограммах на тонну сухого вещества. СП 32.13330.2018 требует, чтобы реагенты обеспечивали максимальную сухость кека для выбранного оборудования (п. 9.2.14.30).
Что делать с фугатом?
Обычно его возвращают в начало очистки. Фугат после сброженного осадка несёт много азота и фосфора, и это добавляет нагрузку на биологию. СП 32.13330.2018 (п. 9.2.14.35) допускает его локальную очистку — например, извлечение фосфатов в виде струвита.
Нужна ли сушка после обезвоживания?
Когда осадок отправляют на сжигание, используют как топливо или сырьё или нужно резко сократить вывоз. СП 32.13330.2018 (п. 9.2.14.53а) требует обосновать сушку технико-экономическим сравнением с другими вариантами утилизации.
Какие данные нужны для подбора?
Вид осадка (сырой, избыточный ил, сброженный, флотошлам, гидроксидный шлам), его расход и концентрация сухого вещества, зольность, график работы, требования к кеку и куда его вывозят. Лучше всего — проба осадка.