Какие основные типы оборудования для сгущения осадка используются при очистке сточных вод?

На очистных сооружениях образуется большое количество осадка как побочного продукта процесса очистки воды. Этот ил состоит из воды, органических веществ и неорганических твердых веществ, и эффективное управление им является одной из наиболее важных проблем в управлении сточными водами. Прежде чем осадок можно будет подвергнуть дальнейшей обработке путем разложения, обезвоживания или утилизации, его необходимо сгустить. Утолщение осадка — это процесс уменьшения содержания воды в осадке с целью увеличения его концентрации твердых веществ. Этот шаг помогает минимизировать объем осадка, снижая как эксплуатационные затраты, так и воздействие на окружающую среду.
Для этого используются различные виды оборудование для сгущения осадка используются. В каждом типе используются разные механические или гравитационные принципы отделения воды от твердых веществ. Выбор оборудования зависит от таких факторов, как характеристики осадка, размер установки, эксплуатационные требования и энергоэффективность. В этой статье рассматриваются основные типы оборудования для сгущения осадка, используемого при очистке сточных вод, принципы их работы, преимущества, ограничения и области применения.

1. Гравитационные загустители

Принцип работы
Гравитационные загустители основаны на естественных свойствах осаждения ила. Ил вводится в большой круглый резервуар (по конструкции похожий на отстойник), где под действием силы тяжести твердые частицы оседают на дно, а осветленная вода поднимается наверх.
Преимущества
Низкое энергопотребление поскольку он работает в основном за счет силы тяжести.
Простая конструкция и эксплуатация, что упрощает обслуживание.
Экономически эффективно для крупных заводов с достаточным количеством земли.
Ограничения
Для установки требуется большая земельная площадь.
Эффективность осаждения может быть медленной и сильно зависеть от свойств ила.
Для оптимальной работы может потребоваться химическое кондиционирование (например, полимеры).
Приложения
Гравитационные загустители обычно используются на городских очистных сооружениях, особенно там, где наличие земли не является проблемой. Они подходят для первичных и вторичных осадков с умеренными характеристиками осаждения.

2. Загустители для воздушной флотации (DAF).

Принцип работы
Флотация растворенным воздухом использует микропузырьки для отделения твердых частиц от воды. В этом процессе воздух растворяется в воде под давлением, а затем выбрасывается в шламонакопитель. По мере того, как пузырьки поднимаются, они прикрепляются к частицам ила, заставляя их всплывать на поверхность, где они образуют толстый слой накипи, который можно удалить механически.
Преимущества
Эффективен для легкого, маслянистого или загрязненного осадка, который с трудом осаждается под действием силы тяжести.
Образует ил с более высокой концентрацией твердых веществ, чем гравитационные загустители.
Компактная конструкция требует меньше места по сравнению с гравитационными системами.
Ограничения
Более высокие затраты на электроэнергию из-за систем наддува и насосных систем.
Требует специализированной эксплуатации и обслуживания.
Для улучшения производительности могут потребоваться химические коагулянты или флокулянты.
Приложения
Загустители DAF широко используются в таких отраслях, как пищевая промышленность, нефтеперерабатывающие заводы и очистные сооружения городских сточных вод, где осадок содержит жиры, масла или легкие твердые вещества, которые сопротивляются гравитационному осаждению.

3. Барабанные сгустители (RDT)

Принцип работы
В сгустителях с вращающимся барабаном используется медленно вращающийся барабан, покрытый фильтрующей сеткой. Шлам подается в барабан, а вода проходит через сито, в то время как твердые частицы задерживаются и постепенно загустевают. Мягкое перекатывание улучшает дренаж, не повреждая хлопья осадка.
Преимущества
Компактный и компактный дизайн, подходящий для растений с ограниченной площадью земли.
Можно добиться стабильной производительности загущения.
Работает непрерывно с низкими трудозатратами.
Ограничения
Экраны могут засоряться и требовать регулярной очистки.
Не идеален для осадков с очень мелкими частицами или сильно изменчивым составом.
Умеренное энергопотребление по сравнению с гравитационными загустителями.
Приложения
Сгустители с вращающимся барабаном обычно используются на городских предприятиях среднего размера и в промышленности. Они эффективны для отработанного активного ила (WAS), который, как правило, трудно загустить под действием одной только силы тяжести.

4. Ленточные фильтры-загустители (BFT).

Принцип работы
В ленточных фильтрах-загустителях используется движущаяся пористая лента, которая позволяет воде стекать, в то время как твердые частицы задерживаются и загущаются. Кондиционированный ил распределяется по ленте, и за счет сочетания гравитационного дренажа и легкого давления вода удаляется.
Преимущества
Можно достичь высокой концентрации твердых веществ по сравнению с гравитационными методами.
Непрерывная работа с относительно небольшими потребностями в рабочей силе.
Гибкий и может перерабатывать различные типы осадков с помощью химического кондиционирования.
Ограничения
Для эффективного загущения часто требуется использование химикатов (полимеров).
Движущиеся части и ремни требуют регулярного обслуживания и замены.
Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гравитационными загустителями.
Приложения
Ленточные фильтры-сгустители широко используются на средних и крупных предприятиях по переработке отходов активного ила, для которых полезно механическое сгущение. Их часто используют в качестве этапа предварительного загущения перед обезвоживанием с помощью ленточного пресса или центрифуги.

5. Центробежные загустители

Принцип работы
Центробежные загустители используют высокоскоростное вращение для создания центробежной силы, которая отделяет воду от твердых частиц на основе разницы в плотности. Ил подается во вращающуюся чашу, где твердые частицы вытесняются наружу, а вода выбрасывается внутрь и удаляется.
Преимущества
Высокоэффективен для сгущения самых разных шламов.
Компактное оборудование, идеально подходящее для предприятий с ограниченным пространством.
Образует ил с высокой концентрацией твердых веществ.
Относительно быстрая обработка по сравнению с гравитационными методами.
Ограничения
Высокое энергопотребление из-за непрерывного вращения.
Требуются квалифицированные операторы и регулярное техническое обслуживание.
Более высокие первоначальные капитальные затраты по сравнению с гравитационными загустителями.
Приложения
Центробежные сгустители используются как на коммунальных, так и на промышленных предприятиях, где требуется высокоэффективное сгущение. Они особенно подходят для объектов с ограниченным пространством, но с большим объемом осадка.

6. Гравитационные ленточные загустители (GBT).

Принцип работы
Гравитационные ленточные загустители сочетают в себе простоту гравитационного дренажа с эффективностью ленточной системы. Шлам кондиционируется и распределяется по пористой движущейся ленте. Сила тяжести позволяет воде стекать через ленту, а мягкие прижимные ролики могут улучшить обезвоживание.
Преимущества
Образует однородный уплотненный ил, пригодный для последующей переработки.
Низкое энергопотребление по сравнению с центрифугами.
Может перерабатывать большие объемы отходов активного ила.
Ограничения
Производительность может варьироваться в зависимости от характеристик осадка.
Ремни требуют частой очистки во избежание засорения.
Для достижения наилучших результатов требуется кондиционирование полимера.

Приложения

Гравитационные ленточные сгустители широко используются на городских очистных сооружениях как экономичный метод сгущения активного ила отходов.

Сравнение основных типов

Заключение

Утолщение осадка играет жизненно важную роль в очистке сточных вод за счет уменьшения объема осадка, улучшения обращения и снижения затрат на обработку и утилизацию. Основные типы оборудования для сгущения осадка — гравитационные сгустители, установки флотации растворенным воздухом, сгустители с вращающимся барабаном, сгустители с ленточными фильтрами, центробежные сгустители и гравитационные ленточные сгустители — каждый из них имеет определенные преимущества и ограничения.
Выбор оборудования зависит от характеристик осадка, доступной земли, энергетических соображений и размера установки. Например, гравитационные загустители лучше всего подходят для крупных муниципальных объектов с наличием свободного места, а центробежные загустители больше подходят для компактных и высокоэффективных применений. Загустители DAF отлично справляются с переработкой нефтесодержащих шламов, а ленточные системы идеально подходят для удаления активного ила.
Выбрав подходящую технологию сгущения, станции очистки сточных вод могут повысить эффективность, снизить эксплуатационные расходы и обеспечить устойчивые методы управления осадком.