Обезвоживающая машина с винтовым прессом и фильтр с винтовым прессом: полное руководство

Что такое Винтовой пресс для обезвоживания ?

Машина для обезвоживания шнековым прессом представляет собой механическое устройство для обработки осадка, которое удаляет воду из осадка, продвигая его через постепенно сужающийся канал с помощью медленно вращающегося винтового вала. По мере того, как шлам движется от входного отверстия к выпускному концу, уменьшение шага между витками шнека приводит к увеличению внутреннего давления, вытесняя свободную и поровую воду наружу через окружающий фильтрационный экран, в то время как обезвоженный осадок непрерывно выходит на пластину противодавления.

В отличие от центрифуг или ленточных прессов, обезвоживающие машины с шнековыми прессами работают на очень низких скоростях вращения. 2–5 об/мин — что дает им ряд практических преимуществ: минимальный шум, низкая вибрация, низкое энергопотребление, возможность работы с труднообезвоживаемыми осадками, в том числе волокнистыми, маслянистыми и биологически активными материалами. Эти характеристики сделали технологию шнекового пресса все более распространенной на муниципальных и промышленных очистных сооружениях, где простота эксплуатации и снижение затрат на техническое обслуживание являются приоритетами.

Типичное содержание твердых веществ в кеке, достижимое с помощью шнекового пресса, колеблется от От 15% до 30% сухих веществ (DS) в зависимости от типа осадка, кондиционирования полимера и конфигурации машины - в целом сравнимо с производительностью ленточного фильтр-пресса и ниже того, что могут достичь пластинчатые фильтр-прессы для химических шламов, но поставляется со значительно меньшим вниманием оператора и полностью закрытой, не допускающей запахов конструкцией.

Винтовой пресс-фильтр : Основные компоненты и как они взаимодействуют

Термин «шнековый пресс-фильтр» относится конкретно к фильтрующему узлу в центре обезвоживающей установки — комбинации вращающегося винтового вала и окружающего статического или динамического фильтрующего экрана, через который стекает отделенная вода. Понимание функции каждого компонента позволяет понять, почему производительность различается в зависимости от конструкции машины и почему определенные конфигурации лучше подходят для определенных типов осадка, чем другие.

• Винтовой вал и скребки — центральный винтовой шнек транспортирует шлам из зоны подачи к разгрузочному концу. Во многих конструкциях диаметр вала увеличивается по направлению к выходному отверстию («конический винт»), чтобы постепенно уменьшить объем канала и создать давление сжатия, не полагаясь исключительно на сопротивление противодавлению.
• Фильтрующая сетка или барабан — окружает шнек и обеспечивает дренажную поверхность, через которую выходит фильтрат. Материалы включают клиновую проволоку из нержавеющей стали, перфорированную пластину и тканую сетку с размерами отверстий, обычно варьирующимися от от 0,2 до 1,0 мм выбирается на основе гранулометрического состава частиц ила.
• Пакет подвижных колец/фиксированных колец (ламельного типа) — в усовершенствованной конструкции шнекового пресс-фильтра используются чередующиеся фиксированные и плавающие кольца, а не сплошное сито, что создает самоочищающиеся зазоры, предотвращающие засорение; эта конфигурация особенно эффективна для мелкодисперсных биологических осадков.
• Разгрузочная пластина противодавления — регулируемый элемент сопротивления на выходе кека, контролирующий длину зоны сжатия и конечную сухость кека; увеличение противодавления увеличивает содержание DS, но также увеличивает потребность в энергии и потенциальный риск ослепления экрана.
• Блок кондиционирования полимеров — большинство систем шнековых прессов включают стадию флокуляции/кондиционирования на входе, где полимер дозируется и смешивается с поступающим шламом для агрегации мелких частиц, что значительно улучшает как скорость дренажа, так и конечную сухость кека.

Типы обезвоживающих машин шнекового пресса: сравнительный обзор

Появилось несколько различных конфигураций шнековых прессов, предназначенных для решения всего спектра характеристик осадка, встречающегося при муниципальной и промышленной переработке. Выбор правильного типа требует соответствия конструкции машины характеристикам обезвоживания осадка — шаг, который существенно влияет как на капитальные затраты, так и на долгосрочные эксплуатационные характеристики.

Ламеллярная конструкция доминирует в муниципальных и легких промышленных применениях для биологического ила благодаря механизму самоочистки, который исключает частые циклы ручной очистки, необходимые для обычных барабанных сит при работе с липким, мелкодисперсным активированным илом. Для более тяжелых промышленных осадков — особенно тех, которые образуются в результате химического осаждения или переработки полезных ископаемых — конфигурации высокого давления с прочными материалами сит обеспечивают превосходную сухость кека и меньшие объемы утилизации.

Ключевые параметры производительности и способы их оценки

Выбор обезвоживающей машины с винтовым прессом требует одновременной оценки нескольких взаимозависимых параметров производительности. Оптимизация одного отдельного процесса (например, максимизация сухости кека) часто снижает производительность других, таких как пропускная способность или качество фильтрата.

• Скорость улавливания твердых частиц — процент общего количества поступающих твердых веществ, остающихся в осадке, а не прошедших через сито в фильтрат. Хорошо кондиционированный ил, пропущенный через шнековый пресс подходящего размера, должен 95–99% улавливание твердых частиц; значения ниже 90% указывают на плохую кондиционирование полимера, неправильную апертуру сита или чрезмерную скорость подачи.
• Пропускная способность - измеряется в кг сухих твердых веществ в час (кг сухого вещества/ч), определяет, сколько единиц требуется для заданной скорости производства осадка. Увеличение пропускной способности увеличивает капитальные затраты; занижение размера создает узкие места в очистке в периоды пикового образования ила.
• Удельное энергопотребление — обезвоживающие машины с винтовыми прессами относятся к наиболее энергоэффективным технологиям обезвоживания, обычно потребляющим 0,01–0,05 кВтч на кг сухого вещества — значительно ниже, чем центрифуги (0,05–0,15 кВтч/кг сухого вещества) и сравнимы по энергопотреблению с ленточными прессами при закрытой работе.
• Расход полимера — дозы катионного полиакриламида (ПАМ) для биологического ила обычно варьируются от 3–8 кг полимера на тонну ДС ; оптимизация посредством тестирования в банках перед вводом в эксплуатацию значительно снижает текущие затраты на полимеры и повышает стабильность качества кека.
• Фильтрат взвешенных веществ — возвратный фильтрат с высоким ОСВ нагружает головные сооружения и увеличивает гидравлическую нагрузку очистных сооружений; целевой фильтрат TSS ниже 500 мг/л для операций по обезвоживанию хорошо кондиционированного биологического осадка.

Винтовой пресс против других технологий обезвоживания: где он выигрывает, а где нет

Обезвоживающие машины с винтовыми прессами занимают особую нишу производительности в более широком спектре технологий обезвоживания. Понимание того, в чем эта технология превосходит альтернативы и где другие технологии являются более подходящими, имеет важное значение для принятия экономически эффективных решений об оборудовании на этапе проектирования объекта.

По сравнению с ленточными фильтр-прессами: Винтовые прессы исключают открытое воздействие ленты, которое создает проблемы с запахом и аэрозолями в закрытых зданиях, не требуют промывочной воды (экономия 1–3 м³ в час технологической воды на единицу) и требуют значительно меньшего участия оператора. Ленточные прессы сохраняют преимущество в производительности при работе с очень большими объемами и могут перерабатывать некоторые типы осадков, которые плохо сжимаются в шнековых конфигурациях.

По сравнению с центрифугами: Винтовые прессы потребляют значительно меньше энергии, производят гораздо меньше шума и вибрации, имеют меньшие капитальные затраты для малых и средних диапазонов производительности и требуют меньшего обслуживания точной балансировки. Центрифуги превосходят шнековые прессы в тех случаях, когда требуется очень высокая степень сухости кека из маслянистых или труднофильтруемых шламов, а также в конфигурациях, где компактность оправдывает более высокие энергетические и капитальные затраты.

По сравнению с пластинчато-рамными фильтр-прессами: Винтовые прессы работают непрерывно, а не порционно, устраняя трудоемкий цикл разгрузки кека и снижая изменчивость потребности в полимере. На пластинчато-рамных прессах достигается значительно более высокая сухость кека — до 45% ДС - для химических и минеральных шламов, где минимизация объема утилизации является первоочередной задачей и допустима периодическая обработка.

Для биологической очистки осадка на промышленных объектах, обрабатывающих сточные воды химических заводов, типографий, швейных фабрик и бумажных фабрик, где объемы осадка умеренные, работа в закрытом помещении предпочтительна, а труд оператора ограничен, обезвоживающие машины с шнековыми прессами представляют собой хорошо сбалансированное решение с точки зрения капитальных затрат, эксплуатационных затрат и показателей производительности.

Рекомендации по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию

Машины для обезвоживания шнековыми прессами относятся к числу наиболее простых в установке и эксплуатации устройств для обработки осадка, но несколько практических соображений во время ввода в эксплуатацию и текущего обслуживания определяют, соответствуют ли долгосрочные характеристики проектным ожиданиям.

• Ввод в эксплуатацию полимерной системы — Перед запуском необходимо провести испытания в ясе с реальным заводским илом. Тип полимера (плотность заряда, молекулярная масса), скорость дозирования и соотношение воды для разбавления существенно влияют на качество кондиционирования и должны быть оптимизированы для конкретного осадка, прежде чем будет достигнута целевая производительность.
• Консистенция подаваемого осадка — шнековые прессы работают лучше всего при относительно постоянной концентрации твердых веществ в питании, обычно 0,5–4% сухих веществ для биологического ила. Сильно меняющаяся концентрация сырья приводит к неравномерной сухости кека и усложняет регулировку противодавления.
• Частота проверки экрана - даже самоочищающиеся ламельные конструкции выигрывают от еженедельного визуального осмотра пакета колец на предмет износа или деформации; барабанные сита непрерывного действия требуют периодической ручной очистки с помощью мойки высокого давления и промывки кислотой каждые 1–3 месяца в зависимости от тенденции к образованию накипи.
• Контроль износа винтовых витков — износ скребка на напорном конце ускоряется в абразивных шламах; измерение зазора между скребками и поверхностью сита каждые 6–12 месяцев позволяет выявить износ до того, как он повлияет на сухость кека или приведет к повреждению сита.
• Смазка приводного узла — замена трансмиссионного масла с интервалом, установленным производителем (обычно каждые 2000–4000 часов работы), является основным требованием планового технического обслуживания системы привода; пренебрежение этим этапом является наиболее распространенной причиной преждевременного выхода из строя редуктора в агрегатах непрерывного действия.

При правильном вводе в эксплуатацию и обслуживании шнековые обезвоживающие машины обычно имеют срок службы, превышающий 10–15 лет с минимальным незапланированным простоем, что делает их надежными долгосрочными инвестициями в объекты, где обезвоживание осадка является постоянной эксплуатационной потребностью.