Способ обезвоживания осадков и устройство для его осуществления

Способ обезвоживания осадков и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК („)SU(„) (5D4 В 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1

ЖС"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И .

М АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j х х:;, . (21) 4100615/29-26 (22) 07.08.86 (46) 15.04.88. Бюл. №- 14 (72) С.В.Яковлев, И.С.Туровский, А.С.Керин, Ю.В.Гутин и 10.И.Туровский (53) 66.067.3(088.8) (56) Патент США ¹ 3774760, кл. 100/118, 1971. (54) С11ОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для обезвоживания осадков, получаемых в процессе очистки городских, сточных промышленных и природных вод, и позволяет повысить производительность устройства, упростить его конструкцию и снизить влажность осадка. Устройство для обезвоживания осадка, реализующее способ, содержит бесконечную эластичную пористую фильтровальную ленту 1, фрам проходящую по направляющим элементам 2 через отжимные элементы 3 и 4, а также приемные лотки осадка 5, прессующие элементы 6, ножи 7 для съема осадка, емкости для сбора фильтрата 8 и обезвоженного осадка 9. Отжимные элементы 4, расположенные в нижней части фильтровальной ленты 1, выполнены перфорированными и имеют диаметр больше, чем отжимные элементы 3 в верхней части, в соотношении (1,5-2,0): 1. Обезвоживание осадка ведут одновременно в верхней части с наружной и в нижней части с внут ренней стороны фильтровальной ленты, толщина которой составляет 4/5-9/10 высоты слоя находящегося на ней осадка, при удельном сопротивлении фильтрации исходного осадка (1-1000)х ю х10 см/г и продолжительности обезво- С живания 6-300 с. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.

1388083

Изобретение относится к обезвоживанию осадков и может найти применение в различных областях промышленности, например для обезвоживания (или сгущения) осадков, получаемых в процессе очистки городских и промышленных сточных, а также природных вод.

Целью изобретения является ловы- 10 шение производительности и упрощение конструкции устройства, а также уменьшение влажности обезвоженного осадка.

На фиг. 1 изображена схема устрой- 15 ства для обезвоживания осадков; на фиг. 2 — график, по которому производится выбор продолжительности процесса обезвоживания в зависимости от значения удельного сопротивления 20 фильтрации исходного осадка; на фиг. 3 — принципиальная схема устройства для управления продолжительностью процесса обезвоживания в зависимости от удельного сопротивления. 25

Устройство для обезвоживания осадка содержит бесконечную эластичную пористую фильтровальную ленту .i, проходящую по направляющим элемента (роликам) 2 через отжимные элементы (ро- 30 лики) 3 и 4, а также приемные лотки 5 осадка, прессующие элементы (ролики)

6, ножи 7 для съема осадка, емкости 8 и 9 для сбора фильтрата и обезвоженного осадка соответственно.

Устройство для.обезвоживания осадков работает следующим образом.

Осадок, без предварительной подготовки или обработанный химическими реагентами, подается через приемные 40 лотки 5 на эластичную пористую фильтровальную ленту 1 одновременно в верхней и нижней ее частях и, передвигаясь вместе с ней в сторону отжимных элементов (роликов) 3 и 4, подвергается обезвоживанию за счет отсоса фильтрата капиллярными силами пористой ленты, образующимися в процессе ее предварительного сжимания и разжимания за счет прохождения чере правляющие элементы (ролики) 2 и прессующие элементы (ролики) 6, установленные перед приемными лотками. Насыщенная фильтратом .пористая лента отжимается и обезвоживается, про55 ходя отжимные ролики 3 и 4. Для более эффективного отжима ленты и удаления фильтрата поверхность нижнего отжимного ролика 4 выполнена перфорированной, а его диаметр больше диаметра верхнего отжимного ролика 3.

Предотвращение налипания осадка на поверхность верхнего отжимного ролика 3 достигается путем установки ножа 7. Отжатая пористая лента разжимается, процесс обезвоживания возобновляется и протекает аналогично описанному. Обезвоженный осадок снимается с ленты в верхнем ее участке ножом 7 и собирается в емкости 9. На нижнем участке ленты осадок снимается ножом 7, попадает на поверхность направляющего ролика 2, откуда направляется в емкость 9. Сбор фильтрата осуществляется в емкости 8. Регенерация фильтровальной ленты происходит за счет выделения фильтрата в месте прохождения ленты через отжимные ролики 3 и 4. На верхнем участке ленты регенерируется нижняя часть ее поверхности, не контактирующая в данный момент с осадком, а на нижнем участке — другая часть поверхности ленты.

Пример 1. Установлено, что наиболее эффективно съем фильтрата с пористой ленты в момент сжатия ее отжимными роликами осуществляется при условии, что поверхность нижнего по . отношению к ленте ролика выполнена перфорированной.

Так, при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активного ила очистных сооружений канализации объем фильтрата при отжиме ленты роликами со сплошной поверхностью составил 550 мл, а при замене нижнего отжимного ролика на ролик с перфорированной поверхностью объем фильтрата увеличился до 680 мл за счет оттока фильтрата как по поверхности ролика, так и через него.

Пример 2. Установлено, что для эффективного отделения фильтрата от пористой ленты, отношение диаметра нижних отжимных роликов к диаметру верхних роликов должна составлять (1, 5-2, О): 1.

Так,. при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активного ила очистных сооружений канализацИи лри соотношении диаметров нижнего и верхнего отжимных роликов 1:1 объем выделившегося фильтрата составил

720 мл, а влажность обезвоженного осадка была равна 80,3Х.

1388083

При увеличении соотношения диаметров нижних и верхних роликов до 1,5: 1 и 2:1 объем фильтрата и влажность обезвоженного осадка составили соответственно 790 и 9 10 мл, 77, 1и 75,4Х вследствие увеличения давления, оказываемого на пористую ленту верхним отжимным роликом. Соотношение диаметров роликов 2,5:1 к повышению эффекта не приводило, объем фильтрата и влажность осадка составили соответственно 910 мл и 77,0Х, причем одновременно наблюдалось выдавливание осадка в ленту вследствие высокого давления, создаваемого верхним роликом. Кроме того, черезмерно высокое давление на фильтровальную ленту приводит к быстрому ее износу.

Пример 3. Установлено, что с целью повышения производительности установки толщина пористой эластичной фильтровальной ленты должна составлять 4/5-9/10 высоты находящегося на ней слоя осадка. Уменьшение толщины ленты по отношению к слою осадка ниже указанного соотношения приводит к снижению производительности устройства.

Так, при обезвоживании осадка первичных отстойников очистных сооружений канализации производительность по исходному осадку устройства при толщине фильтровальной ленты 5 см и высоте находящегося на ней слоя осадка 6 см составила 2 м /ч, а влажность обезноженного осадка была равна 79Х. Уменьшение толщины ленты до

4 см при прежней высоте слоя осадка приводило к его растеканию по ленте вследствие снижения влагоемкости пористой ленты, повышению влажности осадка до 85,4%, что было устранено путем снижения производительности устройства до 1,3 м /ч и установления необходимого соотношения толщины ленты и, слоя осадка. !

11 р и м е р 4. Установлено, что при различных показателях удельного сопротивления фильтрации осадка существуют наиболее целесообразные продолжительности обезвоживания, которым соответствует наибольшая производительность устройства и наименьшая влажность обезвоженного осадка.

Так, при обезвоживании скоагулированного сырого осадка первичных отстойников очистных сооружений канализации с удельным сопротивлением о

1 10 см/г наиболее целесообразная продолжительность обезвоживания составляет 6,с, при этом влажность обеэвоженного осадка равна 70,1Х, а производительность — 101 кг/м ч, При снижении продолжительности до 5 с влажность осадка повысилась до 73,4Х, а производительность снизилась до

10 -94 кг/см ° ч. Увеличение продолжительности до 7 с также снизило эффект обезвоживания. Влажность осадка составила 72,3%, а производительность—

95 кг/м ° ч.

При обезвоживании смеси предварительно уплотненного активного ила и сырого осадка очистных сооружений канализации с удельным сопротивлением о фильтрации 1000 10 см/г была установлена наиболее рациональная продолжительность обезвоживания, равная 300 с, при которой влажность обезвоженного осадка составляла

85,8%, а производительность — 0,42 кг/

25 /м ч. Снижение продолжительности обезвоживания до 290 с повысило влажность осадка до 86,5% и уменьшило производительность до 0,39 кг/м . ч.

Увеличение продолжительности до 310 с также повысило влажность осадка до

86,9% и снизило производительность до 0,4 кг/м ° ч.

B проведенных экспериментах при сокращении продолжительности обезвоживания относительно наиболее целесообразной ее величины влажность обеэвоженного осадка повышается вследствие уменьшения времени, необходимого для обезвоживания, а производительность снижается ввиду того, что осадок не успевает отфильтровываться.

Увеличение же продолжительности обезвоживания относительно наиболее целесообразной ее величины вызывает переполнение осадком приемного лотка устройства, ухудшение условий его обезвоживания и, как следствие, увеличение влажности осадка„ что может быть устранено лишь снижением количества подаваемого осадка.

При обезвоживании осадков с уделью ным сопротивлением выше 1000 ° 10 см/г необходима их предварительная обработка с целью снижения величины удельного сопротивления.

В табл. 1 приведены сравнительные показатели обезвоживания осадков сточных вод с удельным сопротивлением (1 †10) ° 1О о см/г.

1388083

Таблица1

4 82

76,6

73,4

1 6

101

70,1

72,3

75,4

26

78,4

75,2

i0 30

73,3

74,7

34

76,3

79,3

50

78,1

100 60

76,3

77,2

78,8

160

0,92

86,1

0,98

170

84,6

500 180

1,20

80,4

190

1,0

82,8

85,7

200

0,97

0,38

280

87,6

86,5

85,8

290

1000 300

0,39

0,42

310

О, 40

86,9

87,1

320

0,39

5 !

О

15 . 25

Из табл. 1 видно, что каждому значению удельного сопротивления осадка соответствует определенная продолжительность процесса, при которой достигаются наибольшая производитель" ность и наименьшая влажность обезвоженного осадка.

Выбор продолжительности процесса в зависимости от значения удельного сопротивления осадка в указанных диапазонах производят по кривой, изображенной на фиг. 2. Например, удельно<о му сопротивлению 50 10 см/г соответствует продолжительность процесса

42 с, 300 ° 10 см/г — 120 с и т.д.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема устройства для управления продолжительностью процесса обеэвоживания, состоящего из устройства 10 для обезвоживания осадка, датчика 11 измерения удельного сопротивления осадка, блока 12 управления и ограничителя 13 скорости движения лент.

Управление продолжительностью процесса осуществляется следующим образом.

Осадок поступает на устройство 10 для обезвоживания, проба подаваемого осадка поступает на датчик 11 измерения удельного сопротивления с блоком 12 управления. От датчика 11 блока управления через ограничитель 13 скорости движения ленты информация

4 по удельному сопротивлению передается на привод устройства для обезвоживания, с помощью которого осуществляется регулировка продолжительности фильтрования за счет изменения скорости движения фильтровальной ленты.

Ограничитель скорости движения ленты обеспечивает безопасность эксплуатации устройства по обезвоживанию и уменьшение скоростй перемещения ленты при достижении ее максимального значения, рассчитанного для конкретного устройства. Удельное сопротивление может регистрироваться с помощью лабораторного контроля или экспрессметодом по известным методикам.

Способ обезвоживания осадков осуществляется следующим образом.

Обезвоживанию подвергают смесь осадка первичных отстойников и активного ила влажностью 97Х. Удельное сопротивление фильтрации смеси 10 < с10" cM/г..1388083

Продолжение табл.3

50

30 вания, с

Влажность обезвоженной смеси,7.

Концентрация сухого вещества в фильтрате, г/л

Расход промывной воды, м /ч

Пок

7d,6

73,3

Влажность подаваемой смеси, 1

Удельное сопротивление фильтрации, х10 см/г

1Ф

Производительность по,исходному осадку, м /ч

1Ip одолжи тел ьность обезвожи0,5

0,3

Не требуется

10

3,5

144

77,4 73,3

0,8

0,3

40 о

0,4

Не требуется

То же 45

Таблица3 ость ожен50 а, Влажность смеси

3,6

80,1

4,2

78,8

Обезвоживание смеси осадков осуществляется с одновременной подачей смеси осадков без предварительной обработки реагентами на верхнюю и нижнюю ветви бесконечной пористой среды {ленты). В соответствии с установленным показателем удельного сопротивления продолжительность обезвоживания составляет 30 с. 10

Показатели обезвоживания смеси осадков на очистных сооружениях канализации производительностью 20 тыс. м /сут по предлагаемому и известному способам приведены в табл. 2 и 3.

Та бли ца 2 вания, с

Влажность обезвоженной смеси,Е

Концентрация сухого вещества в фильтрате, г/л

Расход Алокулянта, Х от массы сухого вещества осадка

Расход промывной воды, м /ч 2 осадков первичных отстойников и активного ила,Х 97,2 97,2

Доза флокулянта, Х от массы сухого вещества осадка 0,6 0,6

Удельное сопротивление Аильтрации, х10 см/г 10

Производительность по сухому веществу осадка, кг/м ч ° 25

Продолжительность обезвожиУпрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с прототипом достигается за счет использования только одной ленты из пористого материала, уменьшения количества отжимных роликов и отсутствия узлов регенерации фильтровального материала.

В результате проведенных исследований, результаты которых приведены в табл. 4, при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активного ила очистных сооружений канализации было установлено, что с целью повьппения производительности устройства толщина пористой эластичной фильтровальной ленты должна составлять 4/5 — 9/ 10 высоты находящегося на ней слоя осадка. Уменьшение толщины ленты приводит к снижению производительности устройства, а увеличение ее не приводит к повьппению производительности.

Т а б л и ц а 4

1388083

Продолжение табл.4

4,8 6 49

73,9

5,4 6

73,3

6,0

73,3.

1О

73,3

6,6 6

При обезвоживании осадков сточных вод с удельным сопротивлением менее

go

1 10 см/r устройство неработоспособно в связи с очень выской водоотдающей способностью осадка, требующей уменьшения продолжительности обезво живания менее 6 с, что приводит к резкому уменьшению производительности по сухому веществу осадка и увеличению влажности обеэвоженного осадка.

При обезвоживании осадков с удельным сопротивлением более 1000 10 см/г и продолжительности обезвоживания более

300 с устройство также неработоспо25 собно в связи с очень низкой производительностью и влажностью обезвоженного осадка, превышающей 86Х, Пример 5. При обезвоживании осадка с удельным сопротивлением ю фильтрации 1000 ° 10 см/г и продолжительности процесса 300 с производительность устройетва составила

0,42 кг/м ч по сухому веществу при влажности обезвоженного осадка 85,8%. 35

Увеличение удельного сопротивления

IC до 1010 10 см/г и продолжительности обезвоживания до 310 с снижает производительность до 0,39 кг/м2 ° ч по сухому веществу, а влажность обеэвожен- 40 ного осадка при этом повышается до 87%. При производительности менее

0,4 кг/см2 ° ч и влажности обеэвоженного осадка более 86% устройство не работает. 45

Формула изобретения

1. Способ обезвоживания осадков, включающий подачу осадка в приемные лотки, многократное обезвоживание за счет капиллярного насыщения влагой фильтровальной ленты и отжима из нее фильтрата, удаление осадка с фильтровальной ленты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения влажности обезвоженного осадка, обез" воживание осадка ведут при удельном сопротивлении фильтрации исходного

/Ф осадка 1 — 1000 ° 10 см/г и времени обезвоживания 6 — 300 с. . 2. Устройство для обезвоживания осадков, содержащее бесконечную фильт" ровальную ленту, средство для обезвоживания осадка, состоящее иэ приемных лотков, расположенных в верхней и нижней части фильтровальной ленты, отжимных и направляющих элементов, установленных с возможностью вращения вокруг оси, ножи для съема осадка и емкости для сбора фильтрата и обезвоженного осадка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения конструкции, направляющие элементы средства обезвоживания осадка снабжены прессующими элементами, установленными на фильтровальной ленте перед приемными лотками, при этом толщина ленты равна

4/5 — 9/10 высоты слоя находящегося на ней осадка.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что отжимные элементы, расположенные в нижней части фильтровальной ленты, выполнены перфорированными, при этом отношение диаметра отжимных элементов, располоЖенных в нижней части фильтровальной ленты, к диаметру отжимных элементов в верхней ее части составляет (1,5-2,0)! 1.

13ЫЦОЯ3

, )N0

Ъ

УЖ

Ъ

%е 7N 1 аю

$N

4

Л6 ф

РОО

60 170 re Zeg

ПЯодилжителанаслщ, g фаеЯ ф4Ф.S

Составитель В Груздова редактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 1534/11 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4