Proč je čerpadlová odstředivka důležitá při čištění odpadních vod?

Ze všech technologií čištění odpadních vod je dekantní odstředivka jedním z dominantních hráčů na trhu díky své všestrannosti při nakládání s různými druhy kalů. Díky své schopnosti nepřetržitě pracovat je také oblíbeným prostředkem moderních léčebných zařízení. Proč je toto vybavení tak cenné? Pojďme si to probrat.

Jak funguje LWZ střední odstředivka

Odstředivý čerpadlový filtr řady LWZ je navržen pro nepřetržitý provoz, což umožňuje stálé přívody kalu a spojitý odvod. Jako inovativní integrace odstředivého usazování a odstředivé filtrace kombinuje tato zařízení výhody obou technologií s navzájem doplňujícím se návrhem – za účelem zlepšení účinku separace, zvýšení účinnosti separace a rozšíření aplikačního spektra, čímž dosahuje optimálního výkonu. Je schopen zpracovávat suspenze v různých průmyslových odvětvích, včetně čištění komunálních odpadních vod, různých průmyslových odpadních vod, potravinářského zpracování, ale i těžby, metalurgie a výroby soli. Vybavený vestavěnou síťovou částí exceluje v aplikacích s vysokým výkonem a spojitým odvodňováním, umožňuje hlubokou separaci pevných látek a kapalin s vynikající suchostí pevných látek.

Oddělovací proces probíhá ve dvou synergických fázích. Nejprve je suspenze přiváděna do odstředivky potrubím a vstupuje do sedimentační zóny bubnu. Uvnitř rychle se otáčejícího bubnu se materiály s různou hustotou rozdělí do oddělených vrstev. Těžší tuhé částice jsou působením silné odstředivé síly tlačeny ke stěně bubnu a usazují se, zatímco většina odkalené kapaliny je odváděna přes přelivový otvor na větším konci bubnu. Ve druhé fázi jsou usazené pevné látky dopravovány spirálovým dopravníkem (který se otáčí mírně odlišnou rychlostí než buben) do válcové části s mřížkou. Zde je díky odstředivé síle z koncentrovaných pevných látek dále odstraňována zbytková vlhkost prostřednictvím filtru a filtrovaná kapalina je odváděna samostatně. Tento dvoustupňový proces nejen umožňuje úplné oddělení pevných látek a kapaliny, ale také podporuje trojfázové oddělení, pokud je vyžadováno, a to se výrazně nižším obsahem vlhkosti pevných látek ve srovnání s konvenčními čerpadly.

Klíčem k jeho vynikajícímu výkonu je přesný rozdíl rychlosti mezi bubnem a šnekovým dopravníkem. Většina systémů využívá dvojité motory nebo hydraulické diferenciály, které tento rychlostní rozdíl velmi přesně doladí, a přizpůsobí se tak charakteristikám různých druhů kalů a požadavkům na materiál. Tato přesná regulace umožňuje odstředivce s mřížkovým bubenem LWZ zpracovávat širokou škálu materiálů – od lepkavých biologických kalů a abrazivních průmyslových odpadů až po krystalické, zrnité nebo vláknité suspenze s obsahem pevných látek v rozmezí 5–60 hmot. %. Patří mezi nejúčinnější separační zařízení na trhu a poskytuje stálé a spolehlivé výsledky i za složitých provozních podmínek.

Odstředivky mají výhody, které je udržují na špici odvětví

Odstředivky vynikají svou nekonečnou schopností nepřetržitých, kontinuálních provozních cyklů při rychlé úpravě. Není nutný cyklus čištění a vyprazdňování, žádné zdlouhavé přestávky v procesu ani pauzy pro odstátí. Zajišťují konzistentní a přesné výsledky. To je klíčové jak pro komunální, tak pro rozsáhlé operace.

Odstředivky dále vynikají jednoduchostí a snadnou údržbou. Jsou postaveny robustněji a díky menšímu počtu dílů vyžadují jen minimální zásah, jako je kontrola běžných parametrů. Nejlepší modely zahrnují plnou provozní bezpečnost, detekci vibrací, kontrolu teploty ložisek a ochranu proti přetížení motoru. Právě tyto bezpečnostní a údržbové funkce odlišují model podle faktoru a spolehlivosti.

Pokud jde o rozmanitost, tato odstředivá čerpadla mají vše pod kontrolou. Zvládnou zpracování tenkých olejovitých kalů, vláknitých materiálů i abrazivních částic bez sebemenšího zpocení. Mohou dokonce přesně doladit požadovanou účinnost pomocí ovládání rychlosti, aniž by musely trávit čas složitými úpravami řízení otáček pro dosažení požadované separace. Lze je použít s různými materiály: odvodnění škrobu, oddělování ryb a dokonce čištění odpadních vod. Všechny tyto vlastnosti je činí univerzálním doplňkem každé továrny na zpracování potravin.

Odstředivá čerpadla jsou také velmi kompaktní. Všechny součásti potřebné k provedení separačního procesu jsou integrovány do konečné konstrukce, což znamená, že ušetří značnou část plochy na podlaze. Jejich instalace je také jednodušší díky vynechání objemných kotvicích šroubů. Modely s pryžovými tlumiči vibrací mohou být provozovány bez nutnosti použití kotvicích šroubů, čímž se snižují náklady na instalaci a tlumení vibrací.

Různorodé aplikace v čištění odpadních vod

Komunální čistírny odpadních vod (WWTP) spoléhají na odstředivé decantery pro zpracování velkých objemů čistírenského kalu, který vzniká každý den. Komunální čistírny používají odstředivé decantery ke zahušťování a odvodňování kalu, čímž dochází ke snížení celkového objemu kalu. Decanterové odstředivky tak mohou snížit náklady na odpad a objem odpadu přímo na místě. Vzhledem k těmto faktorům bude nadále růst význam této aplikace při zmírňování zátěže městského odpadu. Dále přispívají k tomuto rostoucímu požadavku i přísnější environmentální předpisy a rychlý růst městské populace.

Každý průmyslový odvětví představuje jedinečnou sadu výzev, a to platí i pro zpracování průmyslového odpadu. Naštěstí jsou čerpadla s odstředivým ložiskem schopna těchto úkolů, a oddělení cenných vedlejších produktů z technologických proudů je možné bez ohrožení čištění odpadních vod a požadovaných norem vypouštění. Například získávání mycelia z fermentačního kalu při výrobě antibiotik je účinným způsobem, jak zabránit ukládání odpadu na skládky. Významné jsou také environmentální a ekonomické výhody při odvodňování alkoholového kyselého kalu a při získávání bílkovin z odpadu ve zpracování potravin.

Odvodnění uhlíkových suspenzí, zpracování odpadních hornin a třídění rudních suspenzí ve vytěžených surovinách a průmyslu zpracování minerálů všechno závisí na odstředivkách s nůžkami. Lze snadno oceňovat inženýrskou odbornost projevenou při návrhu a výstavbě těchto zařízení – s odolným, odolným proti opotřebení dopravníkem a ochrannou opotřebitelnou vložkou, protože tyto odvětví patří mezi nejnáročnější v oblasti strojního stavitelství. Jejich odolnost zaručuje udržitelný výkon v nejnáročnějších odvětvích s nelítostným ekonomickým klimatem.

Odstředivé decantéry také zajišťují úpravu specializovaných, vysoce charakterizovaných odpadů vznikajících při vrtacích pracích, zejména v ropném a plynářském průmyslu. Odpadní vrtné bahno a kontaminovaná voda podléhají také přísné regulaci a odstředivé decantéry poskytují potřebnou úpravu nepřetržitým způsobem, aby stačily krok s vrtacími operacemi, zároveň zabrání poškození životního prostředí a splňují environmentální předpisy týkající se vypouštění nebo opětovného použití vody.

Srovnávací technologie s odstředivými decantéry

Ve srovnání s filtračními lisy nabízejí odstředivky pro čerpadla výhody při nepřetržitém provozu a snížené pracovní náročnosti. Zatímco filtrační lisy pracují dávkově a vyžadují značnou účast obsluhy, včetně přestávek v provozu pro vyprázdnění koláče a vyčištění plátna, odstředivky pro čerpadla jsou provozovány nepřetržitě s velmi malou účastí obsluhy. Celkový výkon zpracování se zvyšuje a výpadek kvůli výměně filtračního média odpadá. Toto je rozhodující rozdíl ve zpracovatelském zařízení, kde je obsluha zaměřená na výkon a automatizaci. To je vše, filtrace hotova!

Diskové odstředivky se liší od jiných technologií tím, že jsou určeny pro zcela odlišné aplikace. Odstraňují jemné částice a oddělují směsi kapalina–kapalina. Obvykle však pracují s velmi nízkým obsahem pevných látek (zpravidla pod 2 %). Na druhou stranu odstředivky typu decanter dokáží odstraňovat a zpracovávat vyšší množství pevných látek s koncentrací přesahující 2 % a současně nepřetržitě vykládají zhutněné pevné látky, aniž by bylo nutné přerušit přívod suspenze.

Díky optimalizovaným konstrukcím dosáhly odstředivky typu decanter významného pokroku ve zlepšení energetické účinnosti. Vývoj nových řídicích strategií směřoval ke zvýšení energetické účinnosti a současně ke snížení spotřeby činného výkonu potřebného pro separaci složek.

Existuje více přenosných odstředivých řešení, která umožňují širší spektrum aplikací než dříve. Při prověrkách komunálních kanalizačních sítí se staly dostupnými také přenosné odstředivky pro úpravu vody. Decantační odstředivky, ačkoliv plně nezastoupily odstředivky pro úpravu vody, se rovněž staly přenosnými. Odstředivky pro úpravu vody jsou plně přenosné, pracují na baterie a váží méně než 5 kg, aby bylo zajištěno jejich použití v terénu a umožněna analýza kvality vody na místě, čímž poskytují rychlou analýzu kvality vody přímo v terénu.

Jak inovace ovlivňují výkon decantačních odstředivek

Nedávné pokroky v materiálovém výzkumu přinesly výhody moderním odstředivkám pro čerpání kalu. Například bubny a šnekové dopravníky se začínají vyrábět z duplexních nerezových ocelí odolných proti korozi. Tyto materiály jsou lépe vybaveny k odolávání chemikáliím přítomným v čistírnách odpadních vod, zejména v případě průmyslových toků nebo chemické úpravy. Pro práci s vysoce abrazivními materiály používají výrobci určité slitiny odolné proti opotřebení, které jsou umisťovány na tlačné plochy za účelem prodloužení životnosti a udržení účinnosti separace.

Nedávné vývojové kroky na poli pohonové techniky přinesly bezprecedentní úroveň řízení. Současné zařízení využívají nezávislé pohony bubnu a dopravníku, což umožňuje obsluze nezávisle řídit rychlost bubnu a dopravníku. To umožňuje uživateli přesně nastavovat diferenciální rychlost, která ovlivňuje suchost pevných látek, průzračnost kapaliny a celkovou flexibilitu procesu. Tato flexibilita je klíčová při zpracování kalů s sezónními výkyvy nebo při proměnlivých průmyslových vypouštěních.

Pokroky v oblasti měřicí a řídicí techniky byly ohromující. Dnešní čerpadlové odstředivky jsou vybaveny víceparametrickými monitorovacími systémy, které zaznamenávají a archivují otáčky, rozdíl otáček, úroveň vibrací, teplotu motoru a točivý moment na šnekovém dopravníku. Tyto systémy mohou automaticky uzavřít ochranné ventily a odstředivku vypnout v případě porušení parametrů, čímž se předejde nákladným opravám. Kromě toho se díky použití programovatelných logických řídicích systémů (PLC) stalo plně automatizované řízení provozu – včetně spouštění, zastavování a reálného nastavování požadovaných provozních parametrů – běžnou praxí.

Neúprosný zápas o znalosti nadále optimalizuje provozní potenciál čerpadlových odstředivek. Sofistikované metody výpočetního modelování jsou nyní plně integrovány do inženýrských návrhových procesů. Mezi ně patří modelování pomocí výpočetní dynamiky tekutin a metodou diskrétních prvků, které umožňují vizualizaci vysoce komplexních vícefázových toků uvnitř rotačního bubnu zařízení. Tyto velmi žádoucí poznatky z pokročilých simulací jsou často nedosažitelné experimentálními postupy a vedou ke zlepšení návrhu bubnu a tokových poměrů, čímž dosahují vyšší účinnosti při separaci různých typů kalů.

Pohled do budoucnosti: Budoucnost čerpadlových odstředivek ve vodním hospodářství

Získávání surovin a kruhová ekonomika

Recyklace surovin posouvá odstředivky na špičku seznamu v oblasti kruhového hospodářství. Moderní zařízení pohlížejí na kal jako na surovinu, nikoli jako na odpad. Odstředivky pomáhají koncentrovat organickou hmotu z kalu pro anaerobní digesci za účelem výroby bioplynu nebo kompostu. V některých případech pomáhají recyklovat a kompostovat důležité xenobiotické složky, jako jsou vzácné zeminy z fosforečnanového kalu, a také běžné znečišťující látky.

Dodržování přísnějších environmentálních předpisů

Na celém světě se ekologická legislativa týkající se likvidace kalů a požadovaných úrovní ošetření a odstraňování kontaminantů stává stále přísnější. Univerzální využití čerpadlových odstředivých nádob dobře odpovídá novým předpisům. Výzkumy ukázaly významné odstranění organických znečišťujících látek během zpracování komunálních kalů a literatura dokumentuje podstatné snížení problematických kontaminantů po odstředivém odvodnění. S rostoucím zaměřením na mikropolutanty a organické znečišťující látky v bioodpadech bude tento zpracovatelský potenciál nabývat na stále větší důležitosti.

Integrace s jinými procesy ošetření

Společný proces čištění kalů bude další velkou výzvou! Procesy již nebudou prováděny samostatně a vícekrokové čištění s odstředivkami pro čerpání kalů se stane běžným! Jedním příkladem je ucpávání způsobené kaly z anaerobní digesce, které je třeba před vstupem do tepelné sušicí jednotky odvodnit. To je příklad integrované zpracovatelské schopnosti odstředivky pro čerpání kalů. Zbývající kal tímto způsobem je také ekonomicky výhodný!

Závěr

Schopnost odstředivky pro čerpání kalů pracovat nepřetržitě a nezávisle flexibilním způsobem umožnila této technologii zůstat na špičce při optimalizaci odvádění odpadu od skládek. Jak bude zotavování surovin stále důležitější výzvou, systém odstředivek pro čerpání kalů zůstane nepostradatelný.