Dlaczego odśrodkowy separator szlamu jest niezbędny w oczyszczaniu ścieków?

Spośród wszystkich technologii stosowanych w branży oczyszczania ścieków, odśrodkowy separator szlamu należy do najważniejszych rozwiązań rynkowych dzięki swojej uniwersalności w zarządzaniu różnymi typami osadów. Dodatkowo jego możliwość ciągłej pracy czyni go ulubieńcem nowoczesnych zakładów oczyszczania. Co czyni to urządzenie nieocenionym? Omówmy to.

Jak działa odśrodkowy separator sitowy LWZ

Wirówka sitowa serii LWZ jest zaprojektowana do pracy ciągłej, umożliwiając stałe dozowanie osadu i ciągły odpływ. Jako innowacyjna integracja sedymentacji odśrodkowej i filtracji odśrodkowej, to urządzenie łączy zalety obu technologii w wzajemnie uzupełniającym się rozwiązaniu konstrukcyjnym — celem poprawy efektu separacji, zwiększenia wydajności rozdziału oraz poszerzenia zakresu zastosowań, co ostatecznie prowadzi do osiągnięcia optymalnej wydajności. Jest w stanie przetwarzać zawiesiny z wielu różnych branż, w tym oczyszczalnie ścieków komunalnych, różne rodzaje przemysłowych ścieków, przetwórstwo spożywcze, a także górnictwo, metalurgię i produkcję soli. Wyposażona we wbudowaną sekcję sitową, doskonale sprawdza się w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności i ciągłego odwadniania, umożliwiając głęboką separację ciecz-ciało stałe przy wyjątkowo wysokiej suchosci osadu.

Proces separacji odbywa się w dwóch synergijnych etapach. Po pierwsze, zawiesina jest doprowadzana do wirówki przez rurę doprowadzającą i trafia do strefy sedymentacji bębna. Wewnątrz szybko obracającego się bębna materiały o różnej gęstości tworzą oddzielne warstwy. Pod wpływem silnej siły odśrodkowej cięższe cząstki stałe są wypychane ku ścianie bębna i osiadają, podczas gdy większość klarownego płynu jest odprowadzana przez przelew na dużym końcu bębna. W drugim etapie osadzone substancje stałe są transportowane przez śrubę zgrzebną (działającą z nieco inną prędkością niż bęben) do cylindrycznej sekcji sita. Tutaj resztkowa wilgotność w skoncentrowanych substancjach stałych jest dodatkowo oddzielana przez sito pod działaniem siły odśrodkowej, a przefiltrowana ciecz jest odprowadzana niezależnie. Ten dwuetapowy proces nie tylko zapewnia pełną separację cieczy od ciała stałego, ale również umożliwia separację trójfazową, jeśli jest wymagana, przy znacznie niższej zawartości wilgoci w ciele stałym w porównaniu do konwencjonalnych odstojników.

Kluczem do jego lepszej wydajności jest precyzyjna różnica prędkości między bębnem a śrubą transportową. Większość systemów wykorzystuje silniki podwójne lub hydrauliczne mechanizmy różnicowe, aby dokładnie dostroić tę różnicę prędkości z dużą dokładnością, dostosowując się do właściwości różnych osadów i wymagań materiałowych. Ta precyzyjna kontrola pozwala wirowi przesiewającemu typu LWZ na przetwarzanie szerokiego zakresu materiałów — od lepkich osadów biologicznych i ściernych odpadów przemysłowych po zawiesiny krystaliczne, granulowane lub włókniste o zawartości ciał stałych w zakresie od 5% do 60% wagowych. Wyróżnia się jako jedno z najwydajniejszych urządzeń separacyjnych na rynku, zapewniając stabilne i niezawodne wyniki nawet w trudnych warunkach pracy.

Wirowanie ma zalety, które utrzymują je na szczycie branży

Wirówki wyróżniają się nieograniczoną możliwością nieprzerwanej, ciągłej pracy przy wysokiej wydajności. Nie jest wymagany cykl czyszczenia i odprowadzania, nie ma uciążliwych przerw w procesie ani postojów na obróbkę. Zapewniają stałe i dokładne wyniki. Jest to kluczowe zarówno dla zakładów komunalnych, jak i dużych operacji przemysłowych.

Wirówki wyróżniają się również prostotą i łatwością konserwacji. Zbudowane solidniej i z mniejszą liczbą elementów, wymagają jedynie okresowych przeglądów. Modele najwyższej klasy wyposażone są w pełną ochronę bezpieczeństwa, wykrywanie wibracji, kontrolę temperatury łożysk oraz zabezpieczenie przed przeciążeniem silnika. To właśnie te funkcje bezpieczeństwa i łatwej konserwacji sprawiają, że model wyróżnia się trwałością i niezawodnością.

Jeśli chodzi o różnorodność, te wirowarki dekantujące mają to dobrze opracowane. Mogą przetwarzać cienkie, oleiste osady, materiały włókniste oraz cząstki ścierne, nie zmęczając się przy tym. Mogą nawet precyzyjnie dostosować pożądaną wydajność za pomocą sterowania prędkością, zamiast tracić czas na skomplikowane regulacje prędkości w celu uzyskania wymaganego rozdzielenia. Można ich używać z różnymi materiałami; odwiadnianie skrobi, separacja ryb, a nawet oczyszczanie ścieków. Wszystko to sprawia, że są one wszechstronnym uzupełnieniem każdej fabryki przetwórstwa spożywczego.

Wirowarki dekantujące są również dość kompaktowe. Wszystkie elementy potrzebne do wykonania procesu separacji są zintegrowane w gotowej konstrukcji, co oznacza, że oszczędzają sporo miejsca na podłodze. Można je instalować łatwiej, pomijając użycie kłopotliwych śrub fundamentowych. Modele wyposażone w gumowe tłumiki drgań pozwalają na eksploatację maszyn bez konieczności stosowania śrub fundamentowych, obniżając tym samym koszty instalacji i montażu antywibracyjnego.

Różnorodne zastosowania w oczyszczaniu ścieków

Miejskie oczyszczalnie ścieków (WWTP) polegają na odśrodkach dekanterowych do zarządzania dużymi objętościami osadów ściekowych powstających każdego dnia. Miejskie oczyszczalnie ścieków wykorzystują odśrodkach dekanterowe do zagęszczania i odwadniania osadów, co zmniejsza całkowitą objętość osadu. W związku z tym odśrodkach dekanterowe pozwalają na obniżenie kosztów odpadów oraz ich objętości w miejscu generowania. Biorąc pod uwagę te czynniki, znaczenie tego zastosowania w redukcji presji związanej z odpadami komunalnymi będzie się nadal zwiększać. Dodatkowo, zaostrzanie przepisów środowiskowych oraz szybki wzrost populacji miejskiej również przyczyniają się do rosnącego popytu.

Każda branża wiąże się z unikalnym zestawem wyzwań, a tak jest również w przypadku przetwarzania odpadów przemysłowych. Na szczęście odśrodkowe osadniki radzą sobie z tym zadaniem, a oddzielenie wartościowych produktów ubocznych od strumieni procesowych jest możliwe bez kompromitowania oczyszczania ścieków i wymaganych standardów odprowadzania. Na przykład odzysk grzybni z bulionu fermentacyjnego w produkcji antybiotyków to skuteczny sposób zapobiegania wysyłaniu odpadów na składowiska. Znaczące są również korzyści środowiskowe i ekonomiczne związane z odwadnianiem drożdżówek alkoholowych oraz odzyskiem białek z odpadów w przetwórstwie spożywczym.

Odwadnianie pulpy węglowej, przetwarzanie odpadów oraz klasyfikacja pulpy rudy opierają się na odśrodkach dekanterowych w przemyśle górniczym i przetwórstwie surowców mineralnych. Można łatwo docenić wiedzę inżynierską wykazaną przy projektowaniu i budowie tych maszyn – z trwałym, odpornym na ścieranie transportowaniem śrubowym i ochronnymi wkładkami antyabrasycyjnymi, ponieważ te gałęzie przemysłu należą do najtrudniejszych w budowie maszyn. Ich trwałość gwarantuje trwałość działania w najtrudniejszych warunkach przemysłowych i nieustępliwym klimacie ekonomicznym.

Odśrodkowe wirowanie dekantujące umożliwia również przetwarzanie specjalistycznych, silnie ukształtowanych odpadów powstających podczas operacji wiertniczych, szczególnie w przemyśle naftowym i gazowym. Zużyte płyny wiercenia oraz skażona woda podlegają regulacjom, a odśrodkowe wirowanie dekantujące zapewnia wymaganą obróbkę w sposób ciągły, aby nadążyć za pracami wiertniczymi, jednocześnie zapobiegając szkodom środowiskowym i przestrzegając przepisów ekologicznych dotyczących odprowadzania lub ponownego wykorzystania wody.

Technologie porównawcze do odśrodkowych wirowarek dekantujących

W porównaniu do pras filtracyjnych, wirówki odkrocznikowe oferują zalety w ciągłej eksploatacji i zmniejszeniu potrzeby pracy ręcznej. Podczas gdy prasy filtracyjne działają partiami i wymagają znacznej ingerencji operatora, w tym zatrzymywania procesu w celu usunięcia ciasta filtracyjnego oraz czyszczenia tkaniny filtracyjnej, wirówki odkrocznikowe pracują w sposób ciągły przy bardzo małym udziale operatora. Całkowita wydajność procesu jest zwiększona, a przestoje związane ze zmianą medium filtracyjnego są eliminowane. To kluczowa różnica w zakładzie przetwórczym, gdzie operator kieruje się wydajnością i automatyzacją. To wszystko, filtracja wykonana!

Wirówki talerzowe różnią się od innych technologii, ponieważ przeznaczone są do zupełnie innych zastosowań. Usuwają drobne cząstki i rozdzielają mieszaniny ciecz-ciecz. Jednak zazwyczaj radzą sobie z bardzo niskimi stężeniami substancji stałych (zwykle poniżej 2%). Z kolei wirówki odśrodkowe są w stanie usuwać i przetwarzać większe ilości substancji stałych o stężeniu powyżej 2% i ciągle odprowadzać zagęszczone osady bez przerywania dopływu.

Dzięki zoptymalizowanym konstrukcjom wirówki odśrodkowe poczyniły imponujące postępy w kierunku poprawy efektywności energetycznej. Opracowanie nowych strategii sterowania miało na celu poprawę efektywności energetycznej oraz zmniejszenie ilości aktywnej mocy potrzebnej do oddzielania składników.

Istnieje więcej przenośnych rozwiązań odśrodkowych, umożliwiających szerszy zakres zastosowań niż wcześniej. W badaniach miejskich sieci kanalizacyjnych dostępne stały się również przenośne wirówki do oczyszczania wody. Wirówki dekantujące, choć nie w pełni zastępujące wirówki do oczyszczania wody, stały się również przenośne. Wirówki do oczyszczania wody są całkowicie przenośne, działające na baterie i ważą mniej niż 5 kg, co zapewnia możliwość ich użytkowania w terenie oraz przeprowadzania analiz jakości wody w miejscu poboru próbek, umożliwiając szybką analizę jakości wody bezpośrednio na miejscu.

Jak innowacje wpływają na wydajność wirówek dekantujących

Najnowsze postępy w dziedzinie nauki o materiałach przyniosły korzyści współczesnym wirówkom dekantacyjnym. Na przykład bębny i transportery śrubowe zaczęto wykonywać ze stalii nierdzewnych typu duplex, które są odporne na korozję. Materiały te lepiej radzą sobie z chemikaliami występującymi w oczyszczalniach ścieków, szczególnie w przypadku strumieni przemysłowych lub chemicznej kondycjonowania. Aby radzić sobie z materiałami o wysokiej żarotrwłości, producenci stosują specjalne stopy odporne na zużycie, które są umieszczane na powierzchniach dociskowych, aby wydłużyć czas pracy oraz zachować skuteczność procesu separacji.

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie technologii napędowej zapewniają niezwykle wysoki poziom kontroli. Współczesne urządzenia wykorzystują niezależne napędy sterujące bębnem i taśmą przenośnikową, co pozwala operatorom na oddzielne regulowanie prędkości taśmy i bębna. Umożliwia to precyzyjne zarządzanie różnicą prędkości, która wpływa na suchność osadów, przejrzystość cieczy oraz ogólną elastyczność procesu. Elastyczność ta jest kluczowa przy sezonowych zmianach charakterystyki osadów lub różnorodnych ściekach przemysłowych.

Postępy w zakresie systemów pomiarowych i sterowania są fenomenalne. Współczesne wirniki dekantacyjne są wyposażone w wieloparametrowe systemy monitoringu, które rejestrują i archiwizują prędkość obrotową, różnicę prędkości, poziom wibracji, temperaturę silnika oraz moment obrotowy na ślimaku. Systemy te mogą automatycznie zamykać zawory ochronne i wyłączać wirnik w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości parametrów, aby uniknąć kosztownych napraw. Dodatkowo, wprowadzenie sterowników programowalnych uczyniło całkowicie zautomatyzowaną obsługę – w tym uruchamianie, zatrzymywanie oraz rzeczywiste dostosowywanie żądanych parametrów pracy – standardem.

Nieustanne dążenie do zdobywania wiedzy nadal optymalizuje potencjał operacyjny wirników odśrodkowych. Zaawansowane metody modelowania obliczeniowego są obecnie w pełni integrowane z procesami projektowania inżynierskiego. Obejmują one symulacje dynamiki płynów (CFD) oraz metodę elementów dyskretnych (DEM), które pozwalają na wizualizację wysoce skomplikowanych przepływów wielofazowych w wirującym bębnie urządzenia. Te bardzo pożądane spostrzeżenia wynikające z zaawansowanych symulacji często nie mogą być uzyskane drogą eksperymentalną i przyczyniają się do poprawy projektu bębna oraz układu przepływów, umożliwiając osiągnięcie większej efektywności w rozdzielaniu różnych rodzajów osadów.

Spoglądając w przyszłość: Przyszłość wirników odśrodkowych w gospodarce ściekami

Odzysk surowców i gospodarka o obiegu zamkniętym

Odzysk surowców sprawia, że odśrodkówki dekanterowe plasują się na czele listy w gospodarce o obiegu zamkniętym. Nowoczesne instalacje traktują osad jako zasób, a nie produkt odpadowy. Odśrodkówki dekanterowe pomagają skoncentrować materię organiczną z osadu w celu beztlenowego rozkładu, w wyniku którego powstaje biogaz lub kompost organiczny. W niektórych przypadkach umożliwiają one odzysk i kompostowanie ważnych ksenobiotycznych składników, takich jak metale ziem rzadkich z osadu kwasu fosforowego czy zanieczyszczenia towarowe.

Zgodność z bardziej rygorystycznymi przepisami środowiskowymi

Na całym świecie przepisy środowiskowe stają się coraz bardziej rygorystyczne w zakresie usuwania osadów oraz wymaganych poziomów ich przetwarzania i eliminacji zanieczyszczeń. Uniwersalne wykorzystanie wirowarek odśrodkowych jest zgodne z nowymi regulacjami. Badania wykazały znaczne usunięcie zanieczyszczeń organicznych podczas przetwarzania osadów ściekowych, a literatura dokumentuje istotne zmniejszenie stężenia niebezpiecznych zanieczyszczeń po odwadnianiu wirowym. W miarę wzrostu uwagi poświęconej mikrozanieczyszczeniom i zanieczyszczeniom organicznym w materiałach biologicznych, zdolność ta będzie nabierała coraz większego znaczenia.

Integracja z innymi procesami przetwarzania

Współpracujący proces oczyszczania osadów będzie kolejnym dużym wyzwaniem! Procesy nie będą już wykonywane niezależnie, a wieloetapowa obróbka z wykorzystaniem wirowarek odśrodkowych do sedymentacji stanie się powszechna! Przykładem może być zawartość powodująca zapychanie pochodząca ze szlamu fermentacji beztlenowej, który musi zostać odwodniony przed wprowadzeniem do jednostki suszenia termicznego. To właśnie przykład zintegrowanych możliwości przetwarzania wirowarki odśrodkowej do sedymentacji. Pozostawienie osadu w ten sposób jest również korzystne pod względem ekonomicznym!

Podsumowanie

Możliwość ciągłej i niezależnej pracy wirowarki odśrodkowej do sedymentacji w sposób elastyczny pozwoliła tej technologii pozostać na czołówce w optymalizacji odprowadzania odpadów na składowiska. W miarę jak odzyskiwanie surowców staje się coraz ważniejszym wyzwaniem, system wirowarki odśrodkowej do sedymentacji pozostanie niezastąpiony.