Зачем нужен сепаратор-отстойник в очистке сточных вод?

Среди всех технологий очистки в отрасли обращения со сточными водами центрифуга-отстойник является одним из ключевых игроков на рынке благодаря своей универсальности в обработке различных типов ила. Кроме того, возможность непрерывной работы делает ее предпочтительным выбором для современных очистных сооружений. Что делает это оборудование особенно ценным? Давайте разберемся.

Принцип работы центрифуги-отстойника с экраном LWZ

Центрифуга с экраном серии LWZ предназначена для непрерывной работы, обеспечивая постоянную подачу ила и непрерывный вывод осадка. Будучи инновационным сочетанием центробежного осаждения и центробежной фильтрации, это оборудование объединяет преимущества обеих технологий в взаимодополняющем дизайне — для улучшения эффекта разделения, повышения эффективности разделения и расширения сферы применения, что в конечном итоге позволяет достичь оптимальных показателей работы. Оно способно обрабатывать суспензии из различных отраслей, включая очистку городских сточных вод, различные виды промышленных стоков, переработку продуктов питания, а также горнодобывающую, металлургическую промышленность и производство соли. Благодаря встроенной экранной секции, устройство отлично справляется с задачами непрерывного обезвоживания при высокой производительности, обеспечивая глубокое разделение твердой и жидкой фаз с исключительной сухостью твердого остатка.

Процесс разделения происходит в два синергетических этапа. Сначала суспензия подаётся в центрифугу через питающую трубу и поступает в зону осаждения барабана. Внутри быстро вращающегося барабана материалы с различной плотностью образуют отдельные слои. Под действием мощной центробежной силы более тяжёлые твёрдые частицы перемещаются к стенкам барабана и оседают, в то время как большая часть очищенной жидкости выводится через переливное отверстие на большом конце барабана. На втором этапе осевшие твёрдые частицы транспортируются спиральным конвейером (работающим со скоростью, немного отличающейся от скорости барабана) в цилиндрическую секцию с экраном. Здесь остаточная влага из концентрированных твёрдых веществ дополнительно отделяется через экран под действием центробежной силы, а отфильтрованная жидкость выводится независимо. Этот двухэтапный процесс обеспечивает не только полное разделение твёрдой фазы от жидкости, но также поддерживает трёхфазное разделение при необходимости, с существенно более низким содержанием влаги в твёрдой фазе по сравнению с традиционными отстойными центрифугами.

Ключ к его превосходной производительности заключается в точной разнице скоростей между барабаном и спиральным конвейером. Большинство систем используют два двигателя или гидравлические дифференциалы для точной настройки этой разницы скоростей с высокой точностью, адаптируясь к характеристикам различных шламов и требованиям к материалам. Такой точный контроль позволяет центрифуге-сепаратору LWZ обрабатывать широкий спектр материалов — от липких биологических осадков и абразивных промышленных отходов до кристаллических, гранулированных или волокнистых суспензий с содержанием твердых частиц от 5% до 60 мас.% Она выделяется как одно из самых эффективных сепарационных устройств на рынке, обеспечивая стабильные и надежные результаты даже в сложных рабочих условиях.

Центрифуги обладают преимуществами, которые удерживают их на вершине отрасли

Центрифуги выделяются своей неограниченной способностью к непрерывной, бесперебойной работе на высокой скорости. Не требуется цикл очистки и слива, нет громоздких технологических пауз и перерывов для стоячей обработки. Обеспечиваются стабильные и точные результаты. Это имеет важное значение как для муниципальных, так и для крупномасштабных операций.

Центрифуги также выделяются простотой и удобством в обслуживании. Более прочные по конструкции и с минимальным количеством деталей, они требуют лишь регулярной проверки в ходе эксплуатации. Модели высшего класса оснащены полной системой безопасности, обнаружением вибрации, контролем температуры подшипников, защитой от перегрузки двигателя. Именно эти функции безопасности и обслуживания отличают модель по части надёжности и производительности.

Что касается разнообразия, эти осадительные центрифуги обладают всем необходимым. Они могут перерабатывать тонкие маслянистые суспензии, волокнистые материалы и абразивные частицы, не испытывая при этом никаких трудностей. Они даже могут точно настраивать требуемую эффективность с помощью регулировки скорости, вместо того чтобы тратить время на сложные настройки скорости для достижения нужного разделения. Их можно использовать с различными материалами: обезвоживание крахмала, разделение рыбы и даже очистка сточных вод. Все это делает их универсальными дополнениями на любом предприятии по переработке пищевой продукции.

Осадительные центрифуги также отличаются компактностью. Все компоненты, необходимые для завершения процесса разделения, интегрированы в конструкцию, что позволяет значительно экономить производственную площадь. Установка может быть выполнена проще за счёт отказа от использования громоздких фундаментных болтов. Модели с резиновыми амортизаторами позволяют эксплуатировать оборудование без фундаментных болтов, снижая тем самым расходы на монтаж и виброизоляцию.

Разнообразные применения в очистке сточных вод

Коммунальные установки по очистке сточных вод (WWTP) используют сепараторы-отстойники для обработки больших объемов осадка, образующегося каждый день. Муниципальные очистные сооружения применяют сепараторы-отстойники для уплотнения и обезвоживания осадка, что снижает общий объем осадка. Таким образом, сепараторы-отстойники позволяют снизить расходы на утилизацию отходов и объем отходов на месте. С учётом этих факторов, значение данного применения будет продолжать расти, помогая снизить нагрузку городских отходов. Кроме того, ужесточение экологических нормативов и быстрый рост городского населения также способствуют росту спроса.

Каждая отрасль сталкивается с уникальным набором задач, и обработка промышленных отходов не является исключением. К счастью, отстойные центрифуги успешно справляются с этой задачей, и отделение ценных побочных продуктов от технологических потоков возможно без ущерба для очистки сточных вод и требуемых норм сброса. Например, извлечение мицелия из ферментационного бульона при производстве антибиотиков — это эффективный способ предотвратить попадание отходов на свалки. Значительны также экологические и экономические преимущества обезвоживания дрожжевых отстоев в производстве спирта и извлечения белков из отходов пищевой промышленности.

Обезвоживание угольного шлама, обработка хвостов и классификация рудного шлама во всех горнодобывающей и обогатительной промышленности осуществляются с помощью отстойных центрифуг. Можно легко оценить инженерный опыт, продемонстрированный при проектировании и изготовлении этих машин — с прочным, износостойким шнековым конвейером и защитной износостойкой облицовкой, поскольку эти отрасли относятся к наиболее тяжелым в машиностроении. Их долговечность гарантирует устойчивость работы в самых сложных отраслях с суровыми экономическими условиями.

Центробежные сепараторы также обеспечивают обработку специализированных, хорошо характеризуемых отходов, образующихся при буровых работах, особенно в нефтегазовой промышленности. Буровые растворы и загрязнённая вода также подлежат регулированию, а центробежные сепараторы обеспечивают необходимую обработку непрерывным способом, чтобы успевать за ходом буровых работ, предотвращая при этом ущерб окружающей среде и соблюдая экологические нормы, касающиеся сброса или повторного использования воды.

Сравнительные технологии по отношению к центробежным сепараторам

По сравнению с фильтр-прессами, осадительные центрифуги обеспечивают преимущества при непрерывной работе и снижают трудозатраты. В то время как фильтр-прессы работают периодически и требуют значительного участия оператора, включая остановки для удаления осадка и очистки ткани, осадительные центрифуги работают непрерывно с минимальным участием оператора. Общий объем переработки увеличивается, а простои на замену фильтрующей среды устраняются. Это принципиальное различие на производственном объекте, где основное внимание уделяется производительности и автоматизации. Вот и всё, фильтрация завершена!

Дисковые центрифуги отличаются от других технологий тем, что предназначены для совершенно иных задач. Они удаляют мелкие частицы и разделяют жидкие смеси. Однако, как правило, они работают с очень низким содержанием твердых веществ (обычно ниже 2%). С другой стороны, осадительные центрифуги способны удалять и перерабатывать более высокое содержание твердых веществ с концентрацией свыше 2% и непрерывно выводят уплотненные твердые фракции, не прекращая подачу продукта.

Благодаря оптимизированным конструкциям осадительные центрифуги добились значительного прогресса в повышении энергоэффективности. Разработка новых стратегий управления направлена на повышение энергоэффективности, а также снижение потребления активной мощности при разделении компонентов.

Появились более портативные центробежные решения, что расширяет сферу их применения по сравнению с предыдущими возможностями. При обследовании муниципальных канализационных сетей стали доступны портативные центрифуги для очистки воды. Отстойные центрифуги, хотя и не полностью заменяют центрифуги для очистки воды, также стали портативными. Центрифуги для очистки воды полностью портативны, работают от аккумулятора и весят менее 5 кг, что обеспечивает их использование на местности и позволяет проводить анализ качества воды непосредственно на месте, предоставляя своевременный анализ качества воды в полевых условиях.

Как инновации влияют на производительность отстойных центрифуг

Недавние достижения в науке о материалах способствовали развитию современных центрифуг-отстойников. Например, барабаны и шнековые конвейеры начали изготавливать из дуплексных нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии. Эти материалы лучше справляются с химикатами, присутствующими в сточных водах, особенно при обработке промышленных потоков или химической кондиционировании. Для работы с высокоабразивными материалами производители используют определённые сплавы, устойчивые к износу, которые внедряются в поверхности подачи, чтобы увеличить срок службы оборудования и сохранить эффективность процесса разделения.

Последние разработки в области технологий привода обеспечили беспрецедентный уровень контроля. Современное оборудование использует независимые приводы для барабана и конвейера, что позволяет операторам управлять скоростью конвейера и барабана независимо друг от друга. Это дает пользователю возможность тонко регулировать разницу в скоростях, что влияет на сухость твердых веществ, прозрачность жидкости и общую гибкость процесса. Такая гибкость имеет решающее значение при наличии сезонных колебаний содержания ила или различных промышленных стоков.

Достижения в области систем приборов и управления были феноменальными. Современные сепараторы-отстойники оснащены многопараметрическими системами контроля, которые регистрируют и архивируют частоту вращения, разницу скоростей, уровень вибрации, температуру двигателя и крутящий момент на шнековом транспортере. Эти системы могут автоматически закрывать защитные клапаны и останавливать сепаратор-отстойник в случае превышения параметров, чтобы избежать дорогостоящих ремонтных работ. Кроме того, внедрение программируемых логических контроллеров сделало полностью автоматизированное управление процессом, включая пуск, остановку и оперативную регулировку заданных рабочих параметров, нормой.

Неустанная работа над получением новых знаний продолжает оптимизировать эксплуатационный потенциал сепараторов-отстойников. Современные методы вычислительного моделирования теперь полностью интегрированы в инженерные процессы проектирования. К ним относятся моделирование методом вычислительной гидродинамики и методом дискретных элементов, позволяющие визуализировать сложные многофазные потоки внутри вращающегося барабана системы. Получить такие ценные данные с помощью экспериментальных методов зачастую невозможно, а результаты передовых симуляций способствуют улучшению конструкции барабана и характера потоков для повышения эффективности разделения различных типов ила.

Взгляд в будущее: будущее сепараторов-отстойников в управлении сточными водами

Извлечение ресурсов и циклическая экономика

Извлечение ресурсов выводит отстойные центрифуги на первое место в экономике замкнутого цикла. Современные объекты рассматривают ил как ресурс, а не как отходы. Отстойные центрифуги помогают концентрировать органические вещества из ила для анаэробного сбраживания с целью получения биогаза или органического компоста. В некоторых случаях они способствуют извлечению и компостированию важных ксенобиотических компонентов, таких как редкоземельные элементы из фосфорнокислого шлама, а также распространённых загрязняющих веществ.

Соблюдение более строгих экологических норм

Во всем мире экологическое законодательство становится все более строгим в отношении утилизации ила и требуемого уровня обработки и удаления загрязняющих веществ. Многофункциональное использование сепарационных центрифуг соответствует новым нормативным требованиям. Исследования показали значительное удаление органических загрязнителей при обработке осадка сточных вод, а существенное снижение содержания опасных загрязняющих веществ после центробежного обезвоживания задокументировано в научной литературе. В условиях усиления внимания к микрозагрязнителям и органическим загрязнителям в биоосадках, данная технологическая возможность будет приобретать все большее значение.

Интеграция с другими процессами обработки

Совместный процесс обработки ила станет следующей большой задачей! Процессы больше не будут выполняться независимо, и многоступенчатая обработка с использованием осадительных центрифуг станет обычной практикой! Одним из примеров является засорение, вызванное илом анаэробного сбраживания, который необходимо обезвоживать перед поступлением в установку термической сушки. Это как раз пример интегрированных возможностей обработки осадительной центрифуги. Такая переработка остатков ила также экономически выгодна!

Заключение

Способность осадительной центрифуги постоянно и автономно работать гибким образом позволила этой технологии сохранить лидирующие позиции в оптимизации отвода отвалов на полигоны. По мере того как извлечение ресурсов становится всё более важной задачей, система осадительных центрифуг будет оставаться незаменимой.