Szybka odpowiedź: Dawka polimeru do prasy filtracyjnej jest ustalana na podstawie testu w słoiku, a nie metodą prób i błędów, a następnie dostrajana na prasie. Zacznij od typowego zakresu dla osadu (osad biologiczny 3–8 kg aktywnego polimeru na suchą tonę, zmieszany komunalny 2–5, osad chemiczny i mineralny 0,5–2 lub brak), znajdź dawkę dającą najszybszy swobodny drenaż i najczystszy filtrat w słoiku, następnie prowadź prasę przy tej dawce i stopniowo ją zmniejszaj, aż czas cyklu lub klarowność filtratu zaczną się pogarszać. Przedawkowanie jest częstszym błędem: kosztuje pieniądze, zatyka tkaninę nieprzereagowanym polimerem i daje śliski placek. Koagulanty nieorganiczne (chlorek żelaza, ałun, wapno) są dawkowane najpierw, gdy osad jest oleisty, drobny lub ma słabą wytrzymałość kłaczków, i mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na polimer o połowę.
Co robi kondycjonowanie w prasie filtracyjnej
Prasa filtracyjna oddziela wodę od ciał stałych, przepychając wodę przez sam placek osadu. Działa to tylko wtedy, gdy ciała stałe tworzą porowaty placek. Drobne, galaretowate lub koloidalne ciała stałe, co opisuje większość osadów biologicznych i wiele chemicznych, zbijają się w nieprzepuszczalną warstwę i zatrzymują przepływ w ciągu kilku minut. Chemikalia kondycjonujące wiążą te drobne cząstki w większe kłaczki, które pozostawiają kanały do ucieczki wody, i usuwają część wody związanej z powierzchniami cząstek.
Używa się dwóch rodzin. Koagulanty nieorganiczne (chlorek żelaza(III), siarczan żelaza(III), ałun, polichlorek glinu, wapno) neutralizują ładunek powierzchniowy i dodają mineralny szkielet do placka. Polimery organiczne (poliakrylamidy, głównie kationowe w przypadku osadu) łączą cząstki w duże, wytrzymałe kłaczki przy dawkach stukrotnie mniejszych wagowo. Prasy filtracyjne historycznie stosowały wapno i żelazo(III); obecnie większość pras do osadu stosuje wyłącznie polimer lub niską dawkę koagulantu, a następnie polimer. Wybór ma znaczenie dla placka filtracyjnego: wapno i żelazo(III) dodają 15–30% do suchej masy przekazywanej do utylizacji, polimer nie dodaje prawie nic. Nasz artykuł na temat tkanina filtracyjna do biomasy kondycjonowanej polimerem zakrywa stronę tkaniny.
Typowe zakresy dawek
| Osad | Polimer kationowy, kg substancji czynnej na suchą tonę | Koagulant (jeśli stosowany) | Notatki |
|---|---|---|---|
| Osad czynny nadmierny (WAS) tylko | 5–10 | Żelazowy 3–6% DS lub PAC, gdy kłaczek jest słaby | Najtrudniejszy przypadek; wysokie zapotrzebowanie na ładunek; prasa membranowa pomaga |
| Mieszany pierwotny + WAS, niestrawiony | 3–6 | Zwykle żaden | Włókno pierwotne pomaga |
| Beztlenowo przefermentowane osady ściekowe | 6–12 | Żelazo lub wapno do kontroli struwitu i zapachów | Wyższe zapotrzebowanie na ładunek po trawieniu |
| Tlenowo przefermentowany | 5–9 | Rzadko | Drobny klaczek, wolne odwadnianie |
| Przemysłowe biologiczne (spożywcze, browarnicze, papiernicze) | 3–8 | PAC 100–300 mg/L w przypadku obecności oleju lub drobnych cząstek | Szeroki zakres; test słoikowy niezbędny |
| Osad fizykochemiczny (koagulacja/strącanie) | 0.5–2 | Już skoagulowane w górnym strumieniu | Często potrzebny jest jedynie niewielki polimer anionowy lub niejonowy |
| Wodorotlenek metalu osad | 0.5–1.5 | Brak danych wejściowych do przetłumaczenia. | Anionowy polimer zwykły |
| Minerały, odpady poflotacyjne, płukanie piasku, ceramika | 0–1 | Brak lub wapno dla pH | Często filtrowane bez chemikaliów; anionowe, jeśli stosowane |
| Osad olejowy (rafineria, osady denne zbiorników, flotat z DAF) | 2–5 | Najpierw żelazowy lub PAC, 5–15% DS | Koagulant rozbija emulsję; sam polimer niewiele działa |
To są punkty wyjściowe do testu słoikowego, a nie ustawienia. Dwa osady o tej samej nazwie mogą różnić się trzykrotnie pod względem zapotrzebowania na polimer w zależności od wieku osadu, temperatury, obecności bakterii nitkowatych oraz tego, co zakład odprowadza powyżej.
Test słoika: jak go przeprowadzić dla prasy filtracyjnej
Test słoikowy dla prasy różni się od testu dla klarownika, ponieważ chodzi o drenaż, a nie sedymentację. Metoda stosowana w większości zakładów:
- Przygotuj roztwór polimeru o stężeniu substancji czynnej 0,1–0,2% w czystej wodzie, pozostaw go do dojrzewania przez 30–60 minut i potwierdź stężenie na podstawie danych dostawcy.
- Pobrać 500 mL osadu o stężeniu, które będzie zasilać prasę. Badać rzeczywisty strumień zasilający, a nie próbkę rozcieńczoną lub zagęszczoną.
- Dodać polimer w pięciu dawkach obejmujących oczekiwany zakres (na przykład 3, 4, 5, 6, 8 kg/t), mieszając każdą przez 10–20 sekund przy stałej, umiarkowanej prędkości. Zbyt długie mieszanie ścina kłaczki; zbyt krótkie pozostawia polimer nieprzereagowany.
- Każdą próbkę wlać na kawałek własnej tkaniny filtracyjnej prasy rozciągniętej na lejku i zmierzyć czas potrzebny do zebrania 200 mL filtratu (test swobodnego odcieku lub „czasu filtracji”). Zanotować klarowność filtratu oraz to, czy pozostałe na tkaninie ciała stałe są zwarte i czy łatwo się oddzielają.
- Najlepsza dawka to najniższa, która zapewnia niemal maksymalną szybkość odwadniania i klarowny filtrat. Powyżej niej odwadnianie przestaje się poprawiać, a kłaczek staje się śliski i przykleja się do tkaniny.
Czas ssania kapilarnego (CST) i opór właściwy filtracji (SRF) to laboratoryjne wersje tego samego testu z przypisanymi liczbami; CST poniżej około 20 sekund zwykle wskazuje na osad, który będzie dobrze się prasował. Test w lejku Buchnera pod próżnią daje SRF i, przy odrobinie arytmetyki, oszacowanie czasu cyklu. Senjie przeprowadza te testy na próbkach klientów w ramach doboru prasy; zobacz nasze Filtr prasowy laboratoryjny i skalowanie artykuł.
Przycinanie dawki na prasie
Test słoika trafia w granice około 20% właściwej dawki. Prasa znajduje resztę. Wykonaj trzy lub cztery cykle przy dawce z testu słoika i zarejestruj czas cyklu do osiągnięcia docelowego ciśnienia, klarowność filtratu w pierwszych dziesięciu minutach, suchą masę placka i to, jak czysto placek się zsuwa. Następnie zmniejszaj dawkę o 10% krokami. Oznaki, że zszedłeś za nisko, w kolejności: filtrat mętnieje na początku cyklu, czas cyklu się wydłuża, placek staje się miękki i mokry w środku. Oznaki zbyt dużej dawki to śliski placek, tkanina, która pozostaje śliska po praniu, oraz filtrat, który się pieni. Właściwa dawka to jeden krok powyżej punktu, w którym pojawia się pierwsza oznaka zbyt niskiej dawki.
Powtarzaj to ćwiczenie za każdym razem, gdy osad ulegnie zmianie: sezon, zmiana w procesie biologicznym, nowy zrzut z góry zakładu lub nowa partia polimeru. Zakłady, które ustalają dawkę raz i pozostawiają ją bez zmian, zazwyczaj przez lata przedawkowują o 30–50%.
Wybór polimeru: ładunek, masa cząsteczkowa i forma
Kationowe poliakrylamidy są sprzedawane według gęstości ładunku (niska, średnia, wysoka) i masy cząsteczkowej (od średniej do bardzo wysokiej), w formie suchego proszku, emulsji lub kulek. W przypadku pras filtracyjnych ogólny schemat jest następujący:
- Ładujosad biologiczny wymaga średniego do wysokiego ładunku kationowego; osad przefermentowany często bardzo wysokiego; osady chemiczne i mineralne są zwykle anionowe lub niejonowe. Ładunek jest pierwszą zmienną do sprawdzenia.
- Masa cząsteczkowa: prasy preferują średnie do wysokich, a nie najwyższe. Bardzo wysoka masa cząsteczkowa tworzy duży, miękki klaczek, który jest idealny dla prasy taśmowej lub wirówki, ale pod ciśnieniem prasy filtracyjnej ściska się w śluzowatą warstwę.
- FormularzProszek jest najtańszy w przeliczeniu na kilogram substancji czynnej i dobrze się przechowuje, ale wymaga odpowiedniej jednostki przygotowawczej z dojrzewaniem; emulsja jest łatwiejsza do dozowania w małych zakładach, ale zawiera 50–60% oleju i wody, za których transport się płaci.
Przetestuj trzy lub cztery produkty z oferty dostawcy za pomocą testu słoikowego przed podjęciem decyzji; różnica między najlepszym a najgorszym produktem dla danego osadu wynosi zwykle dwa do jednego w dawce.
Urządzenia do makijażu i dozowania
Większość problemów z polimerami na prasach to problemy z przygotowaniem roztworu. Proszek, który nie został w pełni rozpuszczony, tworzy „rybie oczy”, które zatykają tkaninę i powodują straty produktu; roztwór dozowany zbyt stężony nie miesza się z osadem. Zasady: przygotowuj roztwór o stężeniu 0,1–0,5% i rozcieńczaj dalej do 0,05–0,1% w punkcie wtrysku; sezonuj roztwory proszku 30–60 minut; wtryskuj przez mieszalnik lub mieszalnik statyczny do linii osadu z czasem kontaktu 10–30 sekund przed pompą podającą; i nigdy nie dozuj polimeru do króćca ssawnego pompy odśrodkowej podającej, która ścina kłaczki. Pompa śrubowa ekscentryczna lub membranowa jest delikatniejsza. Nasza strona o pompy membranowe pneumatyczne a nasz Sprzęt do uzdatniania ścieków Zakres obejmuje jednostki przygotowania polimeru i pompy dozujące dostosowane do prasy.
Kiedy również stosować koagulant
Dodać chlorek żelaza, PAC lub wapno przed polimerem, gdy test w zlewkach wykazuje słabą kłaczkowatość, która rozpada się pod ciśnieniem, gdy osad jest oleisty, gdy filtrat zawiera drobne koloidy, których sam polimer nie może wychwycić, lub gdy dawka polimeru wzrasta powyżej 10 kg/t. Chlorek żelaza w ilości 3–8% suchej masy zazwyczaj zmniejsza dawkę polimeru o jedną trzecią do połowy i zagęszcza placek, kosztem większej ilości suchej masy do utylizacji oraz konieczności ochrony antykorozyjnej urządzeń dozujących. Wapno w ilości 10–20% suchej masy było klasycznym kondycjonerem prasy filtracyjnej i jest nadal stosowane tam, gdzie placek trafia na składowisko, a wzrost pH jest korzystny dla kontroli patogenów. Nasz strącanie metali ciężkich artykuł obejmuje chemię koagulantów w tym kontekście.
Najczęściej zadawane pytania
Ile polimeru potrzebuje prasa filtracyjna?
Typowo 3–8 kg aktywnego polimeru kationowego na suchą tonę dla osadu biologicznego, 6–12 dla przefermentowanych osadów, 0,5–2 dla osadu chemicznego i wodorotlenków metali, a często żadna dla zawiesin mineralnych. Rzeczywistą dawkę ustala się w teście słoikowym i koryguje na prasie.
Skąd mam wiedzieć, czy przedawkowałem polimer?
Śliski, lepki placek; tkanina, która po praniu pozostaje śliska; pieniący się filtrat; oraz brak poprawy czasu cyklu przy zwiększeniu dawki. Redukować o 10% aż filtrat zacznie mętnieć, następnie cofnąć się o jeden krok.
Który polimer jest najlepszy do prasy filtracyjnej?
Zwykle średnio- do wysokonaładowany kationowy poliakrylamid o średniej do wysokiej (nie bardzo wysokiej) masie cząsteczkowej stosuje się do osadów biologicznych, a produkt anionowy lub niejonowy do osadów chemicznych i mineralnych. W teście słoikowym wybiera się trzy lub cztery produkty; różnica w dawce między produktami może wynosić dwa do jednego.
Czy powinienem użyć chlorku żelaza(III) lub wapna zamiast polimeru?
Stosuj je dodatkowo do polimeru, gdy wytrzymałość kłaczków jest niska, osad jest oleisty lub dawka polimeru wzrasta powyżej około 10 kg/t. Wzmacniają one placek i zmniejszają zapotrzebowanie na polimer, ale dodają suchej masy do unieszkodliwiania.
Gdzie należy wstrzykiwać polimer?
Do linii osadu przez mieszalnik statyczny lub mieszalnik inline 10–30 sekund przed pompą podającą, przy stężeniu roztworu 0,05–0,1%. Nigdy do króćca ssawnego pompy odśrodkowej, która ścina kłaczki.
Dlaczego właściwa dawka ciągle się zmienia?
Osad zmienia się wraz z porą roku, wiekiem osadu, zrzutami z góry oraz procesem biologicznym. Należy ponownie przeprowadzić test słoikowy i dostosować dawkę na prasie za każdym razem, gdy zakład ulega zmianie lub przybywa nowa partia polimeru; zakłady, które ustalają dawkę jednorazowo, zazwyczaj przedawkowują o 30–50%.
Prześlij nam próbkę osadu, a przeprowadzimy testy odwadniania i CST, zarekomendujemy rodzaj polimeru i dawkę początkową oraz dobierzemy wielkość prasy: poproś o test kondycjonowania i ustalania rozmiaru.
Referencje: US EPA — Karta informacyjna technologii osadów ściekowych: Prasa filtracyjna płytowa wgłębna (dane dotyczące kondycjonowania i wydajności), US EPA — Karta informacyjna technologii osadów ściekowych: Prasa taśmowa (zakresy dawek polimeru według typu osadu).