Szybka odpowiedź: Osad jest zagęszczany przed odwodnieniem, ponieważ urządzenia odwadniające są dobierane na podstawie objętości osadu, który muszą przetworzyć, a nie zawartości suchej masy. Podniesienie zawartości suchej masy w osadzie z 1% do 4% usuwa trzy czwarte wody i zmniejsza objętość o 75%, dzięki czemu prasa filtracyjna, jej pompa zasilająca, dawka polimeru i czas cyklu odpowiednio się zmniejszają. Zagęszczacze grawitacyjne, flotacja ciśnieniowa, zagęszczacze bębnowe i zagęszczacze taśmowe grawitacyjne to typowe rozwiązania; wybór zależy od tego, czy osad jest wstępny, biologiczny, chemiczny czy mineralny. Prasa filtracyjna zasilana osadem o zawartości 3–6% suchej masy wykonuje od dwóch do czterech razy więcej cykli dziennie niż prasa zasilana osadem o zawartości 1%.
Co robi zagęszczanie i dlaczego jest na pierwszym miejscu
Zagęszczanie i odwadnianie to ta sama operacja w różnych skalach. Oba usuwają wodę z osadu; zagęszczanie podnosi zawartość substancji stałych z poniżej 1% do 3–8%, a odwadnianie podnosi ją stamtąd do 20–40% substancji stałych lub więcej. Powodem, dla którego są to oddzielne etapy, jest to, że sprzęt, który tanio wykonuje pierwszą czynność, nie może wykonać drugiej, a sprzęt, który wykonuje drugą czynność, nie może sobie pozwolić na wykonanie pierwszej.
Rozważmy zakład produkujący jedną tonę suchej masy dziennie jako osad nadmierny czynny o zawartości 0,8% suchej masy. To 125 m³ osadu. Zagęszczony do 4%, to 25 m³. Prasa filtracyjna przyjmująca niezagęszczony osad spędzałaby większość każdego cyklu na napełnianiu się wodą, a pompa przepychałaby 100 m³ wody dziennie przez tkaninę bez żadnych korzyści. Po zagęszczeniu ta sama masa mieści się w prasie o jednej trzeciej rozmiaru, pracującej w normalnym cyklu. Ta sama arytmetyka dotyczy pras taśmowych, wirówek i pras ślimakowych.
Zagęszczanie stabilizuje również nadawę. Urządzenia do odwadniania działają najlepiej przy stałym stężeniu nadawy; zagęszczacz wyrównuje wahania pochodzące z przedmuchu osadnika i zakłóceń procesu oraz zapewnia objętość buforową, dzięki czemu prasa może pracować w systemie zmianowym, podczas gdy oczyszczalnia działa przez całą dobę. Nasz artykuł na temat ile osadu produkuje oczyszczalnia ścieków Podaje metodę szacowania dziennego obciążenia.
Metody zagęszczania
| Metoda | Typowa pasza | Typowe zagęszczone ciała stałe | Najlepszy w | Słaby w |
|---|---|---|---|---|
| Zagęszczacz grawitacyjny (zbiornik okrągły z zagarniaczem zębatym) | 0.5–2% | 3–8% (podstawowy), 2–3% (biologiczny) | Osady pierwotne, chemiczne i mineralne, które osiadają | Osad czynny nadmierny (ulega gniciu, wypływa, osiąga tylko 2–3%) |
| Rozpuszczona flotacja powietrzna (DAF) | 0.3–1% | 3–5% | Osad czynny nadmierny, osady oleiste i lekkie | Ciężkie minerały stałe; energia do nasycania powietrzem |
| Zagęszczacz taśmowy grawitacyjny | 0.5–1.5% | 4–7% | Osad biologiczny z polimerem; prosty i kompaktowy | Potrzebuje polimeru; otwarty na zapach; woda do mycia taśmy |
| Zagęszczacz bębnowy obrotowy | 0.5–1.5% | 5–9% | Osad biologiczny z polimerem; zamknięty, niewielka powierzchnia | Wymaga polimeru; zatykanie sita przez włókna lub smar |
| Wirówka (tryb zagęszczania) | 0.5–1.5% | 4–8% | Tam, gdzie miejsca jest bardzo mało, a zapach musi zostać zatrzymany | Moc, konserwacja, polimer |
| Statyczny zbiornik retencyjny osadu (sedymentacja i dekantacja) | 1–3% | 2–5% | Małe oczyszczalnie, osady chemiczne i mineralne | Wolno; osad biologiczny ulega gniciu |
Schemat jest taki, że osady, które sedymentują samoistnie, czyli osady wstępne, fizykochemiczne i mineralne, zagęszcza się grawitacyjnie, natomiast osady biologiczne, które nie sedymentują dobrze, zagęszcza się metodą flotacji lub za pomocą zagęszczacza mechanicznego wspomaganego polimerem. Nasz przewodnik po gdy potrzebny jest DAF omawia przypadek flotacji bardziej szczegółowo.
Jak zagęszczanie zmienia prasę filtracyjną
Filtr prasowy to maszyna okresowa o stałej objętości komór. Każdy cykl wypełnia komory plackiem, a czas cyklu to czas potrzebny na zbudowanie tego placka z nadawy. Ciała stałe w nadawie wpływają na to na trzy sposoby:
- Czas na uzupełnienie. Przy 1% substancji stałych komora musi otrzymać około 30 razy więcej osadu niż wynosi jej własna objętość, aby wypełnić się plackiem; przy 4% około 8 razy. Etap napełniania skraca się z godzin do znacznie poniżej godziny.
- Zużycie tkaniny i zatykanie. Każdy metr sześcienny wody przepuszczanej przez tkaninę wprowadza do niej drobne cząstki. Zagęszczony nadaw oznacza mniej wody na kilogram placka i czystsze tkaniny.
- Polimer. Polimer jest dozowany na kilogram suchej masy, ale mieszanie jest lepsze, a dawka niższa, gdy osad jest zagęszczany przed kondycjonowaniem, a nie po nim.
Praktycznym rezultatem jest to, że prasa zasilana zawartością substancji stałych na poziomie 3–6% wykonuje od dwóch do czterech razy więcej cykli dziennie niż ta sama prasa zasilana zawartością 1%, więc prasa obsługująca to obciążenie jest mniejsza i tańsza. Pod względem doboru wielkości, wartość zawartości substancji stałych w nadawie jest pierwszą liczbą, o którą pytamy, ponieważ zmienia ona liczbę płyt bardziej niż jakikolwiek inny pojedynczy parametr. Zobacz jak obliczyć wydajność filtra prasowego i Ile płyt filtracyjnych potrzebuję.
Kiedy możesz pominąć zagęszczacz
Nie każda roślina wymaga oddzielnego etapu zagęszczania:
- Osady chemiczne i mineralne Osady z klarownika często mają już 3–10% substancji stałych i trafiają bezpośrednio do prasy. Osady z galwanizacji, garbarni, przemysłu tekstylnego i górnictwa zazwyczaj należą do tej grupy.
- Małe STP i ETP Poniżej około 500 m³/dobę zwykle zagęszcza się w zbiorniku retencyjnym osadu poprzez sedymentację i dekantację przez noc, co wystarcza do zasilenia małej prasy przy 2–3%.
- oczyszczalnie MBR utrzymują mieszany likier na poziomie 8–12 g/L, więc ich osad odpadowy jest już blisko 1% i przed prasą zazwyczaj potrzebny jest zagęszczacz bębnowy lub DAF; nie ma osadu pierwotnego, który mógłby pomóc.
Praktyczna zasada: jeśli osad docierający do prasy ma poniżej 2% substancji stałych, zagęszczanie zwróci się w rozmiarze prasy; jeśli ma powyżej 3%, zagęszczacz niewiele wnosi. Pomiędzy 2% a 3% zależy to od tego, ile godzin dziennie prasa może pracować.
Zagęszczanie w ciągu technologicznym
W typowym STP ciąg technologiczny to osadnik wstępny i osadnik wtórny → mieszanie osadów → zagęszczacz → (komora fermentacyjna, jeśli występuje) → kondycjonowanie → odwadnianie. W ETP jest to zwykle osadnik lub DAF → zbiornik retencyjny osadu → kondycjonowanie → odwadnianie, przy czym zbiornik retencyjny pełni funkcję zagęszczania. W górnictwie i przeróbce minerałów zagęszczacz to duża, wysokowydajna jednostka o dużej średnicy, zasilająca prasę przy 30–60% substancji stałych, a role „zagęszczacza” i „odwadniania” są takie same jak powyżej, przy znacznie wyższym stężeniu. Nasz ETP vs STP i odwadnianie odpadów poflotacyjnych Artykuły pokazują, gdzie w każdym z nich znajduje się prasa.
Wybór zagęszczacza z myślą o prasie
Dla prasy odprowadzającej osad istotne są dwie kwestie. Po pierwsze, polimer dodany w mechanicznym zagęszczaczu kondycjonuje osad jednorazowo; dodanie kolejnej porcji na prasie w celu wtórnego kondycjonowania jest normalne, ale oba produkty muszą być kompatybilne, a całkowitą dawkę należy sprawdzić testem w zlewkach, a nie zakładać. Po drugie, zagęszczony osad musi być przepompowywalny do prasy: powyżej 6–8% suchej masy osad biologiczny staje się trudny do pompowania pompą odśrodkową i wymaga pompy śrubowej lub tłokowej, a zbiornik retencyjny osadu potrzebuje mieszadła, aby zapobiec jego rozwarstwianiu. Nasza strona na temat Sprzęt do uzdatniania ścieków wymienia opcje zagęszczania i pompowania, które współpracują z naszymi prasami, oraz kondycjonowanie polimerowe tkaniny filtracyjnej prasy filtracyjnej obejmuje stronę dozowania.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego osad jest zagęszczany przed odwadnianiem?
Ponieważ urządzenia do odwadniania dobiera się na podstawie objętości osadu. Zagęszczenie z 1% do 4% substancji stałych usuwa trzy czwarte wody, dzięki czemu prasa filtracyjna, pompa zasilająca, polimer i czas cyklu są mniejsze. Wyrównuje to również stężenie nadawy i zapewnia buforowanie.
Jakie stężenie ciał stałych powinienem podawać do prasy filtracyjnej?
Dla osadów biologicznych i mieszanych dobrym celem jest 3–6% substancji stałych; dla osadów chemicznych i mineralnych z osadnika typowe jest 3–10% i nie wymagają one osobnego zagęszczacza. Poniżej 2% zagęszczacz zwraca się dzięki mniejszym wymiarom prasy.
Który zagęszczacz jest najlepszy dla osadu czynnego?
Flotacja ciśnieniowa, zagęszczacz taśmowy grawitacyjny lub zagęszczacz bębnowy, z których wszystkie osiągają 4–7% suchej masy. Samo zagęszczanie grawitacyjne osiąga jedynie 2–3% w przypadku osadu czynnego nadmiernego, a osad ma tendencję do gnicia.
Czy mogę pominąć zagęszczacz?
Często w przypadku osadów chemicznych i mineralnych, które już opuszczają osadnik w stężeniu 3% lub większym, oraz w przypadku małych oczyszczalni, w których osad sedymentuje i jest dekantowany w zbiorniku retencyjnym osadu. Rozcieńczony osad biologiczny poniżej 2% prawie zawsze korzysta z zagęszczacza.
Czy zagęszczanie zmniejsza zużycie polimeru?
Polimer jest dozowany na suchą tonę, więc całkowita ilość nie spada automatycznie, ale mieszanie i tworzenie się kłaczków są lepsze w zagęszczonym osadzie, a w praktyce łączna dawka zagęszczacza i prasy jest zwykle niższa niż dozowanie rozcieńczonego osadu bezpośrednio do prasy.
Jak wpływają substancje stałe w nadawie na czas cyklu prasy filtracyjnej?
Zdecydowanie. Przy 1% substancji stałych komora potrzebuje około 30 objętości komory osadu, aby wypełnić się plackiem; przy 4% około 8. Prasa wykonuje dwa do czterech razy więcej cykli dziennie na zagęszczonym osadzie, więc mniejsza prasa obsługuje tę samą tonaż.
Podaj nam typ swojego osadu, dzienną ilość suchej masy oraz aktualne stężenie wsadu, a my powiemy Ci, czy warto dodać zagęszczacz, i tak czy inaczej dobierzemy odpowiednią prasę: poproś o propozycję zagęszczania i odwadniania.
Referencje: US EPA — Karta informacyjna technologii osadów ściekowych: Zagęszczanie grawitacyjne, US EPA — Karta informacyjna technologii osadów ściekowych: Zagęszczanie i odwadnianie wirówkowe, US EPA — Karta informacyjna technologii osadów ściekowych: Prasa filtracyjna płytowa wgłębna.