Краткий ответ: Кек с фильтр-пресса покидает завод одним из пяти путей: захоронение на полигоне, внесение в почву или компостирование, сжигание или использование в качестве котельного топлива, повторное использование в качестве сырья (цементные печи, кирпич и плиты, извлечение металлов) или термическая сушка с последующим одним из остальных способов. Путь определяется тем, что содержится в осадке, и местными нормативами, и он задаёт влажность кека, которую должен обеспечить пресс: примерно 25–35% сухого вещества для полигона, 20–30% для внесения в почву, 35–50% или более для сжигания без поддерживающего топлива и 60–90% после сушилки. Утилизация обычно является самой крупной отдельной статьёй затрат на обработку осадка, и она оплачивается по влажной тонне, поэтому каждый процент сухости, добавляемый прессом, — это деньги, сэкономленные каждый день.
Куда идет кек фильтрации
Фильтр-пресс превращает жидкий шлам в твёрдое вещество, которое можно перемещать погрузчиком и грузовиком. Что происходит с этим твёрдым веществом, зависит от двух вопросов: является ли оно опасным и имеет ли оно какую-либо ценность? Ответы распределяют фильтр-кек по нескольким маршрутам.
| Маршрут | Типичный торт | Целевая влажность | Фактор затрат | Ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Неопасная свалка | Муниципальные биотвердые вещества, пищевой и бумажный шлам, инертный минеральный шлам | 25–35% сухого остатка; должен проходить тест на фильтре для краски (без свободной жидкости) и быть достаточно стабильным для движения транспорта | Плата за ворота за влажную тонну плюс перевозка | Многие юрисдикции ограничивают или облагают налогом захоронение органических отходов на полигонах |
| Опасная свалка или стабилизация | Гальваническое покрытие, кожевенное производство (хром), пигменты, некоторые фармацевтические и химические шламы | Настолько сухой, насколько это практически возможно; часто 35–45% при использовании мембранного пресса | Плата за ворота в несколько раз превышает ставку для неопасных отходов, за тонну влажного веса | Тест на выщелачивание (TCLP или местный эквивалент) определяет классификацию; может потребоваться отверждение цементом или известью |
| Землепользование, компостирование | Биотвердые вещества и осадок пищевой промышленности с допустимыми уровнями металлов и патогенов | 20–30% сухих веществ для распределения; 40%+ для компостирования в качестве разрыхлителя | Перевозка и распределение; тестирование на патогены и металлы | Класс A/Класс B или местные правила; сезонные ограничения |
| Сжигание, котельное топливо, совместная переработка в цементных печах | Биотвердые вещества, осадок целлюлозно-бумажного производства, нефтесодержащий осадок, некоторые химические осадки | 35–50% сухих веществ для чистого вклада в тепло; 60%+ для печей | Плата за ворота или топливный кредит в зависимости от теплотворной способности; перевозка | Разрешения на выбросы в атмосферу; ограничения по хлору и металлам в печи |
| Повторное использование сырья | Шлам от удаления краски — в картон или цемент, известковый шлам — в сельское хозяйство, шлам гидроксидов металлов — на металлургические заводы, минеральный кек — в качестве закладочного материала или заполнителя | Устанавливается покупателем, обычно 40–70% сухих веществ | Часто доход, а не затраты | Стабильный состав и влажность; контракт покупателя |
| Термическая сушка, затем любой из вышеперечисленных | Биотвердые вещества и промышленный ил, где расстояние перевозки или плата за прием высоки | 60–90% сухих веществ | Энергия: примерно 0,8–1,0 кВт·ч тепловой энергии на кг испарённой воды | Столица сушильного оборудования; контроль пыли и запахов; целесообразно только после механического обезвоживания, когда дешёвая вода уже удалена |
Почему влажность торта — это показатель, который имеет значение
Почти каждый путь утилизации взимает плату по влажному весу. Завод, производящий 10 сухих тонн ила в день, отправляет 40 влажных тонн на полигон при 25% сухого вещества и 29 влажных тонн при 35%. Разница составляет на 11 грузовиков в день меньше, и при любой реалистичной плате за въезд экономия окупает разницу между ленточным прессом и мембранным фильтр-прессом в течение одного-двух лет. Наш ежегодные эксплуатационные расходы статья приводит цифры по этому вопросу, и Сравнение фильтр-пресса, центрифуги и ленточного пресса показывает содержание сухих веществ торта, достигаемое каждой машиной.
Влажность также определяет, будет ли маршрут вообще открыт. Полигоны отказываются принимать кек, выделяющий свободную жидкость; котлы теряют тепло на кеке с содержанием сухих веществ ниже примерно 35%; цементные печи и заводы по производству плит указывают диапазон влажности в договоре поставки. Мембранный отжим и воздушная продувка кека на фильтр-прессе существуют именно для того, чтобы перевести кек через эти пороги. См. мембранный фильтр-пресс о том, как работает этап сжатия.
Полигон: вариант по умолчанию, и всё чаще — крайняя мера
Захоронение на полигонах остается наиболее распространенным способом утилизации промышленного фильтр-кейка во всем мире, но три тенденции заставляют заводы отказываться от него: рост тарифов на прием отходов, ограничения на захоронение органических отходов (действующие на всей территории ЕС и распространяющиеся в других регионах), а также ответственность, поскольку производитель обычно остается ответственным за опасные отходы после их вывоза с площадки. Для опасного кейка классификация определяется тестом на выщелачивание самого кейка, поэтому способ осаждения и обезвоживания шлама влияет на результат: хорошо сформированный осадок гидроксида металла, обезвоженный до плотного кейка, выщелачивает меньше, чем рыхлый влажный. Наш Очистка сточных вод от тяжёлых металлов Статья охватывает химию.
Внесение в почву и компостирование
Для биотвёрдых веществ и осадка пищевой промышленности это самый дешёвый путь там, где это разрешено нормативными актами. Кек должен соответствовать ограничениям по металлам и патогенам, что зависит от того, что попало в канализацию, а не от пресса, но пресс влияет на обращение с кеком: кек с содержанием сухих веществ 20–25% из ленточного пресса легко распределяется; кек с содержанием сухих веществ 35% из фильтр-пресса требует разбрасывателя, способного его измельчить. Для компостирования более сухой кек требует меньше разрыхлителя (щепа, кора) и компостируется быстрее. Добавление извести после пресса, иногда применяемое для контроля патогенов, также повышает показатель сухих веществ.
Сжигание: котлы, мусоросжигательные установки и цементные печи
Шлам горит, потому что содержит органические вещества, но горит он полезно только в том случае, если содержащаяся в нём вода не поглощает большую часть этого тепла. Точка безубыточности составляет около 35% сухих веществ для смешанного шлама; выше 40–50% сухих веществ кек является топливом, ниже — нагрузкой на печь. Целлюлозно-бумажные заводы, заводы по производству пальмового масла и сахарные заводы, имеющие собственные биомассовые котельные, используют их для утилизации обезвоженного шлама и рекуперации тепла, а цементные печи совместно перерабатывают высушенный шлам в качестве альтернативного топлива. Печи обычно требуют сухой, однородный продукт и ограничивают содержание хлора, серы и тяжёлых металлов. Наш целлюлозный и бумажный шлам и сточные воды маслозавода статьи охватывают два наиболее распространённых случая.
Повторное использование в качестве сырья
Всё большая доля фильтр-кека становится продуктом, а не отходом. Шлам от обесцвечивания идёт на производство картона и цемента; шлам известкового умягчения и известковый шлам продаются в сельское хозяйство как известковый мелиорант; гидроксидные шламы меди, никеля и цинка отправляются на плавильные и аффинажные заводы для извлечения металлов; кек от горных работ и промывки песка становится закладочным материалом, основанием дорог или кирпичным сырьём; гипс от сероочистки дымовых газов идёт на производство гипсокартона. Каждый из этих покупателей указывает требования к влажности и консистенции, и большинство платит больше за более сухой и однородный кек, что опять же говорит в пользу мембранного пресса со стадией отжима. Наш Летучая зола и гипс FGD статья — это пример.
Термическая сушка: когда это окупается
Сушка удаляет воду испарением при затратах тепла примерно 0,8–1,0 кВт·ч на килограмм воды, что в десять–сто раз превышает энергозатраты на удаление той же воды механическим способом. Поэтому её применяют только после того, как пресс отобрал всё, что мог, и только тогда, когда этого требует маршрут утилизации: дальняя перевозка, высокий тариф на приём, топливный зачёт от печи или котла либо спецификация продукта. Ленточные сушилки, лопастные сушилки и солнечные сушильные площадки — распространённые типы; выбор между ними — отдельная инженерная задача, но исходные данные для неё всегда одни и те же: максимально сухой и однородный кек, который способен выдать пресс. Повышение сухости кека после пресса с 25% до 35% сухих веществ удаляет 1,1 тонны воды на тонну сухого вещества, которую сушилке больше не нужно испарять, и это часто и есть разница между сушилкой, которая окупается, и той, которая не окупается.
Обращение с кексом между прессом и грузовиком
Какой бы ни был маршрут, кек должен попасть от пресса к транспорту. Малые прессы разгружаются в бункер или мешок; более крупные установки используют приёмный бункер и ленточный или шнековый конвейер к складу или контейнеру. Три момента в конструкции: приёмный бункер должен принимать весь сброс пресса за один раз (пресс на 100 плит 1500 мм сбрасывает несколько тонн за минуты); для липких кеков нужен бункер с крутыми стенками или с подвижным днищем; и кек, который будет храниться перед утилизацией, нуждается в крытом складе с дренажом, потому что дождь превращает кек с 35% влажности обратно в кек с 25%. Наша страница о полностью автоматические прессы охватывает автоматизацию выгрузки и транспортировку кека.
Часто задаваемые вопросы
Что происходит с осадком после фильтр-пресса?
Осадок направляется по одному из пяти маршрутов: на полигон, в землепользование или компостирование, на сжигание или использование в качестве топлива для котлов или печей, на повторное использование в качестве сырья, например для цемента, плит, обратной засыпки или извлечения металлов, либо на термическую сушку с последующим одним из этих вариантов. Состав осадка и местные правила определяют, какой именно.
Насколько сухим должен быть кек фильтра для захоронения на полигоне?
Он должен пройти испытание на отсутствие свободной жидкости (тест с лакокрасочным фильтром) и быть достаточно плотным для обработки и транспортировки, что на практике означает содержание сухих веществ около 25–35% для большинства осадков. Плата за въезд взимается за влажную тонну, поэтому чем суше, тем дешевле.
Можно ли сжигать кек фильтр-пресса?
Да, если он достаточно сухой. При содержании твёрдых веществ ниже примерно 35% вода поглощает больше тепла, чем выделяет органическое вещество; при 40–50% твёрдых веществ или выше кек вносит тепло в котёл или печь для сжигания. Цементные печи, как правило, требуют высушенного продукта.
Является ли осадок фильтр-пресса опасным отходом?
Только если осадок содержит опасные компоненты, такие как тяжёлые металлы, растворители или определённые органические вещества, в концентрациях выше пределов, установленных тестом на выщелачивание кека. Муниципальные, пищевые, бумажные и инертные минеральные осадки обычно неопасны; осадки гальванических производств, кожевенных заводов и некоторых химических производств обычно опасны.
Когда сушка осадка оправдана?
После механического обезвоживания, когда удалено всё возможное, и только если маршрут утилизации поощряет сухость: дальняя перевозка, высокая плата за ворота, топливный кредит или спецификация продукта. Сушка требует примерно 0,8–1,0 кВт·ч тепла на килограмм воды, поэтому она никогда не заменит хороший фильтр-пресс.
Насколько изменяются затраты на утилизацию при изменении влажности кекса?
Прямо пропорционально сырому весу. Десять сухих тонн в день — это 40 сырых тонн при 25% сухого вещества и 29 сырых тонн при 35%; при любом реалистичном тарифе на приём эта разница окупает мембранный фильтр-пресс в течение года или двух.
Сообщите нам тип вашего осадка, тоннаж и куда будет направляться кек, и мы подберем пресс под необходимую для этого маршрута влажность: запросить предложение по водоотведению и утилизации.
Ссылки: Агентство по охране окружающей среды США — Основная информация о биотвёрдых веществах (внесение в почву, класс A/B, пути утилизации), 40 CFR 264.314 — Особые требования к наливным и контейнерным жидкостям (испытание жидкостей с фильтров окрасочных камер для полигонов), Европейская комиссия — Директива о полигонах и ограничения на биоразлагаемые отходы.