คำตอบสั้น: ปริมาณโพลิเมอร์สำหรับเครื่องกรองแบบอัดแผ่นถูกกำหนดโดยการทดสอบในบีกเกอร์ ไม่ใช่จากประสบการณ์คร่าว ๆ แล้วจึงปรับละเอียดบนเครื่อง กรอง เริ่มจากช่วงค่าทั่วไปสำหรับสลัดจ์นั้น (สลัดจ์ชีวภาพ 3–8 กิโลกรัมโพลิเมอร์แอคทีฟต่อตันแห้ง สลัดจ์เทศบาลผสม 2–5 สลัดจ์เคมีและแร่ 0.5–2 หรือไม่ใช้เลย) หาปริมาณที่ให้การระบายน้ำอิสระเร็วที่สุดและน้ำกรองใสที่สุดในบีกเกอร์ จากนั้นเดินเครื่องกรองที่ปริมาณนั้นและลดลงทีละขั้นจนกว่าเวลารอบการทำงานหรือความใสของน้ำกรองเริ่มแย่ลง การใส่เกินขนาดเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยกว่า: มันสิ้นเปลืองเงิน ทำให้ผ้าอุดตันด้วยโพลิเมอร์ที่ยังไม่ทำปฏิกิริยา และได้เค้กที่เหนียวเป็นเมือก สารตกตะกอนอนินทรีย์ (เฟอร์ริกคลอไรด์ สารส้ม ปูนขาว) ถูกใส่ก่อนในกรณีที่สลัดจ์มีน้ำมัน อนุภาคละเอียด หรือมีแรงยึดเกาะของฟล็อกต่ำ และสามารถลดความต้องการโพลิเมอร์ลงได้ครึ่งหนึ่ง
การปรับสภาพในเครื่องกรองแบบแผ่นและกรอบทำหน้าที่อะไร
เครื่องกรองแบบอัดจะแยกน้ำออกจากของแข็งโดยการดันน้ำให้ผ่านชั้นเค้กของของแข็งนั้นเอง วิธีนี้จะได้ผลก็ต่อเมื่อของแข็งนั้นก่อตัวเป็นชั้นเค้กที่มีรูพรุนเท่านั้น ของแข็งที่มีอนุภาคละเอียด เป็นเจล หรือเป็นคอลลอยด์ ซึ่งอธิบายลักษณะของสลัดจ์ทางชีวภาพส่วนใหญ่และสลัดจ์ทางเคมีจำนวนมาก จะอัดตัวกันแน่นเป็นชั้นที่น้ำซึมผ่านไม่ได้และหยุดการไหลภายในไม่กี่นาที สารเคมีปรับสภาพจะจับอนุภาคละเอียดเหล่านั้นให้รวมตัวเป็นฟล็อกขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเหลือช่องทางให้น้ำระบายออกได้ และยังดึงน้ำบางส่วนที่ยึดติดอยู่กับผิวอนุภาคออกไปด้วย
ใช้สองตระกูล สารตกตะกอนอนินทรีย์ (เฟอร์ริกคลอไรด์ เฟอร์ริกซัลเฟต สารส้ม โพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์ ปูนขาว) ทำให้ประจุที่ผิวเป็นกลางและเพิ่มโครงสร้างแร่ให้กับเค้ก พอลิเมอร์อินทรีย์ (โพลีอะคริลาไมด์ ส่วนใหญ่เป็นประจุบวกสำหรับสลัดจ์) เชื่อมอนุภาคให้เป็นฟล็อกขนาดใหญ่และแข็งแรงในปริมาณที่น้อยกว่าหนึ่งร้อยเท่าตามน้ำหนัก เครื่องกรองแบบอัดเคยใช้ปูนขาวและเฟอร์ริก ปัจจุบันเครื่องอัดสลัดจ์ส่วนใหญ่ใช้พอลิเมอร์เพียงอย่างเดียวหรือใช้โคแอกกูแลนต์ปริมาณต่ำตามด้วยพอลิเมอร์ การเลือกส่งผลต่อเค้ก: ปูนขาวและเฟอร์ริกเพิ่มของแข็งแห้งที่จะส่งกำจัด 15–30% พอลิเมอร์แทบไม่เพิ่มเลย บทความของเราเกี่ยวกับ ผ้ากรองสำหรับไบโอโซลิดส์ที่ปรับสภาพด้วยพอลิเมอร์ คลุมด้านผ้า
ช่วงขนาดยาที่ใช้ทั่วไป
| สลัดจ์ | พอลิเมอร์ประจุบวก, กิโลกรัมของสารออกฤทธิ์ต่อตันแห้ง | สารช่วยจับตัว (หากใช้) | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| สลัดจ์กากตะกอนเร่ง (WAS) เท่านั้น | 5–10 | เฟอร์ริก 3–6% ของ DS หรือ PAC ในกรณีที่ฟล็อกอ่อนแอ | กรณีที่ยากที่สุด; ความต้องการประจุสูง; การกดด้วยเมมเบรนช่วยได้ |
| ผสมปฐมภูมิ + WAS, ไม่ย่อย | 3–6 | โดยปกติแล้วไม่มี | เส้นใยปฐมภูมิช่วย |
| ไบโอโซลิดส์ที่ผ่านการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน | 6–12 | เหล็กหรือปูนขาวสำหรับการควบคุมสตรูไวท์และกลิ่น | ความต้องการชาร์จที่สูงขึ้นหลังการย่อย |
| ย่อยแบบแอโรบิก | 5–9 | นานๆ ครั้ง | ไฟน์ฟลอค ระบายน้ำช้า |
| อุตสาหกรรมชีวภาพ (อาหาร, เบียร์, กระดาษ) | 3–8 | PAC 100–300 มก./ล. ในกรณีที่มีน้ำมันหรืออนุภาคละเอียด | ช่วงกว้าง; จำเป็นต้องทำ jar test |
| สลัดจ์ทางกายภาพ-เคมี (การรวมตะกอน/การตกตะกอน) | 0.5–2 | แข็งตัวแล้วในขั้นต้น | มักต้องการเพียงพอลิเมอร์แอนไอออนิกหรือนอนไอออนิกเพียงเล็กน้อย |
| สลัดจ์ไฮดรอกไซด์ของโลหะ | 0.5–1.5 | ไม่มี | พอลิเมอร์แอนไอออนิกทั่วไป |
| แร่ ทินเทลล์ ล้างทราย เซรามิกส์ | 0–1 | ไม่มีหรือปูนขาวสำหรับ pH | มักถูกกรองโดยไม่ใช้สารเคมี เป็นประจุลบหากใช้งาน |
| กากตะกอนน้ำมัน (โรงกลั่น, ก้นถัง, ฟองลอย DAF) | 2–5 | เฟอร์ริกหรือ PAC ก่อน 5–15% ของ DS | สารช่วยจับตัวทำให้อิมัลชันแตกตัว สารพอลิเมอร์เพียงอย่างเดียวแทบไม่มีผล |
นี่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการทดสอบ jar ไม่ใช่ค่าที่ตั้งไว้ สลัดจ์สองชนิดที่มีชื่อเดียวกันอาจมีความต้องการพอลิเมอร์แตกต่างกันถึงสามเท่า ขึ้นอยู่กับอายุสลัดจ์ อุณหภูมิ การมีอยู่ของแบคทีเรียเส้นสาย และสิ่งที่โรงงานปล่อยออกมาทางต้นน้ำ
การทดสอบ jar: วิธีดำเนินการสำหรับเครื่องกรองแบบแผ่น
การทดสอบ jar test สำหรับเครื่องอัดแตกต่างจากการทดสอบสำหรับถังตกตะกอน เพราะคำถามคือการระบายน้ำ ไม่ใช่การตกตะกอน วิธีที่โรงงานส่วนใหญ่ใช้:
- ผสมพอลิเมอร์ให้มีความเข้มข้นสารออกฤทธิ์ 0.1–0.2% ในน้ำสะอาด ปล่อยให้พัก 30–60 นาที และตรวจสอบความเข้มข้นกับข้อมูลของผู้จัดจำหน่าย
- นำสลัดจ์ 500 มล. ที่ความเข้มข้นซึ่งจะป้อนเข้าเครื่องรีด ทดสอบตัวอย่างป้อนจริง ไม่ใช่ตัวอย่างที่เจือจางหรือทำให้ข้นขึ้น
- เติมพอลิเมอร์ที่ห้าระดับขนาดครอบคลุมช่วงที่คาดไว้ (ตัวอย่างเช่น 3, 4, 5, 6, 8 kg/t) ผสมแต่ละระดับเป็นเวลา 10–20 วินาทีด้วยความเร็วปานกลางที่สม่ำเสมอ การผสมมากเกินไปจะทำให้ฟล็อกฉีกขาด การผสมน้อยเกินไปจะทำให้พอลิเมอร์ไม่เกิดปฏิกิริยา
- เทตัวอย่างแต่ละตัวอย่างลงบนผ้ากรองของเครื่องอัดที่ขึงไว้บนกรวย แล้วจับเวลาว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดในการเก็บน้ำกรองได้ 200 มล. (การระบายออกเองหรือการทดสอบ "เวลาที่ใช้ในการกรอง") บันทึกความใสของน้ำกรอง และของแข็งที่เหลืออยู่บนผ้านั้นแข็งตัวและหลุดออกได้สะอาดหรือไม่
- ปริมาณที่เหมาะสมที่สุดคือปริมาณต่ำสุดที่ให้อัตราการระบายน้ำใกล้สูงสุดและได้filtrate ใส เหนือระดับนั้นการระบายน้ำจะไม่ดีขึ้นและฟล็อกจะกลายเป็นเมือกและติดผ้า
เวลาในการดูดซึมผ่านเส้นเลือดฝอย (CST) และความต้านทานจำเพาะต่อการกรอง (SRF) เป็นการทดสอบในห้องปฏิบัติการในรูปแบบเดียวกันที่มีตัวเลขกำกับอยู่ โดยค่า CST ต่ำกว่าประมาณ 20 วินาทีมักบ่งชี้ว่าสลัดจ์จะอัดได้ดี การทดสอบด้วยกรวย Buchner ภายใต้สุญญากาศจะให้ค่า SRF และเมื่อคำนวณทางคณิตศาสตร์จะได้ค่าประมาณของเวลารอบการทำงาน Senjie ทำการทดสอบเหล่านี้กับตัวอย่างของลูกค้าเป็นส่วนหนึ่งของการกำหนดขนาดเครื่องอัด ดูรายละเอียดได้ที่ เครื่องกรองแบบเพรสในห้องปฏิบัติการและการขยายขนาด ของเรา
ตัดทอนปริมาณบนแท่นพิมพ์
การทดสอบในขวดให้ผลใกล้เคียงกับปริมาณที่ถูกต้องประมาณ 20% เครื่องอัดกรองจะหาส่วนที่เหลือให้เอง ทำสามหรือสี่รอบที่ปริมาณจากการทดสอบในขวด และบันทึกเวลาต่อรอบจนถึงความดันเป้าหมาย ความใสของน้ำกรองในสิบนาทีแรก ของแข็งในเค้ก และเค้กหลุดออกมาสะอาดแค่ไหน จากนั้นลดปริมาณลงทีละ 10% สัญญาณที่บอกว่าคุณลดต่ำเกินไปแล้ว เรียงตามลำดับคือ น้ำกรองเริ่มขุ่นตอนเริ่มรอบ เวลาต่อรอบยาวขึ้น เค้กนิ่มและเปียกตรงกลาง สัญญาณที่บอกว่าใส่มากเกินไปคือ เค้กเหนียวเป็นเมือก ผ้าที่เปียกชุ่มยังลื่นอยู่หลังล้าง และน้ำกรองที่มีฟอง ปริมาณที่ถูกต้องคือหนึ่งขั้นเหนือจุดที่สัญญาณแรกของการใส่ต่ำเกินไปปรากฏขึ้น
ทำแบบฝึกหัดนี้ซ้ำทุกครั้งที่สลัดจ์เปลี่ยนแปลง: ฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการชีวภาพ การระบายน้ำทิ้งต้นทางใหม่ หรือพอลิเมอร์ล็อตใหม่ โรงงานที่ตั้งค่าปริมาณครั้งเดียวแล้วปล่อยทิ้งไว้มักจะให้ปริมาณเกิน 30–50% เป็นเวลาหลายปี
การเลือกพอลิเมอร์: ประจุ น้ำหนักโมเลกุล และรูปแบบ
พอลิอะคริลาไมด์ชนิดประจุบวกจำหน่ายตามความหนาแน่นประจุ (ต่ำ ปานกลาง สูง) และน้ำหนักโมเลกุล (ปานกลางถึงสูงมาก) ในรูปแบบผงแห้ง อิมัลชัน หรือเม็ด สำหรับเครื่องกรองแบบแผ่นอัดทั่วไปรูปแบบคือ:
- ชาร์จสลัดจ์ชีวภาพต้องการประจุบวกปานกลางถึงสูง สลัดจ์ที่ผ่านการย่อยมักต้องการประจุบวกสูงมาก สลัดจ์เคมีและสลัดจ์แร่มักมีประจุลบหรือไม่มีประจุ ประจุเป็นตัวแปรแรกที่ใช้คัดกรอง
- น้ำหนักโมเลกุล: เครื่องอัดแบบเพลทชอบค่าความหนืดปานกลางถึงสูง ไม่ใช่สูงสุด ความหนืดโมเลกุลสูงมากจะทำให้เกิดฟล็อกขนาดใหญ่และนุ่ม ซึ่งเหมาะสำหรับเครื่องอัดแบบสายพานหรือเครื่องหมุนเหวี่ยง แต่จะอัดตัวเป็นชั้นเมือกภายใต้แรงดันของเครื่องอัดแบบเพลท
- แบบฟอร์มผงมีราคาถูกที่สุดต่อกิโลกรัมของสารออกฤทธิ์และเก็บได้ดีแต่ต้องมีหน่วยผสมที่เหมาะสมพร้อมการบ่ม อิมัลชันง่ายต่อการเติมในโรงงานขนาดเล็กแต่มีน้ำมันและน้ำ 50–60% ที่คุณต้องจ่ายค่าขนส่ง
คัดกรองผลิตภัณฑ์สามหรือสี่รายการจากช่วงผลิตภัณฑ์ของผู้จัดหาโดยการทดสอบ jar test ก่อนการตกตะกอน ความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดและแย่ที่สุดบนสลัดจ์ที่กำหนดมักอยู่ที่อัตราส่วนสองต่อหนึ่งในด้านปริมาณการใช้
อุปกรณ์แต่งหน้าและผสมยา
ปัญหาพอลิเมอร์ส่วนใหญ่บนเครื่องอัดเป็นปัญหาเรื่องการเตรียมสาร ผงที่ยังไม่ละลายหมดจะเกิดเป็น “ตาปลา” ที่ไปอุดตันผ้าและทำให้ผลิตภัณฑ์เสีย ส่วนสารละลายที่ผสมเข้มข้นเกินไปจะไม่ผสมเข้ากับสลัดจ์ กฎมีดังนี้ เตรียมที่ 0.1–0.5% แล้วเจือจางต่อที่จุดฉีดให้เหลือ 0.05–0.1% บ่มสารละลายผง 30–60 นาที ฉีดผ่านเครื่องผสมหรือเครื่องผสมแบบสถิตเข้าสู่ท่อสลัดจ์โดยให้สัมผัส 10–30 วินาทีก่อนถึงปั๊มป้อน และห้ามเติมพอลิเมอร์เข้าทางด้านดูดของปั๊มป้อนแบบแรงเหวี่ยงซึ่งจะทำให้ฟล็อกแตกตัว ปั๊มป้อนแบบโพรเกรสซีฟคาวิตีหรือแบบไดอะแฟรมจะถนอมกว่า หน้าของเราเกี่ยวกับ ปั๊มไดอะแฟรมแบบขับเคลื่อนด้วยลม และของเรา อุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย ช่วงรวมถึงหน่วยเตรียมโพลิเมอร์และปั๊มจ่ายสารเคมีที่มีขนาดเหมาะกับเครื่องอัด
เมื่อใดควรใช้สารช่วยจับตัวด้วย
เติมเฟอร์ริกคลอไรด์ PAC หรือปูนขาวก่อนพอลิเมอร์ เมื่อการทดสอบ jar test แสดงว่าฟล็อกอ่อนและแตกตัวภายใต้แรงดัน เมื่อสลัดจ์มีน้ำมัน เมื่อน้ำกรองมีคอลลอยด์ละเอียดที่พอลิเมอร์เพียงอย่างเดียวจับไม่ได้ หรือเมื่อปริมาณพอลิเมอร์เพิ่มขึ้นเกิน 10 กก./ตัน โดยทั่วไปเฟอร์ริกที่ 3–8% ของของแข็งแห้งจะลดปริมาณพอลิเมอร์ลงหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งและทำให้เค้กแข็งตัวขึ้น แลกมาด้วยของแข็งแห้งที่ต้องกำจัดมากขึ้นและการป้องกันการกัดกร่อนสำหรับอุปกรณ์จ่ายสาร ปูนขาวที่ 10–20% ของของแข็งแห้งเคยเป็นสารปรับสภาพเครื่องกรองแบบอัดแผ่นแบบดั้งเดิม และยังคงใช้ในที่ที่เค้กถูกนำไปฝังกลบและค่าพีเอชที่เพิ่มขึ้นมีประโยชน์ในการควบคุมเชื้อโรค ของเรา การตกตะกอนของโลหะหนัก บทความครอบคลุมเคมีของสารช่วยจับตัวในบริบทนั้น
คำถามที่พบบ่อย
เครื่องอัดกรองต้องใช้พอลิเมอร์เท่าไหร่?
โดยทั่วไปใช้พอลิเมอร์แคทไอออนิกที่ออกฤทธิ์ 3–8 กิโลกรัมต่อตะกอนแห้งหนึ่งตันสำหรับตะกอนชีวภาพ, 6–12 สำหรับไบโอโซลิดส์ที่ผ่านการย่อย, 0.5–2 สำหรับตะกอนเคมีและตะกอนโลหะไฮดรอกไซด์ และมักไม่ต้องใช้เลยสำหรับสารละลายแร่ธาตุ กำหนดปริมาณการใช้จริงด้วยการทดสอบ jar test และปรับละเอียดบนเครื่องรีด
ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าฉันกำลังใส่พอลิเมอร์มากเกินไป?
เค้กเหนียวและลื่น ผ้าที่คงความลื่นหลังซัก สารกรองที่มีฟอง และเวลาในรอบการทำงานไม่ดีขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณ ให้ลดลงครั้งละ 10% จนกว่าสารกรองจะเริ่มขุ่น จากนั้นเพิ่มกลับขึ้นหนึ่งขั้น
โพลีเมอร์ชนิดใดดีที่สุดสำหรับเครื่องกรองแบบแผ่นอัด?
โดยปกติจะใช้ cationic polyacrylamide ประจุกลางถึงสูงที่มีน้ำหนักโมเลกุลกลางถึงสูง (ไม่สูงมาก) สำหรับตะกอนชีวภาพ และใช้ผลิตภัณฑ์ anionic หรือ non-ionic สำหรับตะกอนเคมีและตะกอนแร่ คัดเลือกผลิตภัณฑ์สามหรือสี่ชนิดด้วยการทดสอบ jar test ความแตกต่างของปริมาณการใช้ระหว่างผลิตภัณฑ์อาจเป็นสองต่อหนึ่ง
ฉันควรใช้เฟอร์ริกคลอไรด์หรือปูนขาวแทนพอลิเมอร์หรือไม่
ใช้ร่วมกับพอลิเมอร์เมื่อความแข็งแรงของฟล็อกต่ำ ตะกอนมีน้ำมัน หรือปริมาณพอลิเมอร์ที่ใช้สูงเกินประมาณ 10 กก./ตัน สารเหล่านี้ทำให้เค้กแน่นขึ้นและลดความต้องการพอลิเมอร์ แต่เพิ่มของแข็งแห้งให้กับสิ่งที่จะกำจัด
ควรฉีดพอลิเมอร์ที่ตำแหน่งใด
เข้าสู่สายสลัดจ์ผ่านสแตติกมิกเซอร์หรืออินไลน์มิกเซอร์ 10–30 วินาทีก่อนปั๊มป้อน ที่ความเข้มข้นสารละลาย 0.05–0.1% ห้ามใส่เข้าด้านดูดของปั๊มแบบแรงเหวี่ยง ซึ่งจะทำให้ฟล็อกแตกหัก
ทำไมปริมาณที่เหมาะสมจึงเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอด?
สลัดจ์เปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล อายุสลัดจ์ การระบายน้ำทิ้งต้นทาง และกระบวนการทางชีวภาพ ควรทำการทดสอบ jar test ซ้ำและปรับแต่งที่เครื่องรีดทุกครั้งที่โรงงานมีการเปลี่ยนแปลงหรือมีโพลีเมอร์ล็อตใหม่เข้ามา โรงงานที่ตั้งค่าปริมาณโดสเพียงครั้งเดียวโดยทั่วไปมักใช้โดสเกิน 30–50%
ส่งตัวอย่างสลัดจ์มาให้เรา แล้วเราจะทำการทดสอบการระบายน้ำและ CST แนะนำประเภทโพลีเมอร์และปริมาณเริ่มต้น และกำหนดขนาดของเครื่องอัด ขอให้ทดสอบการปรับสภาพและกำหนดขนาด.
เอกสารอ้างอิง: US EPA — แผ่นข้อมูลเทคโนโลยีไบโอโซลิดส์: เครื่องอัดกรองแบบแผ่นกด (ข้อมูลการปรับสภาพและประสิทธิภาพ), US EPA — แผ่นข้อมูลเทคโนโลยีไบโอโซลิดส์: เครื่องอัดกรองแบบสายพาน (ช่วงปริมาณพอลิเมอร์ตามประเภทของสลัดจ์).