Способ обезвоживания осадков и устройство для его осуществления

(504 В 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ3 сс р,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,И,М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Иы,:.(54) С 11 ОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ 31 ЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для обезвоживания осадков, получаемых в процессе очистки городских, сточных промышленных и природных вод, и позволяет повысить производительность устройства, упростить его конструкцию и снизить влажность осадка. Устройство для обезвоживания осадка, реализующее способ, содержит бесконечную эластичную пористую фильтровальную ленту 1,фрам проходящую по направляющим элементам 2 через отжимные элементы 3 и 4,а также приемные лотки осадка 5,прессующие элементы 6, ножи 7 длясъема осадка, емкости для сбора фильтрата 8 и обезвоженного осадка 9. Отжимные элементы 4, расположенные внижней части фильтровальной ленты 1,выполнены перфорированными и имеютдиаметр больше, чем отжимные элементы 3 в верхней части, в соотношении(1,5-2,0):1. Обезвоживание осадкаведут одновременно в верхней частис наружной и в нижней части с внутренней стороны фильтровальной ленты,толщина которой составляет 4/5-9/10высоты слоя находящегося на ней осадка, при удельном сопротивлении фильтрации исходного осадка (1-1000)хю10 см/г и продолжительности обезво- Сживания 6-300 с. 2 с. и 1 з.п. ф-лы,3 ил 4 табл.45 Изобретение относится к обезвоживанию осадков и может найти применение в различных областях промышленности, например для обезвоживания(или сгущения) осадков, получаемыхв процессе очистки городских и промышленных сточных, а также природныхвод.Целью изобретения является ловышение производительности и упрощение конструкции устройства, а такжеуменьшение влажности обезвоженногоосадка.На фиг. 1 изображена схема устройства для обезвоживания осадков; нафиг. 2 - график, по которому производится выбор продолжительности процесса обезвоживания в зависимостиот значения удельного сопротивления 20фильтрации исходного осадка; нафиг. 3 - принципиальная схема устройства для управления продолжительностью процесса обезвоживания в зависимости от удельного сопротивления. 25Устройство для обезвоживания осадка содержит бесконечную эластичнуюпористую фильтровальную ленту .1, проходящую по направляющим элемента (роликам) 2 через отжимные элементы (ролики) 3 и 4, а также приемные лотки 5осадка, прессующие элементы (ролики)6, ножи 7 для съема осадка, емкости 8и 9 для сбора фильтрата и обезвоженного осадка соответственно.Устройство для.обезвоживания осадков работает следующим образом.Осадок, без предварительной подготовки или обработанный химическими реагентами, подается через приемные 40 лотки 5 на эластичную пористую фильтровальную ленту 1 одновременно в верхней и нижней ее частях и, передвигаясь вместе с ней в сторону отжимных элементов (роликов) 3 и 4, подвергается обезвоживанию за счет отсоса фильтрата капиллярными силами пористой ленты, образующимися в процессе ее предварительного сжимания и разжимания за счет прохождения через на правляющие элементы (ролики) 2 и прес- сующие элементы (ролики) 6, установленные перед приемными лотками. Насыщенная фильтратом .пористая лента отжимается и обезвоживается, про 55 ходя отжимные ролики 3 и 4. Для более эффективного отжима ленты и удаления фильтрата поверхность нижнего отжимного ролика 4 выполнена перфорированной, а его диаметр больше диаметра верхнего отжимного ролика 3,Предотвращение налипания осадка наповерхность верхнего отжимного ролика 3 достигается Иутем установки ножа 7. Отжатая пористая лента разжимается, процесс обезвоживания возобновляется и протекает аналогично описанному, Обезвоженный осадок снимается с ленты в верхнем ее участке ножом 7 и собирается в емкости 9. Нанижнем участке ленты осадок снимается ножом 7, попадает на поверхностьнаправляющего ролика 2, откуда направляется в емкость 9. Сбор фильтрата осуществляется в емкости 8. Регенерация фильтровальной ленты происходит за счет выделения фильтрата вместе прохождения ленты через отжимные ролики 3 и 4. На верхнем участкеленты регенерируется нижняя часть ееповерхности, не контактирующая в данный момент с осадком, а на нижнемучастке - другая часть поверхностиленты.П р и м е р 1. Установлено, чтонаиболее эффективно съем фильтратас пористой ленты в момент сжатия ееотжимными роликами осуществляется приусловии, что поверхность нижнего по .отношению к ленте ролика выполненаперФо 1 ированной,Так, при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активногоила очистных сооружений канализацииобъем Фильтрата при отжиме ленты роликами со сплошной поверхностью составил 550 мл, а при замене нижнегоотжимного ролика на ролик с перфорированной поверхностью объем фильтратаувеличился до 680 мл за счет оттокафильтрата как по поверхности ролика,так и через него. П р и м е р 2. Установлено, что для эффективного отделения фильтрата от пористой ленты, отношение диаметра нижних отжимных роликов к диаметру верхних роликов должна составлять (1,5-2,0): 1,Так, при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активного ила очистных сооружений канализацИи лри соотношении диаметров нижнего и верхнего отжимных роликов 1:1 объем выделившегося фильтрата составил 720 мл, а влажность обезвоженного осадка была равна 80,3 Х.1388083 35 40 45 50 55 При увеличении соотношения диаметров нижних и верхних роликов до 1,5: 1 и 2;1 объем Фильтрата и влажность обезвоженного осадка составили соответственно 790 и 9 10 мл, 77, 1 и 75,4 Х вследствие увеличения давления, оказываемого на пористую ленту верхним отжимным роликом. Соотношение диаметров роликов 2,5:1 к повышению эффекта не приводило, объем фильтрата и влажность осадка составили соответственно 910 мл и 77,0%, причем одновременно наблюдалось выдавливание осадка в ленту вследствие высокого давления, создаваемого верхним роликом. Кроме того, чрезмерно высокое давление на фильтровальную ленту приводит к быстрому ее износу.П р и м е р 3. Установлено, что с целью повышения производительности установки толщина пОристой эластичной фильтровальной ленты должна составлять 4/5-9/10 высоты находящегося на ней слоя осадка. Уменьшение толщины ленты по отношению к слою осадка ниже указанного соотношения приводит к снижению производительности устройства.Так, при обезвоживании осадка первичных отстойников очистных сооружений канализации производительность по исходному осадку устройства при толщине фильтровальной ленты 5 см и высоте находящсегося на ней слоя осадка 6 см составила 2 мз /ч, а влажность обезноженного осадка была равна 79 Х. Уменьшение толщины ленты до 4 см при прежней высоте слоя осадка приводило к его растеканию по ленте вследствие снижения влагоемкости пористой ленты, повышению влажности осадка до 85,4%, что было устранено путем снижения производительности устройства до 1,3 мф /ч и установления необходимого соотношения толщины ленты и, слоя осадка.П р и м е р 4. Установлено, что при различных показателях удельного сопротивления Фильтрации осадка существуют наиболее целесообразные продолжительности обезвоживания, которым соответствует наибольшая производительность устройства и наименьшая влажность обезвоженного осадка.Так, при обезвоживании скоагулированного сырого осадка первичных отстойников очистных сооружений канализации с удельным сопротивлением со1 10 см/г наиболее целесообразнаяпродолжительность обезвоживания составляет 6,с, при этом влажность обеэвоженного осадка равна 70,1 Х, а производительность - 101 кг/мч, Приснижении продолжительности до 5 свлажность осадка повысилась до 73,4 Х,а производительность снизилась до 10 -94 кг/смч. Увеличение продолжительности до 7 с также снизило эффектобезвоживания. Влажность осадка составила 72,3%, а производительность -95 кг/м 2ч.При обезвоживании смеси предварительно уплотненного активного илаи сырого осадка очистных сооруженийканализации с удельным сопротивлениемсофильтрации 1000 10 см/г была установлена наиболее рациональная продолжительность обезвоживания, равная 300 с, при которой влажностьобезвоженного осадка составляла85,8%, а производительность - 0,42 кг//м ч. Снижение продолжительностиобезвоживания до 290 с повысило влажность осадка до 86,5% и уменьшилопроизводительность до 0,39 кг/м ч.Увеличение продолжительности до 310 стакже повысило влажность осадка до86,9% и снизило производительность до 0,4 кг/м ч,В проведенных экспериментах присокращении продолжительности обезвоживания относительно наиболее целесообразной ее величины влажность обеэвоженного осадка повышается вследствие уменьшения времени, необходимогодля обезвоживания, а производительность снижается ввиду того, чтоосадок не успевает отфильтровываться.Увеличениеже продолжительности обезвоживания относительно наиболее целесообразной ее величины вызывает переполнение осадком приемного лоткаустройства, ухудшение условий егообезвоживания и, как следствие, увеличение влажности осадка что можетбыть устранено лишь снижением количества подаваемого осадка,При обезвоживании осадков с удельсссным сопротивлением выше 1000 1 О см/гнеобходима их предварительная обработка с целью снижения величиныудельного сопротивления.В табл, 1 приведены сравнительные показатели обезвоживания осадковсточных вод с удельным сопротивлением (1 в 10)1 Осо см/г.0,39 0,42 55 310 0;40 86,9 87,1 320 0,39 О 15 . 25 30 35 40 45 50 Из табл. 1 видно, что каждому значению удельного сопротивления осадкасоответствует определенная продолжительность процесса, при которой достигаются наибольшая производитель"ность и наименьшая влажность обезвоженного осадка.Выбор продолжительности процессав зависимости от значения удельногосопротивления осадка в указанных диапазонах производят по кривой, изображенной на фиг. 2, Например, удельноюму сопротивлению 50 10 см/г соответствует продолжительность процесса42 с, 300 10 см/г - 120 с и т.д,На Лиг. 3 представлена принципиальная схема устройства для управления продолжительностью процесса обеэвоживания, состоящего из устройства 10 для обезвоживания осадка, датчика 11 измерения удельного сопротивления осадка, блока 12 управления иограничителя 13 скорости движениялент,Управление продолжительностьюпроцесса осуществляется следующим образом,Осадок поступает на устройство 10для обезвоживания, проба подаваемого осадка поступает на датчик 11 измерения удельного сопротивления с блоком 12 управления. От датчика 11 блока управления через ограничитель 13скорости движения ленты информация4по удельному сопротивлению передаетсяна привод устройства для обезвоживания, с помощью которого осуществляется регулировка продолжительностифильтрования за счет изменения скорости движения фильтровальной ленты.Ограничитель скорости движения лентыобеспечивает безопасность эксплуата"ции устройства по обезвоживанию иуменьшение скоростй перемещения ленты при достижении ее максимальногозначения, рассчитанного для конкретного устройства, Удельное сопротивление может регистрироваться с помощьюлабораторного контроля или экспрессметодом по известным методикам. Способ обезвоживания осадков бсуществляется следующим образом.Обезвоживанию подвергают смесь осадка первичных отстойников и активного ила влажностью 972. Удельное сопротивление фильтрации смеси 10с 10 ф см/г,; тивление ф рации, х 10 Производит ность по и ному осадку Продолжител ность обез ьтсм/ л х 5 м вания, сВлажность обезвоженной смеси,ХКонцентр У ого вещес в филг/л ате8 0,3 асход Алокулян 4 т Х от массы го вещества о ебук с асход промывносды мЗ /ч Таблица а б а ос женВлажность сме садков первичых отстойников Х 97,2 97,и активного ила,Доза флокулянта,Х от массы сухоговещества осадка 80,4,2 8 Обезвоживание смеси осадков осуществляется с одновременной подачей смеси осадков без предварительной обработки реагентами на верхнюю и нижнюю ветви бесконечной пористой среды (ленты). В соответствии с установленным показателем удельного сопротивления продолжительность обезвоживания составляет 30 с, 1Показатели обезвоживания смеси осадков на очистных сооружениях канализации производительностью 20 тыс. м /сут по предлагаемому и известному способам приведены в табл. 2 и 3.Таблица 2 Удельное сопротивление фильтрации, х 10" см/гПр оизв одительность по сухомувеществу осадка,кг/м 2 чПродолжительность обезвоживания, сВлажность обезвоженной смеси,7,Концентрация сухого вещества вфильтрате, г/лРасход промывной Упрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с прототипом достигается за счет использования только одной ленты из пористого материала, уменьшения количества отжимных роликов и отсутствия узлов регенерации фильтровального материала,В результате проведенных исследований, результаты которых приведены в табл, 4, при обезвоживании смеси осадка первичных отстойников и активного ила очистных сооружений канализации было установлено, что с целью повьппения производительности Устройства толщина пористой эластичной фильтровальной ленты должна составлять 4/5 - 9/ 10 высоты находящегося на ней слоя осадка. Уменьшение толщины ленты приводит к снижению производительности устройства, а увеличение ее не приводит к повьппению производительности.Продолжение табл.43 4,8 6 49 73,95 5,4 6 50 73,3 Ь,О 50 73,3.1073,3 6,6 Ь 50 При обезвоживании осадков сточныхвод с удельным сопротивлением менеего110 см/г устройство неработоспособно в связи с очень выской водоотдающей способностью осадка, требующейуменьшения продолжительности обезвоживания менее 6 с, что приводит крезкому уменьшению производительностипо сухому веществу осадка и увеличению влажности обеэвоженного осадка,При обезвоживании осадков с удельнымсопротивлением более 1000 10 см/г ипродолжительности обезвоживания более300 с устройство также неработоспо 25собно в связи с очень низкой производительностью и влажностью обезвоженного осадка, превышающей 867,П р и м е р 5. При обезвоживанииосадка с удельным сопротивлениемюфильтрации 100010 см/г и продолжительности процесса 300 с производительность устройетва составила0,42 кг/м ч по сухому веществу привлажности обезвоженного осадка 85,87 35Увеличение удельного сопротивлениядо 1010 10 см/г и продолжительностиобезвоживания до 310 с снижает производительность до 0,39 кг/м 2ч по сухому веществу, а влажность обеэвоженного осадка при этом повышаетсядо 87%. При производительности менее0,4 кг/см 2 ч и влажности обеэвоженного осадка более 86% устройство не работает, 45 Формула изобретения 1. Способ обезвоживания осадков,включающий подачу осадка в приемныелотки, многократное обезвоживание засчет капиллярного насыщения влагойфильтровальной ленты и отжима из неефильтрата, удаление осадка с фильтровальной ленты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшениявлажности обезвоженного осадка, обез"воживание осадка ведут при удельномсопротивлении фильтрации исходногогбосадка 1 - 1000 АЙ 0 см/г и времениобезвоживания 6 - 300 с,. 2, Устройство для обезвоживанияосадков, содержащее бесконечную фильт"ровальную ленту, средство для обезвоживания осадка, состоящее иэ приемных лотков, расположенных в верхнейи нижней части фильтровальной ленты,отжимных и направляющих элементов,установленных с возможностью вращениявокруг оси, ножи для съема осадка иемкости для сбора фильтрата и обезвоженного осадка, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения конструкции, направляющие элементы средстваобезвоживания осадка снабжены прессующими элементами, установленными нафильтровальной ленте перед приемнымилотками, при этом толщина ленты равна4/5 - 9/10 высоты слоя находящегосяна ней осадка,3, Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем,.что отжимныеэлементы, расположенные в нижней части фильтровальной ленты, выполненыперфорированными, при этом отношениедиаметра отжимных элементов, располоЖенных в нижней части фильтровальнойленты, к диаметру отжимных элементовв верхней ее части составляет13 ЦЦОЦ 3 ва УЖ 800 Ъ с Жй 6 ЖОфРОО О РРО РрюУюл ланаслг Составитель ВГруздовактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич Коррек.Пата Заказ 1534/11 Тираж 642 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4