Назначение центрифуг на очистных сооружениях
В процессе механической и биологической очистки сточных вод образуется значительное количество осадка. В исходном состоянии такой осадок содержит большое количество воды: содержание сухого вещества обычно составляет 0,5–3 %. Транспортировка и утилизация такого объема нецелесообразны, поэтому осадок подвергается механическому обезвоживанию.
Одним из наиболее эффективных типов оборудования для этой задачи являются декантерные центрифуги. Они позволяют отделять жидкую фазу от твердых частиц за счет действия центробежной силы.
Центрифуги применяются:
- на муниципальных очистных сооружениях;
- на станциях обработки осадка;
- на промышленных очистных установках;
- при обезвоживании активного ила.
Основной результат работы центрифуги — получение более плотного осадка с уменьшенным объемом и осветленного фильтрата.
Принцип работы декантерной центрифуги
Работа центрифуги основана на разделении жидкой и твердой фаз под действием центробежной силы.
Основные элементы конструкции:
- вращающийся барабан;
- шнековый транспортер;
- система подачи осадка;
- привод вращения;
- система отвода фильтрата.
Последовательность процесса
- Осадок подается в центр вращающегося барабана.
- При вращении создается центробежное ускорение, превышающее силу тяжести в сотни и тысячи раз.
- Твердые частицы осаждаются на внутренней поверхности барабана.
- Шнек перемещает осадок к зоне выгрузки.
- Осветленная жидкость удаляется через сливные отверстия.
Скорость вращения барабана обычно составляет 2500–4000 об/мин, что обеспечивает ускорение до 2000–3000 g.
Конструкция центрифуги
Барабан
Барабан является основным рабочим элементом центрифуги. Он представляет собой цилиндроконический корпус, вращающийся с высокой скоростью.
Функции барабана:
- создание центробежного поля;
- разделение фаз;
- формирование слоя осадка.
Материалы изготовления:
- нержавеющая сталь;
- износостойкие сплавы.
Шнековый транспортер
Шнек вращается внутри барабана с небольшой разницей скоростей.
Основные задачи шнека:
- транспортировка осадка;
- регулирование толщины осадочного слоя;
- выгрузка обезвоженного кека.
Разница скоростей между барабаном и шнеком обычно составляет 5–30 об/мин.
Приводная система
Привод обеспечивает вращение барабана и шнека.
Типовые мощности приводов:
| Производительность | Мощность |
|---|---|
| 5–10 м³/ч | 7–15 кВт |
| 20–40 м³/ч | 22–55 кВт |
| 50–100 м³/ч | 75–132 кВт |
Система отвода фильтрата
Осветленная жидкость (центрат) удаляется через регулируемые переливные устройства.
В дальнейшем центрат может:
- возвращаться в начало очистных сооружений;
- направляться на дополнительную очистку.
Основные параметры подбора центрифуг
При выборе оборудования необходимо учитывать несколько ключевых параметров.
Производительность
Производительность определяется объемом осадка, поступающего на обезвоживание.
Типовой диапазон:
5–100 м³/ч
Концентрация сухого вещества
Эффективность работы центрифуги зависит от исходной концентрации твердых частиц.
Обычно оборудование работает при содержании сухого вещества:
1–8 %
Содержание сухого вещества в кеке
После обезвоживания осадок содержит:
18–30 % сухого вещества
Этот показатель зависит от:
- типа осадка;
- режима работы центрифуги;
- дозировки реагентов.
Расход реагентов
Для улучшения разделения фаз используется флокулянт — полимерный реагент, способствующий укрупнению частиц.
Расход реагентов обычно составляет:
2–10 кг на тонну сухого вещества
Преимущества центрифуг
Непрерывный режим работы
Центрифуги работают непрерывно, что удобно для крупных очистных сооружений.
Компактность
По сравнению с фильтр-прессами центрифуги требуют значительно меньшей площади установки.
Высокая степень автоматизации
Современные установки могут работать в автоматическом режиме с минимальным участием оператора.
Ограничения применения
Несмотря на преимущества, центрифуги имеют ряд особенностей.
Высокое энергопотребление
Большая скорость вращения требует значительных затрат энергии.
Износ оборудования
Абразивные частицы (песок, минеральные включения) вызывают износ:
- барабана;
- шнека;
- защитных покрытий.
Требовательность к настройке
Для эффективной работы необходимо правильно подбирать:
- скорость вращения;
- разницу скоростей;
- дозировку флокулянтов.
Типичные ошибки при выборе центрифуги
Недооценка абразивности осадка
Песок и минеральные включения могут значительно ускорять износ оборудования.
Неправильный выбор производительности
Слишком малая производительность приводит к перегрузке оборудования.
Отсутствие системы подготовки осадка
Без правильного дозирования реагентов эффективность обезвоживания снижается.
Области применения центрифуг
Центрифуги широко применяются на объектах водоканалов:
- городские очистные сооружения;
- станции обработки осадка;
- промышленные очистные установки;
- системы рециркуляции активного ила.
На крупных очистных сооружениях центрифуги являются основным оборудованием обезвоживания.
