Назначение фильтр-прессов в системах водоочистки
На очистных сооружениях сточных вод образуется значительное количество осадка — смеси воды, минеральных частиц, органических веществ и активного ила. Для дальнейшей транспортировки, хранения или утилизации этот осадок необходимо обезвоживать.
Одним из наиболее распространённых видов оборудования для этой задачи являются фильтр-прессы — установки механического обезвоживания, в которых жидкость отделяется от твердых частиц путем фильтрации под давлением.
Основные задачи фильтр-прессов:
- снижение объема осадка;
- уменьшение затрат на транспортировку и утилизацию;
- повышение содержания сухого вещества;
- подготовка осадка к дальнейшей переработке.
На объектах водоканалов фильтр-прессы применяются:
- на городских очистных сооружениях;
- на станциях обработки осадка;
- на промышленных очистных сооружениях.
Принцип работы фильтр-пресса
Фильтр-пресс работает по принципу фильтрации суспензии через пористую перегородку под давлением.
Процесс обезвоживания включает несколько стадий.
Подача осадка
Суспензия (осадок) подается насосом в пакет фильтровальных камер, образованных фильтровальными плитами.
Фильтрация
Под действием давления жидкость проходит через фильтровальное полотно, а твердые частицы задерживаются внутри камеры.
Формирование фильтратного осадка
Постепенно в камере образуется плотный слой осадка — так называемый фильтрационный кек.
Разгрузка
После завершения цикла пресс открывается, и осадок выгружается из камер.
В результате получается осадок с существенно более низкой влажностью.
Конструкция фильтр-пресса
Типовой фильтр-пресс состоит из следующих основных элементов:
Фильтровальные плиты
Формируют камеры, в которых происходит фильтрация. Между плитами располагаются фильтровальные салфетки.
Плиты могут быть изготовлены из:
- полипропилена;
- композитных материалов;
- нержавеющей стали.
Фильтровальные салфетки
Салфетка выполняет роль фильтрационной перегородки. Через неее проходит вода (фильтрат), а твердые частицы остаются внутри камеры.
Основные характеристики:
- размер пор;
- химическая стойкость;
- механическая прочность.
Гидравлическая система
Гидравлический цилиндр обеспечивает сжатие пакета плит и герметичность камер во время фильтрации.
Рабочее давление может достигать 10–25 бар.
Рама и направляющие
Рама является несущей конструкцией оборудования и обеспечивает правильное расположение плит.
Система разгрузки осадка
После окончания цикла плиты раздвигаются, и сформированный кек осыпается вниз.
На крупных установках применяется автоматическая разгрузка.
Основные параметры подбора фильтр-пресса
Подбор фильтр-пресса выполняется с учетом характеристик осадка и требуемой производительности.
Производительность
Производительность определяется количеством осадка, подлежащего обезвоживанию.
Типовой диапазон:
1–50 т сухого вещества в сутки
Давление фильтрации
Давление определяет эффективность удаления воды.
Типовые значения:
| Тип оборудования | Давление |
|---|---|
| Камерные фильтр-прессы | 6–10 бар |
| Мембранные фильтр-прессы | 15–25 бар |
Содержание сухого вещества
После фильтр-пресса влажность осадка обычно составляет:
60–75 %
Это значительно уменьшает объем осадка.
Тип осадка
Для правильного подбора необходимо учитывать:
- концентрацию твердых веществ;
- гранулометрический состав;
- наличие органических компонентов;
- химический состав.
Типы фильтр-прессов для очистных сооружений
Камерные фильтр-прессы
Наиболее распространенный тип оборудования.
Особенности:
- простая конструкция;
- высокая надежность;
- относительно низкая стоимость.
Мембранные фильтр-прессы
Оснащаются специальными мембранами, которые дополнительно сжимают осадок после стадии фильтрации.
Преимущества:
- более высокая степень обезвоживания;
- сокращение времени цикла.
Особенности эксплуатации фильтр-прессов
Фильтр-прессы работают с высококонцентрированными суспензиями, поэтому для надежной эксплуатации необходимо учитывать ряд факторов.
Подготовка осадка
Перед подачей в пресс осадок обычно обрабатывается флокулянтами, которые улучшают процесс фильтрации.
Промывка фильтровальных полотен
Со временем фильтровальные ткани засоряются и требуют регулярной очистки.
Контроль давления
Избыточное давление может привести к повреждению полотен и плит.
Типичные ошибки при выборе фильтр-пресса
Неправильная оценка характеристик осадка
Вязкость и состав осадка существенно влияют на эффективность фильтрации.
Недостаточная площадь фильтрации
Если площадь фильтрации недостаточна, цикл обезвоживания увеличивается.
Отсутствие автоматизации
Для крупных очистных сооружений ручное управление оборудованием существенно увеличивает эксплуатационные затраты.
