اطلاعات تجهیزات آبگیری

تجهیزات آبگیری برای جداسازی آب از جامدات با استفاده از نیرو، از جمله خلاء و حرکت گریز از مرکز طراحی شده است. تجهیزات آبگیری که به طور گسترده در مدیریت زباله استفاده می شود، می تواند با کاهش هزینه های جابجایی یا دفع مواد جامد که بر اساس وزن واحد هزینه می شود، در هزینه ها صرفه جویی کند. درصد وزنی آب در مواد جامد متصل به محل دفن زباله و لجن فاضلاب خام می تواند به طور موثر هزینه حذف یا تصفیه را دو یا سه برابر کند.

بسته به نوع جامد و اندازه عملیات، آبگیری می‌تواند مقرون به صرفه‌تر از سیستم‌های خشک‌کن حرارتی برای حذف آب باشد، زیرا هزینه انرژی برای تغذیه اجاق یا مایکروویو می‌تواند بسیار بیشتر از انرژی موتور یا پمپ باشد. همچنین ممکن است ساده‌سازی روش‌های آب‌گیری در یک خط فرآیند ساده‌تر باشد. در کاربردهایی که نیاز به سطوح بسیار بالایی از حذف آب دارند، آبگیری به طور کلی به عنوان روش اولیه مورد استفاده قرار می گیرد و مراحل خشک کردن یا هضم حرارتی را دنبال می کند.

انتخاب روش آبگیری

ویژگی های تجهیزات آبگیری بسته به روش متفاوت است. با این حال، همان مشخصات عملکرد و ملاحظات طراحی برای همه فن آوری های آبگیری قابل اعمال است. مشخصاتی که عملکرد آبگیری را توصیف می کند شامل خشکی کیک، بازیابی مواد جامد و زمان خشک شدن است. ملاحظات طراحی و بهره برداری از این تجهیزات شامل هزینه های عملیاتی، استفاده از مواد شیمیایی و نگهداری مورد نیاز می باشد.

تایپ کنید	خشکی کیک	بازیابی مواد جامد	فرآیند / زمان خشک کردن	هزینه های عملیاتی	هزینه سرمایه	شیمیایی / فلوکولنت
	٪ مواد جامد	% جذب مواد جامد	زمان (اندازه گیری)			استفاده
فیلترهای خلاء	16 - 45 *	85 - 95	سریع (دقیقه یا ساعت)	بالا	در حد متوسط	در حد متوسط
فیلتر پرس	40-60	80 - 95	بسیار سریع (دقیقه)	بالا	بالا	بالا
سانتریفیوژها	20 - 35 **	85 - 90	سریع (دقیقه یا ساعت)	در حد متوسط	کم	بالا
تخت های خشک کن	25-60	90 - 100	کند (هفته یا ماه)	خیلی کم	کم	کم
تالاب های لجن	20-40	90 - 100	بسیار کند (ماهها یا سالها)	هیچ یک	خیلی کم	هیچ یک
گرانش / فشار کم	10-50	90 - 96	متوسط (روزها یا هفته ها)	کم	در حد متوسط	بالا

جدول 1: جدول خلاصه مقایسه برای روش های مختلف آبگیری. مقایسه ها تعمیم هایی هستند که بر اساس عملکرد و اندازه تجهیزات استاندارد هستند. نتایج واقعی می تواند با قوام لجن و اندازه تصفیه متفاوت باشد.

روش های آبگیری

روش های مختلفی برای آبگیری وجود دارد. اینها شامل سانتریفیوژها، فیلتر پرس ها، بسترهای خشک کن، تالاب های لجن، و دستگاه های گرانش و فشار کم است. هر روش در زیر به تفصیل توضیح داده شده است.

سانتریفیوژها

سانتریفیوژها جامدات را از مایعات از طریق ته نشینی و نیروی گریز از مرکز جدا می کنند. مواد جامد از طریق یک لوله تغذیه ثابت تغذیه می شوند، از طریق پورت های شفت نوار نقاله شتاب می گیرند و به حاشیه کاسه توزیع می شوند. کاسه که با سرعت زیاد می چرخد، آب را از مواد جامد که در برابر دیواره های کاسه فشرده شده اند جدا می کند. سپس جامدات را می توان به مراحل خشک کردن سانتریفیوژ اضافی منتقل کرد در حالی که مایع جدا شده به طور مداوم از سرریزهای قابل تنظیم در طرف دیگر کاسه تخلیه می شود.

سانتریفیوژ آبگیری از مرکز جهانی محیط زیست

شکل 1: نمودار یک سانتریفیوژ آبگیری معمولی.

همبستگی پارامترها و عملکرد برای سانتریفیوژها
عملکرد و پارامترها	حجم استخر	سرعت کاسه	سرعت نوار نقاله	نرخ خوراک	سازگاری خوراک	درجه حرارت	استفاده از فلوکولنت
خشکی کیک	معکوس	مستقیم	معکوس	مستقیم	معکوس	مستقیم	معکوس
بازیابی مواد جامد	مستقیم	مستقیم	معکوس	معکوس	مستقیم	مستقیم	مستقیم

جدول 2: نمودار نشان دهنده همبستگی پارامترهای مختلف سانتریفیوژ با خروجی عملکرد کلیدی خشکی کیک و بازیابی مواد جامد. به عنوان مثال، افزایش نرخ خوراک باعث افزایش خشکی کیک می شود اما بازیابی مواد جامد را کاهش می دهد.

فیلترهای خلاء

فیلترهای خلاء شامل ایجاد خلاء برای بیرون کشیدن آب از جامدات است. فیلتر از یک درام تشکیل شده است که محیط فیلتر روی آن قرار می گیرد. درام در یک مخزن با یک چهارم غوطه ور شدن در کیک یا لجن تنظیم می شود. دریچه‌ها و لوله‌ها طوری چیده شده‌اند که وقتی درام به آرامی می‌چرخد، خلاء به سمت داخلی محیط فیلتر اعمال می‌شود و باعث می‌شود آب از لجن خارج شود. هنگامی که درام لجن را به اتمسفر برد، یک لایه آب به بالای کیک کشیده شده و کیک متعاقبا توسط یک تیغه چاقوی ثابت برداشته می شود.

عملکرد فیلتر خلاء درام دوار

شکل 3: نمودار عملکرد فیلتر خلاء درام دوار و جریان فرآیند را نشان می دهد.

هزینه های عملیاتی، از جمله شرایط لجن برای فیلتراسیون خلاء، معمولاً بالاتر از سایر فرآیندها است. با این حال، فیلترهای خلاء مستقل از شرایط فصلی هستند، به یک منطقه کوچک نیاز دارند و به عنوان یک فرآیند مداوم کار می کنند. آنها می توانند جامدات را به اندازه ای خشک کنند که نیاز به مراحل بعدی مانند هضم یا عملیات حرارتی قبل از دفع، سوزاندن یا استفاده را از بین ببرند. به عنوان معیاری از عملکرد، فیلترهای خلاء را می توان بر حسب پوند در ساعت مواد جامد خشک فیلتر شده در هر سطح از سطح فیلتر رتبه بندی کرد.

شکل 2: عکس فیلتر خلاء درام دوار.

فیلتر پرس ها

فیلتر پرس ها از محیط متخلخل و فشار مکانیکی برای جداسازی جامدات از مایعات استفاده می کنند. مواد جامد بین دو یا چند صفحه متخلخل یا به داخل حفره های متخلخل هدایت می شوند تا زمانی که پر شوند. جامدات در این منافذ جذب می شوند و روی سطح صفحات ساخته می شوند و عمل جداسازی جامد-مایع را تقویت می کنند. آب از طریق فشار صفحه با فشار دادن صفحات به یکدیگر یا از تجمع فشار جامدات با فشار مداوم مواد جامد به داخل حفره ها از طریق منافذ عبور می کند. صفحات عموماً از طریق یک سیلندر هیدرولیک یا انواع دیگری از پیستون های نیرومند تحت فشار قرار می گیرند و پمپ های لجن انرژی را برای فشار دادن مواد جامد به داخل حفره ها و فشار آب از طریق رسانه ها فراهم می کنند. در حالی که برخی از فیلتر پرس ها برای گرفتن و بازیابی مایع استخراج شده طراحی شده اند، فیلتر پرس هایی که برای کاربردهای آبگیری طراحی شده اند، عموماً بر روی حفظ مواد جامد تمرکز دارند.

طرح بندی پرس فیلتر

شکل 4: نموداری که چیدمان یک فیلتر پرس شامل جریان لجن و اجزا را نشان می دهد.

فیلتر پرس ها عموماً به صورت فرآیندهای خشک کردن نیمه پیوسته یا دسته ای عمل می کنند. آنها راندمان خشک کردن بسیار بالایی دارند در حالی که به طراحی کوچکتری نسبت به سایر ماشین آلات آبگیری نیاز دارند. هزینه ها برای فیلتر پرس ها بر اساس نیاز به توان، نیازهای تعمیر و نگهداری و استفاده از مواد شیمیایی پیش تصفیه، بسیار بالا است.

ویدئویی که یک فیلتر پرس خودکار را در حال کار نشان می دهد.

گرانش و دستگاه های فشار پایین

دستگاه های ثقلی و فشار کم زیرمجموعه ای از فیلتر پرس ها هستند که از ترکیبی از زهکشی ثقلی (مورد استفاده در برخی از بسترهای خشک کن) و دستگاه های فشار کم فشار استفاده می کنند. برخی از تخت‌های استوانه‌ای دوار برای قرار دادن مداوم نواحی مختلف کیک لجن در معرض زهکشی مناسب استفاده می‌کنند. پرس های تسمه فشار پایین را می توان در امتداد بسترهای گرانشی استفاده کرد تا امکان جداسازی آب جامد را افزایش دهد.

ضخیم کننده تسمه گرانشی از زیمنس، شیل، و شرکت، شرکت.

شکل 5: عکس ضخیم کننده تسمه گرانشی.

این تجهیزات تمایل به ارائه سادگی، هزینه کم، هزینه های کم انرژی و نگهداری، نیاز به فضای کوچک و سر و صدای کم دارند. همه این عوامل برای تصفیه خانه‌های کوچکتر و کارخانه‌های عملیاتی مناسب هستند. با این حال، مواد جامد تحت درمان با این دستگاه‌ها به دوزهای زیادی از نرم‌کننده‌های شیمیایی قبل از آب‌گیری نیاز دارند تا بتوانند کارکرد و تخلیه مؤثری داشته باشند.

تخت های خشک کن

تخت های خشک کن از لوله های زهکشی سوراخ دار یا باز تشکیل شده است که در یک پایه سنگریزه ای پوشیده شده با لایه ای از ماسه قرار گرفته اند. لجن در بالای این لایه ماسه قرار می گیرد و اجازه می دهد تا خشک شود. آب از طریق تبخیر طبیعی و تخلیه گرانشی از توده لجن از طریق ماسه نگهدارنده به لوله های زهکشی خارج می شود. ترک ها با خشک شدن لجن ایجاد می شوند و اجازه می دهند تبخیر از لایه های پایینی رخ دهد که روند خشک شدن را تسریع می کند.

بستر خشک کن لجن از VCCS.edu

شکل 6: نمودار نحوه عملکرد بستر خشک کن را نشان می دهد.

لجن بستر خشک کردن باید قبل از خشک شدن به خوبی هضم شود. پارامترهای طراحی شامل عمق لجن، رطوبت لجن و سطح بستر شن و ماسه موجود می باشد. تخت های خشک کن اگر زمان کافی داده شود، می توانند با هزینه کم به کیک های بسیار خشک دست پیدا کنند. با این حال، زمان مورد نیاز برای خشک کردن گسترده می تواند ماه ها باشد و بر اساس آب و هوا (اگر خارج از آن) متفاوت است. اگر خوراک به خوبی هضم نشود، بوها نیز می توانند در هنگام خشک شدن مشکل ساز شوند.

تالاب های لجن

تالاب های لجن، مناطق حفاری شده ای هستند که لجن هضم شده را می توان در آنها رسوب کرد و برای چند ماه تا یک سال یا بیشتر خشک کرد. عمق ممکن است بین دو تا شش فوت باشد. پس از خشک شدن جامد، می توان آن را برای استفاده مجدد از تالاب برداشت یا تسطیح کرد تا به چمن یا خاک تبدیل شود.

مرداب لجن از VCCS.edu

شکل 7: نمودار نحوه عملکرد یک تالاب را نشان می دهد.

بهره برداری از تالاب فقط به مساحت زمین و تجهیزات مورد نیاز برای حفاری آنها نیاز دارد. بنابراین، آنها اساسا هیچ هزینه ای برای کار کردن ندارند. با این حال، آنها تطبیق پذیری بسیار کمی دارند. آنها محدود به کاربردهایی بدون محدودیت زمانی خشک شدن و جامداتی هستند که حاوی مواد خطرناکی نیستند که می توانند آب های زیرزمینی را آلوده کنند.

ملاحظات انتخاب

انتخاب موثرترین تجهیزات آبگیری برای یک برنامه کاربردی را می توان در چهار ملاحظه اصلی خلاصه کرد. اینها نیازمندی های خشک کردن، محدودیت های هزینه، ویژگی های لجن و منطقه در دسترس هستند.

الزامات خشک کردن و محدودیت های هزینه در مرحله انتخاب اول هستند. مهمتر از همه، روش انتخاب شده باید بتواند لجن را در مدت زمان معینی تا حد مطلوب آبگیری کند. هزینه های مرتبط با استفاده از مواد شیمیایی، سرمایه (شامل ماشین و تمام تجهیزات و وسایل کمکی) و عملیات ممکن است برخی از روش ها را غیرعملی کند.

علاوه بر این، یک مهندس یا خریدار صنعتی باید در نظر داشته باشد که سازگاری تجهیزات می‌تواند تحت تأثیر پتانسیل خوردگی لجن، آلاینده‌های خطرناک، محتوای رطوبت و سطح هضم آن باشد. همچنین ممکن است نیاز به تجهیزاتی داشته باشد که با مواد بادوام و احتمالاً گران قیمت ساخته شود. اگرچه اکثر ماشین‌ها در اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند، اما ممکن است نیاز باشد که مساحت موجود با اندازه مورد نیاز روش‌های مختلف مقایسه شود.

منبع

globalspec.com