Bežný dopyt na odvodňovanie kalu začína jedným číslom: "Môj prietok kalu je 5 m³/h. Ktorý závitovkový lis si mám vybrať?" Bohužiaľ, samotný prietok kalu nestačí na správne dimenzovanie závitovkového lisu. Dva kalové prúdy môžu mať presne rovnaký hydraulický prietok, ale úplne odlišné zaťaženie tuhými látkami. Užitočnejším konštrukčným parametrom je zaťaženie sušinou, bežne vyjadrené ako kg-DS/h. Správny výber závitovkového lisu by mal začať so suchými pevnými látkami, potom by sa mal overiť typ kalu, koncentrácia vsádzky, odozva polyméru, prevádzkové hodiny, suchosť koláča a kvalita filtrátu.
Prečo je len m³/h nesprávny spôsob dimenzovania skrutkového lisu
Závitovkové lisy prijímajú kal, ktorý je väčšinou vodou. Percento skutočných tuhých látok sa môže značne líšiť v závislosti od procesu úpravy, metódy zahusťovania, zdroja odpadovej vody a zariadenia proti prúdu.
Zvážte dva prúdy kalu:
Zriedený kal
- Prietok: 5 m³/h
- Sušina krmiva: 0,5 %
- Približná sušina: 25 kg-DS/h
Koncentrovaný kal
- Prietok: 5 m³/h
- Krmná sušina: 4 %
- Približná sušina: 200 kg-DS/h
Hydraulický prietok je rovnaký, ale kal B obsahuje približne osemkrát viac suchých pevných látok. Zaťaženie skrutky, požiadavka na kompresiu, požiadavka na polymér, produkcia koláča a zaťaženie na vypúšťaní sú preto úplne odlišné.
Kapacita závitovkového lisu by mala zodpovedať predovšetkým zaťaženiu suchými pevnými látkami, zatiaľ čo prietok kalu určuje, aký objem kvapaliny musí prejsť strojom.
Čo znamená kg-DS/h?
DS znamená suché tuhé látky . Jednotka kg-DS/h popisuje, koľko kilogramov skutočného suchého materiálu vstúpi do odvodňovacieho stroja každú hodinu.
Kubický meter kalu neznamená jeden meter kubický pevných látok. Väčšinu tohto objemu tvorí voda.
Pre zjednodušený odhad, ak je hustota kalu blízka vode:
| Koncentrácia pevných látok v krmive | Približná sušina na 1 m³ kalu |
|---|---|
| 0,5 % | 5 kg DS |
| 1% | 10 kg DS |
| 2% | 20 kg DS |
| 3% | 30 kg DS |
| 4% | 40 kg DS |
Tieto hodnoty sú zjednodušené technické odhady. Skutočná hustota a zloženie kalu sa môže meniť, najmä v prípade kalov bohatých na minerály, mastnoty alebo chemicky vyzrážaných kalov.
Ako vypočítať zaťaženie sušiny
Keď je známa koncentrácia vstupného kalu, zaťaženie suchými pevnými látkami sa môže odhadnúť z prietoku kalu a percenta pevných látok.
Príklad 1: 4 m3/h pri 1,5 % pevných látok
4 x 1,5 x 10 = 60 kg-DS/h
Príklad 2: 4 m3/h pri 4 % pevných látok
4 x 4 x 10 = 160 kg-DS/h
Oba prúdy majú rovnaký hydraulický prietok 4 m³/h, avšak druhý kal obsahuje viac ako dvojnásobok množstva sušiny.
Tento výpočet by mal byť jedným z prvých krokov v každom RFQ na odvodňovanie kalu.
Prečo koncentrácia kalu toľko mení kapacitu skrutkového lisu
Skrutkový lis jednoducho neprečerpáva kal z jednej strany na druhú. Počas prepravy a stláčania pevných látok musí postupne oddeľovať vodu.
So zvyšujúcou sa koncentráciou pevných látok sa súčasne zvyšuje niekoľko zaťažení:
- skrutkové dopravné zaťaženie;
- odolnosť proti stlačeniu;
- hmota na vypúšťanie koláča;
- dopyt po polyméroch;
- trenie vo vnútri odvodňovacej časti;
- pevné látky zachytené prstencovou alebo sitovou štruktúrou.
To znamená, že stroj môže byť schopný prijať relatívne vysoké množstvo m³/h veľmi zriedeného kalu, ale oveľa nižšie množstvo m³/h koncentrovaného kalu.
Skrutkový lis musí byť skontrolovaný voči obom. Veľký objem vody môže spôsobiť hydraulické zaťaženie, zatiaľ čo vysoké množstvo suchých pevných látok spôsobuje mechanické a odvodňovacie zaťaženie.
Rôzne typy kalov sa správajú odlišne aj pri rovnakom kg-DS/h
Nakladanie sušiny je správnym východiskovým bodom, ale nie je jediným parametrom veľkosti. Dva kalové prúdy pri 100 kg-DS/h sa môžu stále správať veľmi odlišne počas odvodňovania.
| Typ kalu | Typické správanie pri odvodňovaní | Hlavná obava |
|---|---|---|
| Odpadový aktivovaný kal | Často ťažké | Vysoká viazaná voda a stlačiteľnosť |
| DAF kal | Vysoko variabilné | FOG, lepkavé pevné látky a citlivosť na polyméry |
| Chemický kal | Viac minerálne | Husté precipitáty a anorganické zaťaženie |
| Primárny kal | Často jednoduchšie ako biologický kal | Hrubé pevné látky a vlákna |
| Vytrávený kal | Variabilné | Slabá štruktúra vločiek a meniaca sa reológia |
Odpadový aktivovaný kal
Biologický kal obsahuje bunky, extracelulárne polymérne látky a veľké množstvo viazanej vody. Dokonca aj vtedy, keď je množstvo sušiny mierne, odstránenie vody môže byť náročné.
DAF Sludge
Kal DAF môže obsahovať tuky, oleje, mastnotu, pevné častice potravín alebo chemicky vytvorené vločky. Môže byť ľahký a plávajúci proti prúdu, ale lepkavý a ťažko sa stláča v odvodňovacom stroji.
Kal z chemického vyzrážania
Hydroxidy kovov, zrazeniny fosforu a minerálne pevné látky môžu zvýšiť hustotu a zmeniť štruktúru koláča. Abrazivita a anorganické zaťaženie sa môžu tiež stať dôležitejšími.
Typ kalu vám povie, aké ťažké môže byť odvodnenie tejto pevnej látky.
Kondicionovanie polyméru môže zmeniť efektívnu kapacitu skrutkového lisu
Mnohé kalové prúdy potrebujú pred vstupom do odvodňovacej sekcie úpravu polyméru. Polymér pomáha spájať jemné tuhé látky do silnejších vločiek a efektívnejšie uvoľňovať voľnú vodu.
Dobrá klimatizácia môže:
- zlepšiť zachytávanie pevných látok;
- zvýšiť čírosť filtrátu;
- podporovať stabilnú tvorbu koláča;
- zníženie strát pevných látok cez krúžkové medzery;
- zlepšiť praktickú priepustnosť.
Jemné tuhé látky môžu unikať spolu s filtrátom, tvorba koláča sa stáva nestabilnou a efektívna kapacita môže klesnúť.
Voľná voda sa ľahšie oddeľuje a pevné látky tvoria lepšie zvládnuteľný koláč.
Nadbytok chemikálií môže zvýšiť prevádzkové náklady a niekedy sťažiť manipuláciu s kalom.
Dôležitý je aj typ polyméru. Zvyšovanie dávky nemôže donekonečna kompenzovať polymér, ktorý je zle prispôsobený kalu.
Ak je flokulácia slabá, skutočný výkon a kvalita filtrátu môžu byť oveľa horšie, ako sa očakáva zo samotnej špecifikácie stroja.
Aká koncentrácia pevných látok je najlepšia pre závitovkový lis?
Pre každý závitovkový lis a každý typ kalu neexistuje jediné ideálne percento vstupnej sušiny. Najlepšia koncentrácia závisí od konštrukcie stroja, reológie kalu, odozvy polyméru a požadovaného výsledku koláča.
Ak je kal príliš zriedený
Stroj musí spracovať veľký objem vody, aby získal relatívne malé množstvo pevných látok.
Toto môže:
- zvýšiť hydraulické zaťaženie;
- znížiť efektívnu priepustnosť pevných látok;
- zvýšiť čas prevádzky čerpadla;
- zvýšiť objem roztoku polyméru;
- znížiť účinnosť odvodňovacej časti.
Ak je kal príliš koncentrovaný
Veľmi koncentrovaný kal sa môže ťažko čerpať, miešať a upravovať. Polymér sa nemusí distribuovať rovnomerne a zaťaženie skrutiek sa môže rýchlo zvýšiť.
Keď predhustenie pomáha
Predbežné zahustenie môže výrazne znížiť objem kvapaliny vstupujúcej do závitovkového lisu.
Predpokladajme napríklad, že denná produkcia sušiny je 200 kg.
| Kŕmne tuhé látky | Približný objem kalu potrebný na 200 kg DS |
|---|---|
| 0,5 % | 40 m³ |
| 1% | 20 m³ |
| 2% | 10 m³ |
| 4% | 5 m³ |
Suché pevné látky sú rovnaké, ale hydraulický objem sa dramaticky mení.
Prečo na maximálnej záťaži sušiny záleží viac ako na dennom priemere
Ďalšou častou chybou pri dimenzovaní je rozdelenie dennej produkcie pevných látok 24 hodinami, aj keď závitovkový lis nepracuje nepretržite.
Predpokladajme, že čistička odpadových vôd produkuje:
Delenie číslom 24 by dalo:
1 200 ÷ 24 = 50 kg-DS/h
Ale stroj má len osem hodín na spracovanie kalu:
1 200 ÷ 8 = 150 kg-DS/h
Skutočná požadovaná prevádzková kapacita je teda približne trikrát vyššia ako zavádzajúci 24-hodinový priemer.
Dizajnéri by tiež mali zvážiť:
- vypúšťanie vsádzkového kalu;
- objem zásobníka kalu;
- prestoje pri čistení;
- obdobia údržby;
- víkendové prevádzkové poriadky;
- budúci rast pevných látok.
Nenastavujte veľkosť lisu presne na 100 % nominálnej kapacity
Skrutkový lis zvolený presne na očakávané maximálne zaťaženie tuhými látkami môže mať veľmi malú prevádzkovú flexibilitu.
Skutočné podmienky kalu sa menia s:
- objem výroby;
- sezónne charakteristiky odpadových vôd;
- výkonnosť biologického procesu;
- dávkovanie chemikálií;
- vek kalu;
- koncentrácia FOG;
- percento sušiny krmiva.
Primeraná prevádzková rezerva by sa preto mala zvoliť na základe variability kalu a dôležitosti nadbytočnosti.
Kritické zariadenia môžu tiež vyžadovať viac lisov alebo záložnú kapacitu, takže odvodňovanie môže pokračovať počas údržby.
Veľkosť skrutkového lisu sa tiež musí zhodovať s cieľmi koláča a filtrátu
Priepustnosť nie je jediným výkonnostným cieľom. Kupujúci by mali tiež definovať, čo očakávajú od odvodneného koláča a filtrátu.
Pevné koláče
Suchý koláč môže znížiť objem vynášania a likvidácie kalu, ale vyššia suchosť koláča môže vyžadovať väčšie stlačenie, nižšiu rýchlosť závitovky, silnejšiu úpravu alebo dlhší čas zotrvania.
Kvalita filtrátu
Ak cez odvodňovacie medzery unikne príliš veľa pevných látok, TSS filtrátu sa zvýši a tieto pevné látky sa môžu vrátiť do prednej časti čističky odpadových vôd.
Tieto ciele si môžu navzájom konkurovať. Konfigurácia optimalizovaná len pre maximálny výkon nemusí produkovať najsuchší koláč.
Porovnajte kapacitu spolu so sušinou koláča, kvalitou filtrátu, potrebou polyméru, spotrebou energie a prevádzkovou stabilitou.
Spracovaný príklad: Výber skrutkového lisu po systéme DAF
Uvažujme o závode na spracovanie odpadových vôd, kde systém DAF produkuje plavákový kal, ktorý sa posiela do závitovkového lisu.
Krok 1: Výpočet okamžitého zaťaženia sušinou
4 x 3 x 10 = 120 kg-DS/h
Krok 2: Krížová kontrola oproti dennej produkcii pevných látok
Ak kalový systém produkuje približne 1 200 kg DS/deň a lis pracuje 10 hodín:
1 200 ÷ 10 = 120 kg-DS/h
Tieto dva výpočty sa zhodujú, čo poskytuje užitočnú krížovú kontrolu.
Krok 3: Nevyberajte stroj od 120 kg-DS/h sám
Konečný výber ešte musí potvrdiť:
- či je kal kal DAF bohatý na FOG;
- skutočná odozva polyméru;
- požadovaná sušina koláča;
- maximálna koncentrácia pevných látok;
- denná prevádzková doba;
- požiadavky na údržbu;
- či je potrebná pohotovostná kapacita.
Aké informácie by mali obsahovať RFQ pre skrutkovač?
Kompletný RFQ umožňuje dodávateľovi vyhodnotiť skutočnú odvodňovaciu povinnosť namiesto jednoduchého priradenia stroja k jednému číslu toku.
Zdroj kalu
- DAF kal
- Odpadový aktivovaný kal
- Primárny kal
- Chemický kal
- Vytrávený kal
Hydraulické údaje
- Prietok kalu, m³/h
- Denný objem kalu
- Špičkový prietok krmiva
Údaje o pevných látkach
- Percento sušiny krmiva
- kg-DS/deň
- Vrchol kg-DS/h
Charakteristika kalu
- FOG
- Vlákna
- Anorganické pevné látky
- pH
- Teplota
Prevádzkový plán
- Hodiny za deň
- Dni v týždni
- Požadovaná redundancia
Požadovaný výsledok
- Cieľová sušina koláča
- Kvalita filtrátu
- Konečný spôsob likvidácie
Chemická úprava
- Súčasný typ polyméru
- Polymérna dávka
- Existujúce flokulačné zariadenie
- K dispozícii vzorka kalu na testovanie
Bežné chyby veľkosti skrutkového lisu
Výber podľa m³/h Samostatne
Hydraulický prietok neukazuje, koľko skutočných pevných látok musí stroj spracovať.
Nemeria sa sušina krmiva
Bez koncentrácie pevných látok nie je možné spoľahlivo vypočítať kg-DS/h.
Delenie dennej DS číslom 24
Ak je lis v prevádzke iba osem hodín denne, požadovaná hodinová kapacita je oveľa vyššia.
Ignorovanie typu kalu
Biologický, DAF a chemický kal sa môžu správať veľmi odlišne pri rovnakom zaťažení sušinou.
Ignorovanie odozvy polyméru
Slabá flokulácia môže znížiť výkon a zvýšiť stratu pevných látok vo filtráte.
Výber presne pri maximálnej kapacite
Skutočná koncentrácia kalu a výrobné zaťaženie môžu kolísať nad normálnym návrhovým bodom.
Pohľad iba na priepustnosť
Suchosť koláča, kvalita filtrátu a cena polyméru sú tiež súčasťou skutočného odvodňovacieho výkonu.
Potrebujete vybrať skrutkový lis pre váš kal?
NIHAO môže pomôcť vyhodnotiť kapacitu závitovkového lisu zo skutočného nakladania suchých pevných látok, a nie samotného prietoku odpadovej vody. Pošlite nám svoj zdroj kalu, prietok kalu, koncentráciu privádzaných pevných látok, dennú produkciu sušiny, prevádzkové hodiny, aktuálne informácie o polyméroch a požadovanú suchosť koláča.
Pomocou týchto parametrov je možné pred výberom zariadenia skontrolovať hydraulické zaťaženie odvodňovacieho systému, kapacitu kg-DS/h, požiadavky na úpravu kalu, produkciu koláča a prevádzkovú rezervu.
Často kladené otázky
Ako vypočítam kapacitu skrutkového lisu?
Začnite výpočtom obsahu suchých pevných látok v kg-DS/h z prietoku kalu a koncentrácie pevných látok v privádzanej vode. Potom overte stroj vzhľadom na typ kalu, prevádzkové hodiny, odozvu polyméru, hydraulický prietok, tuhé častice koláča a požiadavky na filtrát.
Čo znamená kg-DS/h pri odvodňovaní kalu?
kg-DS/h znamená kilogramy sušiny za hodinu. Predstavuje skutočnú pevnú hmotu, ktorú musí odvodňovací stroj spracovať, okrem väčšiny vody obsiahnutej v kale.
Je možné zvoliť kapacitu skrutkového lisu v m³/h?
Nie spoľahlivo. Prietok kalu by sa mal kontrolovať, ale dva prúdy s rovnakými m³/h môžu mať veľmi rozdielne koncentrácie tuhých látok, a preto veľmi rozdielne množstvá sušiny.
Ako ovplyvňuje koncentrácia kalu veľkosť závitovkového lisu?
Vyššia koncentrácia privádzaných pevných látok zvyšuje zaťaženie sušinou pri rovnakom hydraulickom prietoku. To zvyšuje zaťaženie závitovky, výrobu koláča a potrebu odvodnenia.
Ako prevediem prietok kalu na kg sušiny za hodinu?
Pre zjednodušený odhad, keď je hustota kalu blízka vode, vynásobte prietok kalu v m³/h koncentráciou pevných látok v percentách a potom vynásobte 10.
Vyžaduje kal DAF iný závitovkový lis ako aktivovaný kal?
Môže. Kal DAF môže obsahovať viac FOG, chemických vločiek a lepkavých pevných látok, zatiaľ čo aktivovaný kal často obsahuje viac viazanej vody. Malo by sa vyhodnotiť zaťaženie sušinou a odvodňovanie kalu.
Ovplyvňuje dávkovanie polyméru kapacitu skrutkového lisu?
áno. Správna úprava polyméru môže zlepšiť zachytávanie pevných látok, uvoľňovanie voľnej vody a tvorbu koláčov. Zlý výber alebo dávkovanie polyméru môže znížiť praktickú kapacitu a zhoršiť kvalitu filtrátu.
Mal by byť kal zahustený pred skrutkovým lisom?
Predbežné zahustenie môže byť užitočné, keď je kal veľmi zriedený, pretože znižuje hydraulický objem vstupujúci do lisu. Či je to potrebné, závisí od koncentrácie kalu, dostupného vybavenia a zvoleného závitovkového lisu.
Akú voľnú kapacitu by mal mať kalolisový lis?
Univerzálne percento neexistuje. Prevádzková rezerva by mala odrážať variabilitu kalu, špičkové zaťaženie sušinou, požiadavky na údržbu, nadbytočnosť a budúci rast rastlín.
Znižuje vyššia sušina koláča priepustnosť závitovkového lisu?
Môže. Dosiahnutie suchšieho koláča môže vyžadovať väčšiu kompresiu, pomalšiu rýchlosť skrutky alebo väčšiu úpravu, takže priepustnosť a suchosť koláča je často potrebné počas prevádzky vyvážiť.
Angličtina
عربي
español
