Системы осушения шламов и осадков и оборудование для разделения твердых и жидких фаз

В. Н. Макаров, начальник отдела №6 ОВ и ВК, ОАО «ПИ и НИИ ВТ Ленаэропроект»

Можно без преувеличения сказать, что все отрасли производства всех видов промышлености сталкиваются с необходимостью решения проблем обработки шламов, осадков и разделения твердых и жидких фаз. Но одновременно следует отметить, что и способов решения также достаточно, учитывая громадный период необходимости их решения. При этом во многих отраслях оригинальность и эффективность процессов достигает совершенства, учитывая неограниченные возможности использования современных научно-технологических достижений, массива программного обеспечения и эффективности применяемых процессорных устройств. Можно констатировать – для каждой отрасли имеется решение, отвечающее всем современным (и зачастую очень жестким) требованиям. И несмотря на это в вопросах обработки и осушения осадка не имеется достаточной систематизации для выбора оптимальных процессов по простой схеме «цена – качество».

При этом раньше при относительно небольших объемах обезвоженных осадков можно было применять специальные типовые площадки для подсушивания осадка с последующим вывозом в места, согласованные с органами санитарного и природоохранного надзоров. В изменившихся современных экономических и экологических условиях, когда вопросы землеотвода, оценки степени влияния на подземные воды и т. д. применение подобных «открытых» систем обезвоживания (подсушивания) осадков значительно усложняется. Следует отметить положительный опыт, накопившийся на предприятиях Советского Союза по производству топливных брикетов и других предприятий топливной и горнодобывающей отрасли. Одновременно успешно внедрялись для обезвоживания осадка, например, простые и очень эффективные гидроциклоны систем оборотного водоснабжения мойки грузового автотранспорта. Имеются интересные и эффективные схемы в угольной, строительной и во многих других отраслях промышленности, как у нас, так и в других странах.

Рисунок 1. Схема обезвоживания осадка из песколовок и первичных отстойников

В сложившейся ситуации представляет интерес большая систематизированная работа по изучению мирового опыта проблем обезвоживания осадков и шламов, проведенная специалистами предприятия KUGLER (Германия) на протяжении длительного периода.

Параллельно изучался опыт в таких разных отраслях, как, например, горнодобывающая и бумажная, стекольная и пищевая промышленность. Одним из приоритетных являлся опыт эксплуатации подобных систем для сооружений по очистке бытовых и производственных стоков, а также дождевых и талых вод.

При этом если в упомянутых схемах очистки обезвоживание осадков и вообще шлама – все-таки процессы эпизодические и зачастую определяемые, например, технологическими, климатологическими или сезонными факторами, то в водопроводных очистных сооружениях эти процессы периодические. Интервалы определяются принятыми технологическими схемами очистки воды – фильтрации или контактной коагуляции в зависимости от аналитических данных исходной воды.

Несмотря на ограниченные возможности статьи, приведем некоторые интересные решения. Одна их них – это схема обезвоживания осадка из песколовок и первичных отстойников (рис. 1).

Стандартизованные бункерные контейнеры для осушения шламов типа EWC имеют фильтрующую корзину из стальной рамы, перфорированных металлических пластин и специального высокопрочного фильтровального материала. Непрерывный отвод фильтрата предполагается специальными патрубками, на которых монтируется запорная арматура. По сравнении с эксплуатируемыми подобными системами контейнеры EWC имеют следующие преимущества: низкие инвестиционные затраты, длительный период эксплуатации, технологичное обезвоживание шлама (осадка) при сокращенном периоде цикла, быстрая очистка за счет применения съемной фильтрационной корзины и большой фильтрующей поверхности. Широкий ассортимент продукции обеспечивает решение практически всех проблем обработки шламов.

Рисунок 2. Аэрируемый шламоосушающий контейнер с верхней фиксирующейся крышкой

Данная схема успешно применена на многих российских объектах (3 комплекса очистных сооружений аэропорта г. Сочи, Иркутска, железнодорожного депо г. Адлер, нефтебазы г. Хабаровска и др.).

Очищенный фильтрат после шламоосушающих контейнеров может быть использован в технологических процессах или подвергнут доочистке в зависимости от конкретной задачи.

В случае повышенных требований к качественным характеристикам очищенных стоков, обусловленных, например, технологическими циклами, специалистами разработаны вариации контейнеров со встроенными ламельными сепарационными блоками, оснащенные вибромодулями, системами подачи сжатого воздуха для ускоренной осушки шлама и вымывания органических веществ и плавающих загрязнений. А также схема очистки стоков и обезвоживанием осадка с двумя сепарационными контейнерами и использованием станции дозирования современных флокулянтов типа Polifloc.

Рисунок 3. Стандартизированный бункерный контейнер, используемый для обезвоживания различных видов шлама

Для технологических процессов, предъявляющих повышенные требования к качеству повторно используемой воды, предусмотрена схема очистки и обезвоживания осадка с обработкой реагентом, резервуаром-разделителем и системой повышения давления для дальнейшего использования.

Шламоосушающие контейнеры имеют различные версии и размеры (в диапазоне от 3 до 12 м³ и более) в соответствии с поставленной задачей и могут быть адаптированы для используемого транспорта.

Адаптируются также к исходным параметрам фильтрующие элементы и материалы, из которых предполагается их изготовить.

Оснащаются абсолютно любыми дополнительными элементами в соответствии с потребностями заказчика.

Особый интерес представляют шламоосушающие контейнеры со встроенными вибрационными модулями, значительно повышающие эффективность работы. Обводненный шлам встряхивается и интенсивно уплотняется благодаря большой частоте колебаний модуля. Даже «сложные» по составу шламы обрабатываются с более высокими результатами. Высокочастотный вибрационный модуль поставляется в собранном и полностью готовым к использованию.

Рисунок 4. Шламоосушающий контейнер роликового типа с открытой крышкой

Обогреваемые контейнеры, снабженные регулируемыми системами электрического или жидкостного обогрева, обеспечивают их эксплуатацию в условиях низких температур до -25 ⁰C или ниже, если это потребуется.

Обезвоживающие контейнеры салазочного типа (Roll-Off) повышенной емкости предназначены для различных типов погрузки под конкретную задачу и могут оснащаться вибрационными модулями и системами обогрева. Для компактных систем имеются шламо-осушающие контейнеры типа Regufil и Regufett объемом 1100 л для обработки небольшого количества стоков, содержащих твердые включения и жиры, хранения и транспортировки обезвоженного шлама. Они легко выгружаются с помощью спецавтотранспорта.

Рисунок 5. Контейнер с внутренним переливом, ламельным блоком и системой для сбора шлама

В заключении хочется отметить, что рассмотренные в данной статье системы для обработки шламов и осадков найдут применение на многочисленных промышленных объектах - от комплексных очистных сооружений до небольших локальных систем.