Pužna preša za mulj: Kako radi odvodnjavanje pužne preše, vrste i odabir

Što je a Vijčana preša za talog ?

A vijčana preša za talog je kontinuirani mehanički stroj za odvodnjavanje koji uklanja vodu iz mulja prenoseći je kroz progresivno sužavajući spiralni vijak zatvoren u cilindričnom filterskom situ. Kako se vijak okreće, pomiče mulj prema kraju pražnjenja dok istovremeno povećava tlak kompresije — tjerajući slobodnu i intersticijsku vodu van kroz otvore sita i sabijajući preostale krutine u polusuhi kolač za pražnjenje.

Za razliku od opreme koja radi u serijama, vijčana preša radi kontinuirano i zahtijeva minimalnu intervenciju operatera nakon što se uspostave uvjeti punjenja. Filtrat (prešana voda) otječe gravitacijom kroz sito u korito za prikupljanje ispod jedinice, dok se kolač bez vode ispušta na kraju puža uz kontrolirani protutlak postavljen podesivim konusom za pražnjenje ili prigušnom pločom.

Strojevi za odvodnjavanje pužnim prešama sada su standardna oprema za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda, preradu hrane, celuloze i papira, upravljanje životinjskim gnojem i obradu industrijskih otpadnih voda — gdje god se volumen mulja velike količine mora smanjiti i stabilizirati prije odlaganja, kompostiranja ili oporabe energije.

Kako radi odvodnjavanje pužnom prešom: princip rada

Mehanizam za odvodnjavanje u pužnoj preši kombinira tri fizičke sile: drenaža pod utjecajem gravitacije, mehaničke kompresije i smicanja . Razumijevanje načina na koji te sile međusobno djeluju pomaže inženjerima odabrati ispravnu konfiguraciju tiska i optimizirati radne parametre.

Zona hrane i kondicioniranja

Kondicionirani mulj — obično prethodno obrađen polimernim flokulantom za agregiranje finih čestica u veće flokule koje je moguće filtrirati — ulazi u prešu na ulazu za punjenje. Početni dio puža (drenažna ili gravitacijska zona) omogućuje slobodnoj vodi da brzo iscuri kroz sito uz minimalni primijenjeni pritisak, postižući značajno smanjenje volumena prije nego što mulj uđe u zonu kompresije.

Zona kompresije i odvodnjavanja

Kako mulj napreduje, nagib vijka se smanjuje i/ili promjer osovine vijka se povećava — smanjujući volumetrijski kapacitet svakog puta vijka i postupno povećavajući tlak kompresije. Ovaj dizajn izbjegava iznenadne skokove kompresije koji bi zaslijepili ekran ili oštetili krhku strukturu pahuljica. Vršni tlakovi kompresije u industrijskim vijčanim prešama obično se kreću od 0,3 MPa do 1,5 MPa , ovisno o vrsti mulja i ciljnoj suhoći kolača.

Ispuštanje i kontrola protutlaka

Na kraju pražnjenja, stožasti čep, konus s oprugom ili hidraulički kontrolirana ploča prigušnice primjenjuje protutlak na kolač, osiguravajući da je mulj potpuno komprimiran prije izlaska. Povećanje protutlaka općenito povećava suhoću kolača po cijenu smanjenog kapaciteta protoka — kompromis koji se mora kalibrirati za svaku vrstu mulja tijekom puštanja u pogon.

Vrste strojeva za odvodnjavanje mulja: pužna preša u odnosu na filtarsku prešu i druge tehnologije

Tržište preša za odvodnjavanje mulja uključuje nekoliko konkurentskih tehnologija. Odabir pravog stroja zahtijeva usklađivanje karakteristika opreme sa svojstvima mulja, potrebnom suhoćom kolača, dostupnim otiskom, proračunom energije i razinom operativnog osoblja.

The filter preša za odvodnjavanje mulja postiže najveću suhoću kolača od bilo koje metode mehaničkog odvodnjavanja — često 35–50% DS — što ga čini preferiranim za tokove mulja namijenjene odlagalištu (gdje se primjenjuju naknade za težinu/volumen) ili spaljivanje (gdje vlaga izravno utječe na kaloričnu vrijednost). Međutim, njegov serijski rad, veliki otisak i veća potražnja za radnom snagom ograničavaju njegovu konkurentnost u aplikacijama u kojima su kontinuirana propusnost i automatizacija prioritet.

The pužna preša sludge dewatering pristup nudi najbolju ravnotežu niske potrošnje energije, niske potrošnje vode za pranje, zatvorenog rada i automatiziranog kontinuiranog rada — što ga čini zadanim izborom za komunalna postrojenja za otpadne vode, pogone za preradu hrane i stočarske operacije gdje je potreban 24-satni rad bez nadzora.

Ključni parametri izvedbe za odvodnjavanje pužnom prešom

Ocjenjivanje a vijčana preša za odvodnjavanje zahtijeva razumijevanje međudjelovanja između nekoliko mjerljivih učinaka. Ovi parametri trebaju biti navedeni i ugovorno zajamčeni u nabavi opreme.

Suhoća kolača (DS%)

Sadržaj suhe krutine u kolaču primarna je izlazna mjera bilo koje preše za odvodnjavanje mulja. Za vijčane preše koje rade na aktivnom mulju iz komunalnog otpada (WAS), tipična suhoća kolača kreće se od 18% do 30% DS ovisno o dozi polimera, brzini puža, postavci protutlaka i sposobnosti isušivanja mulja (mjereno vremenom kapilarnog usisavanja, CST). Probavljeni miješani mulj obično postiže 22–35% DS. Mulj otpada od hrane, sa svojim visokim udjelom organskih tvari, često je dehidrirao na 20-28% DS.

Stopa hvatanja krutih tvari

Stopa hvatanja krutih tvari (također nazvan oporavak čvrstih tvari) mjeri postotak ulaznih suhih čvrstih tvari koje izlaze u kolač, a ne u filtrat. Dobro optimizirani sustav za odvodnjavanje mulja pužnom prešom obično postiže 95–99% hvatanja krutih tvari uz odgovarajuće kondicioniranje polimera. Hvatanje male količine krutih tvari povećava opterećenje suspendiranih krutih tvari koje se vraćaju u niz za obradu tekućina, povećavajući operativne troškove u cijelom postrojenju.

Protočni kapacitet

Kapacitet vijčane preše je ocijenjen u kg DS/sat (kilograma suhe krutine po satu) umjesto volumetrijskog protoka, budući da koncentracija mulja u hrani uvelike varira (obično 0,5–6% DS). Jedan vijak s promjerom sita od 200 mm može podnijeti 30–80 kg DS/h; jedinice velikog promjera (350–500 mm) mogu obraditi 200–600 kg DS/h. Konfiguracije s više vratila ili s više jedinica standardne su za instalacije visokog kapaciteta iznad 1000 kg DS/h.

Potrošnja polimera

Kondicioniranje polimera (flokulanta) bitno je za rad vijčane preše. Tipične doze polimera za odvodnjavanje komunalnog mulja kreću se od 3 do 10 kg aktivnog polimera po toni suhe tvari . Trošak polimera često predstavlja najveći pojedinačni operativni trošak u odvodnjivanju vijčane preše, pa je usporedba g polimera / kg DS među konkurentskim strojevima i polimernim proizvodima tijekom pilot testiranja ključna za analizu troškova cijelog životnog vijeka.

Vrste mulja prikladne za odvodnjavanje vijčane preše

Ne reagiraju sve vrste mulja jednako na odvodnjavanje pužnom prešom. Sljedeće kategorije mulja imaju dobro dokumentiranu povijest rada s tehnologijom vijčanog prešanja:

• Mulj komunalnih otpadnih voda — otpadni aktivni mulj (WAS), primarni mulj i miješani ili digestirani miješani mulj; najčešća primjena na globalnoj razini
• Mulj od obrade hrane i pića — otpad od prerade voća i povrća, otpadni mulj iz mliječnih proizvoda, biokrutina iz pivovara i destilerija; visok sadržaj organskih tvari dobro reagira na prešanje vijaka
• Stoka i gnojivo — svinjska gnojnica, goveđi gnoj i otpad iz peradnjaka; vijčane preše su dominantna tehnologija odvodnjavanja u predobradi poljoprivrednih bioplinskih postrojenja
• Mulj iz tvornica celuloze i papira — mulj od primarnih vlakana i mulj biološke obrade iz otpadnih voda tvornice papira; vlaknasti sadržaj pomaže formiranje kolača i drenažu
• Mulj iz akvakulture — krute tvari iz otpadnih voda ribogojilišta, mulj RAS (recirkulacijski sustav akvakulture); kompaktne vijčane preše prikladne su za manja mjerila i udaljena mjesta tipična za uzgoj ribe
• Alge i bioreaktorska biomasa — sakupljanje mikroalgi za primjenu biogoriva, stočne hrane ili gnojiva; nježna kompresija čuva cjelovitost stanične strukture tamo gdje daljnja obrada zahtijeva netaknutu biomasu

Mulj s visokim udjelom pijeska, pijeska ili abrazivnih minerala općenito je manje prikladan za odvodnjavanje vijčane preše — abrazivne čestice ubrzavaju trošenje sita i značajno povećavaju učestalost održavanja. Preše za filtriranje ili dekanteri za centrifuge obično su prikladniji za mulj bogat mineralima iz kamenoloma, rudarstva ili procesa obrade keramike.

Značajke dizajna stroja za vijčane preše za procjenu

Među proizvođačima postoje značajne razlike u dizajnu strojevi za prešanje mulja . Sljedeći elementi dizajna imaju najveći utjecaj na dugoročne performanse, troškove održavanja i radnu pouzdanost.

Materijal zaslona i dizajn otvora blende

Sito filtera je komponenta koja se najviše troši u bilo kojem stroju za odvodnjavanje pužnom prešom. Zasloni su dostupni u konfiguracijama s klinastom žicom (profilirana žica), perforiranom pločom od nehrđajućeg čelika i tkanom žičanom tkaninom. Zasloni od klinaste žice — s V-profilnom žicom usmjerenom na uski otvor — nudi superiornu otpornost na zasljepljivanje i dulji radni vijek od perforirane ploče za vlaknaste ili ljepljive vrste mulja. Veličina otvora sita (obično 0,2–1,0 mm širine proreza) mora odgovarati veličini pahuljica proizvedenih kondicioniranjem polimera.

Pogon s promjenjivom brzinom i kontrola brzine vijka

Moderne pužne preše za odvodnjavanje opremljene su pogonima s promjenjivom frekvencijom (VFD) koji omogućuju podešavanje brzine vrtnje puža između približno 1-5 okretaja u minuti. Niža brzina puža povećava vrijeme zadržavanja i kompresiju, poboljšavajući suhoću kolača nauštrb protoka. Automatska VFD kontrola povezana s povratnom informacijom okretnog momenta omogućuje preši da sama optimizira brzinu puža kao odgovor na promjene u koncentraciji mulja u hrani — kritična značajka za postrojenja gdje je varijabilnost hrane velika.

Mehanizmi zaslona koji se sami čiste

Zaslijepljivanje sita — progresivno začepljenje otvora sita finim česticama ili ljepljivim organskim tvarima — smanjuje drenažu filtrata i degradira učinak odvodnjavanja tijekom vremena. Vodeći dizajni vijčanih preša to rješavaju sustavi za povremeno ili kontinuirano čišćenje zaslona : šipke za pranje mlaznica za raspršivanje, rotirajuće čistače četkica ili oscilirajuće glave za raspršivanje koje uklanjaju naslage na površini između proizvodnih ciklusa. Sposobnost samočišćenja izravno smanjuje rad na ručnom pranju i produljuje kontinuirane radne intervale.

Zatvoreno kućište za zadržavanje mirisa i aerosola

Odvodnjavanje mulja stvara sumporovodik, amonijak i bioaerosole koji stvaraju opasnosti za zdravlje na radu i neugodne mirise u gradskim postrojenjima za pročišćavanje. Potpuno zatvoreno kućište vijčane preše s ventilacijskim priključcima pod negativnim tlakom omogućuje hvatanje zraka s neugodnim mirisima i usmjeravanje u biofilter ili kemijski skruber — što je sve obavezniji zahtjev dizajna u novim komunalnim instalacijama za odvodnjavanje.

Operativna optimizacija i rješavanje problema

Čak i dobro određen vijčana preša za odvodnjavanje mulja neće raditi ako postavke kondicioniranja, povratnog tlaka i brzine nisu optimizirane za stvarni mulj koji se obrađuje. Sljedeći radni parametri odgovorni su za većinu problema s performansama uočenih u instalacijama na terenu.

1. Vrsta i doza polimera — kationski poliakrilamid (PAM) je standard za biološki mulj; molekularna težina i gustoća naboja moraju biti usklađeni s karakteristikama mulja; predoziranje uzrokuje sklizak, nedovoljno ocijeđen kolač; nedovoljno doziranje rezultira lošim hvatanjem krutih tvari i mokrim kolačem
2. Razrjeđivanje polimera i kontaktno vrijeme — polimer se mora razrijediti do ispravne radne koncentracije (0,05–0,2%) i dati mu dovoljno vremena za miješanje s muljem prije ulaska u prešu; inline statičke miješalice ili spremnici za flokulaciju s definiranim hidrauličkim vremenom zadržavanja osiguravaju dosljedno kondicioniranje
3. Koncentracija hrane — većina pužnih preša ima najbolje rezultate s talogom u rasponu od 0,5–4% DS; zgušnjavanje mulja prije prešanja (upotrebom gravitacijskih zgušnjivača ili jedinica za flotaciju otopljenim zrakom) smanjuje opterećenje preše i poboljšava suhoću kolača
4. Podešavanje protutlaka — povećati protutlak kako bi se povećala suhoća kolača kada su krute tvari dostupne; smanjiti protutlak ako moment vijka premašuje sigurne granice ili ako se protok mora maksimizirati tijekom razdoblja vršnog protoka
5. Učestalost pregleda zaslona — planirati tjedni vizualni pregled stanja zaslona; djelomično zasljepljivanje u lokaliziranim zonama često je prvi znak premale doze polimera ili mulja s povišenim udjelom finih čestica