Reovee sette veetustamise lahendus
30.10.2024
Virnastatud kruvidega veetustamismasina kasutamine elektrijaama sette töötlemisel
Söeküttel töötavate elektrijaamade tootmisprotsessis töödeldakse toorvee eeltöötlusel ja väävlitustamisel tekkivat reoveepuhastussetteid üldiselt dehüdratsiooni ja transpordi teel. See ettevõte on üks väheseid elektrijaamu, mis seda seadet praegu kasutab, ning on selle kasutamise käigus omandanud teatud rakenduskogemuse. Selle artikli eesmärk on laiendada seadmete valiku ideed veepuhastusprotsessis, arutades selle seadmesüsteemi põhimõtet ja kasutusmõju.
Kruvitüüpi veetusmasina tööpõhimõte
Elektrijaama toorvee eeltöötlussüsteemi muda veetustamise protsessi kasutatakse kõige laialdasemalt plaat- ja raamveetustamise masinates ning tsentrifugaalsetes veetustamise masinates ning kruvide veetustamise masina kasutamine elektrijaamades on alanud viimastel aastatel. Kruviveetustamise masin sarnaneb struktuuripõhimõtte poolest laminaatfiltriga. Kruvivõll pöörleb valendikus, mis koosneb vaheldumisi paigutatud ringikujuliste dünaamiliste ja staatiliste kihtide rühmast. Liikuva rõnga siseläbimõõt on veidi väiksem kui fikseeritud rõnga läbimõõt ja liikuv rõngas liigub kruvivõlli segamise mõjul fikseeritud rõnga suhtes. Pärast kontsentreerimist surutakse muda edasi tsentraalse kruvivõlli abil ja kontsentreeritakse edasi muda räbuks. Virnarühma ja kruvivõlli lõpus pigistatakse ja veetustatakse muda räbu kruvivõlli tekitatud tõukejõu abil ning jõuab lõpuks muda väljalaskeavasse. Veetustatud mudaplokid kukuvad muda kogumispunkrisse, kogutakse kokku ja transporditakse välja.
Kaskaadkruvi veetustamismasina kruvivõlli ajab sagedusmuundamise mootor. Mootori kiiruse reguleerimisega saab reguleerida muda töötlemise võimsust. Sagedusmuuda etteandepumba voolukiiruse reguleerimisega saab juhtida seadme erinevate väljundtasemete pidevat tööd. Pärast muda sisenemist kruvi veetustamismasina flokulatsiooni segamispaaki lisatakse sobiv kogus koagulandi abiainet (PAM), et muda moodustaks mudas suure massi, millest on muda ja vesi kergesti eraldatavad.
Kruvivõlli kiirust reguleeritakse sagedusmuunduri mootori abil 5–20 p/min. Kiirus on madal ning töö sujuv ja vaikne. Võrreldes tsentrifugaalse veetustusmasinaga on müra oluliselt väiksem ning dünaamiliste ja staatiliste osade vaheline kulumine on samuti vähenenud. Võrreldes plaadi- ja raamitüüpi kuivatiga töötab kruvikuivati pidevalt. Pärast seda, kui operaator reguleerib muda voolukiirust, kruvivõlli kiirust ja koagulandi annust, töötab kruvikuivati pidevalt ja sujuvalt ilma muude toiminguteta. Sõidukit tohib transportida ainult siis, kui mudaämber on täis, et tagada järelevalveta töö.
Kaskaadkruvi veetusmasina kasutamine elektrijaamas
Virnastatavat kruvidega veetustamise masinat kasutatakse laialdaselt linna reovee puhastamisel, kuid elektrijaamade veepuhastusprotsessis kasutatakse seda harva. See sobib toorvee eelpuhastamiseks ja väävlitustusreovee süsteemi muda kuivatamiseks. Praegu on ettevõte paigaldanud väävlitustusreovee puhastussüsteemi ühe virnastatava kruviga veetustamise masina ja toorvee eelpuhastussüsteemi kaks virnastatavat kruviga veetustamise masinat. Alates kasutuselevõtust on töö olnud stabiilne ja järelevalveta.
Võrreldes plaadi- ja raamtüüpi veetustusmasina ning tsentrifugaalse veetustusmasinaga on energeetikatööstuses sellest mudelist suhteliselt vähe teadmisi, puudub asjakohane teave ja kasutuskogemus. Väike arv elektrijaamu on hakanud seda mudadehüdratsiooniprotsessi kasutama, selle suurepärase jõudluse ja väiksema hoolduskoormuse tõttu on sellele mudelile hakanud tähelepanu pöörama rohkem keemiaspetsialiste. Erinevat tüüpi reovee suspensiooni puhul on seadmete valikul vaja erinevaid materjale. Üldise toorvee eeltöötlussüsteemi sette ja linnavee sette puhul võib tavaline roostevaba teras rahuldada vajadused. Kõrge kloriidioonide ja sulfaatioonide sisaldusega väävlitusreovee jaoks on aga vaja valida korrosioonikindlamat terast koos tugitorustike ja lisatarvikutega. Samuti tuleks valida vastav korrosioonikindla materjali klass.
Kruvimuda veetustamise süsteemi koostis
Kruvidega virnastav veetustamise masin koosneb sagedusmudapumbast, flokulatsioonisegamispaagist, kruvidega virnastava veetustamise komponendist, koagulandi ettevalmistus- ja doseerimissüsteemist ning pihustusveesüsteemist. Toorvee eeltöötlussüsteemist väljuv muda saadetakse sagedusmudapumba abil flokulatsioonisegamispaaki, segatakse koagulandiga, segatakse ühtlaselt, kondenseeritakse suureks räbuplokiks ja saadetakse kruvidega veetustamise moodulisse veetustamise lõpetamiseks. Süsteem on varustatud loputussüsteemiga, mis loputab perioodiliselt kruvipadja pragudest välja pressitud väikest kogust muda ja räbu, et hoida seadmed puhtana.
Automaatne doseerimissüsteem (automaatne vahustusmasin). Virnastav kruvidega veetustamismasin peab pidevalt lisama koagulandi abiainet, koagulandi abiaine kogus on suur ja vedela koagulandi abiaine ostmise ökonoomsus on halb. Süsteem on üldiselt varustatud koagulandi abiaine automaatse ettevalmistusseadmega. Seadmed koosnevad kuiva pulbri punkrist, ettevalmistuspaagist, kõvenemispaagist ja mahutist. Polüakrüülamiidi kuivpulber juhitakse täpselt ja ühtlaselt veejaotusseadmesse, mida käitab sagedusmuundamise mootoriga käitatav etteandekruvi. Pärast pidevat ja ühtlast segamist veega langeb see ettevalmistuspaaki ning lahustub ja segatakse segisti toimel ühtlaselt. Segatud vedelik voolab kõvenemispaaki, kus seda edasi segatakse ja kõvendatakse, ning lõpuks voolab see mahutisse kasutamiseks. Mahuti vedelikutaseme lüliti abil saab automaatse doseerimisseadme automaatse töö teostada. Vedeliku ettevalmistamine saab automaatselt alata mahuti vedelikutaseme järgi. Koagulandi abiaine ettevalmistatud vedelikku saab reguleerida koagulandi abiaine doseerimiskasti elektrilise klapi abil ja koagulandi saab doseerimiskasti automaatselt lisada.
Kasutamisel tekkinud probleemid
1. Suspensiooni ja koagulandi doseerimise vastavusprobleem
Koagulandi koguse reguleerimine muda voolukiirusele vastavaks aitab kontrollida muda veesisaldust. Kui koagulandi kogus on suur, ei ole mudas olevat vett koagulandi sisalduse tõttu kerge kihistuspilust välja filtreerida, vee viskoossus suureneb ja sellest tulenev eritis ja ekstrusioon süvenevad, mille tulemuseks on halb muda. Kui koagulandi kogus on väike, on tahkete osakeste ja muda vee eraldamine halb ning mudaosakesed blokeerivad kihistuspilu, takistades vee imbumist ja muda niiskusesisaldus suureneb. Kasutamisel saab koagulandi mõistliku annusvahemiku määrata silindri reguleerimiskatse abil, et saavutada rahuldav dehüdratsiooniefekt.
2. Kruvikomplekti muda vasturõhuplaadi kliirensi reguleerimine
Kruvikomplekti muda vasturõhuplaadi vahe suurus mõjutab muda niiskusesisaldust. Vasturõhuplaadi väike vahe nõuab muda väljasurumiseks suurt jõudu. Samal ajal suureneb rõhk veeeemalduse sektsiooni mudaõõnsuses ja kruvi ekstrusiooniefekt. Muda kuivamisel kõveneb ja kruvi ekstrusioonimoment suureneb, mis võib kruvi kergesti puruneda.
3. Koagulandi abiaine valmistamise kontsentratsioon
Kui koagulandi automaatse ettevalmistusseadme töö on liiga kõrge, on seatud kontsentratsioon liiga kõrge ja kuiva pulbri etteande kruvi poolt saadetava kuiva pulbri kogus on suur, mistõttu seda ei saa veejaoturis olevas vees õigeaegselt ja ühtlaselt jaotada, mis võib kergesti põhjustada ettevalmistuspaagis klombistumist ja ummistumist ning halba voolavust. Koagulandi kontsentratsiooni on vaja mõistlikult kontrollida ja kuiva pulbri kruvi kiirust katse ajal reguleerida, et ettevalmistuspaak ettevalmistusprotsessi käigus ei aglomereeruks. Kõvenenud koagulandivedelikul on õige voolavus ja koagulandi ettevalmistusseadme automaatne töö on teostatav vastavalt doseerimisvajadustele. Üldiselt saab koagulandi kontsentratsiooni reguleerida 0,4–0,5 ppm.
Lisaks tuleks koagulandi abivahendi viskoossuse tõttu täielikult arvestada torujuhtme takistusega mahutist doseerimiskastini. Projekteerimisel saab kasutada suure läbimõõduga torusid ja ventiile, et vältida kehva väljavoolu ja madalamat väljundvoolu kui ettevalmistusseadme sisselaskevool, nii et mahuti vedelikutase korduvalt tõuseb ja langeb, käivitades mahutis oleva vedelikutaseme lüliti ning käivitades ja peatades sageli kogu koagulandi abivahendi ettevalmistusseadme komplekti.
4. Pikaajalised elektrikatkestused
Kui virnastatud kruvidega lima eemaldamise seade pärast pikka seisakut käivitatakse, võib kruvivõll kergesti kinni kiiluda. Peamine põhjus on see, et kruvikomplekti jääkmuda kuivab järk-järgult ning kuiv ja kõva mudaplokk ummistub pärast käivitamist muda väljalaskeava juures, mille tulemuseks on rõhu tõus kogu lima eemaldamise seadmes ning seejärel tagumises osas olevad mudajäägid dehüdreeruvad ja kõvenevad liigselt. Kogu kruvivõll suurendab kõva mudaploki ja suure takistuse tõttu pöörlemistakistust ning häire seiskub, kui kruvivõlli mootori maksimaalne pöördemoment ületab. Isegi kruvivõlli keevituskahjustusest tingitud liigse pöördemomendi tõttu. Seetõttu peaks virnastatud kruvidega lima eemaldamise masina iga seiskamise korral kõigepealt lõpetama muda etteande virnastatud kruvikomponendile ja jätkama tööd 10 minutit, et muda ja räbu kruvivõllist täielikult eemaldada, või kasutama madala sagedusega pidevat töörežiimi, et vähendada pika seiskamise mõju. Seda saab kasutada ka muda suu deflektorit lahti keerates, et kruvikomplekti mudajäägid pikaajaliseks kasutamiseks täielikult tühjendada.
5. Hooldus ja kapitaalremont pärast pikaajalist kasutamist
Pärast kaheaastast kasutamist tekkis kruvivõlli kinni jäänud mudablokk ning probleem tekkis korduvalt ka pärast lahtivõtmist ja puhastamist. Spiraalvõlli ja liikuva rõnga vahe mõõtmisel selgus, et spiraalplaadi ja spiraalvõlli liikuva rõnga vahe on keskmiselt 5–6 mm. Liikuv rõngas lõikab spiraalplaadi välisserva ühtlased sooned spiraalplaadi liikuva rõnga kaldus ristlõike tõttu. Hoolduspersonal lihvis eelmise lahtivõtmis- ja hooldusprotsessi käigus soone silmapaistva osa maha, mis vähendas spiraalplaadi välisläbimõõtu ja suurendas spiraalvõlli ja liikuva rõnga vahelist sobivust. Kui mudaräbu pigistatakse, voolab see suhteliselt madala rõhuga tagasi spiraalvõlli tagumisse külge, mille tulemuseks on liigne ringlev dehüdratsioon, kuivamine ja mudaräbu kõvenemine spiraalvõllis, mis mõjutab voolu muda väljalaskeavasse ja viib ummistuseni. Pärast kaheaastast kasutamist on kulumine alla 0,1 mm ja peamine kulumisosa on spiraalplaadi välisserv. Pärast spiraalplaadi välisserva parandamist on spiraalplaadi ja liikuva rõnga vaheline keskmine vahe 1–1,5 mm. Pärast uuesti paigaldamist võrreldakse parandatud spiraalvõlli uue varuspiraalvõlliga ja parandatud spiraalvõlli muda väljalasketingimused on samad, mis uuel spiraalvõllil. Seadme algne jõudlus on taastatud ja 3-kuulise töötamise järel pole muda ummistusi tekkinud.
Kruvimuda veetustamise seadmete eelised
1) Madal kiirus ja madal müratase. Töötavatel pöörlevatel seadmetel on madal pöörlemiskiirus, väike energiatarve ja stabiilne töö ilma vibratsiooni ja kerge mürata, mis aitab vähendada kulumist ja pikendada seadmete kasutusiga.
2) Kaugjuhtimist on lihtne rakendada. Töötav seade kontrollib regulaarse ülevaatuse käigus muda olekut ning reguleerib koagulandi annust ja kruvivõlli kiirust kaugjuhtimissüsteemi kaudu, et kontrollida muda tootmise efekti.
3) Väike töö- ja hooldusvajadus. Seade töötab sujuvalt, liikuvate osade kulumine on väike, see suudab taluda pikaajalist pidevat tööd ega vaja sagedast hooldust.
4) Ruumi kokkuhoid. Kruvidega veetustamise masin on väikese suurusega ja võtab vähe ruumi.
5) Paindlik väljundi reguleerimine. Mudapumba sageduse reguleerimise abil muda etteande juhtimiseks ja kruvikomplekti kruvivõlli kiiruse reguleerimise abil saab seadme väljundit sujuvalt muda tootmisele vastavaks reguleerida ja säilitada toorveepuhastussüsteemi sujuva töö.
6) Muda kontsentratsiooni ja töötlemise lai kohandamisvahemik. Sobiv muda kontsentratsioon on 10 kg/m3, mis on samaväärne toorvee eeltöötlussüsteemi sette kontsentratsiooniga. Seda saab kasutada dehüdratsioonitöötluseks ilma kontsentreerimisprotsessita. Muda kontsentratsiooni muutus mõjutab kruvitüüpi veetusmasina tööd vähe ja muda niiskusesisaldus on põhimõtteliselt konstantne.
Kruvimudadehüdraatori prospektiivne rakendamine
Elektrienergia tööstuse pideva arenguga suureneb automatiseerimise aste üha kõrgemale ning käsitsi juhtimine asendub järk-järgult automaatse juhtimisega. Seadmete töökindlus ja stabiilsus on automaatse töötamise peamised tegurid. Ettevõtted vähendavad personali kasutamist ja iga töötaja poolt juhitavate seadmete arv suureneb oluliselt, mis seab järelevalveta seadmetele kõrgemad nõuded. Praegu kasutatakse elektriettevõtete toorvee töötlemisel laialdaselt plaat-raamiga õhukuivateid ja tsentrifugaalõhukuivateid. Plaat-raamiga õhukuivatid kuuluvad vahelduva töörežiimiga seadmete hulka ja pressikanga vahekihile kleepunud muda on töötamise ajal raske puhastada, seega tuleb seda kohapeal käsitsi jälgida ja puhastada. Presskanga kasutusiga on piiratud ja seda tuleb regulaarselt vahetada. Tsentrifugaalvee eemaldamise masinal on aga suur kiirus, laagrite ja muude pöörlevate osade kõrged täpsusnõuded, suur hoolduskoormus, ülitäpsete osade kõrge hind ja suur müra töötamise ajal on suhteliselt levinud probleemid. Pärast silumist suudab kaskaadkruvi veetustamise masin saavutada pideva ja stabiilse töö, madala kruvikiiruse, madala mürataseme, reguleerida sobivat muda niiskusesisaldust, seadmete kulumist ja hoolduskoormust. Töötajad teevad regulaarseid kontrolle ja reguleerivad koagulandi abiaine annust vastavalt muda olukorrale, et kontrollida muda niiskusesisaldust teatud vahemikus. Mudapumba toitevoolul on lai reguleerimisvahemik ja väljundit saab sujuvalt reguleerida väikese voolu ja nimivoolu vahel. Koagulandi abiaine annuse reguleerimisega saab sujuvalt reguleerida ka väljundtaset. KRUVI VEETUSTAMISMASIN ON varustatud kaugjuhtimispuldi käivitamise ja seiskamisega ning koagulandi abiaine automaatse väljastusseadmega. Kaugjuhtimise ja automaatse juhtimise nõuete täitmiseks on kasutusele võetud DCS-programmi juhtimissüsteem.
Elektrienergia tootmisel muutuvad vee säästmise nõuded üha kõrgemaks ning munitsipaalvee kasutamine on esitanud elektrijaamades toorvee eeltöötlusele kõrgemad nõuded. Seente ja orgaanilise aine sisaldus vees on oluliselt suurenenud ning vastavalt on suurenenud ka sette tootmine. Sette on kleepuv ja kui muda veetustamiseks kasutatakse plaadiraamiga veetustajat, kleepub muda tööprotsessi käigus kergesti plaadiraamiga veetustaja filterkanga külge. Bioloogilise sette osakaal on suhteliselt väike, mis tekitab ka raskusi tsentrifugaalveetustaja veetusprotsessis. Kruviveetustaja abil saab mudavaheseina kliirensit vastavalt sette olemusele reguleerida ja muda niiskusesisaldust koagulandi annuse mõistliku reguleerimisega kontrollida, et rahuldada erinevat tüüpi sette veetustamise vajadusi.
Elektrijaamades väävlitustava reovee töötlemisel on vaja valida kõrge sulfaadi- ja kloriidioonisisaldusega materjalidega väävlitussüsteemile sobiv virnastatud kruvidega veetustamismasin, et vältida tavalise roostevaba terase kiiret korrosiooni ja kahjustumist karmides tingimustes. Väävlitusjäätmete tsemendi räbul on suhteliselt kõrge viskoossus ning kruvidega veetustamismasina kasutamisel saab paremini lahendada plaadi- ja raamtüüpi veetustamismasina töötamisel sageli esinevaid adhesiooniprobleeme.
Virnastatud kruvidega veetustamismasinat saab laialdaselt kasutada ka vees leiduvate tahkete osakeste sõelumiseks ja kogumiseks. Näiteks tsüanobakterite puhangu ajal veekogu piirkonnas kasutatakse seda tsüanobakterite kogumiseks veest. Suure hulga tsüanobaktereid sisaldav segavesi süstitakse pidevalt virnastatud kruvidega veetustamismasinasse ning kuivatatud tsüanobakterid pakitakse ja kogutakse pidevalt, tagades kõrge kogumisefektiivsuse ja lihtsa käsitsemise.
Muud rakendusvaldkonnad, näiteks toorvee lubjakivi pehmendamine, munitsipaalveepuhastusseadmete muda dehüdratsioontöötlus, teistes tööstusharudes tahkete osakeste eraldamisel tekkiva suure hulga suspensiooni töötlemine jne, on kruvidega veetustamismasin ideaalne valik koos automaatse juhtimissüsteemi rakendamisega, mis parandab üldist automaatse juhtimise taset väga kasulikult.