Nuotekų dumblo sausinimo sprendimas
2024-10-30
Sraigtinio nuotekų valymo įrenginio naudojimas elektrinės dumblo valymui
Anglimi kūrenamų elektrinių gamybos procese neapdoroto vandens išankstinio apdorojimo ir nuotekų desulfuravimo metu susidaręs dumblas paprastai apdorojamas dehidratuojant ir transportuojant. Ši įmonė yra viena iš nedaugelio elektrinių, šiuo metu naudojančių šią įrangą, ir yra sukaupusi tam tikros praktinės patirties. Šio straipsnio tikslas – praplėsti įrangos pasirinkimo vandens valymo procese idėją, aptariant šios įrangos sistemos principą ir naudojimo poveikį.
Sraigtinio tipo vandens nusausinimo mašinos veikimo principas
Elektrinių žaliavinio vandens išankstinio apdorojimo sistemos dumblo sausinimo procesas plačiausiai naudojamas plokščių ir rėmų sausinimo mašinose bei išcentrinėse sausinimo mašinose, o sraigtinių sausinimo mašinų taikymas elektrinėse prasidėjo pastaraisiais metais. Sraigtinės sausinimo mašinos konstrukcijos principu yra panašios į laminavimo filtrą. Sraigtinis velenas sukasi spindyje, sudarytame iš pakaitomis išdėstytų apskritų dinaminių ir statinių laminatų grupės. Judančio žiedo vidinis skersmuo yra šiek tiek mažesnis nei fiksuoto žiedo, o judantis žiedas juda fiksuoto žiedo atžvilgiu, sraigtinio veleno maišymo metu. Po sukoncentravimo centrinis sraigtinis velenas stumia dumblą į priekį ir toliau sukoncentruoja į dumblo šlaką. Krūvos grupės ir sraigtinio veleno gale dumblo šlakas suspaudžiamas ir dehidratuojamas sraigtinio veleno sukuriamos traukos, ir galiausiai pasiekia dumblo išleidimo angą. Dehidratuoti dumblo blokai patenka į dumblo surinkimo bunkerį, surenkami ir išvežami.
Kaskadinio sraigtinio vandens šalinimo mašinos sraigtinį veleną varo dažnio keitiklio variklis. Reguliuojant variklio greitį, galima reguliuoti purvo apdorojimo pajėgumą. Reguliuojant dažnio keitiklio purvo tiekimo siurblio srautą, galima valdyti nepertraukiamą skirtingų įrangos išėjimo lygių veikimą. Kai purvas patenka į sraigtinio vandens šalinimo mašinos flokuliacinio maišymo baką, įpilamas atitinkamas kiekis koagulianto (PAM), kad purvas purve sudarytų didelę masę, kurią lengva atskirti nuo purvo ir vandens.
Sraigtinio veleno greitis reguliuojamas dažnio keitiklio varikliu ties 5–20 aps./min. Greitis yra mažas, o veikimas sklandus ir tylus. Palyginti su išcentrine sausinimo mašina, triukšmas yra gerokai mažesnis, taip pat sumažėja dinaminių ir statinių dalių susidėvėjimas. Palyginti su plokšteliniu-rėminiu sausintuvu, sraigtinio tipo sausintuvas veikia nepertraukiamai. Operatoriui sureguliuojus purvo srauto greitį, sraigtinio veleno greitį ir koagulianto dozę, sraigtinio tipo sausintuvas veikia nepertraukiamai ir sklandžiai, be jokių kitų operacijų. Transporto priemonę išvežkite tik tada, kai purvo kibiras yra pilnas, kad būtų užtikrintas neprižiūrimas veikimas.
Kaskadinio sraigtinio vandens nusausinimo mašinos naudojimas elektrinėje
Sraigtinė vandens šalinimo mašina plačiai naudojama miesto nuotekų valyme, tačiau retai naudojama elektrinių vandens valymo procesuose. Ji tinka neapdoroto vandens išankstiniam valymui ir desulfuravimo nuotekų sistemos dumblo dehidratacijai. Šiuo metu įmonė desulfuravimo nuotekų valymo sistemoje įrengė sraigtinę vandens šalinimo mašiną, o neapdoroto vandens išankstinio valymo sistemoje – dvi sraigtines vandens šalinimo mašinas. Nuo eksploatavimo pradžios jos veikimas yra stabilus ir be priežiūros.
Lyginant su plokšteliniu ir rėminiu bei išcentriniu vandens šalinimo įrenginiais, energetikos pramonė menkai išmano šį modelį, trūksta atitinkamos informacijos ir naudojimo patirties. Šį purvo dehidratacijos procesą pradėjo naudoti nedaug elektrinių, pasižymi puikiu našumu ir mažu priežiūros krūviu, todėl į šį modelį ėmė atkreipti dėmesį daugiau chemijos specialistų. Skirtingiems nuotekų srutų tipams reikia pasirinkti skirtingas įrangos medžiagas. Bendrosios neapdoroto vandens išankstinio apdorojimo sistemos susidarančiam dumblui ir miesto vandens dumblui gali būti naudojamas įprastas nerūdijantis plienas. Tačiau nuotekų, kuriose yra daug chlorido jonų ir sulfato jonų, desulfuravimui reikia pasirinkti atsparesnį korozijai plieną su atraminiais vamzdynais ir priedais. Taip pat reikėtų pasirinkti atitinkamos rūšies korozijai atsparią medžiagą.
Sraigtinio dumblo sausinimo sistemos sudėtis
Sraigtinio vandens šalinimo mašinos sistemą sudaro dažnio konversijos purvo siurblys, flokuliacijos maišymo bakas, sraigtinio vandens šalinimo komponentas, koagulianto paruošimo ir dozavimo sistema bei purškimo vandens sistema. Dažnio konversijos purvo siurblys išleidžia iš neapdoroto vandens išankstinio apdorojimo sistemos purvą į flokuliacijos maišymo baką, sumaišo su koagulianto priemone, tolygiai išmaišo, sutankina į didelį šlako bloką ir tiekia į sraigtinio vandens šalinimo modulį, kad būtų visiškai išdžiovinta. Sistema aprūpinta praplovimo sistema, kuri periodiškai nuplauna nedidelį kiekį purvo ir šlako, išspausto iš sraigtinės pagalvėlės įtrūkimų, kad įranga būtų švari.
Automatinė dozavimo sistema (automatinė putojimo mašina). Kraunamojo sraigto sausinimo mašina turi nuolat pilti koaguliantą, koagulianto kiekis yra didelis, o skysto koagulianto įsigijimo ekonomiškumas yra mažas. Sistema paprastai aprūpinta automatine koagulianto paruošimo įranga. Įrangą sudaro sausų miltelių bunkeris, paruošimo bakas, kietinimo bakas ir kaupimo bakas. Poliakrilamido sausieji milteliai tiksliai ir tolygiai tiekiami į vandens paskirstymo įrenginį, varomą dažnio keitiklio varomo tiekimo sraigto. Nuolat ir tolygiai sumaišius su vandeniu, jie patenka į paruošimo baką, kur maišytuvo veikimu ištirpsta ir tolygiai sumaišomi. Sumaišytas skystis teka į kietinimo baką, toliau maišomas ir kietinamas, o galiausiai teka į kaupimo baką naudojimui. Per kaupimo bako skysčio lygio jungiklio valdymą galima realizuoti automatinį dozavimo įrenginio veikimą. Atsižvelgiant į kaupimo bako skysčio lygį, skysčio paruošimas gali būti pradėtas automatiškai. Paruoštą krešėjimo priemonės skystį galima valdyti krešėjimo priemonės dozavimo dėžutės elektriniu vožtuvu, o krešėjimo priemonė gali būti automatiškai įpilama į dozavimo dėžutę.
Naudojimo metu iškilusios problemos
1. Srutų ir koagulianto dozavimo suderinimo problema
Krešinimo priemonės kiekį reikia reguliuoti pagal purvo srauto greitį, kad būtų kontroliuojamas vandens kiekis purve. Kai krešinimo priemonės kiekis didelis, dėl krešinimo priemonės kiekio purve esantį vandenį sunku pašalinti iš laminavimo tarpo, padidėja vandens klampumas, o dėl to blogėja eksudacijos ir išspaudimo efektas, todėl purvo kokybė prasta. Kai krešinimo priemonės kiekis mažas, kietųjų dalelių ir vandens atskyrimo efektas purve yra prastas, purvo dalelės užkemša laminavimo tarpą, todėl vanduo negali prasiskverbti, o purvo drėgmės kiekis padidėja. Naudojant, cilindro reguliavimo bandymu galima nustatyti tinkamą krešinimo priemonės dozavimo diapazoną, kad būtų pasiektas patenkinamas dehidratacijos efektas.
2. Sraigtinio mazgo purvo priešslėgio plokštės laisvumo reguliavimas
Sraigtinio mazgo purvo atspaudo plokštės tarpo dydis turės įtakos purvo drėgmės kiekiui. Mažas atspaudo plokštės tarpas pareikalaus didelės varomosios jėgos, kai purvas bus išspaustas iš tarpo. Tuo pačiu metu padidės slėgis sausinimo sekcijos purvo ertmėje, o tai sustiprins sraigto ekstruzijos efektą. Purvui džiūstant, padidėja sraigto ekstruzijos sukietėjimo momentas, todėl sraigtas gali lengvai įtrūkti.
3. Koagulianto preparato koncentracija
Kai veikia automatinė koagulianto paruošimo įranga, nustatyta per didelė koncentracija, o sausų miltelių tiekimo sraigto tiekiamas didelis sausų miltelių kiekis, dėl kurio jie negali būti laiku ir tolygiai paskirstyti vandenyje vandens skirstytuve, todėl paruošimo bake gali susidaryti gumulėlių ir užsikimšti, o skystis tampa prastas. Būtina pagrįstai kontroliuoti koagulianto koncentraciją ir nustatyti tinkamą sausų miltelių tiekimo sraigto greitį bandymo metu, kad paruošimo bakas nesusidarytų aglomeruotas paruošimo proceso metu. Sukietėjęs koagulianto skystis yra tinkamo skystumo, todėl koagulianto paruošimo įranga gali veikti automatiškai, atsižvelgiant į dozavimo poreikius. Paprastai koagulianto koncentraciją galima reguliuoti 0,4–0,5 ppm ribose.
Be to, dėl koagulianto klampumo reikia visapusiškai atsižvelgti į vamzdyno pasipriešinimą nuo rezervuaro iki dozavimo dėžutės. Projektuojant galima naudoti didelio skersmens vamzdžius ir vožtuvus, kad būtų išvengta prasto ištekėjimo ir mažesnio išėjimo srauto nei paruošimo įrangos įleidimo srautas, todėl rezervuaro skysčio lygis nuolat kyla ir krenta, suaktyvindamas rezervuare esantį skysčio lygio jungiklį ir dažnai paleidžiant bei sustabdant visą koagulianto paruošimo įrangą.
4. Ilgalaikiai elektros energijos tiekimo sutrikimai
Kai po ilgo išsijungimo vėl paleidžiama daugiasluoksnė sraigtinė šlako šalinimo įranga, sraigtinis velenas lengvai užstringa. Pagrindinė priežastis yra ta, kad sraigtiniame mazge likęs šlakas palaipsniui džiūsta, o sausas ir kietas šlako blokas po paleidimo užsikemša šlako išleidimo angoje, todėl visame šlako šalinimo įrenginyje pakyla slėgis, o tada šlako likučiai galinėje dalyje pernelyg dehidratuoja ir sukietėja. Dėl kieto šlako bloko ir didelio pasipriešinimo padidėja viso sraigtinio veleno sukimosi pasipriešinimas, o viršijus maksimalų sraigtinio veleno variklio sukimo momentą, įsijungia signalizacija. Net ir dėl per didelio sukimo momento, kurį sukelia sraigtinio veleno suvirinimo pažeidimas. Todėl kiekvieną kartą išjungiant daugiasluoksnę sraigtinę šlako šalinimo mašiną, pirmiausia reikia nutraukti šlako tiekimą į daugiasluoksnę sraigtinę dalį ir toliau veikti 10 minučių, kad šlakas ir šlakas būtų visiškai pašalinti iš sraigtinio veleno, arba naudoti žemo dažnio nuolatinio veikimo režimą, kad būtų sumažintas ilgo išsijungimo poveikis. Jis taip pat gali būti naudojamas šlako angos pertvarai atlaisvinti, kad šlako likučiai iš sraigtinio mazgo būtų visiškai pašalinti ilgalaikiam naudojimui.
5. Techninė priežiūra ir kapitalinis remontas po ilgalaikio eksploatavimo
Po dvejų eksploatavimo metų sraigtiniame velene atsirado įstrigęs purvo blokas, ir problema vis kartojosi po išardymo ir valymo. Išmatavus tarpą tarp spiralinio veleno ir judančio žiedo, nustatyta, kad tarpas tarp spiralinės plokštės ir spiralinio veleno judančio žiedo vidutiniškai siekia 5–6 mm. Judantis žiedas dėl įstrižo spiralinės plokštės judančio žiedo pjūvio išilgai spiralinės plokštės išorinio krašto išpjauna vienodus griovelius. Techninės priežiūros personalas ankstesnio išardymo ir priežiūros metu nušlifavo iškilią griovelio dalį, todėl sumažėjo spiralinės plokštės išorinis skersmuo ir padidėjo atitikimo tarpas tarp spiralinio veleno ir judančio žiedo. Suspaustas purvo šlakas, jis santykinai mažu slėgiu teka atgal į spiralinio veleno galinę pusę, todėl spiraliniame velene per daug cirkuliuoja, išdžiūsta ir sukietėja purvo šlakas, o tai paveikia srautą į purvo išleidimo angą ir sukelia užsikimšimą. Po dvejų naudojimo metų susidėvėjimas yra mažesnis nei 0,1 mm, o pagrindinė susidėvėjimo dalis yra spiralinės plokštės išorinis kraštas. Suremontavus spiralinės plokštės išorinį kraštą, vidutinis tarpas tarp spiralinės plokštės ir judančio žiedo yra 1–1,5 mm. Po pakartotinio montavimo suremontuotas spiralinis velenas palyginamas su nauju atsarginiu spiraliniu velenu, o suremontuoto spiralinio veleno purvo išleidimo būklė yra tokia pati kaip naujo spiralinio veleno. Įrangos pradinis veikimas buvo atkurtas, o po 3 mėnesių eksploatavimo purvo užsikimšimų neatsirado.
Sraigtinio dumblo sausinimo įrangos privalumai
1) Mažas greitis ir mažas triukšmas. Veikianti besisukanti įranga pasižymi mažu sukimosi greičiu, mažomis energijos sąnaudomis, stabiliu veikimu be vibracijos ir nedidelio triukšmo, o tai padeda sumažinti nusidėvėjimą ir pailginti įrangos tarnavimo laiką.
2) Nuotolinį valdymą lengva įdiegti. Įranga, veikianti reguliariai tikrina purvo būklę ir per nuotolinę DCS sistemą reguliuoja koagulianto dozę bei sraigto veleno greitį, kad kontroliuotų purvo gamybos efektą.
3) Nereikalingas eksploatavimas ir priežiūra. Įranga veikia sklandžiai, judančių dalių susidėvėjimas yra mažas, gali užtikrinti ilgalaikį nepertraukiamą veikimą, nereikia dažnos priežiūros.
4) Taupo vietą. Sraigtinis sausinimo įrenginys yra mažo dydžio ir užima mažai vietos, todėl padeda sutaupyti vietos.
5) Lankstus išėjimo reguliavimas. Reguliuojant purvo siurblio dažnį, kad būtų galima valdyti purvo tiekimą, ir reguliuojant sraigtinio mazgo sraigto veleno greitį, įrangos išėjimą galima sklandžiai reguliuoti, kad jis atitiktų purvo gamybą, ir išlaikyti sklandų neapdoroto vandens valymo sistemos veikimą.
6) Platus purvo koncentracijos ir apdorojimo pritaikymo diapazonas. Tinkama purvo koncentracija yra 10 kg/m3, kuri atitinka neapdoroto vandens išankstinio apdorojimo sistemos dumblo koncentraciją. Galima naudoti dehidratacijos valymui be koncentravimo proceso. Purvo koncentracijos pokytis mažai veikia sraigtinio tipo vandens šalinimo mašinos darbą, o purvo drėgmės kiekis iš esmės yra pastovus.
Sraigtinio dumblo sausintuvo perspektyvinis pritaikymas
Nuolat vystantis elektros energetikos pramonei, automatizavimo laipsnis didėja, o rankinį valdymą palaipsniui keičia automatinis valdymas. Įrangos veikimo patikimumas ir stabilumas yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką automatiniam veikimui. Įmonės mažina personalo naudojimą, o kiekvieno darbuotojo valdomos įrangos kiekis labai padidėja, todėl nekontroliuojamai įrangai keliami didesni reikalavimai. Šiuo metu plokščių-rėminių ir išcentrinių sausintuvų plačiai naudojami energetikos įmonių neapdoroto vandens valymo procesuose. Plokščių-rėminių sausintuvų veikimas priklauso pertraukiamo veikimo įrangai, todėl veikimo metu sunku išvalyti ant preso audinio tarpinio sluoksnio prilipusius nešvarumus, todėl juos reikia stebėti ir valyti rankiniu būdu vietoje. Preso audinio tarnavimo laikas yra ribotas, todėl jį reikia reguliariai keisti. Tačiau išcentrinės sausinimo mašinos greitis yra didelis, guoliams ir kitoms besisukančioms dalims keliami dideli tikslumo reikalavimai, didelis priežiūros darbo krūvis, didelė didelio tikslumo dalių kaina ir didelis triukšmas veikimo metu yra gana dažnos problemos. Po derinimo kaskadinis sraigtinis vandens šalinimo įrenginys gali pasiekti nepertraukiamą ir stabilų veikimą, mažą sraigto greitį, mažą triukšmą, reguliuoti tinkamą purvo drėgmės kiekį, nedidelį įrangos nusidėvėjimą, nedidelį priežiūros darbo krūvį. Budintis personalas reguliariai tikrina ir tiksliai sureguliuoja koagulianto dozę pagal purvo situaciją, kad kontroliuotų purvo drėgmės kiekį tam tikrame diapazone. Purvo siurblio tiekimo srautas turi platų reguliavimo diapazoną, o išvestį galima sklandžiai reguliuoti nuo mažo iki vardinio srauto. Reguliuojant koagulianto dozę, galima sklandžiai reguliuoti išvesties lygį. SRAIGTINIS NUSAUDOJIMO MAŠINA YRA aprūpinta nuotolinio valdymo paleidimu ir sustabdymu, kartu su automatiniu koagulianto dozavimo įtaisu, įdiegta DCS programos valdymo sistema, kad būtų patenkinti nuotolinio valdymo ir automatinio valdymo reikalavimai.
Elektros energijos gamybos procese vandens taupymo reikalavimai tampa vis didesni, o dėl miesto vandens naudojimo keliami didesni neapdoroto vandens išankstinio valymo reikalavimai elektrinėse. Vandenyje padaugėjo grybelių ir organinių medžiagų, atitinkamai padidėjo ir dumblo susidarymas. Dumblas yra lipnus, o kai dumblui nusausinti naudojama plokščių-rėmų sausinimo mašina, jis darbo metu lengvai prilimpa prie plokščių-rėmų sausinimo mašinos filtro audinio. Biologinio dumblo dalis yra santykinai maža, todėl sunku išcentrinės sausinimo mašinos nusausinimo procese. Naudojant sraigtinę sausinimo mašiną, galima reguliuoti dumblo pertvaros prošvaisą pagal dumblo pobūdį ir kontroliuoti dumblo drėgmės kiekį, pagrįstai koreguojant koagulianto dozę, kad būtų patenkinti skirtingų tipų dumblo sausinimo poreikiai.
Taikant nuotekų desulfuravimo sistemą elektrinėse, būtina pasirinkti tinkamą sraigtinę desulfuravimo sistemą su medžiagomis, kuriose yra daug sulfatų ir chloridų jonų, kad būtų išvengta greitos įprasto nerūdijančio plieno korozijos ir pažeidimų atšiauriomis sąlygomis. Desulfuravimo atliekų cemento šlakas yra gana klampus, todėl sukibimo problemą, kuri dažnai kyla veikiant plokšteliniam rėminiam desulfuravimo įrenginiui, galima geriau išspręsti naudojant sraigtinę desulfuravimo mašiną.
Sraigtinė vandens šalinimo mašina taip pat gali būti plačiai naudojama kietųjų dalelių vandenyje sijonams ir surinkimui. Pavyzdžiui, vandens telkinyje kilus melsvabakterėms, ji naudojama melsvabakterėms surinkti vandenyje. Sumaišytas vanduo, kuriame yra daug melsvabakterų, nuolat įpurškiamas į sraigtinę vandens šalinimo mašiną, o dehidratuotos melsvabakterės nuolat pakuojamos į maišus ir surenkamos, todėl surinkimo efektyvumas yra didelis, o valdymas paprastas.
Kitose taikymo srityse, tokiose kaip kalkakmenio minkštinimas neapdorotam vandeniui, miesto vandentiekio vandens valymo įrenginių purvo dehidratacija, didelio kiekio kietųjų dalelių atskyrimo metu susidariusių srutų apdorojimas kitose pramonės šakose ir kt., idealus pasirinkimas taip pat yra krovimo sraigtinis vandens šalinimo įrenginys, kartu su automatinės valdymo sistemos taikymu, siekiant pagerinti bendrą automatinio valdymo lygį, yra labai naudinga.