Rešitev za odvodnjavanje blata iz čistilnih naprav

30. 10. 2024

Uporaba stroja za odstranjevanje vode z zloženimi vijaki pri obdelavi blata v elektrarni

V proizvodnem procesu termoelektrarn na premog se blato, ki nastane pri predobdelavi surove vode in čiščenju odpadne vode z razžvepljevanjem, običajno obdela z dehidracijo in transportom. To podjetje je ena redkih elektrarn, ki trenutno uporablja to opremo, in si je v procesu uporabe nabralo nekaj izkušenj. Namen tega članka je razširiti idejo o izbiri opreme v procesu čiščenja vode z razpravo o načelu in učinku uporabe tega sistema opreme.

Načelo delovanja vijačnega stroja za odvodnjavanje

Postopek odstranjevanja vode iz blata v sistemih za predobdelavo surove vode v elektrarnah se najpogosteje uporablja v ploščnih in okvirnih strojih za odstranjevanje vode ter centrifugalnih strojih za odstranjevanje vode, uporaba vijačnih strojev za odstranjevanje vode v elektrarnah pa se je začela v zadnjih letih. Vijačni stroj za odstranjevanje vode je po strukturnem principu podoben laminacijskemu filtru. Vijačna gred se vrti v lumnu, ki ga sestavlja skupina krožnih dinamičnih in statičnih laminacij, ki so izmenično razporejene. Notranji premer gibljivega obroča je nekoliko manjši od premera fiksnega obroča, gibljivi obroč pa se premika glede na fiksni obroč pod vplivom vijačne gredi. Po koncentraciji osrednja vijačna gred potisne blato naprej in se dodatno koncentrira v blatno žlindro. Na koncu skupine skladovnic in vijačne gredi se blatna žlindra stisne in dehidrira zaradi potiska, ki ga ustvarja vijačna gred, ter končno doseže izhod blata. Dehidrirani bloki blata padejo v zbiralnik blata, kjer se zbirajo in odpeljejo ven.

Vijačno gred kaskadnega vijačnega stroja za odstranjevanje vode poganja frekvenčno pretvorniški motor. Z nastavitvijo hitrosti motorja je mogoče prilagoditi zmogljivost obdelave blata. Z nastavitvijo pretoka frekvenčno pretvorniške črpalke za dovajanje blata je mogoče nadzorovati neprekinjeno delovanje različnih izhodnih stopenj opreme. Ko blato vstopi v flokulacijski mešalni rezervoar vijačnega stroja za odstranjevanje vode, se doda ustrezna količina koagulacijskega sredstva (PAM), da se blato v blatu združi v veliko maso, ki jo je enostavno ločiti od blata in vode.

Hitrost vijačne gredi se nadzoruje s frekvenčnim pretvornikom pri 5 ~ 20 vrt/min. Hitrost je počasna, delovanje pa gladko in tiho. V primerjavi s centrifugalnim strojem za odstranjevanje vode je hrup močno zmanjšan, prav tako pa je manjša obraba med dinamičnimi in statičnimi deli. V primerjavi z dehidratorjem s ploščo in okvirjem vijačni dehidrator deluje neprekinjeno. Ko upravljavec prilagodi pretok blata, hitrost vijačne gredi in odmerek koagulacijskega sredstva, vijačni dehidrator deluje neprekinjeno in gladko brez drugih operacij. Vozilo nastavite za prevoz le, ko je vedro blata polno, da se zagotovi delovanje brez nadzora.

Uporaba kaskadnega vijačnega stroja za odvodnjavanje v elektrarni

Stroj za odvodnjavanje z zložljivim vijakom se pogosto uporablja pri čiščenju mestnih odplak, redko pa se uporablja v procesu čiščenja vode v elektrarnah. Primeren je za predobdelavo surove vode in dehidracijo blata v sistemu za razžveplanje odpadne vode. Trenutno je podjetje v sistem za čiščenje odpadne vode z razžveplanjem namestilo stroj za odvodnjavanje z zložljivim vijakom, v sistem za predobdelavo surove vode pa dva stroja za odvodnjavanje z zložljivim vijakom. Od začetka delovanja je delovanje stabilno in brez nadzora.

V primerjavi s ploščnimi in okvirnimi stroji za odvodnjavanje ter centrifugalnim strojem za odvodnjavanje ima energetska industrija relativno malo razumevanja tega modela, primanjkuje ustreznih informacij in izkušenj z uporabo. Ker je majhno število elektrarn začelo uporabljati ta postopek dehidracije blata, ima odlično delovanje in manj vzdrževalnih del, zato je več kemičnih strokovnjakov začelo posvečati pozornost temu modelu. Za različne vrste odpadne vode so pri izbiri opreme potrebni različni materiali. Za blato, ki nastane v splošnih sistemih za predobdelavo surove vode, in blato, ki nastane v mestni vodi, lahko zadosti potrebam navadno nerjaveče jeklo. Za razžveplano odpadno vodo z visoko vsebnostjo kloridnih in sulfatnih ionov pa je treba izbrati bolj korozijsko odporno jeklo, skupaj s podpornimi cevmi in dodatki. Izbrati je treba tudi ustrezno stopnjo korozijsko odpornega materiala.

Sestava sistema za odstranjevanje vode iz vijačnega blata

Sistem stroja za odvodnjavanje z zlaganjem vijakov je sestavljen iz frekvenčno pretvorniške črpalke za blato, mešalnega rezervoarja za flokulacijo, komponente za odvodnjavanje z zlaganjem vijakov, sistema za pripravo in doziranje koagulacijskega sredstva ter sistema za pršenje vode. Blato, ki ga sistem za predobdelavo surove vode izpusti, se s frekvenčno pretvorniško črpalko za blato pošlje v mešalni rezervoar za flokulacijo, kjer se zmeša s koagulacijskim sredstvom, enakomerno premeša, zgosti v velik blok žlindre in nato pošlje v modul za odvodnjavanje vijakov za popolno dehidracijo. Sistem je opremljen s sistemom za izpiranje, ki občasno izpira majhno količino blata in žlindre, iztisnjene iz razpok v blazinici vijaka, da se oprema ohranja čista.

Avtomatski dozirni sistem (avtomatski stroj za penjenje). Stroj za odstranjevanje vode z zlagalnim polžem mora nenehno dodajati koagulant, količina koagulanta pa je velika, ekonomičnost nakupa tekočega koagulanta pa je nizka. Sistem je običajno opremljen z avtomatsko opremo za pripravo koagulanta. Oprema je sestavljena iz lijaka za suhi prah, pripravljalne posode, posode za strjevanje in shranjevalnega rezervoarja. Suhi poliakrilamidni prah se natančno in enakomerno dovaja v napravo za distribucijo vode, ki jo poganja dovajalni vijak, ki ga poganja frekvenčni pretvornik. Po neprekinjenem in enakomernem mešanju z vodo pade v pripravljalno posodo, kjer se pod delovanjem mešala raztopi in enakomerno premeša. Mešana tekočina steče v posodo za strjevanje, kjer se dodatno meša in strjuje, nato pa steče v shranjevalno posodo za uporabo. S stikalom za nivo tekočine v shranjevalni posodi se lahko doseže samodejno delovanje avtomatske dozirne naprave. Glede na nivo tekočine v shranjevalni posodi se lahko samodejno zažene priprava tekočine. Pripravljeno tekočino koagulacijskega sredstva lahko krmili električni ventil dozirne škatle koagulacijskega sredstva, koagulacijsko sredstvo pa se lahko samodejno doda v dozirno škatlo.

Težave, ki so se pojavile pri uporabi

1. Problem ujemanja odmerka gnojevke in koagulacijskega sredstva

Količino koagulacijskega dodatka prilagodite pretoku blata, da nadzorujete vsebnost vode v blatu. Ko je količina koagulanta velika, vode v blatu ni enostavno filtrirati skozi laminacijsko režo zaradi vsebnosti koagulanta, viskoznost vode se poveča, posledično izločanje in iztiskanje pa se poslabša, kar ima za posledico slabo blato. Ko je količina koagulacijskega dodatka majhna, je ločevalni učinek trdnih delcev in vode v blatu slab, delci blata pa blokirajo laminacijsko režo, kar preprečuje pronicanje vode in povečuje vsebnost vlage v blatu. Med uporabo je mogoče s preskusom nastavitve valja določiti ustrezno območje odmerjanja koagulacijskega dodatka, da se doseže zadovoljiv učinek dehidracije.

2. Nastavitev zračnosti tlačne plošče blata vijačnega sklopa

Velikost reže med tlačno ploščo za blato v vijačnem sklopu vpliva na vsebnost vlage v blatu. Majhna reža med tlačno ploščo zahteva veliko pogonsko silo, ko se blato iztisne iz reže. Hkrati se poveča tlak v votlini blata v odvodnjavalnem delu in poveča se učinek ekstruzije vijaka. Med sušenjem blata se strdi, kar poveča navor ekstruzije vijaka in lahko povzroči poškodbe zaradi zloma vijaka.

3. Koncentracija pripravka koagulacijskega sredstva

Ko deluje avtomatska oprema za pripravo koagulacijskega dodatka, je nastavljena previsoka koncentracija in količina suhega prahu, ki jo dovaja polž za dovajanje suhega prahu, je velika, zato se ta ne more pravočasno in enakomerno porazdeliti po vodi v razdelilniku vode, kar lahko povzroči zgostitev in blokado v pripravljalni posodi ter slabo pretočnost. Koncentracijo koagulacijskega dodatka je treba ustrezno nadzorovati in med preskusom nastaviti ustrezno hitrost polža za suhi prah, da se med pripravo ne bi strdila v pripravljalni posodi. Strjena koagulacijska tekočina ima ustrezno pretočnost, zato je mogoče doseči samodejno delovanje opreme za pripravo koagulacijskega dodatka ob upoštevanju potreb po odmerjanju. Na splošno je mogoče koncentracijo koagulanta nastaviti v območju 0,4 ~ 0,5 ppm.

Poleg tega je treba zaradi viskoznosti koagulacijskega sredstva v celoti upoštevati upornost cevovoda od rezervoarja do merilne omarice. Pri načrtovanju se lahko uporabijo cevi in ventili velikega premera, da se prepreči slab odtok in izhodni pretok, ki je nižji od vhodnega pretoka v pripravljalno opremo, zaradi česar se nivo tekočine v zalogovniku večkrat dvigne in spusti, kar sproži stikalo nivoja tekočine v zalogovniku in pogosto zažene in ustavi celotno opremo za pripravo koagulacijskega sredstva.

4. Zastoji zaradi dolgotrajnih izpadov

Ko se oprema za odstranjevanje sluzi zloženih vijakov po daljšem času mirovanja zažene, se lahko gred vijaka zlahka zagozdi. Glavni razlog za to je, da se preostalo blato v sklopu vijaka postopoma posuši, suh in trd blok blata pa se po zagonu blokira na izhodu blata, kar povzroči dvig tlaka v celotni enoti za odstranjevanje sluzi, nato pa se ostanki blata v zadnjem delu prekomerno dehidrirajo in strdijo. Zaradi trdega bloka blata in visoke upornosti se celotna gred vijaka poveča vrtilni upor, alarm pa se ustavi, ko preseže največji navor motorja gredi vijaka. Tudi zaradi prekomernega navora, ki ga povzroči poškodba varjenja gredi vijaka. Zato je treba pri vsaki zaustavitvi stroja za odstranjevanje sluzi zloženih vijakov najprej ustaviti dovajanje blata v komponento vijaka in nadaljevati z delovanjem 10 minut, da se blato in žlindra v gredi vijaka popolnoma izpraznita, ali pa uporabiti nizkofrekvenčni način neprekinjenega delovanja, da se zmanjša vpliv daljšega mirovanja. Za dolgotrajno uporabo se lahko uporabi tudi za zrahljanje pregrade ustja blata, da se ostanki blata v sklopu vijaka popolnoma izpraznijo za dolgotrajno uporabo.

5. Vzdrževanje in remont po dolgotrajnem delovanju

Po dveh letih delovanja se je blatni blok zataknil v vijačni gredi, težava pa se je po demontaži in čiščenju ponavljala. Z merjenjem reže med spiralno gredjo in gibljivim obročem smo ugotovili, da reža med spiralno ploščo in gibljivim obročem spiralne gredi v povprečju dosega 5 ~ 6 mm. Gibljivi obroč zaradi poševnega prečnega reza gibljivega obroča spiralne plošče reže enakomerne utore vzdolž zunanjega roba spiralne plošče. Vzdrževalno osebje je med prejšnjim postopkom demontaže in vzdrževanja zbrusilo vidni del utora, kar je zmanjšalo zunanji premer spiralne plošče in povečalo ujemajočo se režo med spiralno gredjo in gibljivim obročem. Ko se blatna žlindra stisne, se z relativno nizkim tlakom vrne na zadnjo stran spiralne gredi, kar povzroči prekomerno kroženje dehidracije ter sušenje in strjevanje blatne žlindre v spiralni gredi, kar vpliva na pretok do izpusta blata in povzroči blokado. Po dveh letih uporabe je obraba manjša od 0,1 mm, glavni del obrabe pa je zunanji rob spiralne plošče. Po popravilu zunanjega roba spiralne plošče je povprečna reža med spiralno ploščo in gibljivim obročem 1–1,5 mm. Po ponovni namestitvi se popravljena spiralna gred primerja z rezervno novo spiralno gredjo in stanje izpusta blata popravljene spiralne gredi je enako kot pri novi spiralni gredi. Prvotno delovanje opreme je bilo obnovljeno in po 3 mesecih delovanja ni prišlo do blokade blata.

Prednosti opreme za odstranjevanje vode iz vijačnega blata

1) Nizka hitrost in nizek hrup. Vrteča se oprema med delovanjem ima nizko hitrost vrtenja, nizko porabo energije, stabilno delovanje brez vibracij in rahlega hrupa, kar pomaga zmanjšati obrabo in podaljšati življenjsko dobo opreme.

2) Daljinsko upravljanje je enostavno za izvedbo. Oprema med delovanjem preverja stanje blata med rednim pregledom in prilagaja odmerek koagulacijskega sredstva ter hitrost vijaka prek oddaljenega sistema DCS za nadzor učinka proizvodnje blata.

3) Majhna količina delovanja in vzdrževanja. Oprema deluje gladko, obraba gibljivih delov je majhna, lahko zadosti dolgotrajnemu neprekinjenemu delovanju in ne potrebuje pogostega vzdrževanja.

4) Prihranek prostora. Naprava za vijačno odstranjevanje vode je majhna in ima majhen odtis, kar pomaga prihraniti prostor.

5) Prilagodljiva prilagoditev izhodne moči. Z nastavitvijo frekvence črpalke za blato za nadzor dovoda blata in prilagajanjem hitrosti vijačne gredi vijačnega sklopa je mogoče gladko prilagoditi izhodno moč opreme proizvodnji blata in ohraniti nemoteno delovanje sistema za čiščenje surove vode.

6) Širok razpon prilagajanja koncentracije in obdelave blata. Ustrezna koncentracija blata je 10 kg/m3, kar je enakovredno koncentraciji blata v sistemu za predobdelavo surove vode. Uporablja se lahko za dehidracijsko obdelavo brez postopka koncentracije. Sprememba koncentracije blata ima majhen vpliv na delovanje vijačnega stroja za odvodnjavanje, vsebnost vlage v blatu pa je v bistvu konstantna.

Možnost uporabe dehidratorja vijačnega blata

Z nenehnim razvojem elektroenergetske industrije se stopnja avtomatizacije povečuje, ročno upravljanje pa postopoma nadomešča avtomatsko. Zanesljivost in stabilnost delovanja opreme sta ključna dejavnika, ki vplivata na avtomatsko delovanje. Podjetja zmanjšujejo uporabo osebja, količina opreme, ki jo upravlja vsak zaposleni, pa se močno poveča, kar postavlja višje zahteve za opremo brez nadzora. Trenutno se v procesu čiščenja surove vode v energetskih podjetjih pogosto uporabljajo ploščni in okvirni razvlažilniki ter centrifugalni razvlažilniki. Ploščni in okvirni razvlažilniki spadajo med naprave za občasno delovanje in je težko očistiti blato, ki se je med delovanjem nabralo na vmesni plasti stiskalnice, zato ga je treba spremljati in ročno čistiti na kraju samem. Življenjska doba stiskalnice je omejena in jo je treba redno menjati. Vendar pa ima centrifugalni stroj za odstranjevanje vode visoko hitrost, visoke zahteve glede natančnosti ležajev in drugih vrtečih se delov, veliko vzdrževalno obremenitev, visoke stroške visoko natančnih delov in visok hrup med delovanjem, kar so relativno pogoste težave. Po odpravljanju napak lahko kaskadni vijačni stroj za odvodnjavanje doseže neprekinjeno in stabilno delovanje, nizko hitrost vijaka med delovanjem, nizek hrup, prilagajanje ustrezne vsebnosti vlage v blatu, majhna obraba opreme in majhna vzdrževalna obremenitev. Osebje v službi redno pregleduje in natančno prilagaja odmerek koagulacijskega sredstva glede na stanje blata, da nadzoruje vsebnost vlage v blatu znotraj določenega območja. Pretok dovajanja blatne črpalke ima široko območje nastavitve, izhod pa je mogoče gladko nastavljati med nizkim in nazivnim pretokom. Z nastavitvijo odmerka koagulacijskega sredstva je mogoče gladko prilagajati raven izhoda. VRVNI STROJ ZA ODVODNJAVANJE VLAKE JE opremljen z daljinskim upravljanjem zagona in zaustavitve, v kombinaciji z avtomatsko napravo za doziranje koagulacijskega sredstva pa je uveden sistem za programsko krmiljenje DCS, ki izpolnjuje zahteve daljinskega upravljanja in avtomatskega krmiljenja.

V procesu proizvodnje energije so zahteve po varčevanju z vodo vse večje, uporaba komunalne vode pa je postavila višje zahteve glede predobdelave surove vode v elektrarnah. Količina gliv in organskih snovi v vodi se je močno povečala, zato se je ustrezno povečala tudi proizvodnja blata. Blato je lepljivo in ko se za odstranjevanje vode iz blata uporablja ploščni stroj za odstranjevanje vode, se blato med delovnim procesom zlahka veže na filtrirno tkanino ploščnega stroja za odstranjevanje vode. Delež biološkega blata je relativno majhen, kar povzroča težave tudi pri postopku odstranjevanja vode iz centrifugalnega stroja za odstranjevanje vode. Uporaba vijačnega stroja za odstranjevanje vode lahko prilagodi zračnost pregrade blata glede na naravo blata in nadzoruje vsebnost vlage v blatu v skladu z razumno prilagoditvijo odmerka koagulanta, da se zadosti potrebam različnih vrst odstranjevanja vode iz blata.

Pri uporabi razžvepljevanja odpadnih voda v elektrarnah je treba izbrati zložen vijačni stroj za razvodnjavanje, primeren za sistem razžvepljevanja z materiali z visoko vsebnostjo sulfatnih in kloridnih ionov, da se prepreči hitra korozija in poškodbe navadnega nerjavečega jekla v zahtevnem okolju. Žlindra odpadnega cementa iz razžvepljevanja ima relativno visoko viskoznost, zato je mogoče težavo z oprijemom, ki se pogosto pojavlja pri delovanju ploščnega in okvirnega stroja za razvodnjavanje, bolje rešiti z uporabo vijačnega stroja za razvodnjavanje.

Stroj za odstranjevanje vode z zloženimi vijaki se lahko pogosto uporablja tudi za presejanje in zbiranje delcev v vodi. Na primer, med izbruhom cianobakterij v vodnem območju se uporablja za zbiranje cianobakterij v vodi. Mešana voda, ki vsebuje veliko število cianobakterij, se neprekinjeno vbrizgava v stroj za odstranjevanje vode z zloženimi vijaki, dehidrirane cianobakterije pa se neprekinjeno pakirajo in zbirajo, kar zagotavlja visoko učinkovitost zbiranja in enostavno upravljanje.

Druga področja uporabe, kot so mehčanje surove vode z apnencem, dehidracijska obdelava blata iz komunalne opreme za čiščenje vode iz pipe, obdelava velike količine gnojevke, ki nastane pri ločevanju delcev v drugih panogah itd., so stroji za zlaganje in odstranjevanje vode z vijaki idealna izbira, v kombinaciji z uporabo avtomatskega krmilnega sistema pa je zelo koristno za izboljšanje celotne ravni avtomatskega krmiljenja.