Một nhà máy của thành phố chạy 100 m³ bùn hoạt tính thải với tỷ lệ chất rắn khô 1% không thực sự là bùn di chuyển - nó đang di chuyển một tấn chất rắn trong 99 tấn nước và mỗi lít nước đó được bơm, lưu trữ, khuấy, vận chuyển và lập hóa đơn. Làm đặc lượng bùn tương tự thành 5% chất rắn trước khi rời khỏi bể và thể tích giảm xuống 20 m³. Không có gì bị đốt cháy, không có gì được thêm vào và mỗi kg chất rắn vẫn còn đó.
Mối quan hệ duy nhất đó giải thích hầu hết những gì có tác dụng trong việc giảm thể tích bùn và hầu hết những sai sót xảy ra khi một nhà máy mua thiết bị không đúng thứ tự.
Số học: Khối lượng theo hàm lượng chất rắn, không phải trọng tải
Bởi vì bùn chủ yếu là nước nên thể tích của nó tỉ lệ gần như chính xác với nghịch đảo của nồng độ chất rắn. Nhân đôi tỷ lệ phần trăm chất rắn và bạn giảm một nửa thể tích; nhân nó lên năm lần và bạn giữ lại một phần năm. Bảng dưới đây áp dụng mối quan hệ đó cho một nhà máy tạo ra một tấn chất rắn khô mỗi ngày.
| Hàm lượng chất rắn | Khối lượng ướt mỗi tấn DS | Nước vẫn đang được xử lý | Giai đoạn điển hình |
|---|---|---|---|
| 1% | 100 m³ | 99 m³ | Bùn hoạt tính thô hoặc thải |
| 3% | 33 m³ | 32 m³ | Trọng lực hoặc trống dày lên |
| 5% | 20 m³ | 19 m³ | Thức ăn đặc |
| 20% | 5 m³ | 4 m³ | Máy ép trục vít hoặc bánh ly tâm |
| 30% | 3,3 m³ | 2,3 m³ | Bánh đai cao áp |
| 90% | 1,1 m³ | 0,1 m³ | Chất rắn sinh học khô |
Chú ý sự bất đối xứng. Việc tăng từ 1% lên 5% sẽ loại bỏ khoảng 80% khối lượng ở một trong những hoạt động vận hành đơn vị rẻ nhất tại chỗ. Việc tăng từ 20% lên 30% chỉ loại bỏ một phần ba số còn lại - tuy nhiên phần ba đó thường chính xác là yếu tố quyết định liệu một chiếc bánh có vượt qua bài kiểm tra cắt hoặc lọc sơn của bãi chôn lấp hay liệu bạn có trả tiền cho một chiếc xe tải bổ sung mỗi ngày hay không.
Nơi nước thực sự rời đi: Bốn giai đoạn, bốn công việc
Làm đặc, khử nước, sấy khô và xử lý cuối cùng không thể thay thế cho nhau. Mỗi loại bắt đầu từ một mức chất rắn khác nhau, mỗi loại tốn một lượng khác nhau cho mỗi lít nước được loại bỏ và mỗi loại đều thất bại theo cách riêng.
- dày lên (1-5% DS). Loại bỏ nước tự do thoát ra hoặc trôi đi mà hầu như không tốn năng lượng đầu vào. Lít rẻ nhất tại chỗ và giúp mọi đơn vị ở hạ lưu không bị định cỡ bằng thức ăn pha loãng.
- Khử nước (20-35% DS). Áp suất cơ học hoặc lực ly tâm cộng với polymer. Đây là nơi khối lượng có thể quản lý được và là nơi chứa hầu hết chi phí vận hành.
- Sấy khô (70-90% DS). Sự bay hơi nhiệt. Nhiệt ẩn của nước là khoảng 2.260 kJ/kg, do đó, một tấn nước cần khoảng 630 kWh nhiệt trước khi bị giảm hiệu suất - một chi phí vận hành nghiêm trọng chỉ có thể bù đắp được nếu sử dụng các tuyến xử lý đắt tiền.
- Tái sử dụng hoặc disposal. Chôn lấp, sử dụng đất, đốt hoặc đồng xử lý trong lò nung xi măng. Mỗi tuyến đường đều có ngưỡng khô và chất lượng riêng.
Giai đoạn 1: Làm đặc là lít rẻ nhất mà bạn có thể loại bỏ
Phạm vi hoạt động điển hình được nêu trong thiết kế quy trình là 2-4% DS để làm đặc trọng lực của bùn hoạt tính thải, 3-5% DS để tuyển nổi không khí hòa tan và 4-8% DS cho các thiết bị cô đặc trước trống quay hoặc trục vít. Trên dòng chảy 100 m³/ngày, việc di chuyển từ 1% đến 5% trước khi khử nước sẽ vĩnh viễn loại bỏ khoảng 80 m³ nước khỏi hóa đơn chở dầu — và mỗi máy bơm, đường ống và bể chứa ở hạ lưu có thể có kích thước nhỏ hơn một chút.
Ba điều âm thầm hủy hoại hiệu suất dày đặc
- Bùn cặn. Sự phát triển dạng sợi làm cho độ lắng kém trong chất làm đặc trọng lực và khả năng tuyển nổi kém trong các thiết bị DAF; cô đặc trước cơ học xử lý nó một cách duyên dáng hơn vì nó không phụ thuộc vào mật độ.
- Quá liều polyme. Phần chuyển tiếp quay trở lại phần chính của công việc và tăng thêm gánh nặng sinh học mà bạn đang cố gắng giảm bớt.
- Thời gian cư trú. Thời gian lưu giữ lâu trong chất làm đặc mở sẽ giải phóng phốt pho và tạo ra mùi; các tùy chọn được che phủ hoặc làm dày bằng máy móc sẽ tránh được vấn đề.
Khi không gian chật hẹp, thiết bị cô đặc trước được lắp đặt ngay phía trước máy ép khử nước thường mang lại khả năng giảm thể tích nhanh nhất trên mỗi mét vuông diện tích sàn.
Máy ép bùn trục vít Một thiết bị cô đặc trước dành cho các nhà máy có không gian hạn chế, được lắp đặt ở thượng nguồn của hệ thống khử nước để giảm tải ở hạ lưu và tránh bể cô đặc riêng biệt. Xem sản phẩm → Giai đoạn 2: Khử nước - Chọn bánh, sau đó chọn máy
Các công nghệ chồng chéo nhiều lên bùn loãng và khác nhau rõ rệt khi bạn muốn có hàm lượng chất rắn cao. Các phạm vi bên dưới phản ánh số liệu chung về nhà cung cấp và hướng dẫn thiết kế; luôn luôn xác nhận bằng các thử nghiệm trên bùn của chính bạn, vì việc lựa chọn polyme có thể làm thay đổi kết quả vài điểm.
| Công nghệ | LÀ bánh | Bánh hỗn hợp/bánh sơ cấp | Polyme và tiện ích |
|---|---|---|---|
| Máy ép lọc đai | 18-22% DS | 22-28% DS | Nước giặt vải lọc, polyme từ trung bình đến cao |
| Máy ép trục vít | 20-25% DS | 25-35% DS | Lượng polyme thấp hơn, lượng nước rửa thấp, dung nạp thức ăn mỏng |
| Máy ly tâm | 20-25% DS | 25-30% DS | Công suất cao, nhạy cảm với sạn |
| Khử nước sâu đai áp suất cao | 30-40% DS | 35-45% DS | Polyme cao, cần thức ăn có điều hòa |
| Máy ép tấm lọc | 30-38% DS | 35-45% DS | Vận hành hàng loạt, tốn nhiều lao động hơn |
Đường cong là con số xuất hiện trên hóa đơn. Ở mức 20% DS, mỗi tấn khô sẽ trở thành 5 tấn ướt; ở mức 30% nó trở thành 3,3; ở mức 40% nó trở thành 2,5. Đối với một nhà máy sản xuất ba tấn khô mỗi ngày, việc chuyển từ 20% lên 30% sẽ loại bỏ khoảng 5 tấn bánh ướt khỏi đường mỗi ngày - một ca làm việc thường trả chi phí cho việc nâng cấp hệ thống khử nước sâu trước khi hết thời gian sử dụng.
Máy ép bùn trục vít Máy ép trục vít hoạt động liên tục giúp làm đặc và tách nước bùn, giúp nâng cao chất rắn dạng bánh trước bất kỳ bước sấy tiêu tốn nhiều năng lượng nào. Xem sản phẩm → Giai đoạn 3: Sấy khô biến vấn đề vận chuyển thành vấn đề năng lượng
Sấy khô là bước duy nhất biến bùn từ chất rắn ướt thành sản phẩm. Đây cũng là bước thường được mua vì lý do sai lầm nhất. Vì quá trình bay hơi tiêu tốn nhiều năng lượng nên việc sấy khô chỉ có ý nghĩa khi áp dụng ít nhất một trong ba điều kiện: việc xử lý rất tốn kém hoặc bị hạn chế về mặt pháp lý, vật liệu sấy khô có lộ trình tái sử dụng thực sự như đồng xử lý trong lò nung xi măng hoặc ứng dụng trên đất, hoặc nhiệt thải có sẵn tại chỗ với chi phí cận biên gần như bằng 0.
Máy sấy đai nhiệt độ thấp chạy ở khoảng 40-75°C có bơm nhiệt hoặc nhiệt thải thu hồi là lựa chọn phổ biến cho các nhà máy đô thị, vì chúng tránh được mùi hôi và các vấn đề xử lý dễ bay hơi khi sấy trống ở nhiệt độ cao. Các thiết bị kiểu buồng sử dụng công nghệ đông lạnh chân không phù hợp với các cơ sở lắp đặt nhỏ hơn hoặc trong container, nơi chiếm nhiều diện tích.
Một lưu ý thực tế: chất rắn sinh học khô có nhiều bụi, hút ẩm và có thể hấp thụ lại độ ẩm, vì vậy hãy lên kế hoạch bảo quản và vận chuyển trước khi vận hành máy sấy chứ không phải sau đó.
Máy sấy bùn loại đai nhiệt độ thấp Máy sấy vành đai bơm nhiệt ở nhiệt độ thấp giúp hút ẩm và tái chế nhiệt, phù hợp với các loại cây cần chất rắn sinh học khô và có thể quản lý việc bảo quản. Xem sản phẩm → Trước tiên hãy giảm khối lượng: Các thay đổi trong quy trình giúp thu nhỏ bùn trước khi vận hành bất kỳ thiết bị nào
Mỗi kg chất rắn khô mà bạn tránh tạo ra là một kg bạn không bao giờ làm dày, tách nước, làm khô, lưu trữ hoặc vận chuyển. Những đòn bẩy này thường rẻ hơn so với máy móc mới và thường bị bỏ qua:
- Chạy tuổi bùn dài hơn. Việc kéo dài thời gian lưu chất rắn làm giảm đáng kể năng suất quan sát được - các giá trị thiết kế điển hình cho thấy lượng bùn dư thừa có thể giảm một phần ba hoặc hơn khi SRT chuyển từ khoảng 5 ngày xuống còn khoảng 20. Sự đánh đổi là năng lượng sục khí nhiều hơn và bể chứa lớn hơn.
- Kiểm tra định lượng hóa chất. Điều hòa vôi và sắt tăng thêm khối lượng thực. Sự gia tăng 20-30% chất rắn khô từ quá trình xử lý vôi là phổ biến và khối lượng tăng thêm đó sẽ được trả lại ở mỗi giai đoạn tiếp theo.
- Kiểm soát sự phồng lên của sợi sớm. Bùn lắng kém sẽ đặc lại và thoát nước kém nên cùng một tấn khô chiếm nhiều thể tích hơn ở cả hai đầu đoàn tàu.
- Giữ sạn và sàng lọc ra ngoài. Grit trơ, mài mòn và không thể khử nước; mỗi tấn được loại bỏ trong máy phân loại cát là một tấn không bao giờ đến được máy ép.
- Thu hồi chất rắn từ phần nổi phía trên và dịch lọc. Việc trả lại tiền phạt cho người đứng đầu công trình chỉ đơn giản là tái lưu thông khối lượng và tăng nhu cầu polyme.
Những điều cần xác minh trước khi bạn mua hệ thống giảm âm lượng
Hầu hết các dự án bùn đáng thất vọng không phải do lỗi thiết bị mà là lỗi về thông số kỹ thuật. Bốn tấm séc nắm bắt được phần lớn chúng.
| Kiểm tra | Tại sao nó quan trọng | Yêu cầu |
|---|---|---|
| Cơ sở bảo lãnh | Độ khô của bánh được trích dẫn trên bùn trong trường hợp tốt nhất hiếm khi tồn tại khi tiếp xúc với thức ăn thật | Phương pháp thử nghiệm, loại bùn và liệu chế độ đảm bảo có áp dụng cho bùn của bạn hay không |
| Tiêu thụ polyme | Thông thường chi phí vận hành lớn nhất sau nhân công | Kilôgam polyme trên tấn khô, bằng văn bản |
| Hành vi tải một phần | Rất ít nhà máy chạy theo công suất thiết kế quanh năm | Hiệu suất và độ ổn định ở mức 40-50% lượng cấp thiết kế |
| Chất lượng lọc | Chất rắn quay trở lại đầu công trình trở thành tải tuần hoàn ẩn | Nồng độ chất rắn lơ lửng và tốc độ dòng hồi lưu |
Nó cũng giúp so sánh với các nhà máy xử lý bùn tương tự. Việc lắp đặt trong thành phố và công nghiệp có sự khác biệt rõ rệt về hoạt động của bánh và việc xem xét các cài đặt thực tế thường nhanh hơn việc đọc một bảng dữ liệu khác - xử lý nước thải đô thị tài liệu tham khảo và được giao danh sách trường hợp dự án là những điểm khởi đầu hữu ích khi định cỡ một trang bị thêm.
