Вакуум-фильтры
Вакуум-фильтры работают в режиме разреженного давления посредством создания вакуума в рабочей зоне. Вакуум-фильтры подразделяются на четыре основных типа, которые отличаются принципом работы и местом образования осадка.
Барабанные. Применяются для обезвоживания осадков, имеющих низкую скорость седиментации и относительно однородный состав взвешенных веществ. Имеют внутренний барабан со сплошной поверхностью и наружный, обтянутый фильтровальной тканью. Обезвоженный осадок оседает на ткани и отделяется от нее сжатым воздухом. Через сутки фильтровальную ткань необходимо регенерировать с помощью струи воздуха или пара. В случае мелкодисперсных или хлопьевидных осадков для регенерации применяется ПАВ.
Барабанные со сходящим полотном. Их преимущество заключается в том, что фильтровальная ткань покрыта слоем в десятые миллиметра особым вспомогательным веществом, благодаря которому регенерация ткани происходит перманентно. Также за счет вспомогательного вещества повышается эффективность водоотдачи, особенно у трудноразделимых суспензий, снижаются эксплуатационные затраты на фильтровальную ткань и ускоряется процесс фильтрации.
Дисковые. Применяют на предприятиях черной металлургии и угольной промышленности, сточные воды которых содержат вещества минерального происхождения. Состоит из 1 - 10 дисков вертикальных дисков, каждый из которых состоит из плотно прижатых друг к другу перфорированных секторов, обтянутых фильтровальной тканью. Вал имеет отводящие каналы для фильтрата. За счет установки большого количества дисков обеспечивается большая поверхность фильтрования.
Ленточные. Применяются для осадков, которые способны легко расслаиваться и образовывать двойной слой. Это их свойство повышает эффективность обезвоживания. Представляют собой ленту с фильтровальной тканью подвернутой в виде желоба, установленную над фильтровальным столом. Отфильтрованная жидкость отводится с обратной стороны фильтровальной ткани в дренажные каналы.
Преимуществами вакуум-фильтров следует считать отсутствие неприятного запаха, большую площадь фильтрования.
К недостаткам относится необходимость применения вспомогательного оборудования, которое обеспечивает работу установки, большие габариты.
Фильтр-прессы
Принцип работы фильтр-прессов заключается в обработке осадков под высоким давлением. Такой способ позволяет снизить количество влаги до 75 %. Применяются для обезвоживания суспензий с низким содержанием сухого вещества.
Процесс обезвоживания протекает в несколько стадий, последовательность которых зависит от вида фильтр-пресса и технологического процесса. В зависимости от техпроцесса фильтр-прессы подразделяют на две группы:
- Периодического действия (рамные и камерные фильтр-прессы).
- Непрерывного действия (ленточные фильтр-прессы).
Рамные фильтр-прессы. Конструкция рамных фильтр-прессов состоит из кассеты рам (деревянных или чугунных) и плит, которые располагаются на рамах. В плитах находятся патрубки для подачи осадка и отвода жидкости. Рамы устанавливаются последовательно и чередуются с плитами. Давление для фильтрования в зависимости от материала и конструкции составляет в среднем 7 - 10 атмосфер.
Осадок подается под давлением внутрь кассеты сжатых рамами фильтровальных плит, на которых натянута фильтровальная ткань. Внутри рамы скапливается обезвоженный осадок, который удаляется вручную. Отфильтрованная жидкость отводится через отводные каналы.
Среди преимуществ рамных фильтр-прессов следует выделить простоту эксплуатации, значительную поверхность фильтрования, удобный контроль процесса обезвоживания.
Недостатками являются ручное обслуживание, быстрый износ фильтровальной ткани и низкая производительность. Почти не применяются.
Камерные фильтр-прессы. По конструктивным параметрам камерные фильтр-прессы подразделяют на несколько групп:
- диафрагменные, бездиафрагменные, мембранно-камерные;
- с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих плит;
- с подвижной и неподвижной фильтрующей перегородкой;
- односторонней и двусторонней фильтрующей поверхностью;
- с открытым удалением осадка из каждой камеры и закрытым удалением осадка из всех камер по закрытой системе.
В целом камерные фильтр-прессы состоят из опорных и нажимных фильтровальных плит, механизма зажима и раскрытия плит, устройство для разгрузки обезвоженного осадка и система подачи осадка, сжатого воздуха и отвода жидкости.
Процесс обезвоживания начинается с поступления осадка в камеру фильтра, жидкость при этом стекает через фильтрующую ткань и удаляется по специальному дренажному отводу. Осадок заполняет камеру. Под давлением около 16 атмосфер происходит обезвоживание осадка. Затем давление сбрасывается, плиты раздвигаются и образовавшийся кек автоматически удаляется.
Камерные фильтр-прессы применяются для обезвоживания осадка горно-обогатительной, металлургической, химической, пищевой, фармацевтической промышленности, ливневых и хозяйственно-бытовых стоков.
Преимуществами является высокая производительность, низкая влажность обезвоженного осадка, которая может достигать 60 - 70 %.
Ленточные фильтр-прессы. На ленточных фильтр-прессах выделяют три базовых рабочих участка:
- Фильтрования под действием силы тяжести.
- Подготовительного обезвоживания.
- Окончательного обезвоживания.
Максимальное давление на отжиме 3 - 4 атмосферы, некоторые фильтр-прессы - до 15 атмосфер.
В состав ленточного фильтр-пресса входит непрерывная фильтровальная лента, которая натянута на раме и движется с помощью крутящего механизма. На выходе расположена система валов, которые обеспечивают окончательное обезвоживание.
Перед началом обработки на ленточном фильтр-прессе осадок смешивают с флокулянтом до образования хлопьев. Затем смесь распределяют по ширине ленты и осадок поступает на первый рабочую зону. Здесь происходит отделение жидкости за счет сил гравитации.
Далее ленты фильтр-пресса сужаются и масса поступает в зону подготовительного обезвоживания. На осадок оказывается давление по всей последующей длине ленты, которое увеличивается по пути следования массы.
Пройдя через систему валов в зоне окончательного отжима влажность осадка снижается до 70 %.
Ленточные фильтр-прессы лучше всего подходят для обезвоживания осадков следующих предприятий и организаций:
- хозяйственно-бытовых стоков;
- шахтных вод;
- нефтеперерабатывающих заводов;
- целлюлозно-бумажных фабрик;
- деревообрабатывающих комбинатов;
- заводов по производству керамики;
- химических комбинатов и проч.
Среди преимуществ ленточных фильтр-прессов следует выделить простоту обслуживания, низкие экономические затраты, оптимальные условия работы.
К недостаткам относятся наличие неприятных запахов, необходимость строгого контроля дозы флокулянтов, большой расход воды для промывки фильтровальных лент.
