Běžný dotaz na odvodňování kalu začíná jedním číslem: "Můj průtok kalu je 5 m³/h. Jaký šroubový lis si mám vybrat?" Bohužel samotný průtok kalu ke správnému dimenzování šnekového lisu nestačí. Dva proudy kalu mohou mít přesně stejný hydraulický průtok, ale zcela odlišné zatížení pevnými látkami. Užitečnějším konstrukčním parametrem je zatížení sušinou, běžně vyjádřené jako kg-DS/h. Správný výběr šnekového lisu by měl začít u suchých pevných látek, poté by měl být ověřen podle typu kalu, koncentrace nástřiku, odezvy polymeru, provozních hodin, suchosti koláče a kvality filtrátu.
Proč je pouze m³/h nesprávný způsob dimenzování šroubového lisu
Šnekové lisy přijímají kal, který je většinou tvořen vodou. Procento skutečných pevných látek se může značně lišit v závislosti na procesu čištění, metodě zahušťování, zdroji odpadních vod a zařízení proti proudu.
Zvažte dva proudy kalu:
Zředěný kal
- Průtok: 5 m³/h
- Sušina krmiva: 0,5 %
- Přibližná sušina: 25 kg-DS/h
Koncentrovaný kal
- Průtok: 5 m³/h
- Sušina krmiva: 4 %
- Přibližná sušina: 200 kg-DS/h
Hydraulický průtok je stejný, ale kal B obsahuje přibližně osmkrát více sušiny. Zatížení šneku, požadavek na kompresi, požadavek na polymer, výroba koláče a zatížení na vypouštění jsou proto zcela odlišné.
Kapacita šnekového lisu by měla být přizpůsobena především plnění suchých pevných látek, zatímco průtok kalu určuje, jaký objem kapaliny musí projít strojem.
Co znamená kg-DS/h?
DS znamená suché pevné látky . Jednotka kg-DS/h popisuje, kolik kilogramů skutečného suchého materiálu každou hodinu vstoupí do odvodňovacího stroje.
Metr krychlový kalu neznamená jeden metr krychlový pevných látek. Většina tohoto objemu je voda.
Pro zjednodušený odhad, pokud je hustota kalu blízká vodě:
| Koncentrace pevných látek v krmivu | Přibližná sušina na 1 m³ kalu |
|---|---|
| 0,5 % | 5 kg DS |
| 1 % | 10 kg DS |
| 2 % | 20 kg DS |
| 3 % | 30 kg DS |
| 4 % | 40 kg DS |
Tyto hodnoty jsou zjednodušené technické odhady. Skutečná hustota a složení kalu se může lišit, zejména u kalů bohatých na minerály, na tuk nebo chemicky vysrážených kalů.
Jak vypočítat zatížení sušiny
Když je známa koncentrace vstupního kalu, lze zatížení suchými pevnými látkami odhadnout z průtoku kalu a procenta pevných látek.
Příklad 1: 4 m3/h při 1,5 % pevných látek
4 x 1,5 x 10 = 60 kg-DS/h
Příklad 2: 4 m3/h při 4 % pevných látek
4 x 4 x 10 = 160 kg-DS/h
Oba proudy mají stejný hydraulický průtok 4 m³/h, přesto druhý kal obsahuje více než dvojnásobné množství sušiny.
Tento výpočet by měl být jedním z prvních kroků v jakékoli RFQ na odvodňování kalu.
Proč koncentrace kalu tolik mění kapacitu šroubového lisu
Šnekový lis jednoduše nepřečerpává kal z jedné strany na druhou. Při dopravě a stlačování pevných látek musí postupně oddělovat vodu.
S rostoucí koncentrací pevných látek se zvyšuje několik zátěží současně:
- šnekové dopravní zatížení;
- odolnost proti stlačení;
- hmota na vypouštění koláče;
- poptávka po polymerech;
- tření uvnitř odvodňovací sekce;
- pevné látky zachycené prstencovou nebo sítovou strukturou.
To znamená, že stroj může být schopen přijmout relativně vysoké m³/h velmi zředěného kalu, ale mnohem nižší m³/h koncentrovaného kalu.
Šroubový lis musí být porovnán s oběma. Vysoký objem vody může způsobit hydraulické zatížení, zatímco vysoký obsah suchých pevných látek vytváří mechanické a odvodňovací zatížení.
Různé typy kalů se chovají odlišně i při stejném kg-DS/h
Zatížení sušinou je správným výchozím bodem, ale není to jediný parametr velikosti. Dva proudy kalu při 100 kg-DS/h se přesto mohou při odvodňování chovat velmi odlišně.
| Typ kalu | Typické odvodňovací chování | Hlavní obava |
|---|---|---|
| Odpadní aktivovaný kal | Často obtížné | Vysoce vázaná voda a stlačitelnost |
| DAF kal | Vysoce variabilní | MLHA, lepkavé pevné látky a citlivost na polymery |
| Chemický kal | Bohatší na minerály | Husté precipitáty a anorganické zatížení |
| Primární kal | Často jednodušší než biologický kal | Hrubé pevné látky a vlákna |
| Vyhnilý kal | Variabilní | Slabá struktura vloček a měnící se reologie |
Odpadní aktivovaný kal
Biologický kal obsahuje buňky, extracelulární polymerní látky a velké množství vázané vody. I když je zatížení sušinou mírné, odstranění vody může být obtížné.
DAF Sludge
Kal DAF může obsahovat tuky, oleje, mastnotu, pevné částice potravin nebo chemicky vytvořené vločky. Může být lehký a plovoucí proti proudu, ale lepivý a obtížně se stlačuje v odvodňovacím stroji.
Kal z chemického srážení
Hydroxidy kovů, sraženiny fosforu a minerální pevné látky mohou zvýšit hustotu a změnit strukturu koláče. Abrazivita a anorganické zatížení se mohou také stát důležitějšími.
Typ kalu říká, jak obtížné může být odvodnění této pevné látky.
Úprava polymeru může změnit účinnou kapacitu šroubového lisu
Mnoho proudů kalu potřebuje před vstupem do odvodňovací sekce úpravu polymeru. Polymer napomáhá spojení jemných pevných látek do silnějších vloček a účinnějšímu uvolňování volné vody.
Dobrá klimatizace může:
- zlepšit zachycování pevných látek;
- zvýšit čirost filtrátu;
- podporovat stabilní tvorbu koláče;
- snížit ztráty pevných látek mezerami mezi kroužky;
- zlepšit praktickou průchodnost.
Jemné pevné látky mohou unikat s filtrátem, tvorba koláče se stává nestabilní a efektivní kapacita může klesnout.
Volná voda se snadněji odděluje a pevné látky tvoří lépe zvládnutelný koláč.
Přebytek chemikálií může zvýšit provozní náklady a někdy ztížit manipulaci s kalem.
Důležitý je také typ polymeru. Zvyšující se dávkování nemůže donekonečna kompenzovat polymer, který je špatně přizpůsobený kalu.
Pokud je flokulace špatná, může být skutečná propustnost a kvalita filtrátu mnohem horší, než se očekává ze samotné specifikace stroje.
Jaká koncentrace pevných látek je pro šnekový lis nejlepší?
Pro každý šnekový lis a každý typ kalu neexistuje žádný ideální procentuální podíl pevných látek. Nejlepší koncentrace závisí na konstrukci stroje, reologii kalu, reakci polymeru a požadovaném výsledku koláče.
Pokud je kal příliš zředěný
Stroj musí zpracovat velký objem vody, aby získal relativně malé množství pevných látek.
To může:
- zvýšit hydraulické zatížení;
- snížit efektivní průchod pevných látek;
- zvýšit provozní dobu čerpadla;
- zvýšit objem roztoku polymeru;
- snížit účinnost odvodňovací sekce.
Pokud je kal příliš koncentrovaný
Velmi koncentrovaný kal se může obtížně čerpat, míchat a upravovat. Polymer se nemusí distribuovat rovnoměrně a zatížení šroubu se může rychle zvýšit.
Když předzahušťování pomáhá
Předběžné zahušťování může výrazně snížit objem kapaliny vstupující do šnekového lisu.
Předpokládejme například, že denní produkce sušiny je 200 kg.
| Pevné látky | Přibližný objem kalu potřebný pro 200 kg DS |
|---|---|
| 0,5 % | 40 m³ |
| 1 % | 20 m³ |
| 2 % | 10 m³ |
| 4 % | 5 m³ |
Suché pevné látky jsou stejné, ale hydraulický objem se dramaticky mění.
Proč je maximální zatížení sušiny důležitější než denní průměr
Další častou chybou při dimenzování je dělení denní produkce pevných látek 24 hodinami, i když šnekový lis nepracuje nepřetržitě.
Předpokládejme, že čistička odpadních vod produkuje:
Dělení 24 by dalo:
1 200 ÷ 24 = 50 kg-DS/h
Ale stroj má na zpracování kalu pouze osm hodin:
1 200 ÷ 8 = 150 kg-DS/h
Skutečná požadovaná provozní kapacita je tedy přibližně třikrát vyšší než zavádějící 24hodinový průměr.
Návrháři by také měli zvážit:
- vypouštění vsázkového kalu;
- objem zásobníku kalu;
- prostoje při čištění;
- udržovací období;
- víkendové provozní řády;
- budoucí růst pevných látek.
Nenastavujte velikost lisu přesně na 100 % nominální kapacity
Šnekový lis vybraný přesně pro očekávané maximální zatížení pevnými látkami může mít velmi malou provozní flexibilitu.
Skutečné podmínky kalu se mění s:
- objem výroby;
- sezónní charakteristiky odpadních vod;
- výkonnost biologického procesu;
- dávkování chemikálií;
- stáří kalu;
- koncentrace FOG;
- procento sušiny krmiva.
Přiměřená provozní rezerva by proto měla být zvolena na základě variability kalu a důležitosti redundance.
Kritická zařízení mohou také vyžadovat více lisů nebo záložní kapacitu, takže odvodňování může pokračovat během údržby.
Velikost šroubového lisu musí také odpovídat cílům koláče a filtrátu
Propustnost není jediným cílem výkonu. Kupující by také měli definovat, co očekávají od odvodněného koláče a filtrátu.
Pevné koláče
Sušší koláč může snížit objem odtahu kalu a jeho likvidace, ale vyšší suchost koláče může vyžadovat větší stlačení, nižší rychlost šneku, silnější kondicionování nebo delší dobu zdržení.
Kvalita filtrátu
Pokud odvodňovacími mezerami unikne příliš mnoho pevných látek, zvýší se TSS filtrátu a tyto pevné látky se mohou vrátit do přední části čistírny odpadních vod.
Tyto cíle si mohou navzájem konkurovat. Konfigurace optimalizovaná pouze pro maximální výkon nemusí produkovat nejsušší koláč.
Porovnejte kapacitu společně se sušinou koláče, kvalitou filtrátu, spotřebou polymeru, spotřebou energie a provozní stabilitou.
Zpracovaný příklad: Výběr šroubového lisu po systému DAF
Zvažte závod na zpracování odpadních vod, kde systém DAF produkuje plovoucí kal, který bude odeslán do šnekového lisu.
Krok 1: Výpočet okamžitého zatížení sušiny
4 x 3 x 10 = 120 kg-DS/h
Krok 2: Křížová kontrola oproti denní produkci pevných látek
Pokud kalový systém produkuje přibližně 1 200 kg DS/den a lis pracuje 10 hodin:
1 200 ÷ 10 = 120 kg-DS/h
Tyto dva výpočty souhlasí, což poskytuje užitečnou křížovou kontrolu.
Krok 3: Nevybírejte stroj od 120 kg-DS/h sám
Konečný výběr ještě musí potvrdit:
- zda se jedná o kal DAF bohatý na FOG;
- aktuální odezva polymeru;
- požadovaná sušina koláče;
- maximální koncentrace pevných látek;
- denní provozní doba;
- požadavky na údržbu;
- zda je požadována pohotovostní kapacita.
Jaké informace by měly být zahrnuty do RFQ šroubového lisu?
Kompletní RFQ umožňuje dodavateli vyhodnotit skutečnou odvodňovací povinnost namísto pouhého přiřazování stroje k jednomu číslu toku.
Zdroj kalu
- DAF kal
- Odpadní aktivovaný kal
- Primární kal
- Chemický kal
- Vyhnilý kal
Hydraulická data
- Průtok kalu, m³/h
- Denní objem kalu
- Špičkový průtok krmiva
Údaje o pevných látkách
- Procento sušiny krmiva
- kg-DS/den
- Vrchol kg-DS/h
Charakteristika kalu
- FOG
- Vlákna
- Anorganické pevné látky
- pH
- Teplota
Provozní plán
- Hodiny za den
- Dny v týdnu
- Požadovaná redundance
Požadovaný výsledek
- Cílové pevné látky koláče
- Kvalita filtrátu
- Konečný způsob likvidace
Chemická úprava
- Současný typ polymeru
- Polymerní dávka
- Stávající flokulační zařízení
- K dispozici vzorek kalu pro testování
Běžné chyby velikosti šroubového lisu
Výběr podle m³/h Samostatně
Hydraulický průtok neukazuje, kolik skutečného pevného materiálu musí stroj zpracovat.
Neměření sušiny krmiva
Bez koncentrace pevných látek nelze spolehlivě vypočítat kg-DS/h.
Denní DS dělíme 24
Pokud je lis v provozu pouze osm hodin denně, požadovaná hodinová kapacita je mnohem vyšší.
Ignorování typu kalu
Biologický, DAF a chemický kal se mohou chovat velmi odlišně při stejném zatížení sušinou.
Ignorování odezvy polymeru
Špatná flokulace může snížit propustnost a zvýšit ztráty pevných látek ve filtrátu.
Výběr Přesně při maximální kapacitě
Skutečná koncentrace kalu a výrobní zatížení mohou kolísat nad normální návrhový bod.
Při pohledu pouze na propustnost
Suchost koláče, kvalita filtrátu a cena polymeru jsou také součástí skutečného odvodňovacího výkonu.
Potřebujete vybrat šroubový lis pro svůj kal?
NIHAO může pomoci vyhodnotit kapacitu šnekového lisu ze skutečného naložení suchých pevných látek, spíše než samotného průtoku odpadní vody. Zašlete nám svůj zdroj kalu, průtok kalu, koncentraci vstupních pevných látek, denní produkci sušiny, provozní dobu, aktuální informace o polymeru a požadovanou suchost koláče.
S těmito parametry lze před výběrem zařízení zkontrolovat odvodňovací systém z hlediska hydraulického zatížení, kapacity kg-DS/h, požadavků na úpravu kalu, výroby koláče a provozní rezervy.
Často kladené otázky
Jak vypočítám kapacitu šroubového lisu?
Začněte výpočtem zatížení sušiny v kg-DS/h z průtoku kalu a koncentrace pevných látek v přiváděném stavu. Poté ověřte stroj podle typu kalu, provozních hodin, odezvy polymeru, hydraulického průtoku, pevných částic koláče a požadavků na filtrát.
Co znamená kg-DS/h při odvodňování kalu?
kg-DS/h znamená kilogramy sušiny za hodinu. Představuje skutečnou pevnou hmotu, kterou musí odvodňovací stroj zpracovat, s výjimkou většiny vody obsažené v kalu.
Lze zvolit kapacitu šnekového lisu v m³/h?
Ne spolehlivě. Průtok kalu by měl být zkontrolován, ale dva proudy se stejnými m³/h mohou mít velmi odlišné koncentrace pevných látek, a proto velmi rozdílné zatížení sušiny.
Jak koncentrace kalu ovlivňuje velikost šnekového lisu?
Vyšší koncentrace přiváděných pevných látek zvyšuje zatížení suchými pevnými látkami při stejném hydraulickém průtoku. To zvyšuje zatížení šneku, výrobu koláče a požadavky na odvodnění.
Jak převedu průtok kalu na kg sušiny za hodinu?
Pro zjednodušený odhad, když se hustota kalu blíží vodě, vynásobte průtok kalu v m³/h koncentrací pevných látek v procentech a poté vynásobte 10.
Vyžaduje kal DAF jiný šroubový lis než aktivovaný kal?
Může. Kal DAF může obsahovat více FOG, chemických vloček a lepkavých pevných látek, zatímco aktivovaný kal často obsahuje více vázané vody. Mělo by být vyhodnoceno jak zatížení sušinou, tak chování při odvodňování kalu.
Ovlivňuje dávkování polymeru kapacitu šroubového lisu?
Ano. Správná úprava polymeru může zlepšit zachycování pevných látek, uvolňování volné vody a tvorbu koláče. Špatný výběr nebo dávkování polymeru může snížit praktickou průchodnost a zhoršit kvalitu filtrátu.
Měl by být kal před šnekovým lisem zahuštěn?
Předběžné zahušťování může být užitečné, když je kal velmi zředěný, protože snižuje hydraulický objem vstupující do lisu. Zda je to nutné, závisí na koncentraci kalu, dostupném vybavení a zvoleném šnekovém lisu.
Jakou volnou kapacitu by měl mít kalový šnekový lis?
Univerzální procento neexistuje. Provozní rezerva by měla odrážet variabilitu kalu, maximální zatížení sušinou, požadavky na údržbu, redundanci a budoucí růst rostlin.
Snižuje vyšší sušina koláče průchodnost šnekového lisu?
Může. Dosažení suššího koláče může vyžadovat větší kompresi, nižší rychlost šneku nebo větší úpravu, takže průchodnost a suchost koláče musí být během provozu často vyváženy.
Angličtina
عربي
španělština
