Филтър преси за утайки от ПСОВ

Почти всички техники за третиране на отпадъчни води са свързани с отделяне на твърди остатъци от процесите на филтрация и утаяване. По този начин замърсителите се пренасят от водите във формираните твърди утайки, които трябва да бъдат преработени по безопасен начин на място в пречиствателната станция за отпадъчни води (ПСОВ) или да бъдат предадени за обезвреждане с различни опции за повторна употреба.

Прилагането на подходящи процеси за уплътняване, стабилизация и обезводняване е от ключово значение за осигуряването на възможност за оползотворяване или ефективно обезвреждане на утайките. Уплътняването и обезводняването трябва да бъдат добре адаптирани към последващите процеси на оползотворяване на утайките от пречистване на отпадъчни води. Оптимални резултати могат да бъдат постигнати само ако входящият материал съответства на прилаганите процеси по третиране. Преди оползотворяване на утайките, използването им за получаване на енергия от органичните им компоненти или крайното им обезвреждане те трябва да преминат редица етапи на обработка.

Обезводняване

Изключително важно за оползотворяването на утайките от ПСОВ, и най-вече за ефективното им транспортиране, е същественото намаляване на съдържанието им на вода. Първият технически етап, който представлява много повече от просто уплътняване на утайките, е обезводняването. Този процес води до повишаване на съдържанието на сухо вещество и до получаването на твърд филтърен кек в резултат на филтриране през текстилни платна, центрофуги или филтър преси. Посредством механичен натиск и физични процеси водният отпадъчен поток се разделя от утаената смес, като по този начин първоначалният обем на утайките се редуцира в значителна степен. Този етап е свързан и с повишаване на калоричната стойност на утайките, което дава възможност за автономното и икономичното им изгаряне. Общите разходи по обезвреждане могат да бъдат намалени в случаите, когато водният поток изисква никаква или минимална допълнителна обработка за отстраняване на замърсителите. При съдържание на вода над 10% обикновено преди обезводняване е необходимо утайките да бъдат подложени на някаква форма на химическо кондициониране, например флокулация.

При обезводняването се получава кек със съдържание на сухо вещество между 20 и 50%. Успешното механично обезводняване зависи от избраната техника за осъществяването му, от предварителното кондициониране и от вида и състава на утайките. Съществуват няколко вида процеси за обезводняване, като изборът се определя от естеството и количеството на получения твърд остатък, както и от желаните характеристики на утаечния кек. Най-широко разпространените съоръжения за обезводняване на утайки от ПСОВ са декантерите, центрофугите и филтър пресите. Последните осигуряват добри нива на обезводняване, но обикновено заемат голяма площ, особено тези, работещи в непрекъснат режим.

Основните видове оборудване за обезводняване могат да бъдат класифицирани в следните категории:

• филтър преси с плочи, които се използват в серийни или ръчни процеси с висока интензивност. С тях може да се получи кек със съдържание на сухо вещество до 40%;
• лентови преси, които намират приложение в непрекъснати процеси, включващи преминаване на филтърните платна през валяци. При обезводняване с лентова преса процентът на сухото вещество в кека може да достигне до 35;
• центрофугите също са подходящи за непрекъснати процеси и с тяхна помощ може да се получи кек с до 40% съдържание на сухо вещество.

Поради силите на срязване тези съоръжения могат да доведат до много ефективно разрушаване на твърдите частици.
Понастоящем в повечето пречиствателни станции се използват филтър преси, като отделената водна фракция преминава през утаителни или флотационни съоръжения преди изпускането й. Обикновено енергията за повишаване на съдържанието на сухо вещество на утайките от 5 до 35% възлиза приблизително на 3-5 kWh на килограм вода.

Декантер-центрофуги

Тези машини разделят твърдата и течната фаза посредством единичен процес на бързо ротиране на сместа в съд. Центробежните сили сепарират различните фази и спомагат за отделянето на излишната течност. Декантер-центрофугите се използват, когато твърдите частици имат много по-високо относително тегло от водата. Лопатките в центрофугата гарантират правилната посока на движение на сепарираните фази и елиминират риска от повторното им смесване. Утайката от твърди частици се отстранява непрекъснато, например с помощта на винтов конвейер, въртящ се със скорост, различна от тази на съда на центрофугата. Центрофугите осигуряват обезводняване на утайките от ПСОВ до съдържание на сухо вещество от около 3 до поне 25%.

Камерни и мембранни филтър преси

Тези машини използват натиск за отстраняване на течността от суспензията. Особено подходящи са за суспензии с ниско съдържание на твърди частици (< 2%) или такива, съдържащи много фини частици. При камерните филтър преси плочите на стените се притискат една към друга след като междинната камера се запълни със суспензията. Мембранните филтър преси функционират в две фази, използвайки камера и мембрани. В първата фаза камерите се запълват до ниво, при което физичната сила вече води до дрениране на течността. По време на втората фаза вече формиралият се кек се притиска към еластични мембрани.

Лентови филтър преси

Тези обезводняващи машини прилагат механичен натиск към химично кондиционирани утайки, разположени между две ленти, преминаващи през серпентина от валяци с намаляващ диаметър. Функционирането им може да бъде разделено на 3 основни етапа – първоначално обезводняване, филтрация със среден по големина натиск и филтрация с висок натиск, при която съдържанието на сухо вещество във филтърния кек достига оптимална стойност. Предимство на лентовите филтър преси е непрекъснатият им режим на работа. Обикновено в тях се третират суспензии със съдържание на сухо вещество между 1-4%, като в получения кек то се покачва до 12-35%.

Винтови преси

Тази техника включва винтов конвейер, който се върти с променлива скорост в цилиндричен кош. Отделената вода се отстранява през отворите на коша, докато твърдият остатък преминава през шнека. Винтовите преси са подходящи дори за утайки, съдържащи по-груби фракции частици поради по-голямото разстояние между шнека и ситото. Този вид съоръжения се отличават с ниска енергоконсумация, висока оперативна стабилност с ниска степен на износване и сравнително тиха експлоатация.

Мобилни съоръжения

Подвижните съоръжения за обезводняване на утайки от ПСОВ обикновено са тип центрофуга, винтова или камерна преса. Използването на такова оборудване обикновено се предпочита в децентрализирани ПСОВ с ниско генериране на утайки, например в земеделски райони. Поради малките количества обезводнена утайка единствената алтернатива за обезвреждането им остава изгарянето, тъй като извличането на фосфор например не би било рентабилен вариант.