Обезвоживаниеи сушка

Для обработки жидкого осадка, полученного 
на предыдущих стадиях очистки, применяются технологии его обезвоживания. В зависимости от качества осадка, зависящего от загрязнений, содержащихся в сточной воде, количества взвешенных частиц, определяется технология и соответствующее оборудование 
для его обезвоживания. Также на выбор оборудования влияет конечное назначение осадка.

Обезвоживание осадка может производиться несколькими способами.

Уплотнение

Оно представляет собой этап сокращения объема осадков. Сильно разбавленные осадки с влажностью 99 – 99,8% уплотняются до влажности 90-96%.

Используются следующие способы уплотнения:

  • гравитационное отстаивание;
  • флотация;
  • процеживание;
  • центрифугирование.

Механическое обезвоживание

может проводиться с помощью следующих установок:

Центрифуга

В установке для центрифугирования происходит осаждение твердых частиц, присутствующих в шламе. Это происходит за счёт центробежной силы, образующейся при вращении барабана. Твердые частицы скапливаются на стенках, в результате чего получаются обезвоженный слой и жидкость.

Фильтр-пресс

В данной установке происходит обезвоживание осадка с помощью его прессования. В результате удается получить хорошо спрессованный осадок за небольшое количество времени.

Шнековые обезвоживатели

Принцип их работы заключается в обработке осадка флокулянтом для улучшения его влагоотдающих свойств и перемещении в барабан со шнеком, где осадок уплотняется, а отжимаемая вода самотеком выходит из барабана.

Термическое обезвоживание или сушка

Технологии передачи тепла основываются на трех физических явлениях: теплопроводность, конвекция и излучение.

Существует три основных вида сушильных установок:

  • непрямые сушильные установки, в которых передача тепла происходит при прямом контакте через поверхность металлического теплообменника
(по принципу теплопроводности и конвекции);
  • прямые сушильные установки, где передача тепла происходит при прямом контакте жидкого теплоносителя и осадка (по принципу теплопроводности);
  • смешанные сушильные установки – совмещение двух вышеупомянутых систем. При проведении некоторых процессов наличие высокой вязкости в поступающем потоке делает невозможным применение сушильных установок.
Во избежание такой ситуации используют интенсивную рециркуляцию высушенных продуктов в начало установки.

Особенности сушильных установок

Распылительные сушки

Принцип работы: в камеру установки под давлением распыляется раствор и одновременно подается сушильный агент (горячий воздух). Вследствие их взаимодействия из мелкодисперсных частиц раствора испаряется влага, и он в виде порошка оседает на дно камеры, откуда осуществляется его выгрузка. Преимущество такого метода – высокая скорость осушения.

Лиофильные сушильные аппараты

Принцип работы: исходный раствор подвергается быстрой заморозке 
и подается в вакуумную камеру. В вакуумной среде лед, минуя жидкое состояние, сразу превращается в пар, т.е. происходит процесс сублимации. Пар откачивается и конденсируется в низкотемпературной камере. 
Такой способ обезвоживания подходит для материалов, чувствительных 
к высоким температурам.

Сушилки в кипящем слое

Принцип работы: высушиваемый материал подается в рабочую камеру, 
в нижней части которой размещена газораспределительная решетка. 
Под действием восходящего потока горячего воздуха, который проходит 
с заданной скоростью через отверстия решетки, частицы материала переходят во взвешенное состояние. В этом состоянии слой разрыхляется, интенсивно перемешивается, равномерно осушается. Высушенный материал ссыпается через штуцер и удаляется из рабочей камеры транспортером.

Вакуумные сушилки-миксеры

Принцип работы: внутри сушильной камеры поддерживается вакуум, рубашка емкости нагревается до определенной температуры. В камеру подается материал, установленный внутри вращающийся шнек перемешивает его. За счет низкого давления и постоянного движения материала происходит быстрое обезвоживание частиц.

Барабанные сушилки

Принцип работы: во вращающийся барабан цилиндрической формы, установленный под небольшим углом, подается материал. Внутри барабана по всей длине расположены распределительные насадки с лопастями или полками. При вращении барабана материал равномерно перемешивается. Сушильный агент (горячий воздух или топочные газы) поступает из теплогенератора в барабан, непрерывно пересыпающийся материал контактирует с ним и высыхает до нужной влажности.

Вальцовые сушильные камеры

Принцип работы: вращающийся чугунный барабан нагревается изнутри насыщенным паром. С помощью вальцов на внешнюю стенку барабана наносится тонким слоем раствор. Таким образом за счет теплопередачи происходит испарение влаги. После каждого оборота барабана уже высушенный продукт снимается с поверхности специальными ножами.

Центрифуги

Принцип работы заключается в отделении жидкости от твердых частиц посредством центробежной силы. Существует несколько типов центрифуг, выбор которых обусловлен характеристиками исходного раствора и эксплуатационными особенностями самой установки.

Сушилки в виброкипящем слое

Принцип работы таких аппаратов аналогичен принципу работы 
сушилок кипящего слоя. Их отличительной особенностью является наложение вибрационного возмущения на газораспределительную решетку и слой находящегося на ней продукта. В таких аппаратах 
с активными гидродинамическими режимами достигается значительная интенсификация процессов тепло- и массообмена.

Сушилки нуч-фильтры

Принцип работы: раствор подаётся в корпус сушилки, под вакуумом отделяется осадок, послойно смешивается с моющим раствором 
для создания суспензии. Промытый осадок соскребается и сушится под вакуумом, затем выгружается.

Высокотемпературные печи

Принцип работы: материал загружается в печь на лотках и устанавливается на стеллажи. Нагретый воздух равномерно сушит материал, циркулируя 
в печи между стеллажами. Влажный отработанный воздух отводится, 
и в печь подается “новый” сухой горячий воздух. Так постепенно сырье обезвоживается до необходимого уровня.