Cálculo de la capacidad de deshidratación del deshidratador de lodos con filtro prensa de banda
El deshidratador de lodos de correa es un equipo de separación sólido-líquido de alta eficiencia basado en los principios de floculación química, filtración por contacto y extrusión mecánica. Tiene una serie de ventajas como proceso simple, alto grado de automatización, operación continua, control conveniente y proceso ajustable. También ahorra hasta cierto punto tanques de concentración de lodos y fondos de construcción, por lo que se ha utilizado cada vez más.
El lodo floculado ingresa primero a la zona de deshidratación por gravedad. Bajo la acción de la gravedad, la mayor parte del agua libre se filtra a través de la correa del filtro a medida que la correa del filtro corre, el lodo ingresa a una cuña en forma de cuña. compuesto por dos áreas de filtro, las dos correas de filtro presurizan lentamente el lodo, y la fluidez del lodo disminuye, se concentra gradualmente y pasa al área de prensado en el área de prensado, el lodo está sujeto a una fuerza de compresión creciente. y los cambios alternos en las posiciones de las dos correas de filtro. El lodo se comprime bajo la acción de la fuerza de compresión creciente y la fuerza de corte generada por las posiciones alternas de las dos correas de filtro. En el área de prensado, el lodo se somete a la creciente fuerza de compresión y a la fuerza de corte generada por las posiciones alternas de las dos correas de filtro. La mayor parte del agua libre y el agua intersticial que queda en el lodo se filtran y el lodo se convierte en agua. -que contiene rebanar tortas con menor eficiencia; las correas de filtración superior e inferior están separadas por el rodillo de descarga, y los cambios de curvatura de la correa de filtración y el raspador se utilizan para raspar la torta de filtración para lograr la separación sólido-líquido del material. , mientras que las correas de filtro superior e inferior se repiten después del lavado. Se utiliza para la filtración de concentración en el siguiente ciclo.
Los principales indicadores técnicos y económicos involucrados en la aplicación de filtros prensa de banda en proyectos reales son:
①Capacidad de procesamiento.
②Contenido de humedad de la torta de barro.
③ Dosificación química.
④ Consumo de energía.
⑤ Consumo de agua de lavado.
⑥ Tensión de la correa.
⑦Ancho de banda efectivo.
⑧ Velocidad de funcionamiento de la correa.
⑨Indicadores principales como la presión del aire.
La capacidad de procesamiento de un filtro prensa de banda es el indicador principal para evaluar su desempeño general. Hay muchos factores que afectan la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa, pero se reflejan principalmente en el área de deshidratación por gravedad, el área de prensado y la velocidad de funcionamiento de la correa del filtro, la tensión de la correa del filtro, el diámetro del rodillo (tamaño, ángulo de envoltura y distancia central), Los efectos de selección, dosificación y acondicionamiento de la correa del filtro (permeabilidad al aire), etc., también son un reflejo integral del diseño estructural y la calidad de fabricación del filtro prensa de la correa. Por lo tanto, comprender el método de cálculo de la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa tiene cierta importancia orientadora para el diseño óptimo del filtro prensa de correa, la selección de los parámetros operativos y la selección de la dosis razonable del medicamento. 2.1 El primer algoritmo
toma el espesor de la torta de lodo húmeda producida por el filtro prensa de correa como parámetro de cálculo principal y luego calcula el volumen de alimentación (es decir, el volumen de procesamiento) en función de la producción de torta de lodo húmeda calculada. La fórmula de cálculo es la siguiente:
Q torta de lodo húmedo=B-ξ-δ-v-s-γ-β
En la fórmula:
Q. torta de lodo húmedo=B -ξ-δ-v-s-γ-β
: Q torta húmeda---producción de torta de lodo húmedo t/h
B ---ancho de la cinta filtrante m
ξ ---Coeficiente de utilización del ancho de la correa del filtro, generalmente 0,85 ~ 0,9
δ ---Espesor de la torta de lodo húmedo m, generalmente 6 ~ 10 mm (0,006 ~ 0,01 m)
v--velocidad de trabajo real de la correa del filtro del filtro prensa m/min, generalmente 3~6m/min
s--tiempo unitario 60min/h
γ-- La gravedad específica de la torta de lodo húmeda, t/m3, es generalmente 1,03 t/m3
β--tasa de recuperación de la fase sólida, generalmente ≥95%. Tasa de recuperación, generalmente ≥95%
Q alimentación = (tasa de fase sólida de torta húmeda/tasa de fase sólida de alimentación) × Q torta húmeda (t/h)
Desde arriba Puede ser Como se ve en la fórmula, el método de cálculo utiliza el espesor de la torta húmeda producido por el filtro prensa de correa como parámetro de cálculo principal, y la formación del espesor de la torta húmeda está relacionada con los parámetros operativos del filtro prensa de correa, como la correa del filtro. velocidad de operación y presión del filtro, etc., por otro lado, también tiene una gran relación con la formación de lodos, limos y espesor de torta húmeda de lodos. filtro prensa de correa, como la velocidad de funcionamiento de la correa del filtro, la presión de filtración, etc. Por otro lado, también tiene mucho que ver con las propiedades del lodo, como la concentración de sólidos, la viscosidad y la resistencia específica del lodo después. acondicionamiento; la formación del espesor de la torta húmeda depende del diseño estructural del filtro prensa, como la longitud de la sección de concentración, la capacidad de la sección de concentración, el tiempo de filtración y el ciclo de filtración, y la selección de la transpirabilidad de la correa del filtro.
En la fórmula de cálculo, la torta húmeda Q tiene una relación lineal con el espesor de la torta húmeda δ. El rango de selección del espesor de la torta húmeda es de 3 a 10 mm. Sin embargo, el espesor de la torta húmeda formada por muchos filtros prensa de correa en la actualidad. La operación no está dentro del rango del ancho de la correa del filtro.
Por lo tanto, este método de cálculo no combina los principales parámetros técnicos de la sección de concentración y de la sección de prensado y los principales parámetros de propiedades de los lodos, y no puede reflejar los efectos de dosificación y acondicionamiento de los lodos, el diseño de los parámetros estructurales del filtro prensa, la influencia de factores como los cambios en los parámetros operativos en la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa y el rango de valores calculado de la torta de lodo húmedo Q es amplio, generalmente se aplica a la optimización del diseño estructural. del filtro prensa de correa y la estructura del filtro prensa del filtro prensa, la optimización del diseño y la dirección de operación tienen poca importancia.
2.2 Otro algoritmo:
Los sistemas de deshidratación de lodos para aguas residuales urbanas y aguas residuales industriales requieren dosificar y acondicionar los lodos antes de su deshidratación. El propósito de la dosificación y el acondicionamiento es mejorar el rendimiento de deshidratación del lodo, reducir la afinidad del agua en el lodo y reducir el valor de impedancia específica de filtración (es decir, la resistencia de la torta de filtración) r y el tiempo de absorción de agua capilar CST del lodo.
Al comienzo del filtro prensa, el filtrado debe superar la resistencia del medio filtrante (cinta filtrante). Cuando se forma gradualmente la torta de filtración, también debe superar la resistencia de la propia torta de filtración. la forma básica de filtración de torta. El rendimiento de la filtración (es decir, la productividad) se puede calcular utilizando la ecuación básica de filtración de Carman derivada del principio básico del líquido que fluye a través de la capa de escoria.
Basado en la ecuación básica de la filtración Karman:
(1)
Donde V--volumen de filtrado m3
t-- Tiempo de filtración s
P--presión de filtración Pa
A--área de filtración m2
μ--viscosidad dinámica del filtrado Pa-s
ω --El peso de los sólidos secos atrapados en el medio filtrante cuando se filtra el volumen de la unidad de filtrado kg/m3
r --Resistencia específica m/kg, es decir, la resistencia de la torta de filtración, la resistencia de la torta de filtración, definición Es la resistencia de la torta de filtración por peso seco por unidad de área de filtración
Rf--la resistencia del medio filtrante 1/m2
Según a la definición de ω, se puede escribir la siguiente fórmula:
(2)
En la fórmula, Q0--el volumen de entrada de lodo (capacidad de procesamiento) m3
Qf--volumen de filtrado m3
Ck--volumen de filtración La concentración de sólidos en la torta kg/m3
Según la relación de equilibrio de fase líquida: Q0= Qf + Qk
Según la relación de equilibrio de fase sólida: Q0C0=QfCf+QkCk
Obtener:
(3)
En la fórmula : C0--la concentración de sólidos g/L que ingresa al lodo original
Cf--la concentración de sólidos en el filtrado g/L, el sistema de deshidratación de lodos generalmente requiere una tasa de recuperación de sólidos ≥95%, el valor de Cf es muy El cálculo pequeño y real puede ser Cf=0
Qk - cantidad de torta de filtración L
Según la definición de rendimiento de filtración: el peso de la torta de filtración producida en el área de filtración unitaria por unidad de tiempo es kg/(m2 - s) o kg/(m2 - h).
Para facilitar el cálculo, supongamos temporalmente que la impedancia Rf del medio filtrante es 0, entonces la ecuación básica (1) del filtrado Karman se convierte en:
Es decir,
(4 )
Supongamos que el peso de la torta de filtración es W, entonces W=ωV, V=W/ω y sustituya en (4) para obtener: Es decir: la capacidad de producción L del filtro prensa de correa (basado en la cantidad de lodo seco adiabático (calculado, es decir, el peso de la torta de filtración) es (kg/m2).s)
(5) El (5 ) La fórmula es otra fórmula de cálculo para la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa.
Para el sistema de deshidratación de lodos de plantas de aguas residuales urbanas, después de acondicionar el lodo añadiendo productos químicos, la impedancia específica del lodo r se controla a (1 ~ 4) × 1012 m/kg (el laboratorio se determina midiendo el valor r Cantidad de dosificación más económica), para filtro prensa de correa, el laboratorio generalmente ajusta mediante dosificación, la impedancia específica del lodo r es (1~3) × 1012m/kg (deshidratación centrífuga r = (2~ )×1012m/kg4) ×1012m/kg). Según la temperatura ambiente de 20 °C, la viscosidad cinemática del lodo μ=0,001 Pa-s.
Utilizando la fórmula (5) para calcular, el filtro prensa de correa debe dividirse en dos partes: la concentración sección y la sección de prensado.
La sección de concentración es filtración y deshidratación por gravedad. La presión de filtración P se calcula en función de la altura del lodo que ingresa al tanque de lodo en la sección de concentración (espesor promedio, 1 mm = 9,5 Pa). La concentración C0 es la concentración de lodo y Ck. es la concentración de lodo fuera de la sección de concentración. Generalmente se calcula entre 8 y 10% (a través de la deshidratación por gravedad en la sección de concentración, el lodo básicamente pierde fluidez durante la concentración). El tiempo de filtración t se calcula en función de la longitud de la sección de concentración y la velocidad de marcha de la cinta filtrante.
Para la sección de prensado, la presión P se calcula a partir de la tensión de la correa del filtro y el área de contacto entre el rodillo de presión y la correa del filtro. La concentración C0 que entra en la sección de prensado es la concentración de lodo que sale. de la sección de concentración (8% a 10%), Ck es la concentración final de la torta de filtración (25% ~ 20%), tiempo de filtración t=m/T, m=ts/T (es decir, t=ts/T2 ), ts es el tiempo real de la prensa (parte de prensado La longitud de contacto de la correa y el rodillo de prensa, la longitud de contacto de la correa de la sección de prensa, la longitud de contacto del rodillo de la sección de prensa, la velocidad de contacto de la correa de la sección de prensa y el área de contacto del rodillo prensador), T es el ciclo de filtración (tiempo de funcionamiento de la sección de prensa).
La suma de las capacidades de procesamiento de la sección de concentración y la sección de prensado es la capacidad de procesamiento del filtro prensa de banda. Dado que la impedancia Rf de la correa del filtro no se considera en el cálculo, y la impedancia Rf de la correa del filtro está relacionada con el material de la correa del filtro, el volumen de ventilación [generalmente elija 8000~10000m3/(h-m2)], etc. ., la capacidad de procesamiento final debe ser la anterior. La capacidad de procesamiento calculada multiplicada por un coeficiente K (K es generalmente 0,9 ~ 0,95) es la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa. El segundo algoritmo es más complejo que el primer algoritmo, pero el método de cálculo incluye el impacto de los parámetros de diseño estructural del filtro prensa de correa, parámetros de propiedades del lodo, parámetros operativos, etc. en la capacidad de procesamiento, lo cual es importante para optimizar la estructura. Diseño del filtro prensa de correa. Es de cierta importancia agregar medicamentos de manera racional y seleccionar los parámetros operativos para mejorar la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa. A través de cálculos de ejemplo, la sección de concentración juega un papel importante en la capacidad de procesamiento del filtro prensa de correa.