Filter bubnja ili filter diska? Kako odabrati za filtriranje otpadnih voda i akvakulture

Odabir između bubnjastog filtra i disk filtra nije samo pitanje koja tehnologija pruža "bolju filtraciju". Za postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda, recirkulirajuće sustave akvakulture, projekte ponovne upotrebe industrijske vode i primjene tercijarnog poliranja, točan izbor ovisi o hidrauličkom protoku, koncentraciji suspendiranih krutih tvari, potrebnom uklanjanju čestica, dostupnom otisku, strategiji povratnog ispiranja i dugoročnim zahtjevima održavanja.

Postoji i važna terminološka razlika. U primjenama otpadnih voda i akvakulture, a bubanj filtar obično se odnosi na mikrozaslon s rotirajućim bubnjem , dok disk filtar obično koristi više rotirajućih filtarskih diskova ili ploča od tkanine za pružanje velikog područja filtriranja u kompaktnoj strukturi. Ovo se razlikuje od rotirajućih vakuumskih bubanj filtera i vakuumskih disk filtera koji se koriste za odvodnjavanje kolača u rudarstvu i kemijskoj obradi.

Hangzhou NIHAO Environmental usredotočen je na aplikacije za pročišćavanje vode i otpadnih voda, tako da se sljedeća usporedba prvenstveno odnosi na mehaničke sustave mikrozaslona i tercijarne filtracije.

Principi rada i ključne razlike u dizajnu između filtera s bubnjem i diskom

Filtar s rotirajućim bubnjem koristi cilindrično sito koje se polako okreće dok dio bubnja ostaje potopljen. Otpadna voda obično ulazi u bubanj aksijalno i prolazi kroz sito prema van. Lebdeće čestice veće od otvora sita ostaju na unutarnjoj površini sita. Kako se krutine nakupljaju, hidraulički otpor raste sve dok senzor razine ili diferencijalna kontrola razine vode ne započne čišćenje.

Bubanj se zatim okreće dok mlaznice za prskanje ispiraju zarobljene krutine u unutarnje korito za prikupljanje. NIHAO bubanj filtarski sustavi koriste ovo načelo za primjene kao što su cirkulacija vode u akvakulturi, obrada sirove vode, uklanjanje algi i prethodna obrada otpadnih voda.

Filter s diskom za otpadnu vodu postiže sličan cilj uklanjanja krutih tvari, ali distribuira filtarski medij na više okomitih ili djelomično uronjenih diskova. Voda prolazi kroz tkaninu ili mikroskrinu pričvršćenu na pojedinačne segmente diska. Kako se krutine nakupljaju, diskovi se okreću kroz zonu čišćenja gdje sprejevi za povratno ispiranje ili usisni sustavi uklanjaju zadržani materijal.

Glavna inženjerska prednost konfiguracije diska je područje filtriranja po jedinici otiska . Dodavanje diskova povećava aktivno područje filtriranja bez proporcionalnog povećanja otiska opreme. Komercijalni disk filtri s platnenim medijem stoga se često koriste za tercijarno uklanjanje suspendiranih krutih tvari tamo gdje je prostor postrojenja ograničen.

Razlika se može sažeti na sljedeći način:

Najvažnije pitanje pri kupnji stoga nije hoće li bubanj ili disk "bolje filtrirati", već koliko je površine za filtriranje potrebno pri očekivanom hidrauličkom opterećenju i krutim tvarima.

Učinkovitost filtracije: mikronske vrijednosti, veličina čestica, energija i korištenje vode za ispiranje

Micron ocjena jedna je od prvih specifikacija koje kupci uspoređuju, ali ne bi se trebala ocjenjivati sama.

NIHAO mikrozasloni s rotirajućim bubnjem mogu koristiti otvore za zaslone u otprilike Raspon 30–200 mikrona , s 60–200 mikrona koji se obično koristi u mehaničkoj filtraciji u akvakulturi. Finiji sito može uhvatiti manje čestice, ali također brže nakuplja krutine i obično zahtijeva češće ispiranje.

Diskovi filtri također mogu biti opremljeni finim tkanim ili florastim materijalom. Njihovo veliko ukupno područje filtriranja omogućuje relativno visoku hidrauličku propusnost uz zadržavanje kompaktnog otiska instalacije. Veolia opisuje disk filtraciju s tkaninom posebno kao tehnologiju za uklanjanje finih suspendiranih krutih tvari i poliranje otpadnih voda.

Nekoliko varijabli izvedbe treba razmotriti zajedno:

Nijedna tehnologija nema univerzalni postotak vode za povratno ispiranje ili vrijednost kWh po kubnom metru. Ovi brojevi značajno variraju ovisno o ulaznom TSS-u, karakteristikama čestica, otvoru medija, hidrauličkom opterećenju, tlaku mlaznice, logici automatizacije i tome hoće li se filtrirana voda ponovno koristiti za čišćenje.

Za postrojenja za otpadne vode u SAD-u ova je razlika važna jer se tercijarna filtracija često postavlja za daljnje smanjenje suspendiranih krutih tvari prije ispuštanja, ponovne uporabe ili dezinfekcije. Trenutačne kalifornijske regulatorne smjernice izričito uključuju platnene medije i disk filtraciju među tehnologijama tercijarnog tretmana filtracije koje se koriste za smanjenje zaostalog TSS-a i biorazgradivih organskih tvari.

Za akvakulturu uklanjanje čestica može biti još osjetljivije jer nepojedenu hranu i fekalne čvrste tvari treba ukloniti prije nego što se razgrade u finije otopljene ili koloidne zagađivače. EPA napominje da se objekti za akvakulturu koji rade prema NPDES dozvolama mogu suočiti s brojčanim ili narativnim ograničenjima otpadnih voda koja kontroliraju ispuštanje onečišćujućih tvari.

Raščlamba troškova: CAPEX, OPEX i ukupni trošak vlasništva

Usporedba samo nabavne cijene opreme može dovesti do pogrešnog odabira filtera.

Ukupni instalirani trošak trebao bi uključivati:

• Oprema za filtriranje
• Beton ili potporna konstrukcija
• Pumpe i cjevovod
• Električne i PLC kontrole
• Sustav povratnog ispiranja
• Instalacijski rad
• Zamjena ekrana ili tkanine
• Održavanje raspršivača
• Ležajevi i brtve
• Struja
• Rukovanje vodom za povratno ispiranje
• Odlaganje mulja ili sita

Disk filtri mogu pružiti značajno područje filtriranja u relativno malom otisku, ali svaki dodatni disk uvodi više medijskih ploča, brtvila, unutarnjih komponenti i zamjenskih dijelova. Početni trošak opreme stoga može brzo porasti kako se povećava hidraulički kapacitet.

Filtri s bubnjem općenito imaju mehanički jednostavan raspored sita. Međutim, oštećenje ili zasljepljivanje glavnog zaslona može utjecati na relativno velik dio područja filtracije odjednom.

Objavljeni američki općinski troškovi projekta ilustriraju zašto bi kupci trebali izbjegavati tretirati jedan broj kao univerzalnu "cijenu disk filtra". Dokument o planiranju otpadnih voda u državi Illinois uključen je otprilike 200.000 USD kapitalnih troškova povezanih s diskovnom filtracijom od tkanine u jednom projektu, dok je Fresnoovo izvješće o inženjerstvu reciklirane vode procijenilo približno Ukupni kapitalni trošak od 4,1 milijuna dolara i godišnji O&M od 90 000 dolara za instalaciju za filtriranje platnenih medija od 5 MGD . Ovi brojevi predstavljaju instalirane sustave specifične za projekt, a ne ponude samo za opremu.

Za preliminarnu nabavu stoga je korisnije zatražiti:

CAPEX po projektiranom toku godišnji OPEX očekivani trošak zamjene medija 10- ili 20-godišnji trošak životnog ciklusa

nego samo uspoređivati nabavne cijene filtera.

Matrica odluke o prijavi: komunalna, industrijska, akvakulturna, rudarska i prehrambena

Različite industrije postavljaju vrlo različite zahtjeve za mehaničku filtraciju.

Komunalne otpadne vode

Disk filtracija postaje posebno atraktivna kada općina treba dodati tercijarnu filtraciju bez izgradnje velike nove zgrade filtera. EPA tehnička literatura također prepoznaje tercijarnu filtraciju kao važnu metodu smanjenja finih suspendiranih krutina koje ostaju nakon sekundarnog bistrenja.

Akvakultura

Filtri s rotirajućim bubnjem su među najpraktičnijim mehaničkim filtrima za recirkulirajuće sustave akvakulture jer kontinuirano uklanjaju suspendirani riblji otpad prije nego što uđe u biološku obradu.

NIHAO bubanj filtri mogu koristiti fine mikrosirene za presretanje čestica hrane, izmeta, vlakana i drugog suspendiranog materijala.

Nedavni dokument o akvakulturi Mainea, na primjer, opisuje kako otpadna voda prvo prolazi kroz bubanj filter opremljen otprilike Tkanina za zaslon od 36–40 mikrona , demonstrirajući kako se fino prosijavanje u bubnju može koristiti u sustavima intenzivne akvakulture.

Industrijske otpadne vode

Ne postoji univerzalni pobjednik.

Tvornica koja proizvodi relativno konzistentnu otpadnu vodu s umjerenim TSS-om, ali zahtijeva malu opremu, može dati prednost disk filteru. Otpadnom vodom koja sadrži vlakna, alge, veće organske krutine ili promjenjivo opterećenje može se lakše upravljati s filtrom s rotirajućim bubnjem.

Pilot testiranje je vrlo preporučljivo kada su čvrste tvari ljepljive, uljaste, vlaknaste ili neobično stlačive.

Rudarstvo

Ovdje terminologija postaje važna.

Mineralna kaša visoke koncentracije općenito bi trebala nije usporediti korištenjem običnih mikrozaslona bačva za otpadnu vodu i disk filtara s tkaninom.

Rudarstvo plants frequently use vakuumski bubanj filtri, vakuumski disk filtri, keramički disk filtri, trakasti filtri ili filter preše za proizvodnju filter kolača bez vode. ANDRITZ, na primjer, nudi filtriranje s vakuumskim diskom posebno za koncentrirane mineralne kaše, s modularnim područjima filtriranja koja dosežu stotine četvornih metara.

Ovo su strojevi koji se bitno razlikuju od filtera bubnja s mikroskrinom koji se koriste u RAS-u.

Hrana i piće

Projekti prerade hrane zahtijevaju pozornost ne samo na točnost filtracije, već i na mogućnost čišćenja, odvodnju, kompatibilnost materijala, kvalitetu zavara, mrtve zone i higijenski pristup.

Smjernice FDA-e za preradu hrane naglašavaju glatke, neupijajuće površine koje se mogu čistiti i dizajn opreme koji minimalizira niše u kojima se može nakupljati onečišćenje.

Za ove primjene konstrukcija od nehrđajućeg čelika i lako dostupan sustav čišćenja mogu biti važniji od odabira "bubnja" ili "diska" isključivo na temelju površine filtracije.

Održavanje, ciklusi povratnog ispiranja i uobičajene točke kvarova

Oba sustava su dizajnirana za automatski rad, ali niti jedan ne treba smatrati bez održavanja.

Uobičajeni problemi s filtrom bubnja

Tipične točke pregleda uključuju:

• Onečišćenje zaslona ili biološki rast
• Oštećene ploče zaslona
• Blokirane mlaznice za prskanje
• Istrošenost lanca ili pogona
• Istrošenost ležajeva
• Neispravna kalibracija senzora razine vode
• Nakupljanje krutih tvari u koritu za pražnjenje
• Gubitak tlaka pumpe

Povratno ispiranje treba normalno kontrolirati u skladu s razlikom u razini vode ili hidrauličkim otporom, a ne proizvoljnim fiksnim rasporedom.

Visoki TSS, fini otvori sita, alge, ulje ili vlaknasta otpadna voda skratit će interval između ciklusa čišćenja.

Uobičajeni problemi s filtrom diska

Operateri trebaju pregledati:

• Zaslijepljivanje tkaninom
• Oštećeni ili iskrivljeni segmenti diska
• Začepljenje mlaznice za raspršivanje
• Istrošenost brtve
• Stanje osovine i ležaja
• Usklađivanje pogona
• Nakupljanje krutih tvari oko disk modula
• Performanse pumpe za povratno ispiranje

Budući da sustavi s diskovima sadrže više pojedinačnih filtarskih ploča, održavanje se ponekad može izvesti na pojedinačnim segmentima umjesto zamjene cijele filtracijske površine. Međutim, velika instalacija može sadržavati mnogo ploča, povećavajući broj dijelova koji se moraju pregledati.

Istraživanja EPA-e o mikrositnicama dugo su identificirala prijenos krutih tvari i povratno ispiranje kao kritične dijelove mehaničkih performansi mikrositnica.

Za bilo koju tehnologiju, operateri bi trebali zabilježiti učestalost povratnog ispiranja, diferencijalnu razinu vode, TSS dotoka, TSS efluenta, struju motora, tlak mlaznice i stanje medija. Iznenadno povećanje učestalosti čišćenja obično ukazuje ili na povećanje količine krutih tvari ili gubitak efektivne površine filtracije.

Filter bubnja ili filter diska: što odabrati?

Za većinu projekata odluka se može svesti na nekoliko pitanja:

1. Koliki je prosječni i vršni protok?
2. Koja je utjecajna koncentracija TSS?
3. Koja veličina čestica mora biti uklonjena?
4. Koji je TSS otpadne vode potreban?
5. Koliko je prostora za ugradnju dostupno?
6. Može li se filtrirana voda ponovno upotrijebiti za ispiranje?
7. Koliko je promjenjivo opterećenje čvrstim tvarima?
8. Jesu li čvrste tvari vlaknaste, ljepljive, uljaste, abrazivne ili biološke?
9. Kakav pristup održavanju je dostupan?
10. Koje standarde pražnjenja ili ponovne uporabe sustav mora zadovoljiti?

A filtar s rotirajućim bubnjem često je bolji izbor za akvakulturu, filtriranje sirove vode, uklanjanje algi, prethodnu obradu i stalno promjenjive količine suspendiranih krutih tvari .

A diskasti filtar često je privlačan za komunalno tercijarno pročišćavanje, ponovnu upotrebu vode, naknadne instalacije i projekte koji zahtijevaju vrlo veliko područje filtriranja unutar ograničenog otiska .

Za izazovnu industrijsku otpadnu vodu, točan odgovor trebao bi proizaći iz analize vode i pilot testiranja, a ne samo geometrije opreme.

Hangzhou NIHAO Environmental može procijeniti brzinu protoka, TSS koncentraciju, potrebnu mikronsku vrijednost, raspoloživi otisak, materijale konstrukcije i zahtjeve za povratnim ispiranjem prije nego što preporuči odgovarajuću konfiguraciju filtracije.

Za projekte u SAD-u kupci bi također trebali potvrditi da je predloženi niz obrade kompatibilan s primjenjivom dozvolom za ispuštanje, zahtjevom za ponovnom upotrebom i, gdje je relevantno, sanitarnim zahtjevima za preradu hrane.

FAQ

Koja je tipična učinkovitost filtracije ili broj mikrona bubanj filtra u usporedbi s disk filtrom?

Mikrozasloni s rotirajućim bubnjem obično rade u rasponu od desetaka do stotina mikrona. NIHAO bubanj filtri mogu koristiti zaslone od približno 30–200 mikrona, ovisno o primjeni. Učinkovitost disk filtra uvelike ovisi o instaliranoj tkanini ili mikrozaslonskom mediju.

Kakvi su bubanj filtri i disk filtri u usporedbi u pogledu potrošnje energije i korištenja vode za povratno ispiranje?

Obje obično troše relativno skromnu snagu mehaničkog pogona, uz dodatnu energiju potrebnu za povratne pumpe ili sustave za usisno čišćenje. Stvarna potrošnja energije i vode za pranje više ovisi o hidrauličkom opterećenju, TSS-u, otvaranju medija i učestalosti čišćenja nego o tome koristi li stroj bubanj ili diskove.

Koji je tip filtera bolji za aplikacije u akvakulturi?

Filtri s rotirajućim bubnjem općenito su poznatiji izbor za RAS mehaničku filtraciju jer kontinuirano hvataju otpadnu hranu, izmet i druge suspendirane krute tvari dok automatski ispiraju sito.

Koji su najčešći problemi s održavanjem?

Filtri s bubnjem obično se suočavaju s mrljanjem sita, začepljenjem mlaznica, trošenjem ležajeva i nakupljanjem ispusta. Filteri s diskom mogu biti zaslijepljeni tkaninom, oštećeni segmenti diska, istrošenost brtvi, blokirane mlaznice za čišćenje i problemi s poravnavanjem osovine.

Koliko koštaju bubnjasti filtri i disk filtri tijekom cijelog životnog ciklusa?

Ne postoji pouzdana univerzalna cijena opreme. Kapacitet, područje filtracije, metalurgija, automatizacija, niskogradnja i infrastruktura povratnog ispiranja mogu dramatično promijeniti instalirane troškove. Usporedite ponude koristeći ukupne instalirane CAPEX plus godišnje troškove energije, vode, rezervnih dijelova i zamjenskih medija.

Koja je minimalna veličina čestica koju bubanj ili disk filtar može pouzdano ukloniti?

Praktična granica uklanjanja uglavnom je određena otvorom sita ili medija, zajedno s oblikom čestica i radnim uvjetima. Fini bubanj mikrozaslona može doseći nekoliko desetaka mikrona, dok se specijalizirani disk-medijski sustavi mogu konfigurirati za fino tercijarno poliranje.

Mogu li disk filtri podnijeti rudarski gnoj jednako učinkovito kao bubanj filtri?

Standardni diskasti filtri za otpadnu vodu i mikrosita s rotirajućim bubnjem općenito nisu ispravna oprema za koncentriranu rudarsku gnojnicu. Odvodnjavanje u rudarstvu obično zahtijeva vakuumske disk filtre, keramičke filtre, vakuumske bubanj filtre ili opremu za tlačno filtriranje posebno dizajniranu za formiranje i pražnjenje filterskog kolača.