Sludge Screw Press: How Screw Press Dewatering Works, Types & Selection

a چیست پرس لجن پیچ ?

A پرس پیچ لجن یک دستگاه آبگیری مکانیکی پیوسته است که آب را با انتقال لجن از طریق یک پیچ مارپیچ که به تدریج باریک می شود در یک صفحه فیلتر استوانه ای محصور می شود. همانطور که پیچ می‌چرخد، لجن را به سمت انتهای تخلیه پیش می‌برد و همزمان فشار تراکم را افزایش می‌دهد - آب آزاد و بینابینی را از طریق منافذ صفحه خارج می‌کند و مواد جامد باقیمانده را برای تخلیه در یک کیک نیمه خشک فشرده می‌کند.

بر خلاف تجهیزات دسته ای، پرس پیچ به طور مداوم کار می کند و پس از ایجاد شرایط تغذیه به حداقل مداخله اپراتور نیاز دارد. فیلتر (آب پرس) با نیروی گرانش از طریق صفحه به داخل یک محفظه جمع آوری زیر دستگاه تخلیه می شود، در حالی که کیک آبگیری شده در انتهای پیچ با فشار برگشتی کنترل شده توسط یک مخروط تخلیه قابل تنظیم یا صفحه خفه تخلیه می شود.

ماشین‌های آب‌گیری اسکرو پرس اکنون تجهیزات استانداردی برای تصفیه فاضلاب شهری، فرآوری مواد غذایی، خمیر و کاغذ، مدیریت کود حیوانی و تصفیه پساب‌های صنعتی هستند - در هر جایی که لجن با حجم بالا باید قبل از دفع، کمپوست یا بازیافت انرژی کاهش یابد و تثبیت شود.

نحوه عملکرد آبگیری پرس پیچ: اصل عملیات

مکانیسم آبگیری در پرس پیچ سه نیروی فیزیکی را با هم ترکیب می کند: زهکشی تحت گرانش، فشرده سازی مکانیکی و برش . درک نحوه تعامل این نیروها به مهندسان کمک می کند تا پیکربندی صحیح پرس را انتخاب کرده و پارامترهای عملیاتی را بهینه کنند.

منطقه تغذیه و تهویه

لجن تهویه‌شده - معمولاً از قبل با لخته‌ساز پلیمری برای جمع‌آوری ذرات ریز در لخته‌های بزرگ‌تر و قابل فیلتر کردن، از قبل تصفیه می‌شود - در ورودی خوراک وارد پرس می‌شود. بخش اولیه پیچ (ناحیه زهکشی یا ثقلی) به آب آزاد اجازه می دهد تا به سرعت از روی صفحه با حداقل فشار اعمال شده تخلیه شود و قبل از ورود لجن به منطقه تراکم، کاهش حجم قابل توجهی حاصل شود.

منطقه فشرده سازی و آبگیری

با پیشروی لجن، گام پیچ کاهش می یابد و/یا قطر شفت پیچ افزایش می یابد - که ظرفیت حجمی هر پرواز پیچ و فشار تراکم ساختمان به تدریج کاهش می یابد. این طراحی از ضربه های فشرده سازی ناگهانی که صفحه را کور می کند یا به ساختار لخته شکننده آسیب می رساند، جلوگیری می کند. حداکثر فشار تراکم در پرس های پیچ صنعتی معمولاً بین 0.3 مگاپاسکال تا 1.5 مگاپاسکال است. بسته به نوع لجن و خشکی کیک مورد نظر.

کنترل تخلیه و فشار برگشتی

در انتهای تخلیه، یک پلاگ مخروطی شکل، مخروط فنری یا صفحه چوک با کنترل هیدرولیکی فشار برگشتی را به کیک وارد می‌کند و اطمینان می‌دهد که لجن قبل از خروج کاملاً فشرده شده است. افزایش فشار برگشتی به طور کلی خشکی کیک را به بهای کاهش ظرفیت توان افزایش می دهد - یک مبادله که باید برای هر نوع لجن در طول راه اندازی کالیبره شود.

انواع دستگاه های آبگیری لجن: پرس پیچ در مقابل فیلتر پرس و سایر فناوری ها

بازار پرس آبگیری لجن شامل چندین فناوری رقیب است. انتخاب ماشین مناسب نیازمند تطبیق ویژگی‌های تجهیزات با خواص لجن، خشکی کیک مورد نیاز، ردپای موجود، بودجه انرژی و سطح کارکنان عملیاتی است.

را فیلتر پرس برای آبگیری لجن بالاترین خشکی کیک را در بین هر روش آبگیری مکانیکی (اغلب 35 تا 50 درصد DS) به دست می آورد و برای جریان های لجنی که برای دفن زباله (جایی که هزینه وزن/حجم اعمال می شود) یا سوزاندن (جایی که رطوبت مستقیماً بر ارزش حرارتی تأثیر می گذارد) ترجیح داده می شود. با این حال، عملیات دسته‌ای، ردپای زیاد و تقاضای نیروی کار بیشتر، رقابت‌پذیری آن را در برنامه‌هایی که توان عملیاتی و اتوماسیون مستمر اولویت دارند، محدود می‌کند.

را آبگیری لجن پرس پیچ این رویکرد بهترین توازن مصرف انرژی کم، مصرف کم آب شستشو، عملکرد محصور، و کارکرد مداوم خودکار را ارائه می‌دهد – که آن را به انتخاب پیش‌فرض برای کارخانه‌های فاضلاب شهری، تأسیسات پردازش مواد غذایی، و عملیات دامداری که در آن نیاز به عملکرد شبانه‌روزی بدون مراقبت است، می‌دهد.

پارامترهای کلیدی عملکرد برای آبگیری پرس پیچ

ارزیابی الف پرس آبگیری پیچ نیاز به درک تعامل بین چندین خروجی عملکرد قابل اندازه گیری دارد. این پارامترها باید در خرید تجهیزات مشخص و به صورت قراردادی تضمین شوند.

خشکی کیک (DS%)

محتوای جامدات خشک کیک معیار خروجی اولیه هر پرس آبگیری لجن است. برای پرس های پیچی که روی لجن فعال زباله شهری (WAS) کار می کنند، خشکی کیک معمولی از 18٪ تا 30٪ DS بسته به دوز پلیمر، سرعت پیچ، تنظیم فشار معکوس، و آبگیری لجن (اندازه گیری شده توسط زمان مکش مویرگی، CST). لجن مخلوط هضم شده معمولاً 22-35٪ DS را به دست می آورد. لجن ضایعات مواد غذایی، با محتوای آلی بالا، اغلب به 20-28٪ DS آبگیری می شود.

میزان جذب مواد جامد

نرخ جذب مواد جامد (که بازیابی جامدات نیز نامیده می شود) درصد مواد جامد خشک ورودی را که به جای فیلتر از کیک خارج می شوند، اندازه گیری می کند. یک سیستم آبگیری لجن پرس پیچ به خوبی بهینه شده معمولاً به این نتیجه می رسد 95-99% جذب مواد جامد با تهویه پلیمری مناسب جذب کم جامدات، بار جامدات معلق بازگشتی به قطار تصفیه مایع را افزایش می دهد و هزینه های عملیاتی را در کل کارخانه افزایش می دهد.

ظرفیت عملیاتی

ظرفیت پرس پیچ به واحد درجه بندی می شود کیلوگرم DS/hr (کیلوگرم جامدات خشک در ساعت) به جای جریان حجمی، زیرا غلظت لجن خوراک بسیار متفاوت است (معمولاً 0.5-6٪ DS). یک پیچ با قطر صفحه 200 میلی متر ممکن است 30 تا 80 کیلوگرم DS/hr را تحمل کند. واحدهای با قطر بزرگ (350-500 میلی متر) می توانند 200-600 کیلوگرم DS/hr را پردازش کنند. پیکربندی های چند محوری یا چند واحدی برای تاسیسات با ظرفیت بالا بیش از 1000 کیلوگرم DS/hr استاندارد هستند.

مصرف پلیمر

تهویه پلیمری (فلوکولانت) برای عملکرد پرس پیچ ضروری است. دوزهای پلیمری معمولی برای آبگیری لجن شهری از محدوده 3 تا 10 کیلوگرم پلیمر فعال در هر تن جامد خشک . هزینه پلیمر اغلب بزرگترین هزینه عملیاتی را در آبگیری پرس پیچ نشان می دهد، بنابراین مقایسه گرم پلیمر / کیلوگرم DS در بین ماشین های رقیب و محصولات پلیمری در طول آزمایش آزمایشی برای تجزیه و تحلیل هزینه کل عمر حیاتی است.

انواع لجن مناسب برای آبگیری پرس پیچ

همه انواع لجن به یکسان به آبگیری پرس پیچ پاسخ نمی دهند. دسته های لجن زیر دارای تاریخچه عملکرد مستند با فناوری پرس پیچ هستند:

• لجن فاضلاب شهری - لجن فعال ضایعاتی (WAS)، لجن اولیه، و لجن مخلوط شده یا هضم شده. رایج ترین برنامه در سطح جهانی
• لجن فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی - ضایعات فرآوری میوه و سبزیجات، لجن پساب لبنیات، جامدات زیستی کارخانه های آبجوسازی و تقطیر. محتوای آلی بالا به خوبی به فشار دادن پیچ پاسخ می دهد
• کود دامی و حیوانی - دوغاب خوک، کود دامی و رواناب مرغداری؛ پرس های پیچی فناوری غالب آبگیری در پیش پردازش کارخانه بیوگاز کشاورزی هستند
• لجن کارخانه خمیر و کاغذ - لجن الیاف اولیه و لجن تصفیه بیولوژیکی از پساب کارخانه کاغذ. محتوای فیبری به تشکیل و زهکشی کیک کمک می کند
• لجن آبزی پروری - مواد جامد پساب مزرعه ماهی، لجن RAS (سیستم آبزی پروری چرخشی)؛ دستگاه‌های پرس پیچ فشرده برای مقیاس‌های کوچکتر و مکان‌های دورافتاده معمولی پرورش ماهی مناسب هستند.
• جلبک و بیوراکتور زیست توده - برداشت ریزجلبک برای کاربردهای سوخت زیستی، خوراک دام یا کود؛ فشرده سازی ملایم یکپارچگی ساختار سلول را در جایی که پردازش پایین دست نیاز به زیست توده دست نخورده دارد حفظ می کند.

لجن با محتوای ماسه، شن یا مواد معدنی ساینده بالا معمولاً برای آبگیری پرس پیچی مناسب نیست - ذرات ساینده سایش صفحه را تسریع کرده و فرکانس نگهداری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند. فیلتر پرس ها یا سانتریفیوژ دکانترها معمولاً برای جریان های لجن سنگین معدنی ناشی از استخراج، معدن، یا عملیات پردازش سرامیک مناسب تر هستند.

ویژگی های طراحی ماشین پرس پیچ برای ارزیابی

تنوع طراحی قابل توجهی بین تولید کنندگان وجود دارد دستگاه های لجن پرس . عناصر طراحی زیر بیشترین تأثیر را بر عملکرد بلند مدت، هزینه تعمیر و نگهداری و قابلیت اطمینان عملیاتی دارند.

طراحی مواد و دیافراگم صفحه نمایش

را filter screen is the highest-wear component in any screw press dewatering machine. Screens are available in wedge wire (profiled wire), perforated stainless steel plate, and woven wire cloth configurations. صفحات سیم گوه ای - با سیم پروفیل V جهت ارائه یک شکاف باریک - نسبت به صفحه سوراخ دار برای انواع لجن الیافی یا لجن چسبنده، مقاومت برتر در برابر کور شدن و عمر طولانی تری ارائه می دهد. اندازه دیافراگم صفحه (معمولاً عرض شکاف 0.2-1.0 میلی متر) باید با اندازه لخته تولید شده توسط تهویه پلیمری مطابقت داشته باشد.

کنترل سرعت متغیر و سرعت پیچ

دستگاه‌های پرس آب‌گیری مدرن مجهز به درایوهای فرکانس متغیر (VFD) هستند که امکان تنظیم سرعت چرخش پیچ را بین 1 تا 5 دور در دقیقه فراهم می‌کنند. سرعت کمتر پیچ زمان ماند و فشرده سازی را افزایش می دهد و خشکی کیک را با هزینه توان بهبود می بخشد. کنترل خودکار VFD مرتبط با بازخورد گشتاور به پرس اجازه می دهد تا سرعت پیچ را در پاسخ به تغییرات غلظت لجن خوراک بهینه سازی کند - یک ویژگی مهم برای گیاهانی که تنوع خوراک بالا است.

مکانیسم های صفحه نمایش خود تمیز شونده

کور کردن صفحه - بسته شدن تدریجی دهانه های صفحه توسط ذرات ریز یا مواد آلی چسبنده - زهکشی فیلتر را کاهش می دهد و عملکرد آبگیری را در طول زمان کاهش می دهد. طرح های پرس پیچ پیشرو به این موضوع رسیدگی می کنند سیستم های تمیز کردن صفحه نمایش متناوب یا مداوم : میله‌های شستشوی نازل، پاک‌کننده‌های برس چرخان، یا سرهای اسپری نوسانی که تجمع کیک سطحی را بین چرخه‌های تولید حذف می‌کنند. قابلیت خود تمیز شوندگی مستقیماً کار شستشوی دستی را کاهش می دهد و فواصل کار مداوم را افزایش می دهد.

محفظه محصور برای مهار بو و آئروسل

آبگیری لجن باعث تولید سولفید هیدروژن، آمونیاک و آئروسل های زیستی می شود که باعث ایجاد خطرات بهداشت شغلی و شکایات بو در تاسیسات تصفیه شهری می شود. یک محفظه پرس پیچی کاملاً محصور با اتصالات تهویه فشار منفی اجازه می دهد تا هوای مملو از بو گرفته شود و به یک فیلتر بیوفیلتر یا اسکرابر شیمیایی هدایت شود - یک نیاز طراحی اجباری فزاینده در تاسیسات جدید آبگیری شهری.

بهینه سازی عملیاتی و عیب یابی

حتی به خوبی مشخص شده است پرس پیچ آبگیری لجن اگر تنظیمات تهویه، فشار برگشتی و سرعت برای لجن واقعی در حال پردازش بهینه نشده باشند، عملکرد ضعیفی خواهند داشت. پارامترهای عملیاتی زیر اکثر مسائل مربوط به عملکرد مشاهده شده در تاسیسات میدانی را به خود اختصاص می دهند.

1. نوع و دوز پلیمری - پلی آکریل آمید کاتیونی (PAM) استاندارد لجن بیولوژیکی است. وزن مولکولی و چگالی بار باید با ویژگی های لجن مطابقت داشته باشد. مصرف بیش از حد باعث لغزنده شدن کیک می شود. مصرف کم باعث جذب ضعیف مواد جامد و کیک مرطوب می شود
2. رقیق شدن پلیمر و زمان تماس - پلیمر باید تا غلظت کاری صحیح (0.05-0.2%) رقیق شود و زمان اختلاط کافی با لجن قبل از ورود به پرس داده شود. میکسرهای استاتیکی درون خطی یا مخازن لخته سازی با زمان ماند هیدرولیکی مشخص، از تهویه مطبوع یکنواخت اطمینان می دهند.
3. غلظت خوراک - اکثر پرس های پیچ با لجن خوراک در محدوده 0.5-4٪ DS بهترین عملکرد را دارند. غلیظ کردن لجن خوراک قبل از پرس (با استفاده از غلیظ کننده های ثقلی یا واحدهای شناور هوای محلول) بارگذاری پرس را کاهش می دهد و خشکی کیک را بهبود می بخشد.
4. Back-pressure adjustment — increase back-pressure to raise cake dryness when solids are available; reduce back-pressure if screw torque exceeds safe limits or if throughput must be maximized during peak flow periods
5. Screen inspection frequency — schedule weekly visual inspection of screen condition; partial blinding in localized zones is often the first sign of polymer under-dosing or sludge with elevated fine-particle fraction