|
При переработке твердых
промышленных отходов (особенно минеральных, содержащих черные и цветные
металлы, вышедшей из строя радиоэлектронной аппаратуры и других изделий на
основе металлов и сплавов, некоторых топливных зол, смесей пластмасс, шлаков
цветной металлургии и ряда других BMP) используют различные физические методы
сепарации, в основе которых лежат различия в магнитных, электрических,
электромагнитных и других физических свойствах отходов.
Магнитные методы используют для1 отделения парамагнитных
(слабомагнитных) и ферромагнитных (сильномагнитных) компонентов смесей
твердых материалов от их диамагнитных (немагнитных) составляющих. Магнитной
сепарацией можно выделить вещества с удельной магнитной восприимчивостью выше
10 м3/кг. Сильномагнитными свойствами обладают магнетит (Fe0-Fe203), маггелит
(Fe203), пирротин, титаномагнетит, ферросилиций, франклинит, сидерит,
слабомагнитные оксиды железа после их обжига и некоторые другие вещества. Ряд
оксидов, гидроксидов и карбонатов железа, марганца, хрома и редких металлов
относится к материалам со слабомагнитными свойствами. Различные
породообразующие минералы (кварц, полевые шпаты, кальцит и т. п.) относятся к
немагнитным материалам.
Удельной магнитной восприимчивостью худ (м3/кг) называют
объемную магнитную восприимчивость вещества отнесенную к его плотности 8:
Худ = Х06/5- (4.18)
Удельную магнитную восприимчивость определяют из уравнения
%УД = 1/(М0-Ю, (4.19)
где / — намагниченность (магнитный момент) вещества; ц0—
магнитная постоянная; Н— напряженность магнитного поля в этом веществе.
Слабомагнитные материалы обогащают в сильных магнитных
полях (напряженностью Н= 800—1600 кА/м), сильномагнитные — в слабых полях (Н
= 70—160 кА/м). Магнитные поля промышленных сепараторов бывают в основном
постоянными или переменными; комбинированные магнитные поля применяют реже.
Подлежащие магнитной сепарации материалы, как правило,
подвергают предварительной обработке (дроблению, измельчению, грохочению,
обесшламливанию, магнетизирующему обжигу и др.). Магнитное обогащение
материалов крупностью 3-50 мм проводят сухим способом, материалов мельче 3 мм — мокрым. Технология магнитной сепарации зависит прежде всего от состава подлежащего переработке
материала и определяется типом используемых сепараторов. Последние обычно
снабжены многополюсными открытыми или закрытыми магнитными системами,
создающими различные типы магнитных полей. Они различаются способами питания
(верхняя или нижняя подача материала), перемещения продуктов обогащения (барабанные,
валковые, дисковые, ленточные, роликовые, шкивные сепараторы), характером
движения обрабатываемого потока и эвакуации магнитных компонентов
(прямоточные, противоточные, полупротивоточные) и другими особенностями.
Эвакуируемые из магнитного поля зерна сильномагнитных
материалов вследствие остаточной намагниченности могут агломерироваться в
агрегаты разного вида. С целью устранения последствий этого явления,
называемого магнитной флокуляцией, используют многократное перемагничивание таких
материалов в переменном магнитном поле размагничивающих аппаратов.
Электромагнитные железоотделители (шкивные, подвесные,
саморазгружающиеся сепараторы), предназначенные для извлечения железных и
других ферромагнитных предметов из разрыхленных немагнитных материалов нашли
широкое применение при переработке твердых отходов.
Электрические методы обогащения основаны на различии
электрофизических свойств разделяемых материалов и включают сепарацию в
электростатическом поле, поле коронного разряда, коронноэлектростатическом
поле и трибоадгезионную сепарацию. С их помощью решают задачи обогащения,
классификации и обеспыливания как рудного сырья и некондиционных продуктов н
металлургии черных, цветных и редких металлов, так и многих неметаллических
материалов (тонкодисперсного кварца, формовочных песков, известняка, песка
для стекольной промышленности и др.).
В неоднородном электрическом поле воздействие на такую
частицу более сложно.
Электростатическая сепарация основана на различии
электропроводности и способности к электризации трением (трибоэлект- рический
эффект) минеральных частиц разделяемой смеси. По электропроводности все
минеральные частицы делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. При
контакте частиц сепарируемых материалов с поверхностью заряженного
металлического электрода электропроводные частицы приобретают шряд и
отталкиваются от него. Величина заряда зависит от электропроводности частиц.
При небольшой разности в электропроводности частиц
используют электризацию их трением (путем интенсивного перемешивания или транспортирования
по поверхности вибролотка). Наэлектризованные частицы направляют в
электрическое поле, где происходит их сепарация.
Сепарация в поле коронного разряда, создаваемого между
коронирующим (заряженным до 20—50 кВ) и осадительным (заземленным) электродами,
основана на ионизации пересекающих это поле минеральных частиц оседающими на
них ионами иоздуха и на различии в интенсивности передачи этими частицами
приобретенного таким образом заряда на поверхность оса- дительного электрода.
Эти различия выражаются в величинах траекторий движения частиц.
Трибоадгезионная сепарация основана на различии в адгезии
(прилипании) к поверхности наэлектризованных трением частиц разделяемого
материала. Температура процесса сепарации существенно влияет на силу адгезии,
которая увеличивается или уменьшается электрическими силами, вызываемыми
трибо- электрическими зарядами. Помимо этого, на частицы действуют силы
тяжести и центробежные силы, что в совокупности приводит к разделению частиц
по вещественному составу и крупности.
Электрические сепараторы классифицируют по характеру
электрического поля (электростатические и с коронным разрядом), способу
электризации (с электризацией контактным способом, в поле коронного разряда,
трибоэлектризацией и др.) и по конструкции рабочих органов (барабанные,
камерные, ленточные, лотковые, пластинчатые, полочные и др.).
Подлежащие электрической сепарации материалы обычно
подвергают подготовительным операциям (сортировке по размерам, отделению от
шламов, сушке, термообработке при температурах до 300 °С). Процесс сепарации
наиболее эффективен, если размеры частиц не превышают 5 мм.
Наряду с рассмотренными процессами сепарации при
переработке твердых отходов в ряде случаев используют и другие физические
методы (сепарация по коэффициенту трения и по форме, радиометрическая и
т.д.).
4.4. Гидродинамические процессы, используемые при
переработке отходов
Гидродинамические методы, используемые при переработке
промышленных отходов, включают: гравитационное отстаивание под действием силы
тяжести в отстойниках и флотаторах, разделение под действием центробежной
силы в центрифугах и циклонах, фильтрацию под действием разности давлений
через фильтрующую перегородку в различных фильтрах, электрофильтрацию под
действием электрического поля в электрофильтрах.
Гравитационное отстаивание основано на различии скоростей
падения в жидкой или воздушной среде частиц различного размера и плотности.
Двухфазные смеси, компоненты которых различаются 108
по плотности, довольно легко разделяются в устройствах,
основанных на использовании сил гравитации. В простейшем случае седиментацию
можно описать как установившееся движение единичной сферической частицы в
безграничном объеме жидкости (газа). Скорость такого движения(уч) при
ламинарном режиме обтекания частицы определяется формулой Стокса
Выделение из воды тонущих или всплывающих примесей
отстаиванием является наиболее простым и экономичным процессом, н связи с чем
отстойники различных типов получили широкое распространение в промышленности.
Гравитационные методы объединяют обогащение отсадкой, в
тяжелых суспензиях, в перемещающихся по наклонным поверхностям потоках, а
также промывку.
Отсадка представляет собой процесс разделения минеральных
tepeH по плотности под действием переменных по направлению вертикальных струй
воды (воздуха), проходящих через решето отсадочной машины.
Отсадке обычно подвергают предварительно обесшламленные
широко- или узкоклассифицированные материалы оптимальной крупности 0,5—100 мм
для нерудных и 0,2—40 мм для рудных материалов. При отсадке крупного
материала находящийся на решете его слой толщиной в 5—10 диаметров наибольших
частиц называют постелью. При отсадке мелкого материала (до 3—5 мм) на решете
укладывают искусственную постель из крупных тяжелых частиц материала, размер
которых в 3—4 раза превышает размер наиболее крупных частиц питания. В
процессе отсадки материал расслаивается: н нижнем слое концентрируются
тяжелые частицы, в самом верхнем - легкие мелкие. Получаемые слои разгружают
раздельно.
Отсадочные машины различаются способом создания пульсаций
(движением диафрагмы, поршня, решета, пульсирующей подачей сжатого воздуха),
типоразмерами, числом фракций выделяемых продуктов, другими конструктивными
особенностями.
Обогащение в тяжелых средах заключается в разделении
материалов по плотности в гравитационном или центробежном поле в суспензии
или жидкости, плотность которой является промежуточной между плотностями
разделяемых частиц.
Тяжелые суспензии представляют собой взвешенные в воде
тонкодисперсные частицы тяжелых минералов или магнитных сплавов—утяжелителей,
в качестве которых используют ферросилиций, пирит, пирротин, магнетитовый и
гематитовый кон
центраты и другие материалы крупностью до 0,16 мм. В качестве тяжелых жидкостей используют растворы хлоридов кальция и цинка (плотность
соответственно 1654 и 2070 кг/м3), тетрахлорид углерода (плотность 1600
кг/м3), тетрабромэтан (плотность 2810 кг/м3), раствор иодида калия (плотность
3196 кг/м3) и другие соединения.
Для поддержания устойчивости суспензии в нее добавляют
глину (до 3 % от массы утяжелителя) или применяют смесь порошков утяжелителей
различной плотности.
Наиболее распространенными аппаратами обогащения в тяжелых
средах являются барабанные, конусные, колесные и гидроциклонные сепараторы.
Производительность барабанного и колесного сепараторов
определяют по всплывающему легкому продукту. Производительность конусного и
гидроциклонного сепараторов рассчитывают по питанию.
Сепарация на концентрационных столах характеризуется
разделением минеральных частиц по плотности в тонком слое воды, текущей по
наклонной плоской деке стола, совершающей возвратно-поступательное
горизонтальное движение перпендику- пмрно направлению движения воды.
Деки бывают трапециевидной и прямоугольной формы. На части
поверхности дек в продольном направлении закрепляют параллельно располагаемые
рифли (планки переменной высоты п длины), длина которых увеличивается от
верхнего к нижнему краю стола, где и происходят сбор и выгрузка легких
продуктов. Пульпу разделяемого материала подают в верхний угол поверхности
стола (деки). Питание деки смывной водой ведут с ее верхнего края, ниже места
ввода пульпы. Частицы разделяемого
материала большей плотности оседают в межрифленых
пространствах и под действием колебаний наклонной деки продвигаются вдоль
рифлей, достигая нерифленой части деки, где образуют веер частиц различной
плотности, удаляемых раздельно. Неоседающие частицы меньшей плотности
переносятся смывным потоком через рифли и отводятся с поверхности
концентрационного стола.
Сепарация отходов с различной плотностью с помощью
концентрации на столах после измельчения в шаровой мельнице, отмывки на деке
концентрационного стола и магнитной доочистки обеспечивает высокую степень их
разделения.
Обогащение в винтовых сепараторах и шлюзах происходит, как
и на столах, в потоке пульпы разделяемых материалов, подаваемой в верхнюю
часть наклонного желоба (содержание твердого вещества в пульпе 6—40 %, высота
потока 6—15 мм).
Винтовые сепараторы представляют собой неподвижные
вертикальные винтообразные желоба (число витков 4—6) с поверхностью
специального профиля. Тяжелые частицы пульпы сосредоточиваются в желобе ближе
к вертикальной оси его витков н разгружаются посредством отсекателей в
соответствующие ириемники. Легкие частицы концентрируются в периферийной
части желоба и разгружаются в нижней части сепаратора. Желоб имеет угол
наклона к горизонту, характеризуемый величиной относительного шага винта
(отношением шага к диаметру), находящейся в пределах 0,4—0,6.
При максимальной крупности частиц обогащаемых материа- иов
0,2—8 мм и плотности извлекаемых материалов 6—7,5 г/см3 средняя
производительность винтовых сепараторов диаметром 0,5—1,2 м находится в
пределах 0,3—12 т/ч. Обогащение предварительно классифицированных и
обесшламленных материалов характеризуется лучшими показателями.
Разновидностью винтовых сепараторов являются винтовые
шлюзы, характеризующиеся более широкими желобами и меньшими наклонами днищ
желобов.
Струйные сепараторы снабжены суживающимся к нижнему концу
и устанавливаемым под углом 15—20° желобом или конусом. Пульпу при содержании
твердого вещества 50—60 % загружают в верхнюю часть желоба. Сокращение
расстояния между стенками желоба от загрузочного конца к разгрузочному
приводит к уве- цичению высоты потока от 1,5—2 до 7—12 мм. Частицы большей
плотности концентрируются в нижних слоях потока, а меньшей плотности
сосредоточиваются в верхних его слоях. Разделенные потоки частиц поступают в
отдельные приемники. Производительность этих аппаратов определяется
крупностью и минеральным составом смеси и обычно составляет 0,9—5,5 т/ч на 1 м2 рабочей площади желоба. Их можно использовать и для классификации строительного песка.
Шлюзы характеризуются наличием наклонных (3—15°) лотков с
укрепленными на их дне трафаретами (бруски, уголки, профилированные коврики,
панцирные сетки, ткань) для задержания 1ижелых частиц подаваемой в верхнюю
часть лотка пульпы перерабатываемых отходов. Эти аппараты могут быть
неподвижными и подвижными, глубокого (высота потока до 0,4 м для
переработки материала крупностью от 20 до 100 мм и более) и мелкого (высота потока до 0,05 м для материалов крупностью до 20 мм) заполнения. Аппараты мелкого заполнения называют подшлюзками. Легкие частицы пульпы уносятся
потоком через трафареты, частицы большей плотности оседают в межтрафаретных
пространствах, после заполнения которых при прекращении подачи пульпы их
смывают водой в приемник.
Для разрушения и удаления глинистых, песчаных и других
минеральных, а также органических примесей твердых отходов часто используют
процессы их промывки (отмывки), которые проводят в промывочных машинах
разнообразной конструкции (гидромониторы, барабанные грохоты, вращающиеся
скрубберы,
корытные мойки, аппараты автоклавного и других типов). В
качестве промывочного агента наиболее часто используют воду (в ряде случаев с
добавками поверхностно-активных веществ), иногда применяют острый пар и
различные растворители.
Помимо описанных гравитационных методов сепарации в
практике переработки твердых отходов используют и другие, часто называемые
инерционными, которые основаны на различии плотностей компонентов
обрабатываемых отходов, а также их упругостей и коэффициентов трения.
Пенная сепарация (ПС) — физико-химический процесс,
заключающийся в избирательной адсорбции поверхностно- активных компонентов
жидких систем на поверхности поднимающихся пузырьков воздуха.
Концентрирование суспензий или растворов этим методом
основано на использовании пузырьков газа для увеличения подъемной силы,
действующей на отделяемые частицы. Газовые пузырьки прилипают к частицам,
понижая при этом их эффективную плотность до величины меньшей, чем плотность
воды.
Газовые пузырьки могут образовываться несколькими
методами. Один из них состоит в следующем.
Первоначальное образование пузырей происходит при
прохождении воздуха через распределительное устройство или механическими
способами. Однако образовавшиеся пузырьки имеют слишком большие размеры для
процесса сепарации. Поэтому воздух растворяется в жидкости при повышенном
давлении, а пузыри выделяются при его снижении в системе до атмосферного, так
как снижение давления приводит к уменьшению растворимости воздуха. Это
наиболее часто используемый способ образования пузырьков, так как он
позволяет получать большое число пузырьков малого размера (30-120 мкм)
В технологическую линию для осуществления процесса пенной,
сепарации входят нагнетательный насос, устройство для подачи воздуха, аппарат
для насыщения жидкости воздухом и флотатор. Исходное сырье и воздух поступают
в аппарат, где происходит насыщение суспензии воздухом и затем во флотатор.
Твердые частицы всплывают, образуя слой на поверхности жидкости, и удаляются
скребками. Осветленная жидкость протекает под перегородкой и отводится из
аппарата с помощью регулируемого водослива.
Пропускная способность флотационных концентраторов по
жидкости, как правило, больше, чем гравитационных, так как скорость подъема
частиц активированного ила при флотации обычно превышает скорость их оседания
в гравитационном поле.
Преимущества флотационных концентраторов перед
гравитационными при концентрировании активированного ила заключаются в более
высокой концентрации твердой фазы в выходящем потоке, лучшем улавливании
твердых частиц, более высокой пропускной способности и более низких капитальных
затратах. Эксплуатационные затраты на флотацию обычно выше, так как включают
стоимость вспомогательных химических агентов и энергии на подготовку и подачу
воздуха и воды в аппарат для насыщения.
Пенная сепарация подразделяется на пенное фракционирование
(ПФр) и пенную флотацию (ПФл).
Удаление нерастворенного взвешенного вещества методом
пенной флотации происходит следующим образом ( 4.9). Мельчайшие пузырьки
воздуха, образующиеся при его подаче в жидкость в сжатом состоянии,
скапливают вокруг себя гидро-
Пенным фракционированием называется выделение из растворов
растворенных в них веществ. Пенной флотацией называется выделение
нерастворимых веществ из дисперсных систем. При пенном фракционировании (
4.8) гидрофобная часть поверхностно- активных молекул вещества перемещается к
поверхности раздела газа и жидкости, и молекулы принимают устойчивое
положение относительно пузырька воздуха. Гидрофильные концы молекул остаются
в водной фазе, а гидрофобные проникают в газовую фазу. При непрерывном
процессе пузырьки всплывают на поверхность жидкости и образуют слой пены.
Если образующаяся пена устойчива, поверхностно-активное вещество будет
накапливаться в пенном слое. Удалением с поверхности слоя пены
поверхностно-активные вещества отделяются от растворяющей их жидкости.
Растворенные вещества с низкой способностью к образованию пены могут быть
подвергнуты фракционированию флотацией путем добавления в жидкость
пенообразующего агента. Для этих целей необходимы пенообразующие вещества,
создающие с растворенным веществом электрические или хелатные связи. В
качестве пенообразующих веществ используют масла, жирные кислоты и их соли,
дитиокарбонаты, алкилсульфаты, амины и другие соединения.
Эффективность пенной сепарации зависит от устойчивости и
дренажной способности пены (т. е. способности к влагоотдаче).
На устойчивость пены влияют концентрация водородных ионов
(рН), температура, размер пузырьков, объемная концентрация растворенного вещества.
Технологический режим процесса флотации должен быть организован таким
образом, чтобы концентрация в поверхностной пленке отличалась от концентрации
в жидкости и за счет этого создавалась высокая вязкость поверхностного слоя.
На дренажную способность влияют содержание жидкости внутри слоя, размер
пузырьков, вязкость и поверхностное натяжение стенок пузырька. Важное влияние
на степень отделения оказывают соотношение жидкости и газа, площадь
поверхности пузырька, высота слоя жидкости, высота слоя пены и ее
долговечность.
Имеются два основных вида пенного сепаратора: колончатого
типа ( 4.10, а) и желобового ( 4.10, б). Для маломасштабных производственных
установок наиболее часто используют сепаратор колончатого типа. Исходная
жидкость подается через боковую стенку колонны вблизи поверхности раздела
пены и жидкости, а в нижней части колонны помещаются пористые
разбрызгиватели, рассеивающие газ. Накапливающаяся пена удаляется из колонны
сверху.
Фракционирование пеной используется для удаления
абсорбирующих очищающих средств и других поверхностно-активных растворенных
веществ в канализационной системе. Она находит применение и при обработке
промышленных отходов для удаления некоторых ПАВ. Метод может быть использован
при очистке отходов пищевых и текстильных предприятий, а также сточных вод
целлюлозно-бумажного производства.
Пенная флотация применяется для обработки загрязненных
металлом сточных вод (очистка СОЖ), улавливания масел из отходов
нефтепереработки и при очистке воды, используемой для мойки автомобилей.
Пенная сепарация нашла применение сравнительно недавно, но
получает все большее распространение. Это обусловлено тем, что при
относительно небольших капитальных и жсплуатационных затратах, простом
аппаратурном оформлении она позволяет решать весьма широкий круг задач,
связанных с очисткой воды от диспергированных или растворенных примесей.
Центробежной сепарацией называют процессы разделения
неоднородных фаз в центрифугах и гидроциклонах, в основе которых лежит
действие центробежных сил. Наиболее часто применяется центрифуга со сплошным
барабаном, которая иыполняет двойную функцию — осветление исходной суспензии
н транспортирование образовавшегося осадка за пределы аппарата.
Расчет процесса центрифугирования основан на приведенном
иыше законе движения одиночной частицы в поле центробежной шлы (формула
Стокса). Для упрощения задачи рассматривают разбавленные дисперсные системы.
Основной действующей силой ниляется центробежная сила, определяемая
центробежным ускорением а, которое можно рассчитать по уравнению
Повышение производительности и эффективности действия
центрифуг возможно при переходе к тонкослойной сепарации. Элементы
тонкослойной сепарации (тарелки) выполняют коническими с направлением потока
разделяемой суспензии к оси ротора, сбором осадка по его периферии и
выгрузкой осадка чере i специальные сопла. Такое направление потока в
центрифугах с элементами тонкослойной сепарации определяется уменьшением
потребной длины канала. Однако в связи с тем, что проходное сечение каналов
между тарелками по мере приближения к оси ротора уменьшается, скорость потока
возрастает, и на некотором радиусе ротора становится возможным переход от
ламинарного режима течения к турбулентному, вследствие чего происходи!
ухудшение эффективности сепарации твердых частиц от жидкости.
Все более широкое применение для выделения из жидкостей
частиц размером от 0,2 до 0,5 мм (иногда до 1 мм) находит сепарация в гидроциклонах. Гидроциклоны, подобно центрифугам, работают по принципу
центробежной сепарации.
В гидроциклонах, как и в центрифугах, разделение суспензий
происходит под действием центробежной силы, но по способу действия они
значительно различаются. В центрифуге суспензия вращается вместе с барабаном
и при постоянной угловой скорости практически не перемещается по его
поверхности. При этом на частицы не действуют никакие касательные силы. В
гидроциклоне же
частицы суспензии действуют большие тангенциальные силы,
поддерживающие их в непрерывном относительном движении Между слоями возникает
напряжение сдвига, действующее пп твердую частицу как поперечная сила. Для
улучшения отделения частиц взвеси от жидкости в центрифугах при постоянной
частотг вращения барабана необходимо увеличить его диаметр. В гид роциклонах,
наоборот, это прямо пропорционально связано с уменьшением диаметра аппарата.
Уменьшение диаметра гид роциклона приводит к снижению его производительности.
В тех случаях, когда требуется более тонкая очистка продукта при значительном
его количестве, используют батарейные гидро циклоны (мультигидроциклоны),
представляющие собой нес колько параллельно включенных элементарных гидроциклонон
Теория и расчет гидроциклонов различного типа достаточно полно изложены в
специальной литературе.
Для расчета сепарации в гидроциклонах важно знать характер
распределения радиальных и осевых скоростей жидкости и соответствующие
компоненты скорости частиц. Обычно в зоне между цилиндрической частью корпуса
и патрубком для выхода осветленной жидкости значение осевой скорости
принимают равным средней расходной.
Фильтрацию широко используют в различных технологических
процессах переработки вторичных материалов. Фильтрация представляет собой
процесс отделения твердых веществ от жидкости, происходящий при разности
давлений над фильтрующей средой и под ней. Очищаемую жидкость для
первоначального удаления твердых частиц обрабатывают на механическом фильтре
с насыпным или намывным слоем фильтрующей массы, а также на напорном фильтре
с плавающей фильтровальной массой. В качестве фильтрующего материала в
насыпных фильтрах используют песок, антрацит, дробленый мрамор, керамзит,
перлит, и для намывного слоя — перлит, в фильтрах с плавающей загрузкой вспененные
материалы: пенополистирол и пенополиуретан.
Для обезвоживания осадков и шламов обычно используют
пвкуум-фильтры и фильтр-прессы. Фильтрующей средой на фильтрах является не
только фильтровальная ткань, но и слои осадка, прилипающий к ткани и
образующий в процессе фильтрования вспомогательный фильтрующий слой, который,
собственно, и обеспечивает задержание мельчайших частиц суспензии. По мере
увеличения толщины слоя роль фильтрующей перегородки (ткани) сводится лишь к
удержанию и транспортировке фильтрующего вспомогательного слоя. Увеличение
толщины слоя обеспечивает улучшение качества фильтрации, но уменьшает
производительность фильтра.
Фильтруемость суспензий характеризуется удельным
сопротивлением осадка. В данном случае под осадком имеется в виду слой
твердых частиц, отлагающийся на фильтровальной перегородке.
Фильтровальная ткань / при вращении барабана Сходит на
ролики 2, 3 к 4. При прохождении ее через разгрузочный ролик 4 кек снимается
с ткани ножом 5.
Преимуществом ленточного вакуум-фильтра является то, что
направление движения потока при фильтровании совпадает с направлением
действия силы тяжести. При фильтровании суспензий сначала осаждаются грубые
частицы, образуя дополнительный фильтрующий слой, через который идет
дальнейшее фильтрование, что создает оптимальные условия для процесса. К
недостаткам ленточных вакуум-фильтров следует отнести их сравнительно большие
габариты.
Другим распространенным оборудованием для обезвоживания
осадков является фильтр-пресс. Фильтр-прессы дают наиболее полное
обезвоживание фильтруемых суспензий, но имеют несколько меньшую
производительность, чем вакуум-фильтры. Обычный рамный фильтр-пресс состоит
из чередующихся плит с общей площадью фильтрации, доходящей до 1000 м2, и рам одинакового размера, опирающихся на две параллельные вертикальные
направляющие. Между соприкасающимися поверхностями плит и
рам имеются тканевые фильтровальные перегородки.
Рамы и плиты могут выполняться из пластмассы
(полипропилена, поливинилиденфторида) или металла (серого чугуна, (•тали или
алюминиевого сплава). Уплотнение рам и плит осуществляется кромками
фильтровальных перегородок. Рамы и плиты в процессе фильтрации сдвигаются по
вертикали в одно целое при помощи запорной плиты по направлению к непод-
нижной плите. Фильтруемая суспензия подается, а фильтрат отводится в
направлениях, указанных на 4.13 стрелками. По окончании фильтрации рамы
автоматически раздвигаются, кек падает вниз и отводится от фильтра
транспортером.
Конструкции барабанного вакуум-фильтра и фильтр-пресса
хорошо разработаны, их расчет подробно рассмотрен в специальной литературе.
Фильтры с насыпным зернистым фильтрующим материалом отличаются простотой
конструкции, однако сложность и неизученность механизмов извлечения примесей
делает затруднительным физическое и математическое моделирование их работы.
Общая задача в инженерных расчетах процессов фильтрации
сводится к определению оптимальных условий работы, при которых фильтры
обладают наибольшей производительностью. Работа фильтра в оптимальном режиме
может характеризоваться также условиями, при которых за некоторое время на
нем достигается допустимый перепад давления.
Нередко задачу определения времени максимального защитного
действия фильтра при очистке сточных вод можно свести к определению времени
появления порции жидкости с заданной концентрацией удаляемой примеси.
|