
Включение рециркуляции осадка и осаждения на наклонных пластинах в традиционные процессы коагуляции-осаждения приводит к появлению технологии коагуляции-осаждения высокой плотности. Одновременно добавление магнитных частиц во время рециркуляции осадка еще больше увеличивает скорость осаждения осадка и поверхностную нагрузку отстойника, образуя тем самым высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник.
Высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник GCT
Включение рециркуляции осадка и осаждения на наклонных пластинах в традиционные процессы коагуляции-осаждения приводит к появлению технологии коагуляции-осаждения высокой плотности. Одновременно добавление магнитных частиц во время рециркуляции осадка еще больше увеличивает скорость осаждения осадка и поверхностную нагрузку отстойника, образуя тем самым высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник.
Технология высокоэффективного магнитного коагуляционного отстойника включает в себя проектирование процессов для систем осаждения, проектирование конфигурации отстойников и технологии производства сопутствующего оборудования, такого как устройства для извлечения магнитных частиц.
Высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник в основном состоит из смесительного резервуара (содержащего зону смешивания 1, зону смешивания 2 и зону флокуляционной реакции), отстойника (содержащего зону распределения воды, зону концентрации осадка и зону наклонной трубы для сточных вод), а также системы возврата осадка и системы рекуперации магнитного порошка.
1. Смесительный бак:
В смесительной зоне 1 установлен быстродействующий смеситель, который обеспечивает быстрое распределение добавленного коагулянта и его тщательное смешивание с сырой водой в баке, в результате чего образуются мелкие хлопья. Коагулянт, как правило, PAC, в первую очередь дестабилизирует взвешенные частицы и вступает в реакцию с фосфором в воде, обеспечивая его удаление.
В зоне смешивания II установлен высокоскоростной смеситель, в котором добавленный магнитный порошок и концентрированный возвратный осадок подвергаются тщательному смешиванию и флокуляции с сырой водой.
Медленный механический смеситель установлен в зоне флокуляционной реакции, где добавляется флокулянт PAM. В зависимости от конфигурации резервуара в резервуаре флокуляционной реакции может быть установлен либо рамочный флокуляционный смеситель, либо лопастной флокуляционный смеситель с цилиндром-направляющим потока. Смешивание приводит к увеличению размера хлопьев в зоне реакции. Для компенсации колебаний качества и расхода поступающей воды в зоне реакции используется регулировка скорости с переменной частотой для флокуляционных мешалок, что позволяет поддерживать оптимальную эффективность флокуляции.
2. Отстойник:
Шлам, содержащий магнитные частицы, поступает в отстойник через зону распределения. Разделение твердых и жидких веществ происходит через слой осадка и наклонные трубы. Чистая жидкость сбрасывается через выходной канал, а осевший осадок выталкивается из центральной части дна резервуара под действием сгустителя.
3. Система возврата осадка и извлечения магнитного порошка:
Большая часть осадка, сбрасываемого из отстойника, возвращается в зону смешивания для участия в флокуляции. Небольшая часть оставшегося осадка подвергается извлечению магнитного порошка перед поступлением в систему обезвоживания осадка завода.
На приведенной ниже схеме показана основная конструкция и принцип работы устройства извлечения магнитного порошка: оно состоит из магнитного поля, вращающегося барабана, внешнего кожуха, приводной системы, промывочных труб и основания. Остаточный ил, содержащий магнитные частицы, поступает в проточный канал внутри магнитного поля. Магнитные частицы притягиваются к поверхности вращающегося барабана, который вращается против часовой стрелки в направлении немагнитной зоны в левом верхнем углу. После соскабливания лопаткой они возвращаются в коагуляционный резервуар. Остаточный ил, теперь лишенный магнитных частиц, течет по часовой стрелке по каналу к выходу в левом нижнем углу, где он сбрасывается в систему обезвоживания остаточного ила.
Для поддержания стабильности слоя осадка в отстойнике и обеспечения качества сточных вод необходимо точно регулировать расход возвратного осадка и объем избыточного осадка. Для повышения эффективности извлечения магнитного порошка осадок, содержащий магнитные частицы, перед поступлением в установку по извлечению магнитного порошка должен пройти срезное разделение с помощью высокоскоростной машины.
1. Смесительная емкость и отстойник
Время пребывания в смесительной емкости: 4–6 минут;
Гидравлическая нагрузка на зону наклонных труб отстойника: 16–26 м³/м²·ч.
Справочные размеры емкостей:
| Таблица 1 | ||||||||
| Мощность водоочистки | Коэффициент колебания объема воды | Средний расход | Площадь участка | Смешанная зона 1 | Смешанная зона 2 | Зона флокуляционной реакции | Отстойник | |
| десять тысяч кубических метров в день | Kz | м³/ч | L (метры) | B(м) | а1(м) | а1(м) | а2(м) | a3(м) |
| 1.0 | 1.60 | 416.7 | 20.4 | 8.2 | 1.5 | 1.5 | 2.1 | 7.0 |
| 2.0 | 1.49 | 833.3 | 23.6 | 9.2 | 2.1 | 2.1 | 3 | 8.0 |
| 2.5 | 1.47 | 1041.7 | 25.3 | 10.2 | 2.3 | 2.3 | 3.3 | 9.0 |
| 3.0 | 1.44 | 1250.0 | 27.3 | 11.2 | 2.6 | 2.6 | 3.7 | 10.0 |
| 4.0 | 1.38 | 1666.7 | 29.5 | 12.2 | 3 | 3 | 4.2 | 11.0 |
| 5.0 | 1.35 | 2083.3 | 31.6 | 13.2 | 3.3 | 3.3 | 4.7 | 12.0 |
| Таблица 2 | |||||
| Смешанная зона 1 и 2 | Зона флокуляционной реакции | Отстойник | |||
| Эффективная глубина воды h1 | Особо высокий H4 | Эффективная глубина воды h2 | Сверхвысокий H5 | Эффективная глубина воды h3 | Сверхвысокий H6 |
| 4,0 метра | 0,4 метра | 3,9 метра | 0,5 метра | 8,0 метра | 0,6 метра |
2. Миксер и скребок
| Смеситель и скребок | |||
| Производительность водоочистки
10 000 м³/сутки |
Гибридные смесители (2 единицы)
G = 300–500 с⁻¹ |
Флокуляционный смеситель (1 шт.)
G=70 S⁻¹ (G=70–95 S⁻¹ при работе с переменной частотой) |
Отстойник
Скребок для осадка |
| 1.0 | Ø0,6 × 4,4, трехлопастной пропеллер
N = 3 кВт, n = 120 об/мин |
Ø0,9 × 4,4, смеситель с двумя лопастями
N = 0,75 кВт, n = 52 об/мин |
Ø7,0, N = 0,37 кВт |
| 2.0 | Ø0,85 × 4,4, трехлопастной пропеллер
N = 5,5 кВт, n = 84 об/мин |
Ø1,15 × 4,4, смеситель с двумя лопастями
N = 1,5 кВт, n = 43 об/мин |
Ø0,0, N = 0,37 кВт |
| 2.5 | Ø0,95 4,4, трехлопастной пропеллер
N=5,5 кВт, n=75 об/мин |
1,3 4,4, двухслойный лопастной смеситель
N=1,5 кВт, n=37 об/мин |
Ø0,0, N = 0,37 кВт |
| 3.0 | Ø1,05 4,4, трехлопастной пропеллер
N = 7,5 кВт, n = 65 об/мин |
1,5 4,4, двухслойный лопастной смеситель
N=2,2 кВт, n=30 об/мин |
10,0, N = 0,55 кВт |
| 4.0 | 1,25 4,4, двухслойный лопастной винт
N=7,5 кВт, n=58 об/мин |
1,7 4,4, однослойный лопастной смеситель
N=2,2 кВт, n=30 об/мин |
Ø11,0, N = 0,55 кВт |
| 5.0 | Ø1,45 4,4, двухслойный лопастной винт
N=11 кВт, n=50 об/мин |
Ø1,9 4,4, однослойный лопастной смеситель
N=3 кВт, n=27 об/мин |
Ø12,0, N = 0,55 кВт |
Примечание: 1. Цифры, следующие за параметрами смесителя в таблице выше, обозначают диаметр вращения рабочего колеса ( ) и глубину резервуара ( ).
2. Вышеуказанные параметры приведены только для справки; для конкретных проектов требуется проверка.
3. Машина для извлечения магнитного порошка
Машина для извлечения магнитного порошка (стандартная модель)
| Модель | Производительность
(м³/ч) |
Напряженность магнитного поля (мТ) | Коэффициент восстановления
% |
Материал | Материалы для постоянных магнитов | Напряжение
(В) |
Мощность
(кВт) |
Степень защиты от проникновения
(IP) |
| GCT-600/10 | 10 | >600 | 97 | SS304 | Неодим-железо-бор | 380 | 1.5 | 55 |
| GCT-600/20 | 20 | >600 | 97 | SS304 | Неодим-железо-бор | 380 | 2.2 | 55 |
| GCT-950/40 | 40 | >600 | 97 | SS304 | Неодим-железо-бор | 380 | 3 | 55 |
| GCT-950/60 | 60 | >600 | 97 | SS304 | Неодим-железо-бор | 380 | 4 | 55 |
| GCT-950/80 | 80 | >600 | 97 | SS304 | Неодим-железо-бор | 380 | 4 | 55 |
4. Высокоскоростная сдвиговая машина
| Модель | Производительность
(м³/ч) |
Средняя вязкость (cps) | Материал | Напряжение
(В) |
Мощность
(кВт) |
Степень защиты от проникновения
(IP) |
| HS-10 | 10 | <8000 | SS304 | 380 | 0.55 | 55 |
| HS-20 | 20 | <8000 | SS304 | 380 | 0.55 | 55 |
| HS-40 | 40 | <8000 | SS304 | 380 | 1.1 | 55 |
| HS-60 | 60 | <8000 | SS304 | 380 | 1.5 | 55 |
| HS-80 | 80 | <8000 | SS304 | 380 | 2.2 | 55 |
5. Дополнительное вспомогательное оборудование
Дополнительное вспомогательное оборудование включает системы дозирования PAC и PAM, насосы для возврата осадка, насосы для избыточного осадка, электромагнитные расходомеры, наклонные трубы и централизованные шкафы управления, которые требуют подбора и проектирования с учетом конкретных требований проекта.
1. Применение на рынке
Высокоэффективные магнитные коагуляционные отстойники обладают рядом преимуществ, в том числе высокой поверхностной нагрузкой, компактными габаритами, низким энергопотреблением, сниженными требованиями к дозированию химикатов и стабильным качеством сточных вод. Они широко используются в муниципальных системах очистки сточных вод, очистке питьевой воды, очистке речной воды, очистке сточных вод с высоким содержанием фосфора, очистке сточных вод бумажных фабрик, очистке загрязненных нефтепродуктами сточных вод и проектах по повторному использованию очищенной воды.
В проектах по модернизации муниципальных очистных сооружений, где сточные воды после вторичной биологической очистки постоянно содержат концентрации взвешенных твердых веществ (ВТВ) более 30 мг/л или концентрации общего фосфора (ОФ) более 1,5 мг/л, применение высокоэффективной технологии магнитной коагуляционной седиментации представляет собой экономически целесообразный и надежный подход к очистке. Типичные процессы модернизации включают следующее:
Сточные воды из системы биологической очистки в высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник.
Сточные воды из дезинфекционного резервуара в высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник.
Сточные воды из дезинфекционного резервуара в прецизионный фильтр (ротационный дисковый фильтр).
Сточные воды из системы биологической очистки в высокоэффективный магнитный коагуляционный отстойник.
Сточные воды из дезинфекционного резервуара в непрерывный песчаный фильтр.
2. Основные характеристики оборудования
1) В мешалке используются лопасти, рассчитанные с помощью гидравлики, что обеспечивает отличную производительность смешивания и флокуляции.
2) Мешалка имеет погружную конструкцию без подшипников, что облегчает установку и техническое обслуживание.
3) В валу мешалки и приводном валу используется технология самоблокирующегося бесшовного соединения, что обеспечивает превосходные антиразвинчивающие свойства лопастей.
4) Конструкция лопастей с полым сечением обеспечивает высокую прочность, отличную жесткость, низкую инерцию вращения и снижение энергопотребления при эксплуатации.
5) Скребок загустителя использует высокоэффективные спиральные редукторы с поворотными подшипниковыми конструкциями, обеспечивающие значительную производительность и стабильную, надежную работу.
6) Скребок загустителя имеет встроенную защиту от перегрузки для повышения безопасности.
7) Магнитный блок извлечения осадка использует реверсивное магнитное поле для высокой эффективности отделения осадка от магнита.
8) Постоянные магниты изготовлены из высококачественного неодимового железа-бора с расчетным сроком службы до 50 лет.
9) Барабан блока извлечения оснащен системой регулирования скорости с переменной частотой, что позволяет достичь коэффициента извлечения магнитного порошка до 97%.
10) Лопасти высокоскоростного сдвигателя изготовлены из износостойких материалов, что обеспечивает срок службы более трех лет.