Термическая сушка осадков сточных вод

Известны различные способы термической сушки: конвективный, радиационно-конвективный, сублимационный в электромагнитном поле и т.д.

Наиболее распространен конвективный способ сушки, при котором необходимая для испарения влаги тепловая энергия непосредственно передается высушиваемому материалу теплоносителем – сушильным агентом. В качестве сушильного агента могут использоваться топочные газы, перегретый пар или горячий воздух.

Применение топочных газов предпочтительно, так как процесс сушки осадков производится при относительно высоких температурах (500 - 800ºС) и это позволяет уменьшить габариты сушильных установок и расход энергии на транспортирование отходящих газов.

Любая сушильная установка состоит из сушильного аппарата и вспомогательного оборудования – топки с системой топливоподачи, питателя, скруббера, тягодутьевых устройств, конвейеров и бункеров, контрольно-измерительных приборов и автоматики.

На рис.70 показана принципиальная схема работы барабанной сушилки.

Рис.70. Барабанная сушилка: 1 – топка; 2 и 4 – загрузочная и выгрузочная камеры; 3 – барабан; 5 – отвод дымовых газов

 

Частота вращения барабана 1,5 – 8 об/мин. Для равномерного распределения осадка по сечению барабана внутри устанавливаются насадки. Для измельчения и перемешивания осадка в начале и конце сушилки дополнительно устанавливаются корабельные цепи, свободно подвешиваемые к внутренней поверхности барабана.

После сушки в барабанной сушилке осадок не загнивает, не содержит гельминтов и патогенных микроорганизмов, имеет влажность 20 – 30%.

Серийные барабанные сушилки выпускаются диаметром 1–3,5м и длиной 4–27 м.

К недостаткам этих установок можно отнести: большие габариты, металлоемкость, низкий КПД, высокие капитальные затраты и требование к предварительной, перед загрузкой в барабан, обработки осадка. Влажность поступающего в барабан осадка должна быть не более 50%, иначе он будет прилипать к внутренней поверхности барабана.

 

На рис.71 показана технологическая схема вакуум-сушки осадков с предварительным центрифугированием уплотненного активного ила до влажности 70-80%. Сырой осадок поступает в резервуар-смеситель из первичных отстойников. В сушильные аппараты поступает смесь осадков влажностью 90-92% с помощью плунжерных насосов.

Рис.71. Технологическая схема вакуум-сушки осадков: 1 – уплотненный избыточный активный ил; 2 – сырой осадок из первичных отстойников; 3 –резервуар-смеситель; 4 – центрифуга; 5 – центрифугированный активный ил; 6 – насос для подачи осадка в сушилку; 7 – фугат в аэротенки; 8 – вакуум-насос; 9 – конденсат вторичного пара; 10 – барометрический конденсатор; 11 – вторичный пар в конденсатор; 12 – исходный осадок в сушилки; 13 – вакуум-сушилки; 14 – пар от котельной; 15 – конденсат в котельную; 16 – конвейер сухого осадка; 17 – сухой осадок; 18 – бункер сухого осадка

 

Обычно применяются барабанные вакуум-сушилки гребкового типа. После вакуум-сушилки осадки имеют гранулированный вид с влажностью 30-40%. Сушка осадка производится бесконтактным методом с помощью обогревающих рубашек с водяным паром с температурой насыщения 160ºС.

Температура осадка в процессе сушки изменяется от 50-85ºС (кипение) до 30-40º (в конце сушки). После окончания сушки вакуум отключается, и сухой продукт выгружается на конвейер системой гребков реверсивного вращения.

Цикл вакуум-сушки осадков составляет 5-10ч и зависит от исходной и конечной влажности осадков.

Термическая сушка жидких осадков требует большого расхода теплоты на испарение влаги. Она может быть экономически целесообразна для сушки относительно небольших объемов осадков, например, для сушки активного ила и использования его в качестве кормовой добавки к рациону сельскохозяйственных животных.