В зоне 8 осадок, находящийся в корыте, фильтруется через ткань под действием вакуума. На поверхности фильтра образуется слой отфильтрованного осадка, а фильтрат через отводящий коллектор, затем через камеру, сообщающуюся с вакуумной линией, отводится из фильтра. При переходе в следующую зону 9 осадок просушивается атмосферным воздухом, вытесняющим под действием вакуума влагу из пор осадка. Фильтрат и воздух отводятся из секций в общую вакуумную линию. В зоне съема осадка в секции поступает сжатый воздух, способствующий отделению осадка от ткани. В зоне 11 производится регенерация ткани сжатым воздухом или паром.
Рис. III.33. Барабанный вакуум-фильтр: 1 — цилиндрический барабан; 2 — распределительная головка; 3 — камера распределительной головки; 4 — отводящий коллектор; 5 – секция 6 — нож дли съема осадка; 7— корыто с осадком; 8 – зона фильтрования; 9 – зона просушки; 10 – зона съема осадка; 11 – зона регенерации ткани
При обезвоживании некоторых видов осадков (особенно после реагентной обработки) фильтровальная ткань загрязняется. Промывают ткань водой, ннгибированной кислотой или растворами детергентов через каждые 8—24 ч.
Барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном (рис. 111.34) применяют для обезвоживания осадков, быстро заиливающих фильтровальную ткань. Они снабжены специальной камерон, в которой осуществляется постоянная промывка фильтрующей ткани водой или слабым раствором ингибированной соляной кислоты.
Рис. III.34. Барабанный вакуум-фильтр со сходящим полотном: 1 — фильтровальная ткань; 2 — разгрузочный ролик: 3 — нож дли съема осадка; 4 — промывной ролик; 5 - сопло для подачи промывной жидкости; 6 – лоток для удаления промывной жидкости; 7 - направляющий ролик.
Ленточные вакуум-фильтры (рис. III.35) применяют преимущественно для обезвоживания быстро расслаивающихся осадков с неоднородной крупностью частиц, таких, например, как окалина, осадки газоочисток доменного и конверторного газов и т. п.
Рис. III.35. Ленточный вакуум-фильтр: 1 — фильтровальная ткань; 2 — направляющие для фильтровальной ткани; 3 — барабаны; 4 — лоток для подачи осадка; 5 — фильтровальный стол; 6 — прорезиненная лента; 7 — сборный коллектор фильтрата; 8 — поперечный желоб для отвода фильтрата; 9 — продольная прорезь; 10 — направляющие для ленты; 11 — резиновый шнур
Фильтр состоит из резинотканевой ленты, натянутой на двух барабанах, и фильтровального стола. По середине стола по всей длине имеется щелевое отверстие, сообщающееся с расположенной ниже вакуум-камерой. Рабочая поверхность ленты имеет поперечные рифления и продольные сквозные прорези. На ленту укладывается фильтровальная ткань и закрепляется в пазах резиновым шнуром.
Верхняя рабочая ветвь ленты протягивается по фильтровальному столу так, что ее продольные прорези совпадают с щелевым отверстием стола. Фильтрат, образующийся в процессе обезвоживания, отводится с внутренней стороны ткани по поперечным пазам ленты и через продольные отверстия поступает в вакуум-камеру и сборный коллектор. Края верхней рабочей ветви ленты загибаются кверху направляющими 10 так, что лента принимает форму желоба или корыта.
Преимуществом ленточного вакуум-фильтра является то, что направление движения потока при фильтровании совпадает с направлением действия силы тяжести. При фильтровании быстро осаждающихся суспензий сначала осаждаются грубые частицы, образуя крупнокристаллический подслой, через который идет дальнейшее фильтрование. Это создает оптимальные условия для процесса фильтрования и повышает его скорость. Осадок подается на фильтр по открытому наклонному лотку, а не по трубопроводу, который может забиваться быстро осаждающейся твердой фазой. Недостаток ленточного вакуум-фильтра — его сравнительно большие габариты.
Для обезвоживания осадков сточных вод применяют автоматизированные фильтр-прессы типа ФПАКМ с горизонтальными камерами. Фильтры типа ФПАКМ, в основном, используют для обезвоживания сжимаемых аморфных осадков, когда конечной стадией обработки являются сушка, сжигание или утилизация и требуется получение осадков с возможно низкой влажностью.
Фильтры типа ФПАКМ—аппараты периодического действия (рис. III.36). Фильтр состоит из набора горизонтальных прямоугольных плит: верхней опорной, средних фильтровальных и нижней нажимной. Между плитами зигзагообразно протянута лента из фильтровальной ткани. Фильтровальные плиты могут перемещаться вверх (закрытие фильтра) или вниз (открытие) по четырем направляющим за счет перемещения нажимной плиты, приводимой в действие электродвигателем. Фильтр имеет подводящий коллектор для удаления фильтрата и коллектор для подачи воды на отжим осадка.
Фильтровальная лента приводится в движение после раскрытия фильтра. Обезвоженный осадок снимается с ленты ножами и удаляется в бункер. В процессе движения лепта проходит камеру регенерации, где промывается и очищается.
Одним из методов обезвоживания осадков является центрифугирование. Достоинства центрифугирования — простота, экономичность и управляемость процесса, низкая влажность обезвоженных осадков. Основной недостаток метода (без применения флокулянтов) — большой вынос взвешенных веществ в фугате, достигающий 50—60%., что затрудняет его дальнейшую обработку (сушку или сжигание) и в целом усложняет технологическую схему.
На рис. III.37. представлена схема барабанной сушилки. Обезвоженный на вакуум-фильтрах осадок подается по загрузочной трубе во вращающийся сушильный барабан, куда поступают топочные газы. Барабан установлен на двух опорных катках под углом 3°. Для перемешивания и равномерного распределения осадка внутри барабана закреплены цепи в начале и конце барабана, между которыми расположены лопастные и секторные насадки.
Рис. III.37 Схема барабанной сушилки: 1— топка; 2 — загрузочная груба; 3 — сушильный барабан; 4 — разгрузочная коробка: 5 — батарейные циклоны; 6 — шлюзовые затворы; 7 — мокры» скруббер; 8 — дымосос; 9 — транспортер сухого осадка; 10 — приводная станция
Высушенный осадок, пересыпаясь через подпорное кольцо, регулирующее степень заполнения барабана осадком, поступает в разгрузочную камеру и далее через шлюзовой затвор на транспортер. Отходящие дымовые газы удаляются из верхней части разгрузочной коробки в батарейные циклоны для сухой очистки и затем подаются для очистки в мокрый скруббер.
Барабанные сушилки устойчиво работают при влажности подаваемых на сушку осадков 78% и менее. При большей влажности предусматривается подмешивание высушенного осадка к осадку, подаваемому на обезвоживание. Отечественной промышленностью выпускаются барабанные сушилки диаметром 1—3,5 м и длиной 6—27 м, производительностью по испаряемой влаге 0,3—15 т/ч,
На рис. III.38 представлена схема сушилки со встречными струями. Обезвоженный осадок транспортером подается в приемораздаточный бункер, туда же поступает высушенный осадок. Смесь с помощью двух двухвалковых шнековых питателей подается в разгонные трубы, куда поступают горячие газы, выходящие из сопел камер сгорания. Осадок захватывается потоком газа и выбрасывается через разгонные трубы в сушильную камеру. В результате столкновения потоков в сушильной камере происходят измельчение частиц осадка и увеличение площади суммарной поверхности тепло- и массообмена, что способствует интенсивной сушке осадка. Производительность применяемых в настоящее время сушилок со встречными струями по испаряемой влаге 3—5 т/ч.
Рис. III.38. Схема сушилки со встречными струями