Шнековый пресс — это механическое устройство, используемое на очистных сооружениях для обезвоживания и уплотнения твёрдых отходов — так называемых отходов решёток, — задерживаемых прутковыми решётками, барабанными решётками и другим оборудованием механической очистки. Шнековый пресс в очистке сточных вод уменьшает объём и массу отходов решёток перед утилизацией, значительно снижая транспортные расходы и улучшая санитарные условия на входных сооружениях.
Шнековый пресс, также известный как пресс для отходов решёток, является важной частью комплексной системы механической очистки на средних и крупных очистных сооружениях. Без эффективного уплотнения влажные и тяжёлые отходы, удаляемые из сточных вод решётками, были бы более дорогостоящими и менее гигиеничными в обращении и транспортировке.
Что такое шнековый пресс?
Шнековый пресс представляет собой транспортирующее и прессующее устройство, которое перемещает отходы решёток с помощью вращающегося винтового шнека и сжимает их в перфорированной зоне или у упорной плиты для удаления свободной воды и уменьшения объёма. Спрессованные и обезвоженные отходы решёток выгружаются в контейнер или мешок на выходе из оборудования.
Как производитель шнековых прессов и мировой поставщик прессов для отходов решёток, компания Vortex Engineering предлагает различные конфигурации шнековых прессов — включая интегрированные установки, объединённые с прутковыми решётками, а также отдельностоящие установки, принимающие отходы от другого оборудования механической очистки.
Основными результатами работы шнекового пресса в очистке сточных вод являются уменьшение объёма — обычно при степени уплотнения от 3:1 до 5:1 — и снижение влажности, благодаря чему образуется более сухой и удобный для обращения спрессованный материал с существенно меньшей массой при утилизации по сравнению с неуплотнёнными отходами решёток.
Как работает шнековый пресс?
Шнековый пресс работает как непрерывный трёхступенчатый процесс.
Подача и транспортировка отходов решёток
Отходы решёток поступают с решётки в загрузочный бункер шнекового пресса. Вращающийся винтовой шнек захватывает материал и перемещает его вдоль корпуса пресса. Шнек приводится в движение электрическим мотор-редуктором и рассчитан на работу с абразивными и волокнистыми отходами сточных вод без заклинивания.
Корпус вокруг шнека имеет перфорированный участок в зоне транспортировки, через который свободная вода, выделяющаяся из отходов по мере их перемещения, отводится до поступления материала в зону прессования. Такое предварительное обезвоживание снижает влажность отходов решёток перед прессованием и повышает эффективность последующей стадии уплотнения.
Секция промывки (опционально)
Дополнительная секция промывки может устанавливаться между зоной транспортировки и зоной прессования. Распылительные форсунки промывают отходы решёток чистой водой или очищенным стоком по мере их прохождения через секцию промывки, удаляя органические вещества — пищевые остатки, фекальные загрязнения и другие органические твёрдые частицы.
Мелкие отходы решёток — материал, задерживаемый решётками с отверстиями от 0,5 до 6 мм, — содержат разлагаемые органические вещества, включая фекальные загрязнения, значительное количество жиров и плавающих загрязнений, и могут иметь чрезвычайно неприятный запах. Ручное обращение с такими отходами следует сводить к минимуму, а их транспортировку рекомендуется выполнять с помощью закрытых конвейеров, оснащённых оборудованием для промывки и уплотнения. Секция промывки непосредственно решает эту проблему, удаляя органические вещества до выгрузки отходов.
Эта стадия промывки значительно снижает содержание органики и запах выгружаемых отходов решёток, улучшает санитарные условия и снижает биохимическую потребность в кислороде (БПК) промывной воды, отводимой из оборудования.
Промытые отходы решёток содержат меньше органических веществ и во многих нормативных системах могут классифицироваться как инертные отходы, что упрощает их утилизацию. Инертные отходы могут приниматься на более дешёвых объектах утилизации по сравнению с органическими отходами. Шнековые прессы Vortex Engineering доступны как с секцией промывки, так и без неё — в зависимости от требований проекта и местных правил утилизации.
Зона прессования и выгрузка
В конце зоны транспортировки отходы решёток поступают в зону прессования. Здесь диаметр шнека увеличивается или диаметр корпуса уменьшается, создавая противодавление, которое сжимает материал за счёт его собственного уплотнения или прижимает его к регулируемой упорной плите на выходе. Такое механическое сжатие удаляет оставшуюся свободную воду, которая отводится обратно через перфорированные стенки корпуса.
Спрессованные и обезвоженные отходы решёток выходят через разгрузочный патрубок в виде полусухого кека. В зависимости от компоновки объекта и способа утилизации выгрузка может осуществляться в контейнер, мешок, на конвейер или в другой приёмный резервуар. Температура кека на выходе может быть немного повышена из-за трения при прессовании — это является нормальным явлением и не указывает на неисправность оборудования.
Шнековые прессы способны снижать содержание воды в отходах решёток до 50% и уменьшать их объём до 75%. Крупные предметы могут вызывать заклинивание, однако автоматическая система управления способна обнаружить перегрузку, автоматически включить реверс механизма, подать аварийный сигнал и остановить оборудование, что в большинстве случаев позволяет устранить препятствие без ручного вмешательства.
Шнековый пресс со встроенной прутковой решёткой
Vortex Engineering поставляет шнековые прессы как в виде отдельных установок, так и в интегрированном исполнении с прутковыми или барабанными решётками. В интегрированной конфигурации шнековый пресс устанавливается непосредственно под решёткой или рядом с ней, при этом отходы решёток поступают прямо в загрузочную часть пресса без отдельной системы транспортировки.
Интегрированная система «решётка–пресс» уменьшает общую занимаемую площадь входных сооружений, устраняет необходимость в промежуточной транспортировке отходов решёток и упрощает систему управления — решётка и пресс управляются как единый комплекс.
На объектах, где решётка и пресс расположены на разных высотных отметках или в разных местах, шнековый конвейер может транспортировать отходы от точки выгрузки решётки к загрузочной части пресса, обеспечивая более гибкую компоновку оборудования.
Применение шнековых прессов в очистке сточных вод
Муниципальные очистные сооружения. Наиболее распространённое применение — уплотнение отходов, поступающих с входных прутковых или барабанных решёток на муниципальных очистных сооружениях. На объектах с производительностью свыше примерно 5 000–10 000 эквивалентных жителей обычно образуется достаточный объём отходов решёток, чтобы использование шнекового пресса было экономически оправданным.
Очистка промышленных сточных вод. Промышленные предприятия с высокой нагрузкой по твёрдым веществам — пищевые, целлюлозно-бумажные, текстильные и другие производства — используют шнековые прессы для обработки отходов, задержанных оборудованием предварительной механической очистки перед поступлением сточных вод на основные стадии обработки.
Насосные станции. Крупные канализационные насосные станции, оснащённые решётками тонкой очистки, используют шнековые прессы для обработки и уплотнения отходов непосредственно на объекте, снижая частоту вывоза контейнеров и транспортировки.
Сооружения комбинированных канализационных переливов. Объекты CSO, оснащённые оборудованием механической очистки, используют шнековые прессы для обработки увеличенного объёма отходов решёток, образующегося во время ливневых событий.
Шнековый пресс и конвейерный пресс
Vortex Engineering предлагает две конфигурации прессов для обработки отходов решёток: шнековый пресс и конвейерный пресс. Оба типа обеспечивают обезвоживание и уменьшение объёма отходов, однако отличаются конструкцией и областью применения.
| Шнековый пресс | Конвейерный пресс | |
|---|---|---|
| Принцип работы | Шнековая транспортировка и прессование | Ленточный или пластинчатый конвейер с прессующей секцией |
| Тип отходов решёток | Подходит для мелких и крупных отходов | Лучше подходит для более крупных и объёмных отходов |
| Занимаемая площадь | Компактная — трубчатая конструкция | Больше |
| Интеграция с решёткой | Легко интегрируется непосредственно под решёткой | Обычно устанавливается отдельно |
| Опция промывки | Доступна | Доступна |
| Лучше всего подходит для | Большинства муниципальных и промышленных применений | Больших объёмов крупных отходов решёток |
Шнековый пресс является более распространённым выбором для муниципальных очистных сооружений благодаря компактной конструкции, простой интеграции с прутковыми решётками и эффективной работе с широким диапазоном типов и объёмов отходов решёток.
Основные компоненты
Загрузочный бункер. Принимает отходы решёток, поступающие с решётки, и направляет их к шнеку. Конструкция предусматривает предотвращение зависания и заклинивания влажного волокнистого материала.
Винтовой шнек. Вращающийся шнек, который перемещает отходы решёток вдоль корпуса пресса и создаёт усилие сжатия в выходной зоне. Изготавливается из износостойкой нержавеющей стали для работы с абразивными отходами.
Перфорированный корпус. Цилиндрический корпус, окружающий шнек в зоне транспортировки. Перфорация обеспечивает свободный отвод воды по мере перемещения отходов решёток. Размер отверстий подбирается таким образом, чтобы минимизировать вынос мелких твёрдых частиц вместе с дренажной водой.
Промывочные форсунки (опционально). Распылительные форсунки в секции промывки, подключённые к источнику чистой воды или очищенного стока. Расположение форсунок обеспечивает равномерную промывку по всему поперечному сечению отходов решёток.
Упорная плита или выходной конус. Создаёт сопротивление, за счёт которого шнек сжимает отходы решёток. Регулируемое противодавление позволяет настраивать степень уплотнения и влажность материала на выходе для различных типов отходов.
Мотор-редуктор и привод. Электрический мотор-редуктор приводит шнек во вращение. Подбирается для непрерывной эксплуатации во влажной и коррозионной среде. Защита от перегрузки предотвращает повреждение оборудования при заклинивании.
Разгрузочный желоб. Направляет спрессованные отходы решёток в контейнер, держатель мешка или на конвейер. Конструкция предусматривает предотвращение просыпания материала и распространения запахов.
Материалы и конструкция
Шнековые прессы Vortex Engineering полностью изготавливаются из нержавеющей стали, выбранной для обеспечения долговечности и гигиеничности в агрессивных условиях обработки отходов решёток.
Корпус, загрузочный бункер и конструктивные элементы: Нержавеющая сталь AISI 304 в стандартном исполнении; AISI 316 доступна для более агрессивных условий или морских применений.
Винтовой шнек: Нержавеющая сталь; для применений с высокой абразивной нагрузкой доступно износостойкое наплавочное покрытие.
Перфорированный корпус: Нержавеющая сталь с точно подобранным размером отверстий для эффективного отвода воды без чрезмерного выноса мелких твёрдых частиц.
Крепёжные элементы: Нержавеющая сталь A2 или A4 в зависимости от условий эксплуатации.
Привод и система управления: Мотор-редуктор и шкаф управления со степенью защиты IP65, подходящие для наружной установки на очистных сооружениях.
Часто задаваемые вопросы
Шнековые прессы наиболее экономически эффективны на очистных сооружениях, где образуется значительный объём отходов решёток — для муниципальных объектов обычно при нагрузке свыше 5 000–10 000 эквивалентных жителей. При меньшей производительности ручное обращение с отходами решёток может быть более экономичным.
Компания Vortex Engineering может определить экономически целесообразную границу применения шнекового пресса для конкретной конфигурации очистных сооружений.
Да. Шнековые прессы предназначены для обработки волокнистых отходов решёток и ветоши, характерных для муниципальных сточных вод. Геометрия шнека и крутящий момент привода подбираются таким образом, чтобы обеспечивать работу с такими материалами без заклинивания при нормальных условиях эксплуатации.
При значительном скоплении плотной ветоши возможны отдельные случаи засорения, которые обычно устраняются путём реверсирования вращения шнека.
Типичная степень уплотнения составляет от 3:1 до 5:1 в зависимости от типа отходов решёток, их влажности и настройки противодавления. Влажные отходы с решёток тонкой очистки обычно достигают более высокой степени уплотнения, чем более крупные и сухие отходы с прутковых решёток.
В частности, отходы решёток тонкой очистки содержат разлагаемые органические вещества, жиры, плавающие загрязнения и патогенные микроорганизмы, которые могут вызывать неприятные запахи и создавать санитарные риски при обращении и утилизации. Секция промывки повышает гигиеничность отходов решёток и может снизить затраты на утилизацию в тех случаях, когда органические отходы облагаются более высокими тарифами, чем инертные.
Секция промывки рекомендуется для очистных сооружений, расположенных в чувствительных к запахам зонах, при высоком содержании органики в отходах решёток или когда местные нормативные требования различают промытые и непромытые отходы. Однако она не является обязательной для всех применений.
Прессовая вода — жидкость, удаляемая в процессе уплотнения, — отводится через перфорированный корпус и собирается в дренажном желобе. Затем она возвращается во входной канал или приёмный резервуар для повторного прохождения через технологический процесс очистки.
Прессовая вода содержит высокую концентрацию взвешенных веществ и не должна сбрасываться в поверхностные воды или канализацию без предварительной очистки.
Наиболее распространённым способом утилизации спрессованных отходов решёток является их вывоз на полигон, в том числе совместно с твёрдыми коммунальными отходами. Другие варианты включают захоронение непосредственно на объекте (только для небольших установок), сжигание отдельно или совместно с осадком (как правило, только на крупных объектах), а также измельчение и возврат отходов решёток в поток сточных вод — однако последний вариант обычно не рекомендуется, поскольку возвращает органическую нагрузку обратно в процесс очистки.
В некоторых юрисдикциях перед захоронением на полигоне отходы решёток требуется стабилизировать известью для контроля патогенных микроорганизмов.
Компания Vortex Engineering проектирует и производит шнековые прессы в рамках полной линейки оборудования для механической очистки и полного ассортимента оборудования для очистки сточных вод
