Odwadnianie osadu w workach przebieg w pięciu krokach, placek filtracyjny, filtrat i granice metody. Przeczytaj poradnik!
Odwadnianie osadu: o co chodzi
Odwadnianie osadu polega na zmniejszeniu udziału cieczy w mieszaninie fazy stałej z wodą. Powód jest niemal zawsze ten sam: woda jest ciężka, woda zajmuje objętość, a jedno i drugie kosztuje przy transporcie i przy utylizacji. Kto obniży zawartość wody przed wywozem, wywozi mniej i mniej oddaje do utylizacji.
Metod jest kilka. Wirówki dekantacyjne, prasy komorowe, prasy ślimakowe i filtry taśmowe pracują w sposób ciągły lub półciągły, z techniką maszynową i odpowiednim nakładem inwestycyjnym oraz obsługowym. Odwadnianie w worku filtracyjnym więcej pracuje partiami i bez części ruchomych: mieszanina trafia do tekstylnego worka, woda wychodzi przez ściankę, faza stała zostaje. To jest oddzielanie fazy stałej od ciekłej w najprostszej dostępnej postaci, a w literaturze technicznej znajdą je Państwo także pod nazwą separacja fazy stałej od ciekłej osadów.
Dla tej konstrukcji używa się w Polsce kilku określeń. Worki odwadniające, worki ociekowe, worki odciekowe i worki do odsączania osadów oznaczają ten sam produkt; różnią się tylko akcentem, raz na czynności, raz na efekcie. Odsączanie osadów w workach i filtracja osadów w workach opisują tę samą operację innym czasownikiem. Ten poradnik opisuje, jak to konkretnie przebiega, na co zwrócić uwagę i gdzie metoda przestaje być właściwa.
Odwadnianie osadu w workach w pięciu krokach
Krok 1: ustawienie. Worek wymaga równego, nośnego podłoża. Po napełnieniu jest ciężki, a co stoi krzywo, będzie stało jeszcze krzywiej. Pod spodem filtrat musi mieć kontrolowany odpływ, czyli spadek do rynny zbiorczej albo wannę. Miejsce ustawienia trzeba wybrać tak, żeby napełniony worek dało się później osiągnąć przewidzianym urządzeniem dźwigowym. Ten ostatni punkt jest pomijany najczęściej.
Krok 2: napełnianie. Worek jest otwarty od góry i nie ma stałego króćca. Napełnia się go wężem, rurą, pompą, wiadrem albo wprost ze zbiornika zbiorczego. Sensowne jest równomierne rozłożenie: kto zawsze wlewa w to samo miejsce, buduje tam placek szybciej, podczas gdy pozostałe części powierzchni filtracyjnej pozostają niewykorzystane. Przy bardzo rzadkim materiale opłaca się napełniać etapami i pomiędzy nimi pozwolić wodzie odejść.
Krok 3: odwadnianie. Teraz dzieje się to, o co chodzi, i dzieje się samo. Słup wody w worku wytwarza ciśnienie, które przetłacza wodę przez tekstylia. Na początku idzie szybko, potem coraz wolniej, ponieważ wewnątrz narasta warstwa osadu. Ta warstwa nie jest błędem. Jest drugim filtrem, który zatrzymuje drobniejsze cząstki niż same tekstylia, i jednocześnie jest powodem spadku przepływu.
Krok 4: wyjmowanie. Gdy odejdzie dość wody, worek podnosi się za uchwyty taśmowe. Decyduje tu rzeczywista masa, a nie objętość. Worek napełniony w trzech czwartych ciężkim osadem mineralnym może ważyć wyraźnie więcej niż pełny worek z lekkim materiałem organicznym. Urządzenie dźwigowe i osprzęt muszą odpowiadać rzeczywistemu obciążeniu. Który rozmiar ma jakie obciążenie robocze, pokazuje poradnik doboru rozmiaru więcej.
Krok 5: utylizacja. Worek i zawartość idą razem drogą, którą wyznacza klasyfikacja odpadu. Worki filtracyjne są produktami jednorazowego użytku.
Co decyduje o przebiegu odwadniania
Jak szybko i jak daleko osad się odwodni, zależy od kilku wielkości, które wzajemnie na siebie wpływają.
| Wielkość wpływająca | Działanie |
|---|---|
| zawartość fazy stałej | większy udział oznacza mniej wody do usunięcia, ale też szybsze narastanie placka |
| wielkość cząstek i kłaczków | materiał gruby odwadnia się szybciej; drobne, pylaste frakcje zatykają tekstylia |
| kształt ziaren | materiał ostrokrawędzisty buduje bardziej przepuszczalny placek niż płytkowy |
| kondycjonowanie | osad skłaczkowany oddaje wodę wyraźnie lepiej niż nieskłaczkowany |
| temperatura | cieplejsza woda jest rzadsza i spływa szybciej |
| wysokość napełnienia | więcej słupa wody oznacza większe ciśnienie, ale też większe obciążenie placka |
| powierzchnia filtracyjna | większa zwilżona powierzchnia rozkłada placek i opóźnia zatykanie |
Z tej listy wynika najważniejszy praktyczny wniosek: powszechnie obowiązującego czasu odwadniania nie ma. Kto podaje liczbę, albo zna dany osad dokładnie, albo zgaduje. Przy medium, którego jeszcze Państwo nie odwadniali, próba wstępna z jednym workiem jest najszybszą i najtańszą drogą do wiarygodnej podstawy planowania.
Worek filtracyjny 100 µm: dlaczego O90 nie jest granicą rozdziału
Dla wolnostojących worków filtracyjnych udokumentowana jest charakterystyczna wielkość porów O90 równa 100 µm. Kto szuka worka filtracyjnego 100 µm, czyta tę wartość zwykle jako granicę rozdziału, a nią nie jest.
O90 to wskaźnik z badań geowłóknin. Mówi, że 90 procent porów w materiale jest mniejszych niż podana wartość. Nie mówi, która cząstka zostanie zatrzymana. Po pierwsze pory nie są prostymi kanałami, tylko splątaną siecią. Po drugie zatrzymywanie zmienia się znacznie wraz z narastaniem placka: cząstka 40 µm, która na początku przechodzi, po dziesięciu minutach jest już przez warstwę trzymana.
Przy worku Classic i przy włókninach do osadów lakierniczych część wartości opatrzona jest słowem „nominalnie”. To także jest dana konstrukcyjna producenta, a nie zmierzona granica rozdziału.
Praktycznie oznacza to, że jeżeli zależy Państwu na klarowności filtratu, próba wstępna jest właściwym środkiem. A jeżeli pierwszy filtrat jest mętny, warto poczekać na drugi, zanim uznają Państwo materiał za nieodpowiedni.
Jak czytać wartości przepływu materiału filtracyjnego
Dla geowłókniny 200 g/m² udokumentowano 80 l/s/m² przy słupie wody 50 mm i 135 l/s/m² przy słupie wody 100 mm. Dla worka Classic podana jest przepuszczalność powietrza 500 l/dm²/min przy 200 Pa, dla obu włóknin do osadów lakierniczych 8 900 i 4 300 l/m²/s.
Wszystkie te liczby dotyczą płaskiego, czystego materiału na stanowisku badawczym. Doskonale nadają się do porównywania materiałów między sobą. Nie nadają się do obliczania przepustowości napełnionego worka. Materiał dwa razy bardziej otwarty nie odwodni danego osadu dwa razy szybciej, ponieważ od chwili, gdy odwadnianie ruszy, o oporze decyduje placek, a nie tekstylia.
Filtrat: przefiltrowany to nie znaczy oczyszczony
Woda wypływająca z worka jest przefiltrowana, a nie oczyszczona. Różnica jest znaczna. Oddzielone zostają cząstki stałe powyżej granicy zatrzymywania. Nie zostają oddzielone substancje rozpuszczone, oleje w emulsji, sole, metale w roztworze i wszystko, co określa pH.
Czy filtrat może trafić do kanalizacji, może wrócić do obiegu, czy musi zostać usunięty jako ściek, zależy od medium wyjściowego i od miejscowych wymagań. Przy wodzie z mycia betoniarek tematem jest zwykle odczyn pH więcej, przy ściekach warsztatowych zawartość węglowodorów, przy wodach procesowych pozwolenie zakładowe. To pytanie należy do początku planowania, a nie do jego końca.
Gdzie odwadnianie w workach dochodzi do granic
Metoda jest dobra, gdy pasuje, i słaba, gdy nie pasuje. Uczciwie należy do niej wymienić te przypadki:
Ciągły dopływ przez godziny lub dni. Do tego zbudowane są wirówka dekantacyjna, prasa ślimakowa i prasa komorowa. Worek filtracyjny pracuje partiami, na przykład przy osadzie ściekowym z małych oczyszczalni więcej.
Wysokie wymagania co do suchej masy. Jeżeli trzeba osiągnąć określoną wilgotność resztkową, pewniejszym wyborem jest metoda ciśnieniowa. Grawitacja robi tyle, ile potrafi.
Bardzo drobne osady, których nie da się skłaczkować. Jeżeli materiał od razu zatyka tekstylia i nie powstaje przepuszczalny placek, woda niemal nie przechodzi.
Duże ilości przy ograniczonym miejscu. Odwadnianie w workach wymaga powierzchni i czasu. Tam, gdzie brakuje obu, staje się nieopłacalne.
Media o niejasnym składzie chemicznym. Polipropylen jest odporny wobec wielu mediów wodnych, ale nie wobec wszystkich. Przy rozpuszczalnikach, wysokich temperaturach albo agresywnych stężeniach medium należy sprawdzić wcześniej więcej.
Jeżeli któryś z tych punktów dotyczy Państwa sytuacji, mówimy to raczej wcześniej niż po pierwszej próbie.
Worek, workownica, stacja, wirówka: co jest czym
Cztery pojęcia bywają w rozmowach mylone, a oznaczają rzeczy z różnych poziomów.
Worek filtracyjny to element zużywalny. Trzyma fazę stałą i przepuszcza wodę. To dostarcza WINKLER.
Workownica to instalacja, w której worki pracują: stelaż lub gniazdo, rozprowadzenie, odbiór filtratu, czasem dozowanie polimeru. Systemy tego typu oferują dostawcy instalacji. WINKLER nie buduje workownicy, natomiast szyje worki filtracyjne do workownicy według wymiaru istniejącej ramy więcej. Kto ma workownicę do odwadniania osadu i szuka wkładów, jest u nas we właściwym miejscu; kto szuka samej workownicy do osadów, nie.
Stacja odwadniania osadu to zwykle kompletny węzeł z pompą, dozowaniem polielektrolitu i techniką mechaniczną. Także tego nie dostarczamy.
Wirówka do odwadniania osadów jest inną metodą mechaniczną. Pracuje ciągle, osiąga wyższą suchą masę i wymaga inwestycji oraz obsługi. Tam, gdzie stoi wirówka, worek bywa uzupełnieniem na czas postoju albo dla strumieni bocznych, ale nie zamiennikiem.
Osobnym pojęciem są elastyczne kontenery do odwadniania osadów. Określenie bywa używane zarówno dla worków filtracyjnych, jak i dla geotechnicznych rękawów odwadniających oraz dla pojemników typu big bag. Ponieważ oznacza trzy różne wyroby, używamy go tylko wtedy, gdy z kontekstu wiadomo, o który z nich chodzi.
Osobno stoi polielektrolit do odwadniania osadu. Jest to chemia procesu poprzedzającego, nie medium filtracyjne. WINKLER nie dostarcza polielektrolitów i nie doradza w ich doborze. Warto jednak wiedzieć, że przy osadach organicznych to właśnie kondycjonowanie decyduje o wyniku częściej niż tekstylia; szerzej opisuje to strona o osadach ściekowych więcej.
Kiedy odwadnianie w workach jest lepszym wyborem
Za metodą przemawia sporo, gdy warunki brzegowe pasują. Nie ma nakładu inwestycyjnego na instalację. Nie ma konserwacji części ruchomych. Miejsce ustawienia jest dowolne i może się zmieniać: worek idzie tam, gdzie powstaje osad, zamiast wozić osad do instalacji. Nakład skaluje się z ilością, a nie z wielkością maszyny. A przy nieregularnym napływie żadna maszyna nie stoi bezczynnie.
Dla zakładów, w których osad powstaje, ale nie w ilościach uzasadniających prasę, jest to często rozwiązanie najbardziej ekonomiczne. System odwadniania osadu w workach składa się w najprostszej postaci z czterech elementów: worka, podłoża, odbioru filtratu i urządzenia dźwigowego. Tak rozumiany system worków do odwadniania osadów nie wymaga ani zasilania, ani sterowania.
Lista kontrolna przed pierwszym zastosowaniem
podłoże równe, nośne, odbiór filtratu przygotowany
miejsce ustawienia dostępne dla urządzenia dźwigowego
napełniać równomiernie, przy rzadkim materiale etapami
klasę obciążenia dobrać według spodziewanej masy, nie według objętości
przy nieznanym osadzie najpierw przetestować i zważyć jeden worek
droga filtratu wyjaśniona przed pierwszym użyciem
droga utylizacji i klasyfikacja odpadu uzgodnione z odbiorcą odpadów
Szczegółowe przykłady zastosowań: osad ściekowy więcej, szlam betonowy i kamieniarski więcej, osad wiertniczy więcej, osad z zamiatarek więcej oraz osad lakierniczy więcej.
