Tromlefilter eller diskfilter? Sådan vælger du spildevands- og akvakulturfiltrering

At vælge mellem et tromlefilter og et diskfilter er ikke blot et spørgsmål om, hvilken teknologi der giver "bedre filtrering". For spildevandsbehandlingsanlæg, recirkulerende akvakultursystemer, industrielt vandgenbrugsprojekter og tertiære poleringsapplikationer afhænger det korrekte valg af hydraulisk flow, koncentration af suspenderede faste stoffer, nødvendig partikelfjernelse, tilgængeligt fodaftryk, tilbageskylningsstrategi og langsigtede vedligeholdelseskrav.

Der er også en vigtig terminologisk skelnen. I spildevands- og akvakulturapplikationer, en tromlefilter refererer normalt til en roterende tromle mikroskærm , mens et skivefilter normalt bruger flere roterende filterskiver eller stof-mediepaneler for at give et stort filtreringsområde i en kompakt struktur. Dette er forskelligt fra de roterende vakuumtromlefiltre og vakuumskivefiltre, der bruges til kageafvanding i minedrift og kemisk behandling.

Hangzhou NIHAO Environmental fokuserer på vand- og spildevandsbehandlingsapplikationer, så den følgende sammenligning omhandler primært mekaniske mikroskærme og tertiære filtreringssystemer.

Arbejdsprincipper og nøgledesignforskelle mellem tromle- og diskfiltre

Et roterende tromlefilter bruger en cylindrisk skærm, der roterer langsomt, mens en del af tromlen forbliver nedsænket. Spildevand kommer sædvanligvis ind i tromlen aksialt og passerer udad gennem sigten. Suspenderede partikler, der er større end skærmåbningerne, forbliver på den indre skærmoverflade. Efterhånden som faste stoffer akkumuleres, øges den hydrauliske modstand, indtil en niveausensor eller differential-vandstandskontrol starter rengøringen.

Tromlen roterer derefter, mens sprøjtedyser vasker de faste stoffer ned i et internt opsamlingstrug. NIHAO tromlefiltersystemer bruger dette princip til applikationer som akvakulturcirkulationsvand, råvandsbehandling, fjernelse af alger og spildevandsforbehandling.

Et spildevandsskivefilter opnår et lignende mål for fjernelse af faste stoffer, men fordeler filtermediet på tværs af flere lodrette eller delvist nedsænkede skiver. Vand passerer gennem stof eller mikroskærme, der er fastgjort til individuelle skivesegmenter. Efterhånden som faste stoffer akkumuleres, roterer skiverne gennem en rensezone, hvor tilbageskylningsspray eller sugesystemer fjerner tilbageholdt materiale.

Den vigtigste tekniske fordel ved diskkonfigurationen er filtreringsareal pr. enhedsfodaftryk . Tilføjelse af diske øger det aktive filtreringsområde uden proportionalt at øge udstyrets fodaftryk. Kommercielle klud-mediediskfiltre bruges derfor ofte til fjernelse af tertiære suspenderede faste stoffer, hvor plantepladsen er begrænset.

Forskellen kan opsummeres som følger:

Det vigtigste indkøbsspørgsmål er derfor ikke, om en tromle eller en skive "filtrerer bedre", men hvor meget filtreringsareal, der kræves ved den forventede hydraulik- og faststofbelastning.

Filtreringsydelse: Micron-klassificeringer, partikelstørrelse, energi og brug af tilbageskylningsvand

Micron rating er en af de første specifikationer, købere sammenligner, men den bør ikke vurderes alene.

NIHAO roterende tromle mikroskærme kan bruge skærmåbninger i ca 30-200 mikron rækkevidde , med 60-200 mikron almindeligt anvendt i akvakultur mekanisk filtrering. En finere skærm kan fange mindre partikler, men den akkumulerer også faste stoffer hurtigere og kræver normalt hyppigere tilbageskylning.

Skivefiltre kan også udstyres med fintvævede eller luv-dug-medier. Deres store samlede filtreringsområde tillader relativt høj hydraulisk gennemstrømning, samtidig med at de bevarer et kompakt installationsfodaftryk. Veolia beskriver klud-mediediskfiltrering specifikt som en teknologi til fjernelse af fine suspenderede faste stoffer og spildevandspolering.

Flere præstationsvariable bør overvejes sammen:

Ingen af teknologierne har en universel tilbageskylningsvandsprocent eller kWh pr. kubikmeter værdi. Disse tal varierer betydeligt med indflydende TSS, partikelkarakteristika, medieåbning, hydraulisk belastning, dysetryk, automatiseringslogik og om filtreret vand genbruges til rengøring.

For amerikanske spildevandsanlæg er denne skelnen vigtig, fordi tertiær filtrering ofte er installeret for yderligere at reducere suspenderede faste stoffer før udledning, genbrug eller desinfektion. Den nuværende Californiske lovgivningsvejledning inkluderer eksplicit stofmedier og diskfiltrering blandt tertiær-behandlingsfiltreringsteknologier, der bruges til at reducere resterende TSS og biologisk nedbrydelige organiske stoffer.

For akvakultur kan partikelfjernelse være endnu mere følsom, fordi uspist foder og fækale faste stoffer skal fjernes, før de nedbrydes til finere opløste eller kolloide forurenende stoffer. EPA bemærker, at akvakulturanlæg, der opererer under NPDES-tilladelser, kan stå over for numeriske eller narrative spildevandsbegrænsninger, der kontrollerer udledning af forurenende stoffer.

Omkostningsfordeling: CAPEX, OPEX og Total Cost of Ownership

Hvis du kun sammenligner købsprisen på udstyret, kan det føre til forkert filtervalg.

Samlede installerede omkostninger bør omfatte:

• Filterudstyr
• Beton- eller støttestruktur
• Pumper og rør
• El- og PLC-styringer
• Backwash system
• Installationsarbejde
• Udskiftning af skærm eller klud
• Vedligeholdelse af sprøjtedyse
• Lejer og tætninger
• Elektricitet
• Håndtering af tilbageskylningsvand
• Bortskaffelse af slam eller sigte

Diskfiltre kan give et betydeligt filtreringsområde i et relativt lille fodaftryk, men hver ekstra disk introducerer flere mediepaneler, tætninger, interne komponenter og reservedele. De oprindelige udstyrsomkostninger kan derfor stige hurtigt, efterhånden som den hydrauliske kapacitet øges.

Tromlefiltre har generelt et mekanisk ligetil cylindrisk skærmarrangement. Skader eller blænding af hovedskærmen kan dog påvirke en relativt stor del af filtreringsområdet på én gang.

Udgivne kommunale projektomkostninger i USA illustrerer, hvorfor købere bør undgå at behandle ét nummer som en universel "diskfilterpris." Et Illinois spildevandsplanlægningsdokument inkluderede ca 200.000 USD i kapitalomkostninger forbundet med filtrering af klud-mediediske i et projekt, mens en Fresno genbrugsvandsteknisk rapport anslog ca $4,1 millioner samlede kapitalomkostninger og $90.000 årlige drifts- og vedligeholdelsesomkostninger for en 5 MGD klud-mediefiltreringsinstallation . Disse tal repræsenterer projektspecifikke installerede systemer snarere end tilbud på kun udstyr.

Ved foreløbige indkøb er det derfor mere nyttigt at anmode om:

CAPEX pr. designflow årlige OPEX forventede omkostninger til udskiftning af medier 10- eller 20-års livscyklusomkostninger

i stedet for at sammenligne filterkøbspriser alene.

Anvendelsesbeslutningsmatrix: Kommune, industri, akvakultur, minedrift og fødevarer

Forskellige brancher stiller meget forskellige krav til mekanisk filtrering.

Kommunalt spildevand

Skivefiltrering bliver særligt attraktiv, når en kommune skal tilføje tertiær filtrering uden at opføre en stor ny filterbygning. EPA teknisk litteratur anerkender også tertiær filtrering som en vigtig metode til at reducere fine suspenderede faste stoffer, der er tilbage efter sekundær klaring.

Akvakultur

Roterende tromlefiltre er blandt de mest praktiske mekaniske filtre til recirkulerende akvakultursystemer, fordi de løbende fjerner suspenderet fiskeaffald, før det går i biologisk behandling.

NIHAO tromlefiltre kan bruge fine mikroskærme til at opfange foderpartikler, afføring, fibre og andet suspenderet materiale.

Et nyligt akvakulturdokument fra Maine beskriver f.eks. spildevand, der først passerer gennem et tromlefilter udstyret med ca. 36–40 mikron skærmdug , der demonstrerer, hvordan fin tromlescreening kan bruges i intensive akvakultursystemer.

Industrielt spildevand

Der er ingen universel vinder.

En fabrik, der producerer relativt ensartet spildevand med moderat TSS, men kræver et lille udstyrsfodaftryk, kan favorisere et skivefilter. Spildevand indeholdende fibre, alger, større organiske faste stoffer eller variabel belastning kan være lettere at håndtere med et roterende tromlefilter.

Pilottest er meget tilrådeligt, når faste stoffer er klæbrige, olieagtige, fibrøse eller usædvanligt sammentrykkelige.

Minedrift

Det er her terminologi bliver vigtig.

Højkoncentreret mineralsk gylle bør generelt ikke sammenlignes ved hjælp af almindelige spildevandstromle-mikroskærme og klud-mediediskfiltre.

Minedrift plants frequently use vakuumtromlefiltre, vakuumskivefiltre, keramiske skivefiltre, bæltefiltre eller filterpresser at fremstille en afvandet filterkage. ANDRITZ tilbyder f.eks. vakuumskivefiltrering specifikt til koncentreret mineralopslæmning, med modulære filtreringsområder, der når hundredvis af kvadratmeter.

Disse er fundamentalt forskellige maskiner fra de mikroskærmtromlefiltre, der bruges i RAS.

Mad og drikke

Fødevareforarbejdningsprojekter kræver ikke kun opmærksomhed på filtreringsnøjagtighed, men også på rengøringsevne, dræning, materialekompatibilitet, svejsekvalitet, døde zoner og hygiejnisk adgang.

FDAs fødevareforarbejdningsvejledning lægger vægt på glatte, ikke-absorberende, rengørbare overflader og udstyrsdesign, der minimerer nicher, hvor forurening kan ophobes.

Til disse applikationer kan rustfri stålkonstruktion og et let tilgængeligt rengøringssystem være vigtigere end at vælge "tromle" eller "skive" udelukkende baseret på filtreringsområde.

Vedligeholdelse, tilbageskylningscyklusser og almindelige fejlpunkter

Begge systemer er designet til automatisk drift, men ingen af dem bør betragtes som vedligeholdelsesfrie.

Almindelige problemer med tromlefilter

Typiske inspektionspunkter omfatter:

• Skærmtilsmudsning eller biologisk vækst
• Beskadigede skærmpaneler
• Tilstoppede sprøjtedyser
• Slid på kæde eller drev
• Slid på lejer
• Forkert kalibrering af vandstandssensor
• Ophobning af faste stoffer i udløbstruget
• Pumpetryktab

Tilbageskylning bør normalt styres efter vandstandsforskel eller hydraulisk modstand frem for en vilkårlig fast tidsplan.

Høj TSS, fine sigteåbninger, alger, olie eller fibrøst spildevand vil forkorte intervallet mellem rengøringscyklusser.

Almindelige diskfilterproblemer

Operatører bør inspicere:

• Stof-medier blændende
• Beskadigede eller forvrængede skivesegmenter
• Spray-dyse blokering
• Tætningsslid
• Aksel og lejetilstand
• Drevjustering
• Ophobning af faste stoffer omkring skivemodulerne
• Tilbageskylningspumpens ydeevne

Da skivesystemer indeholder flere individuelle filterpaneler, kan vedligeholdelse nogle gange udføres på individuelle segmenter i stedet for at erstatte hele filtreringsoverfladen. En stor installation kan dog indeholde mange paneler, hvilket øger antallet af dele, der skal efterses.

EPA mikroskærmforskning har længe identificeret faststofoverførsel og tilbageskylning som kritiske dele af mekanisk mikroskærms ydeevne.

For begge teknologier bør operatører registrere tilbageskylningsfrekvens, differentialvandstand, indgående TSS, spildevands-TSS, motorstrøm, dysetryk og medietilstand. En pludselig stigning i rengøringshyppigheden indikerer normalt enten stigende tørstofbelastning eller tab af effektivt filtreringsområde.

Trommefilter eller diskfilter: Hvilket skal du vælge?

For de fleste projekter kan beslutningen reduceres til flere spørgsmål:

1. Hvad er gennemsnits- og peakflowet?
2. Hvad er den indflydelsesrige TSS-koncentration?
3. Hvilken partikelstørrelse skal fjernes?
4. Hvilket spildevands-TSS er påkrævet?
5. Hvor meget installationsplads er tilgængelig?
6. Kan filtreret vand genbruges til tilbageskylning?
7. Hvor variabel er belastningen af ​​faste stoffer?
8. Er de faste stoffer fibrøse, klæbrige, olieagtige, slibende eller biologiske?
9. Hvilken vedligeholdelsesadgang er tilgængelig?
10. Hvilken udlednings- eller genbrugsstandard skal systemet opfylde?

A roterende tromlefilter er ofte det stærkeste valg til akvakultur, råvandsscreening, fjernelse af alger, forbehandling og kontinuerligt varierende belastning af suspenderede faste stoffer .

A skivefilter er ofte attraktivt til kommunal tertiær behandling, genbrug af vand, eftermonteringsinstallationer og projekter, der kræver et meget stort filtreringsområde inden for et begrænset fodaftryk .

For udfordrende industrispildevand bør det rigtige svar komme fra vandanalyse og pilottest i stedet for udstyrsgeometri alene.

Hangzhou NIHAO Environmental kan evaluere flowhastighed, TSS-koncentration, påkrævet mikronvurdering, tilgængeligt fodaftryk, konstruktionsmaterialer og krav til tilbageskylning, før der anbefales en passende filtreringskonfiguration.

For amerikanske projekter skal købere også bekræfte, at det foreslåede behandlingstog er foreneligt med de gældende udledningstilladelser, krav om genbrug og – hvor det er relevant – sanitære krav til fødevareforarbejdning.

FAQ

Hvad er den typiske filtreringseffektivitet eller mikronvurdering af et tromlefilter sammenlignet med et skivefilter?

Roterende tromle mikroskærme fungerer almindeligvis i intervallet ti-til-hundred-mikroner. NIHAO tromlefiltre kan bruge ca. 30-200 mikron skærme afhængigt af applikationen. Diskfilterets ydeevne afhænger i høj grad af den installerede klud eller mikroskærmmediet.

Hvordan er tromlefiltre og skivefiltre sammenlignet med hensyn til energiforbrug og brug af tilbageskylningsvand?

Begge bruger normalt relativt beskeden mekanisk drivkraft, med yderligere energi, der kræves til tilbageskylningspumper eller sugerensesystemer. Det faktiske energi- og vaskevandsforbrug afhænger mere af hydraulisk belastning, TSS, medieåbning og rengøringsfrekvens end af, om maskinen bruger en tromle eller skiver.

Hvilken filtertype er bedre til akvakulturapplikationer?

Roterende tromlefiltre er generelt det mere etablerede valg til mekanisk RAS-filtrering, fordi de kontinuerligt opfanger foderaffald, fækalier og andre suspenderede stoffer, mens de automatisk skyller skærmen tilbage.

Hvad er de mest almindelige vedligeholdelsesproblemer?

Tromlefiltre oplever sædvanligvis skærmtilsmudsning, dyseblokering, lejeslitage og opbygning af udledningsrende. Skivefiltre kan opleve kludblænding, beskadigede skivesegmenter, slid på tætninger, blokerede rensedyser og problemer med akslens justering.

Hvor meget koster tromlefiltre og skivefiltre over deres fulde livscyklus?

Der er ingen pålidelig pris for universel udstyr. Kapacitet, filtreringsområde, metallurgi, automatisering, civilt byggeri og tilbageskylningsinfrastruktur kan ændre de installerede omkostninger dramatisk. Sammenlign tilbud med samlet installeret CAPEX plus årlige omkostninger til energi, vand, reservedele og udskiftning af medier.

Hvad er den mindste partikelstørrelse, som en tromle eller et skivefilter pålideligt kan fjerne?

Den praktiske fjernelsesgrænse bestemmes hovedsageligt af skærm- eller medieåbning sammen med partikelform og driftsbetingelser. Fintromlemikroskærme kan nå op på flere titus mikrometer, mens specialiserede diskmediesystemer kan konfigureres til fin tertiær polering.

Kan skivefiltre håndtere minedriftsslam lige så effektivt som tromlefiltre?

Standard spildevandsskivefiltre og roterende tromlemikrosigter er generelt ikke det korrekte udstyr til koncentreret minedriftsslam. Afvanding af minedrift kræver normalt vakuumskivefiltre, keramiske filtre, vakuumtromlefiltre eller trykfiltreringsudstyr, der er specielt designet til at danne og udlede en filterkage.