Способ и устройство для обезвоживания шлама на фильтровальной сетке

Группа изобретений относится к обезвоживанию шлама. Способ обезвоживания шлама (3) на фильтровальной сетке (2) включает очистку сетки (2) посредством промывочных сопел (9) и ее перемещение в область (10) подачи. В шлам (3) вводят флокулянт. После этого шлам (3) по меньшей мере частично обезвоживают. Растекаемость шлама (3) на фильтровальной сетке (2) определяют оптически. Количество вводимого флокулянта устанавливают так, чтобы долю свободной поверхности фильтровальной сетки (2) в контрольной зоне поддерживать постоянной. Контрольную зону располагают на очищенной части фильтровальной сетки (2) в области (10) подачи. Устройство для обезвоживания шлама содержит устройство (7) подачи флокулянта, расположенную после устройства (7) подачи флокулянта фильтровальную сетку (2), промывочные сопла (9), устройство (11) для оптического определения растекаемости шлама (3), соединенное посредством системы (13) управления с устройством (7) подачи флокулянта и представляющее собой камеру (11), выполненную с возможностью регистрации контрольной зоны в области (10) подачи на очищенной фильтровальной сетке (2). Группа изобретений позволяет обеспечить простоту введения оптимального количества флокулянта независимо от подачи материала и вида шлама. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу обезвоживания шлама на фильтровальной сетке, которую очищают посредством промывочных сопел, и которая затем перемещается в область подачи, при этом в шлам вводят флокулянт, после чего шлам по меньшей мере частично обезвоживается, при этом растекаемость шлама на фильтровальной сетке определяют оптически и количество вводимого флокулянта устанавливают в зависимости от площади свободной поверхности фильтровальной сетки в контрольной зоне. Изобретение относится также к устройству для обезвоживания шлама, содержащему устройство подачи флокулянта и расположенную после устройства подачи флокулянта фильтровальную сетку, которую очищают посредством промывочных сопел, прежде чем она попадет в область подачи, при этом предусмотрено устройство, в частности камера, предназначенное для оптического определения растекаемости шлама и соединенное посредством системы управления с устройством подачи флокулянта для регулирования количества вводимого флокулянта.

Уровень техники

Из уровня техники известны способы обезвоживания шламов, согласно которым шламы, в частности шлам сточных вод или волокнистый шлам, обезвоживают посредством добавления флокулянта. При этом на первом этапе флокулянт добавляют в шлам, чтобы вызвать в нем образование хлопьев, после чего шлам поступает на фильтровальную сетку, например на гравитационный стол, при этом жидкость, присутствующая в шламе, стекает через фильтровальную сетку, в то время как сухие хлопья шлама остаются на фильтровальной сетке. Таким образом осуществляют сушку или обезвоживание шлама. Такие способы, в частотности, известны из публикации US 2007/0090060 А1, 26.04.2007, [0007]-[0027].

В таких способах дозирование флокулянта является важным параметром. С одной стороны, только при правильном дозировании можно обеспечить требуемое содержание сухого вещества, поскольку как избыточное, так и недостаточное хлопьеобразование оказывает негативное влияние на эффективность процесса обезвоживания или фильтрации. С другой стороны, учитывая стоимость самого флокулянта, его избыточное добавление дополнительно приводит к удорожанию способа.

Обычно количество флокулянта, добавляемого в шлам, регулирует вручную обслуживающий персонал, который визуально определяет состояние хлопьеобразования шлама. Это накладывает высокие требования на обслуживающий персонал, как относительно способности делать заключение о правильности состояния хлопьеобразования, так и в части выносливости и внимательности. Так, для обслуживающего персонала в большинстве случаев не очевидна возможность улучшения степени обезвоживания за счет увеличения или уменьшения количества вводимого флокулянта, поскольку как избыточное, так и недостаточное дозирование флокулянта приводит к плохой степени обезвоживания. В результате правильное дозирование флокулянта в способах известного уровня техники можно обеспечить только с большим трудом, и, поскольку указанные способы осуществляют чаще всего не в оптимальной рабочей точке, то получают невысокую степень обезвоживания или большой расход флокулянта.

Известны также автоматизированные способы, например, способ, раскрытый в US 5 380 440, согласно которому видеосигнал от поверхности влажного слоя твердого материала записывают на кинопленку и сравнивают с определенным заданным значением содержания влаги. При этом можно обеспечить оптимальный расход флокулянта для обезвоживания до значения влажности, представленного в определенном месте кинопленки, однако невозможно получить оптимальную или минимальную влажность. Далее, из US 2007/0090060 известна система, в которой рассматривают контрольную область, подвергаемую ворошению для улучшения обезвоживания. Однако вследствие загрязнения кинопленки и неравномерности растекаемости отдельных шламов при этом изначально необходимо добавление большого количества флокулянта, чтобы рассматривать требуемые кинопленки в качестве базы для измерений. Таким образом, результат измерения становится сильно искаженным и неточным и не может привести к минимальному добавлению флокулянта.

Раскрытие сущности изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить указанный вначале способ, который обеспечивает введение правильного количества флокулянта и, таким образом, достижение оптимальной степени обезвоживания, и также является воспроизводимым.

Настоящее изобретение отличается тем, что на очищенной части фильтровальной сетки в области подачи, например на краевой части, предусмотрена контрольная зона.

Благодаря тому, что измерение проводят на свободной поверхности фильтровальной сетки, получают более объективное значение растекаемости шлама, которое используют для регулирования или изменения количества вводимого флокулянта. При этом для регулирования количества вводимого флокулянта больше не требуется подверженное ошибкам заключение обслуживающего персонала о состоянии хлопьеобразования, и, благодаря правильному количеству вводимого флокулянта согласно данному способу, обеспечивается оптимальная степень обезвоживания при экономичном режиме работы. Степень обезвоживания показывает количество жидкости, отбираемой из шлама за единицу времени в указанном способе. Далее, способ согласно изобретению может быть также автоматизирован, поскольку определенное изменение площади свободной поверхности фильтровальной сетки позволяет получать объективно измеряемый параметр регулирования, который может оказывать определенное влияние на управление устройством подачи флокулянта. Увеличение площади свободной поверхности фильтровальной сетки указывает на слишком большое количество вводимого флокулянта, которое может быть автоматически уменьшено. Оптимальное количество флокулянта обеспечивают, если сохраняется заданная величина свободной поверхности фильтровальной сетки, т.е. если растекаемость шлама не вызывает затопления фильтровальной сетки, и поэтому устройство для обезвоживания может работать без проблем. Поскольку в области подачи фильтровальная сетка очищена, можно выполнять надежное определение площади свободной поверхности фильтровальной сетки без влияния обезвоживаемого шлама, т.к. свободная поверхность фильтровальной сетки всегда имеет постоянные (цветовые) характеристики.

Одно предпочтительное усовершенствование изобретения отличается тем, что указанный шлам представляет собой шлам бытовых сточных вод, минеральный шлам или волокнистый шлам. Специально для обезвоживания этих шламов используют флокулянт, количество которого можно оптимизировать таким способом.

Если контрольная зона ограничена передвижными перегородками в области подачи, то в зависимости от вида шлама и конструктивного исполнения области подачи всегда можно сформировать контрольную зону с очищенной свободной поверхностью фильтровальной сетки, в которой соответствующее изменение количества вводимого флокулянта значительно изменяет растекаемость шлама и, следовательно, долю свободной поверхности фильтровальной сетки, что создает возможность стабильного регулирования. В одном из вариантов контрольная зона может быть образована сужением выпускного устройства в области подачи.

Одно полезное усовершенствование изобретения отличается тем, что камера, в частности цифровая камера, непрерывно регистрирует контрольную зону, при этом площадь свободной поверхности фильтровальной сетки, т.е. площадь поверхности, не покрытой шламом, определяют посредством анализа пикселей с использованием цветового критерия. Это позволяет особенно эффективно различать области, покрытые и не покрытые шламом.

Один полезный вариант осуществления изобретения отличается тем, что количество вводимого флокулянта устанавливают таким образом, чтобы долю свободной поверхности фильтровальной сетки в контрольной зоне поддерживать постоянной. Это позволяет всегда устанавливать оптимальную рабочую точку, поэтому машина может работать без проблем, связанных, например, с затоплением при слишком малом количестве флокулянта.

Один полезный вариант осуществления изобретения отличается тем, что исходную величину для регулирования количества вводимого флокулянта изменяют путем изменения количества вводимого флокулянта большими шагами, и при ухудшении, т.е. при уменьшении площади свободной поверхности фильтровальной сетки, количество вводимого флокулянта изменяют меньшими шагами в противоположном направлении. Это позволяет быстро установить оптимальную рабочую точку, даже если начальная точка соответствует значительной избыточной дозировке флокулянта. В этом случае при повышении количества вводимого флокулянта снова произошло бы ухудшение обезвоживания и последовало бы изменение количества вводимого флокулянта, т.е. его уменьшение.

Изобретение относится также к устройству для обезвоживания шлама, содержащему устройство подачи флокулянта и расположенную после устройства подачи флокулянта фильтровальную сетку, при этом предусмотрено устройство, в частности камера, для оптического определения растекаемости шлама, соединенное посредством системы управления с устройством подачи флокулянта для регулирования количества вводимого флокулянта.

Устройство согласно изобретению отличается тем, что устройство, в частности камера, установлено таким образом, что оно регистрирует контрольную зону в области подачи. Использование камеры, в частности цифровой камеры, позволяет очень просто анализировать контрольную зону и использовать результат анализа посредством стандартной программы управления для регулирования количества вводимого флокулянта.

Если устройство, в частности камера, установлено над фильтровальной сеткой с возможностью перемещения, то в зависимости от конструкции устройства подачи и свойств шлама всегда можно подобрать оптимальную контрольную зону и при больших изменениях производить ее корректировку.

В одном из вариантов, выпускное устройство имеет сужение в области подачи.

Один оптимальный вариант осуществления изобретения отличается тем, что устройство, в частности камера, регистрирует контрольную зону в области подачи. Поскольку в области подачи фильтровальная сетка является очищенной, здесь может быть обеспечен особенно надежный контроль и, следовательно, стабильное регулирование. В одном из вариантов, указанная камера представляет собой камеру цветного изображения.

Один предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что в области подачи предусмотрены перегородки, причем они могут быть выполнены с возможностью перемещения. Кроме того, в зависимости от вида шлама и конструктивного исполнения области подачи на свободной поверхности фильтровальной сетки всегда может быть сформирована контрольная зона, ограниченная передвижными перегородками в области подачи, в которой при соответствующем изменении количества вводимого флокулянта существенно изменяется растекаемость шлама и, следовательно, доля свободной поверхности фильтровальной сетки, что создает возможность стабильного регулирования.

Одно предпочтительное усовершенствование изобретения отличается тем, что в середине фильтровальной сетки в поперечном направлении предусмотрена подвижная заслонка, которая может быть закреплена, например, на перегородке, расположенной в середине фильтровальной сетки. Это позволяет обеспечивать симметричное распределение шлама в области их подачи и, следовательно, также симметричное распределение свободных поверхностей на левом и правом краю фильтровальной сетки, которые были выполнены в качестве контрольных площадок. В принципе, можно получить несколько контрольных площадок, суммарную площадь которых используют для регулирования. Это может быть предпочтительным особенно при несимметричном распределении шлама. Благодаря наличию подвижной заслонки в непрерывном режиме обработки можно автоматически настраивать симметричное распределение шлама.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено описание примеров осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

фиг. 1 - устройство согласно изобретению,

фиг. 2 - вид сверху устройства согласно изобретению, и

фиг. 3 - вид сверху устройства согласно изобретению с фиг. 2, но с измененной областью подачи и контрольной зоной.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показано устройство 1 для обезвоживания согласно изобретению, которое в данном случае представлено в виде простого гравитационного стола с фильтровальной сеткой 2. В случае большого количества воды может быть также предусмотрена дополнительная ванна и сток, при этом для фильтровальной сетки 2 может быть использован дополнительный направляющий валок. Изобретение может быть также использовано, например, в зонах отжима двухленточных прессов. Шлам 3 посредством шламового насоса 4 подают в выпускное устройство 5, выполненное в данном случае в виде желоба. В питающий трубопровод 6 посредством насоса 7 подачи флокулянта вводят необходимое количество флокулянта. Фильтровальную сетку 2, перемещаемую в направлении 8, очищают промывочными соплами 9, прежде чем она входит в область 10 подачи. Шлам 3 поступает на очищенную фильтровальную сетку 2. Камера 11 регистрирует контрольную зону в области 10 подачи. Для улучшения распознавания предусмотрен также осветительный прибор 12. Камера 11 посредством системы 13 управления соединена с насосом 7 подачи флокулянта, таким образом, в соответствии с сигналами камеры 11 может осуществляться регулирование количества вводимого флокулянта.

На фиг. 2 показан вид сверху устройства согласно изобретению. Как видно на чертеже, большая часть фильтровальной сетки 2 покрыта шламом 3. На чертеже также показаны схематически шламовый насос 4 и выпускное устройство 5, которое выполнено в виде открытого наклонного желоба, однако оно также может иметь закрытую конструкцию. Шлам 3 проходит через выпускное устройство и распределяется по всей ширине фильтровальной сетки. На чертеже показаны также перегородки 14, посредством которых в зависимости от вида шлама и конструкции выпускного устройства в направлении 8 движения полотна формируют свободные поверхности 15 фильтровальной сетки. Перегородки 14 в простейшем виде могут быть выполнены из соответствующим образом формованных металлических листов. Свободные поверхности 15 фильтровальной сетки также очищают промывочными соплами (не показаны на чертеже) и, таким образом, они представляют собой хорошую и равномерную основу для распознавания и измерения площади свободной поверхности фильтровальной сетки. В показанном примере контрольная зона 16 содержит часть свободной поверхности 15 фильтровальной сетки и другую часть, покрытую шламом. В этой контрольной зоне 16 определяют цветовое различие между шламом и свободной от шлама поверхностью фильтровальной сетки, при этом каждый раз цветовому пространству присваивают один из двух критериев. Затем на основании цветового критерия производят подсчет отдельных пикселей и определяют площадь шлама и свободную от шлама площадь фильтровальной сетки. Контрольная зона 16, расположенная в области 10 подачи, позволяет осуществлять длительное, стабильное и надежное наблюдение. Кроме того, можно простым образом распознавать несимметричное распределение шлама. Это можно особенно хорошо осуществлять при использовании двух раздельных симметрично расположенных контрольных зон 16 (как показано на чертеже). Настройку симметричной подачи шлама можно производить посредством заслонки 17, при этом орган 18 управления позволяет корректировать распределение путем автоматического регулирования.

На фиг. 3 показано устройство, аналогичное устройству согласно изобретению с фиг. 2, однако с измененной областью 10' подачи и с контрольными зонами 16', смещенными в направлении 8 движения полотна. Такое устройство может использоваться, в частности, для более разбавленных шламов сточных вод, которые подаются с более высокой скоростью. В этом случае свободная и очищенная поверхность 15' фильтровальной сетки сохраняется дольше, и шлам 3 позднее протекает на краевые области. При этом в контрольных зонах 16' также наблюдается однозначная зависимость между площадью свободной поверхности 15' фильтровальной сетки и площадью, покрытой шламом, и из этого выводят параметр регулирования количества вводимого флокулянта. При этом также можно заблаговременно определять опасность затопления фильтровальной сетки вследствие слишком жидкого шлама и предотвращать ее путем увеличения количества вводимого флокулянта. Таким образом, в этих случаях можно обеспечить оптимальное регулирование при минимальном расходе флокулянта.

Изобретение не ограничено приведенными примерами и наряду с использованием в гравитационных столах может быть использовано также, например, в зонах отжима установок с двумя фильтровальными лентами. Кроме бытовых или иных шламов сточных вод данное изобретение может быть также использовано для минеральных шламов или волокнистых шламов. В случае других условий, касающихся растекаемости шламов и использования флокулянта, всегда можно найти подходящую контрольную зону, в которой при небольшом расходе флокулянта происходит растекание шлама в краевой области на очищенную свободную поверхность фильтровальной сетки. Изменение местоположения контрольной зоны возможно и часто является необходимым при изменении конструкции выпускного устройства. Вместе с тем не требуется изменять местоположение контрольной зоны, однажды выбранной в качестве оптимальной, и, следовательно, расположение камеры или осветительного прибора. Таким образом, настройка может быть легко произведена в рамках запуска оборудования в эксплуатацию и при его дальнейшей работе не требуется.

1. Способ обезвоживания шлама на фильтровальной сетке, которую очищают посредством промывочных сопел и которая затем попадает в область подачи, при этом в шлам вводят флокулянт, после чего шлам по меньшей мере частично обезвоживают, при этом растекаемость шлама на фильтровальной сетке определяют оптически и количество вводимого флокулянта устанавливают таким образом, чтобы долю свободной поверхности фильтровальной сетки в контрольной зоне поддерживать постоянной, отличающийся тем, что контрольную зону располагают на очищенной части фильтровальной сетки в области подачи.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный шлам представляет собой шлам бытовых сточных вод, минеральный шлам или волокнистый шлам.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что контрольная зона ограничена, в частности передвижными перегородками, установленными в области подачи.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что контрольная зона образована сужением выпускного устройства в области подачи.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что камера, в частности цифровая камера, непрерывно регистрирует контрольную зону, при этом площадь свободной поверхности фильтровальной сетки, т.е. площадь поверхности, не покрытой шламом, определяют посредством анализа пикселей с использованием цветового критерия.

6. Устройство для обезвоживания шлама, содержащее устройство подачи флокулянта и расположенную после устройства подачи флокулянта фильтровальную сетку, очищаемую промывочными соплами (9) перед перемещением в область (10) подачи, при этом предусмотрено устройство (11), предназначенное для оптического определения растекаемости шлама и соединенное посредством системы (13) управления с устройством (7) подачи флокулянта для регулирования количества вводимого флокулянта, отличающееся тем, что устройство (11) представляет собой камеру, причем указанная камера выполнена с возможностью регистрации контрольной зоны в области (10) подачи на очищенной фильтровальной сетке.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что выпускное устройство имеет сужение в области подачи.

8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что указанная камера расположена над фильтровальной сеткой с возможностью перемещения.

9. Устройство по одному из пп. 6-8, отличающееся тем, что указанная камера представляет собой камеру цветного изображения.

10. Устройство по одному из пп. 6-9, отличающееся тем, что в области (10) подачи предусмотрены перегородки (14).

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что перегородки (14) установлены с возможностью перемещения, в частности в направлении рабочего хода устройства.

12. Устройство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что в середине фильтровальной сетки (2) в поперечном направлении предусмотрена, в частности, подвижная заслонка (17), которая может быть закреплена, например, на перегородке (14), расположенной в середине фильтровальной сетки (2).