Centrum wiedzy Filtry Prasa

Wszystko o filtrach prasowych – odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania

W tym miejscu znajdziesz szczegółowe odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania dotyczące pras filtracyjnych stosowanych do separacji ciał stałych od cieczy oraz suszenia osadów. Od podstawowych zagadnień po bardziej szczegółowe kwestie techniczne – ta sekcja ma na celu dostarczenie dokładnych, wiarygodnych i aktualnych informacji na temat działania, zastosowań i zalet pras filtracyjnych.

Ogólne cechy prasy filtracyjnej
Pytania techniczne
Pytania praktyczne
Rozwiązywanie problemów
Pytania porównawcze

Ogólne cechy prasy filtracyjnej

1. Czym jest prasa filtracyjna?

Filtr prasowy to urządzenie do separacji ciał stałych od cieczy, działające na zasadzie filtracji ciśnieniowej w cyklach przerywanych. Służy do odwadniania zawieszonych ciał stałych zawartych w szlamie w celu zwiększenia ich stężenia. Zespół filtrujący składa się z pakietu płyt pokrytych tkaninami filtracyjnymi, które po zamknięciu tworzą komory, w których gromadzi się odwodniony szlam. Urządzenie to montuje się zazwyczaj na podwyższonej konstrukcji, aby ułatwić zbieranie oddzielonego szlamu. Prasy filtracyjne z przesuwem bocznym do odwadniania szlamu

2. Jak działa prasa filtracyjna?

W prasie filtracyjnej zawiesina szlamowa jest pompowana i pod ciśnieniem hydraulicznym doprowadzana do wkładu filtracyjnego. Ciecz przepływa przez tkaniny, podczas gdy cząstki stałe są stopniowo zatrzymywane, tworząc placek o stopniu wysuszenia określonym w projekcie urządzenia. Po zakończeniu cyklu urządzenie otwiera się, a placek jest wyładowywany, uzyskując w ten sposób przefiltrowaną ciecz oraz zwarty osad stały o wysokiej zawartości suchej masy. Filtry prasowe do mechanicznego odwadniania szlamów

3. Jakie są główne zastosowania pras filtracyjnych?

Odwadnianie osadów za pomocą prasy filtracyjnej jest procesem szeroko stosowanym w oczyszczaniu ścieków oraz w procesach przemysłowych. W oczyszczalniach ścieków stosuje się je do odwadniania osadów pierwotnych i biologicznych, zazwyczaj w celu wysyłania ich na wysypisko lub wykorzystania do kompostowania, natomiast w procesach przemysłowych zwykle wykorzystuje się je do oczyszczania i odzyskiwania produktów nadających się do ponownego wykorzystania. Prasy filtracyjne do mechanicznego odwadniania osadów

4. W jakich branżach stosuje się prasy filtracyjne do oczyszczania ścieków?

Filtry prasowe znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu ze względu na ich zdolność do odzyskiwania przefiltrowanej wody i produktów nadających się do ponownego wykorzystania, uzyskiwania wysokiej zawartości suchej masy oraz zmniejszania ilości odpadów wymagających utylizacji. Są one powszechnie stosowane w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym (rzeźnie, zakłady mleczarskie, producenci napojów), papierniczym, tekstylnym, metalurgicznym i górniczym. Wykorzystuje się je również w garbarstwie, ceramice, rolnictwie oraz przetwarzaniu odpadów przemysłowych.

5. Jakie są zalety stosowania pras filtracyjnych w procesie odwadniania osadów?

W trakcie procesu oczyszczania ścieków zawiesiny stałe (TSS) są oddzielane od wody za pomocą procesów klarowania (sedimentacji i flotacji) w celu ich dalszego zagospodarowania, które może polegać na kontrolowanym składowaniu, wykorzystaniu jako materiał do kompostowania lub jako produkt uboczny nadający się do odzysku. W każdym przypadku ważne jest, aby zminimalizować ich objętość w celu ułatwienia transportu, a także obniżyć koszty utylizacji, zmniejszyć zapotrzebowanie na miejsce do składowania oraz ograniczyć wpływ na środowisko.

6. Jakie rodzaje pras filtracyjnych są dostępne?

Istnieje kilka rodzajów pras filtracyjnych:

Filtry płytowo-ramowe: Jest to najbardziej tradycyjny typ. Składa się z naprzemiennie ułożonych płyt i ram, pomiędzy którymi znajduje się materiał filtracyjny.
Filtry prasowe z membranami do dodatkowego prasowania: W tego typu filtrach prasowych do każdej płyty dodaje się elastyczne membrany, które po napęcznienięciu umożliwiają silniejsze sprasowanie placka osadowego.
Pionowa lub wieżowa prasa filtracyjna: Ten typ prasy filtracyjnej jest podobny do prasy płytowo-ramowej, ale zamiast układać płyty poziomo, układa się je pionowo w formie wieży. Pozwala to na lepsze wykorzystanie przestrzeni.
Filtry z wbudowanymi komorami: W tym typie prasy filtracyjnej stosuje się pakiety filtracyjne, które wymagają mocnego zamocowania tkanin do płyt. Czasami można zastosować połączenie płyt membranowych i wbudowanych.

7. Czy filtr prasowy jest drogi?

Biorąc pod uwagę stopień wysuszenia osiągany przez te urządzenia (≥30% suchej masy), zużycie energii oraz zajmowaną powierzchnię, jest to system ekonomiczny. Istnieją technologie, których koszt zakupu jest niższy, ale nie osiągają one poziomów wysuszenia wymaganych przez składowiska odpadów lub wiążą się z wyższymi kosztami eksploatacji. Ponadto są to urządzenia bardzo wytrzymałe, o długiej żywotności i rzadko ulegające awariom.

8. Ile miejsca zajmuje filtr prasowy?

Oczywiście prasowe filtry mogą mieć bardzo zróżnicowane rozmiary. Niemniej jednak przestrzeń wymagana do zainstalowania takiego filtra jest zazwyczaj umiarkowana, jeśli weźmiemy pod uwagę jego wydajność w zakresie osuszania oraz zmniejszenie objętości uzyskanego osuszonego szlamu w porównaniu z alternatywnymi procesami. Sam zespół filtrujący ma ograniczone rozmiary, choć wymaga dodatkowej przestrzeni na elementy pomocnicze, takie jak: strefa otwierania i wyładunku placków, pompy zasilające, szafa elektryczna oraz, w niektórych przypadkach, leje lub taśmy odprowadzające.

9. Czy prasa filtracyjna ma jakikolwiek wpływ na środowisko?

Wpływ prasfiltra na środowisko jest niewielki, ponieważ jest to urządzenie mechaniczne, które nie powoduje emisji do atmosfery i charakteryzuje się niskim zużyciem energii. Uzyskany filtrat ma zazwyczaj wystarczającą jakość, aby można go było ponownie wykorzystać jako wodę procesową lub w samym procesie oczyszczania, co zmniejsza ilość ścieków. Zazwyczaj stosowane są pompy pneumatyczne, co powoduje hałas, który można zminimalizować dzięki odpowiedniej konstrukcji i eksploatacji. Płukanie tkanin filtracyjnych odbywa się sporadycznie i może być przeprowadzane na miejscu.

10. Czy montaż i uruchomienie prasy filtracyjnej jest skomplikowane?

Urządzenie jest zazwyczaj dostarczane w stanie wstępnie zmontowanym, dzięki czemu jego instalacja sprowadza się do montażu mechanicznego na miejscu, a także do podłączenia hydraulicznego i elektrycznego pomp, rur oraz układów pomocniczych.

Uruchomienie jest proste i polega zasadniczo na sprawdzeniu szczelności płyt oraz ustawieniu parametrów projektowych i automatyki (czasów, natężenia przepływu oraz, w razie potrzeby, dozowania odczynników). Po krótkiej fazie testów i przeszkolenia operatorów system jest gotowy do pracy.

11. Z jakich materiałów zazwyczaj wykonuje się filtry prasowe?

Filtry prasowe to solidne urządzenia, które są wykonane z materiałów odpornych na rodzaj przetwarzanego szlamu. Zazwyczaj są to następujące materiały:

Konstrukcja i rama: malowana lub ocynkowana stal węglowa. W środowiskach agresywnych stosuje się stal nierdzewną.
Płyty filtracyjne: polipropylen jest najczęściej stosowanym materiałem ze względu na swoją odporność chemiczną i lekkość. W zastosowaniach specjalnych można stosować powlekane płyty metalowe.
Tkaniny filtracyjne: polipropylen, poliester lub poliamid, w zależności od wielkości cząstek i pH środowiska pracy.
Elementy hydrauliczne: stal nierdzewna, stal węglowa lub tworzywa sztuczne (PP/PE/PVC).

12. Jaki jest okres eksploatacji prasy filtracyjnej?

Filtry prasowe to urządzenia solidne, niezawodne i trwałe. Elementy filtrujące (płyty i elementy hydrauliczne) mogą służyć od 10 do 20 lat, natomiast konstrukcje metalowe i połączenia mogą wytrzymać ponad 20 lat. Żywotność tkanin filtracyjnych jest zmienna (od miesięcy do lat) w zależności od rodzaju osadów, które mają być oczyszczane

Pytania techniczne

1. Jak działa prasa płytowo-ramowa?

Etapy pracy tego typu prasy filtracyjnej można podsumować następująco:

Zamknięcie filtra. Płyty i ramy są ustawiane w jednej linii i zamykane za pomocą układu hydraulicznego.
Doprowadzanie szlamu. Szlam zawieszony, uprzednio przygotowany (w razie potrzeby przy użyciu odczynników chemicznych), jest pompowany do komór.
Filtracja. Ciecz przepływa przez tkaniny filtracyjne i jest odprowadzana jako filtrat, podczas gdy cząstki stałe stopniowo tworzą osad.
Otwarcie komór filtra. Po zakończeniu filtracji ciśnienie zostaje zredukowane, a płyty i ramy są oddzielane.
Wyprowadzanie osadu. Odwodniony osad opada pod wpływem grawitacji lub jest usuwany mechanicznie.
Przygotowanie do nowej operacji. Sprawdzenie i czyszczenie tkanin przed rozpoczęciem nowego cyklu.

2. Jaka jest rola tkanin filtracyjnych w prasie filtracyjnej?

Tkaniny filtracyjne stanowią główny element filtrujący w prasie filtracyjnej, ponieważ to właśnie na nich zatrzymywane są osady pompowane do momentu osiągnięcia projektowej zawartości suchej masy. Od tych tkanin zależy stopień filtracji, uzyskiwane stężenie szlamu, odporność na zanieczyszczenia i pranie, a także odporność na ścieranie i agresywność środowiska. Dlatego ich odpowiedni dobór (materiał, porowatość i splot) ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania i wydajności urządzenia.

3. Jaki jest optymalny czas cyklu dla prasy filtracyjnej?

Optymalny czas suszenia w prasie filtracyjnej jest zmienny, ponieważ zależy od rodzaju i filtracyjności osadu, ciśnienia roboczego, rodzaju tkanin oraz właściwości odwodnionych placków osadowych.

Całkowity czas schnięcia wynosi około 60–120 minut i dzieli się na:

Czas działania filtra: 2–5 minut
Czas filtracji: 60–120 minut
Odcedzanie: 10–15 minut
Otwarcie i wyładunek placków: 10–20 minut

4. Jak dobrać rozmiar prasy filtracyjnej?

Obliczenia projektowe dotyczące prasy filtracyjnej są stosunkowo proste, ale zależą od danych wyjściowych oraz wyników badań laboratoryjnych:

Na podstawie natężenia przepływu (Q) i stężenia osadu (C) oblicza się ilość osadu do przefiltrowania w kg/h (CF): Q (^m³/h) * C (kg^MS/m³) = CF (kg/h osadu do przefiltrowania)
Na podstawie czasu trwania cyklu w godzinach (t) oraz oczekiwanej zawartości suchej masy (S), uzyskanych w poprzednich badaniach, oblicza się masę odwodnionego osadu w kilogramach na cykl, w oparciu o natężenie przepływu oraz końcową masę suchej masy (MS) (MSf) (K) kg osadu na cykl = (CF (kg/h) x t (h)) x (C/MSf)
Na podstawie gęstości (D) osadu, określonej w badaniach laboratoryjnych, oblicza się objętość osadu na cykl. V (l) = K/D litrów osadu.

W zależności od powierzchni i objętości komór oraz płyt dostępnych na rynku dobiera się rozmiar pakietu filtracyjnego do danego cyklu.

5. Jakie są optymalne ciśnienia robocze prasy filtracyjnej?

Zależy to od rodzaju osadu i jego filtrowalności, dlatego zazwyczaj przeprowadza się badania laboratoryjne w celu ustalenia podstawowych parametrów projektowych. Zasadniczo optymalne ciśnienie to takie, które pozwala na napełnienie komór w przewidzianym czasie cyklu, aby osiągnąć wymaganą suchość. Orientacyjnie, w zależności od rodzaju osadu, przewidywane czasy filtracji wynoszą zazwyczaj:

Osady biologiczne: 6–8 barów.
Ciśnienie fizykochemiczne szlamu: 7–10 barów.
Szlamy przemysłowe: 8–10 barów.
Szlamy górnicze: do 15 barów.

Od pewnego momentu zwiększanie ciśnienia nie poprawia już skuteczności filtracji, a jedynie negatywnie wpływa na zużycie energii i przyspiesza zużycie tkanin filtracyjnych.

W przypadku zwiększenia stopnia osuszenia dzięki zastosowaniu membran do dociskania końcowego można osiągnąć ciśnienie rzędu 16 barów.

Standardowe wersje filtrów prasowych są przeznaczone do ciśnienia PN10, PN16, a w szczególnych przypadkach do ciśnienia PN25

6. Jak rozpoznać koniec cyklu suszenia w prasie filtracyjnej?

Aby wykryć koniec cyklu pracy prasy filtracyjnej, stosuje się zazwyczaj kryterium łączone, które wymaga zastosowania pewnych przyrządów i automatyki.

Osiągnięcie podczas testów ustalonego ciśnienia projektowego, powyżej którego proces przestaje być opłacalny (przetwornik ciśnienia z alarmem na wlocie pakietu filtracyjnego).
Zmniejszenie natężenia przepływu cieczy przenikającej do wartości ≤ 5–10% wartości początkowej (przetwornik przepływu z alarmem minimalnym na wylocie cieczy przenikającej).

Spośród tych dwóch parametrów kontrolnych decydującym jest ciśnienie, aby zapobiec uszkodzeniom zespołu.

7. Jakie dodatki stosuje się w celu poprawy wydajności pras filtracyjnych?

W celu poprawy sypkości osadu i przyspieszenia procesu filtracji w prasie filtracyjnej stosuje się głównie środki kondycjonujące, których dawkowanie optymalizuje się na podstawie badań laboratoryjnych. Typowa dawka wynosi zazwyczaj 2–10 kg/t suchej masy (SM).

Najczęściej stosowane to:

Flokulanty (najczęściej stosowane), zawierające polimery organiczne, które mogą być kationowe, anionowe i niejonowe.
Środki koagulujące (_FeCl₃,_Al₂(_SO₄)_₃, PAC i_FeSO₄), które neutralizują ładunki elektryczne i poprawiają działanie flokulantów.
Wapno (CaO lub Ca(OH)_₂). Pozwala zwiększyć gęstość i filtrowalność szlamu, stabilizuje go i podnosi pH, ale ma tę wadę, że zwiększa wytwarzanie osadu i działa ściernie.

Materiały specjalne: celuloza, okrzemki, perlit. Rodzaje te są przeznaczone specjalnie dla przemysłu chemicznego.

8. Jakie są typowe rozmiary płyt i ile płyt potrzeba do filtra prasowego?

Najczęściej spotykane rozmiary płytek dostępnych na rynku to:

470 x 470 mm (małe natężenia przepływu)
630 x 630 mm (małe oczyszczalnie ścieków)
800 x 800 mm (średniej wielkości oczyszczalnie ścieków)
1000 x 1000 mm (przemysł i oczyszczalnie ścieków)
1200 x 1200 mm (duży rozmiar)
1500 x 1500 mm (duże obiekty)
2000 x 2000 mm (przemysł ciężki)

Najczęściej spotykane grubości produkowanych krążków to: 25, 30, 40 i 50 mm.

Liczba płytek zależy od całkowitej liczby cykli i jest dobierana tak, aby zapewnić wydajność pakietu filtracyjnego. Zazwyczaj wynosi ona od 10 do 100 sztuk, przy czym im większe są płytki, tym większa jest ta liczba.

9 Jak wyładowuje się placki z prasy filtracyjnej?

Po zakończeniu cyklu prasowania przystępuje się do rozładunku odwodnionego szlamu zgodnie z następującą sekwencją:

Przerwa przerwa
Zmniejszenie ciśnienia. Zawór elektrohydrauliczny lub mechaniczny otwiera się.
Ręczne rozdzielanie płyt (małe urządzenia) lub za pomocą automatycznego przesuwnika górnego lub bocznego (najczęściej spotykane rozwiązanie).
Spadanie ciast pod wpływem grawitacji.
Odbiór szlamu do leja zasypowego za pomocą przenośnika taśmowego, ślimaka lub bezpośrednio do kontenera.

Aby usprawnić opróżnianie, stosuje się takie metody, jak potrząsanie lub wibracja otwartego pakietu filtracyjnego, albo przedmuchiwanie sprężonym powietrzem. Przed ponownym zamknięciem płyt prasy filtracyjnej należy przeprowadzić kontrolę i, w razie potrzeby, wyczyścić urządzenie.

10. Czy po sprasowaniu można zwiększyć stopień wysuszenia osadu?

Można zwiększyć stopień wysuszenia osadów błotnych odwodnionych w prasie filtracyjnej za pomocą następujących systemów wewnętrznych lub zewnętrznych.

Systemy wewnętrzne (w tym samym filtrze):

Płyty membranowe zainstalowane w systemie, które mogą wytrzymać ciśnienie do 16 barów i zapewnić wzrost stopnia wysuszenia osadu o 3–8%.
Nadmuchiwanie powietrzem powoduje umiarkowaną poprawę w zakresie wysuszenia szlamu (1–3%).
Dodając środki koagulujące, flokulanty lub wapno, można zwiększyć stopień wysuszenia o 2–5%

Systemy zewnętrzne (poza filtrem):

Zatrzymywanie (rzadko)
W przypadku suszenia termicznego, stosowanego w suszarkach bębnowych lub tarczowych, osiąga się wysoki stopień wysuszenia (70–90%) kosztem znacznego zużycia energii.
Dojrzewanie i odsączanie w systemach pojemników lub na powierzchniach drenażowych (ok. 70 %).
Ekspozycja słoneczna, duża powierzchnia, sprzyjająca pogoda (60–70%)

Pytania praktyczne

1. Jak czyści się tkaniny filtrów prasowych?

Tkaniny filtracyjne należy regularnie poddawać czyszczeniu, które może mieć charakter mechaniczny lub chemiczny, w celu usunięcia osadów i zanieczyszczeń; ich skład zależy od rodzaju osadów oraz dodatków stosowanych w celu optymalizacji ich mechanicznego suszenia.

Czyszczenie tkanin filtracyjnych:

Czyszczenie tkanin strumieniem wody pod ciśnieniem po każdym cyklu, jeśli wymaga tego rodzaj osadu. W przypadku filtrów automatycznych płukanie odbywa się za pomocą systemów ruchomych.
Okresowo oraz w razie potrzeby należy przeprowadzać czyszczenie chemiczne przy użyciu odczynników alkalicznych (NaOH i specjalnych detergentów) w celu usunięcia osadów tłuszczu i polimerów lub przy użyciu kwasów (cytrynowego, mrówkowego lub fosforowego) w celu usunięcia kamienia i osadów solnych. Podczas tych zabiegów należy zdemontować i wyczyścić z zewnątrz tkaniny filtracyjne.

2. Jak wygląda rutynowa konserwacja prasy filtracyjnej?

Filtry prasowe wymagają regularnej konserwacji, aby zapewnić skuteczne odwadnianie, zapobiec nadmiernym stratom ciśnienia oraz przedłużyć żywotność tkanin, płyt i elementów mechanicznych.

Po każdym cyklu filtracji należy przeprowadzić kontrolę wzrokową w celu wykrycia rozdarć, zatorów lub resztek osadu, które nie zostały usunięte z tkanin filtracyjnych podczas opróżniania. Należy podjąć niezbędne działania naprawcze.
Kontrola i czyszczenie płyt nośnych oraz kanałów filtracyjnych w celu wykrycia uszkodzonych miejsc i ewentualnych pęknięć. W razie potrzeby należy wymienić uszkodzone płyty.
Sprawdzić układ hydrauliczny (ciśnienie i ewentualne wycieki) oraz skontrolować poziom i stan oleju hydraulicznego.
Smarowanie ruchomych elementów, takich jak szyny, rolki lub mechanizm zaciskowy i zamykający.

3. Jak często należy wymieniać tkaniny filtracyjne?

Wymianę płytek należy rozważyć w następujących przypadkach:

Czas czasowy czasowy czasowy czasowy czasowy czas czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu czasu
Aby uzyskać ten sam przepływ, potrzeba większego ciśnienia.
Zmniejsza się suchość ciastek.
Tkaniny nie odzyskują swojego wyglądu po czyszczeniu chemicznym.
Widoczne są pęknięcia.

Tkaniny filtracyjne w prasie filtracyjnej nie mają ustalonego okresu użytkowania. Ich wymiana zależy od rodzaju osadu, warunków pracy oraz przeprowadzanych czynności konserwacyjnych. Można jednak mówić o okresach wymiany wynoszących od 6 miesięcy do 2 lat. Do najczęstszych czynników decydujących o konieczności wymiany tkanin należą:

Rodzaj, dawka i jakość środków flokulujących.
Ciśnienie robocze.
Częstotliwość pracy
Częstotliwość i sposób czyszczenia.
Właściwości tkaniny (materiał, stopień filtracji).
Rodzaj płyt (komorowe, membranowe).

4. Jakie dobre praktyki zaleca się w zakresie obsługi prasy filtracyjnej?

Oprócz ścisłego przestrzegania zaleceń dotyczących eksploatacji i harmonogramów konserwacji istnieje szereg dobrych praktyk, które pomagają przedłużyć żywotność i wydajność prasy filtracyjnej:

Należy odpowiednio dostosować dawkę flokulantu (nadmiar przyspiesza zużycie lub zatykanie) oraz sprawdzić, czy osad jest odpowiednio zagęszczony.
Należy unikać pracy z osadami o niskim stężeniu lub słabo flokulowanymi.
Nie należy wymuszać wysokiego ciśnienia filtracji, jeśli natężenie przepływu już nie rośnie.
Monitorować czasy cyklu, stopień wysuszenia placka oraz ciśnienie w celu wykrycia odchyleń.
Płynny rozruch i stopniowy wzrost ciśnienia.
Przepływ stabilny, bez pulsacji.
Ciągła kontrola ciśnienia i natężenia przepływu filtratu.
Upewnij się, że placki dobrze odkleiły się od blach i że na siatkach nie pozostały żadne resztki.

5. W jaki sposób należy ładować osad do prasy filtracyjnej?

Po odpowiedniej obróbce wstępnej osadu poprzez flokulację i zagęszczenie uzyskuje się odpowiednie stężenie (3–6% suchej masy), co pozwala na jego pompowanie do pakietu filtracyjnego. Zaleca się szybkie napełnianie (5–6 minut), aby zapewnić prawidłowe uformowanie placków osadowych. W tym celu zwykle stosuje się pompy wspomagające o dużym przepływie i niskim ciśnieniu, które działają przed rozpoczęciem zwiększania ciśnienia za pomocą pomp głównych, które są zazwyczaj pneumatyczne.

Aby zapewnić równomierny i skuteczny proces ładowania osadu, proponuje się przestrzeganie następujących wskazówek:

Monitorowanie stopniowego wzrostu ciśnienia, stopniowego zmniejszania się przepływu oraz jakości filtracji.
Filtr powinien zatrzymać się, gdy wartości ciśnienia i natężenia przepływu osiągną wartości projektowe i utrzymają się na stałym poziomie.

6. Jakie jest zużycie energii przez prasy filtracyjne?

Koszty związane z zużyciem energii przez prasę filtracyjną są na ogół niskie w porównaniu z innymi technologiami odwadniania. Najlepiej wyraża się je w kWh na tonę suchej masy (t SM), ponieważ zależą one od przetwarzanej objętości i stopnia wysuszenia. Typowe zużycie energii mieści się w przedziale od 5 do 15 kW/t SM. Zużycie to występuje w następujących procesach:

Pompowanie szlamu. Ciągłe zużycie na poziomie 50–70 % całkowitego zużycia.
Hydrauliczny układ zamykający. Krótkotrwałe szczytowe zużycie energii (≤10%)
Sprężarka / pompa do pompowania membran. Zużycie 10–20% (jeśli dotyczy)
Systemy pomocnicze. Zużycie ≤10% (płukanie, spłukiwanie, automatyka).

7. Czy można zautomatyzować prasę filtracyjną?

Działanie prasy filtracyjnej można zautomatyzować za pomocą sterownika programowalnego (PLC) umieszczonego w szafie sterowniczej i zasilającej. Możliwe jest zautomatyzowanie całego procesu suszenia mechanicznego:

Zamknięcie płyt za pomocą układu hydraulicznego.
Uruchamianie i wyłączanie sprężarki powietrza zasilającej pneumatyczną pompę doprowadzającą, z kontrolą ciśnienia i natężenia przepływu filtrowanego.
Otwieranie płyt za pomocą bocznego lub przedniego mechanizmu przesuwnego z napędem elektrycznym.
Rozładunek płyt za pomocą wibracji lub wstrząsaczy.
Nadmuchiwanie membran po prasowaniu.
Automatyczne pranie lub suszenie tkanin.
Uruchomienie systemu transportu placków (przenośnik taśmowy, ślimakowy).

Przed przygotowaniem prasy filtracyjnej do kolejnego cyklu suszenia należy ją sprawdzić w celu usunięcia ewentualnych resztek placków.

Zawiera również alarmy wysokiego i niskiego ciśnienia, a także alarmy minimalnego przepływu, alarmy położenia krańcowego płyt oraz czujniki bezpieczeństwa.

Istnieją również filtry półautomatyczne, w których zautomatyzowane są tylko niektóre funkcje (automatyczne otwieranie, wspomagane czyszczenie itp.).

8. Jakie środki bezpieczeństwa stosuje się w prasie filtracyjnej?

Filtry prasowe wymagają zastosowania środków bezpieczeństwa, ponieważ są to urządzenia pracujące pod wysokim ciśnieniem i z użyciem substancji chemicznych, co wiąże się z ryzykiem uwięzienia i wyrzucenia przedmiotów.

Przepisy wymagają wdrożenia:

Osłony techniczne (obudowy i bariery, liny bezpieczeństwa, przyciski awaryjnego zatrzymania, przyrządy z blokadami bezpieczeństwa oraz osłony elektryczne).
Stosowanie środków ochrony indywidualnej, procedury operacyjne i szkolenia personelu.
Oznakowanie zagrożeń i obszarów roboczych.
Bezpieczne projektowanie (przestrzenie i wejścia, pomosty, zabezpieczenia, oświetlenie itp.)

9. Jak można zmniejszyć objętość zajmowaną przez placki szlamowe?

Procesy stosowane zazwyczaj w celu zmniejszenia objętości osadu wysuszonego uzyskanego z prasy filtracyjnej to:

Taśmy przenośnikowe, ślimaki i zagęszczarki.
Wibratory i wstrząsarki płytowe ułatwiające rozdrabnianie placków.
Zbiorniki do gromadzenia i przechowywania osadu.
Liny lub łańcuchy, które rozbijają tort podczas opadania.
Daszki przeciwdeszczowe i systemy odprowadzania cieczy z pojemników.

Najbardziej praktycznym rozwiązaniem jest rozładunek i rozdrobnienie placków do leja ślimakowego, który zasila pojemnik.

9. Jakie parametry pracy należy monitorować podczas działania prasy filtracyjnej?

Podstawowe parametry służące do kontroli pracy prasy filtracyjnej to:

Należy określić stężenie i właściwości osadu przeznaczonego do filtracji. Bardzo ważne jest, aby był on odpowiednio przygotowany i miał właściwą zawartość suchej masy (3–6%).
Ciśnienie zasilania pozwala monitorować tworzenie się placka i sprawdzać prawidłowe zamknięcie płyt.
Czas trwania cyklu, który zależy od rodzaju osadu, pożądanego stopnia wysuszenia oraz wielkości i rodzaju filtra.
Przepływ filtratu w celu monitorowania postępu odwodnienia.
Wilgotność uzyskanego placka. Określa się ją w badaniach laboratoryjnych w celu ustalenia uzyskanej zawartości suchej masy, co pozwala zoptymalizować wydajność urządzenia.

Rozwiązywanie problemów

1. Dlaczego mój filtr prasowy wytwarza wilgotne placki szlamowe?

Gdy prasa filtracyjna wytwarza mokre placki osadowe, zazwyczaj wynika to z niewystarczającej stabilizacji fizykochemicznej osadu. Najczęstsze przyczyny to:

La concentración del fango es baja (< 2–3 % MS).
Nieprawidłowa flokulacja spowodowana brakiem lub nadmiarem polielektrolitu.
Nieprawidłowo ustawione cykle (ciśnienie, czas prasowania).
Zatkane lub nieodpowiednie tkaniny filtracyjne.
Nierównomierny rozkład osadu.
Źle zamknięte komory.
Organiczne szlamy, które trudno wysuszyć.

2. Co powoduje zatykanie się tkaniny filtracyjnej w prasach filtracyjnych?

Zatykanie porów tkaniny filtracyjnej wynika z osadzania się drobnych cząstek, polimerów lub tłuszczów zawartych w osadzie. Powoduje to zmniejszenie przepuszczalności i wydajności filtra. Głównymi przyczynami tego zjawiska są:

Niewystarczająca flokulacja lub nadmiar środka flokulującego.
Bardzo rozcieńczone szlamy.
Tłuszcze, oleje i białka, które przywierają do włókien.
Osady mineralne.
Niewłaściwe czyszczenie tkanin.
Nieprawidłowe ciśnienie.

3. Dlaczego w prasie filtracyjnej dochodzi do wycieków?

Wycieki występują, gdy zestaw płyt filtracyjnych nie jest szczelny. Głównymi przyczynami są zazwyczaj:

Płyty źle wyrównane lub odkształcone.
Źle ułożone lub zużyte tkaniny.
Zanieczyszczenia na powierzchniach zamkniętych.
Zbyt wysokie lub zbyt niskie ciśnienie filtracji.
Usterki w układzie hydraulicznym.

4. Jak rozwiązać problem nierównomiernego rozłożenia osadu w prasie filtracyjnej?

Nierównomierny rozkład osadu można skorygować poprzez następujące działania:

Flokulacja. Należy dostosować dawkę i miejsce wtrysku polimeru w celu poprawy flokulacji.
Stopniowe zwiększanie ciśnienia i natężenia przepływu. Stopniowe zwiększanie dopływu osadu poprzez regulację ciśnienia i natężenia przepływu
Kontrola tkanin. Należy sprawdzić, czy są prawidłowo zamontowane, czyste i czy na płytach nie ma żadnych zanieczyszczeń.
Czyszczenie systemów doprowadzających i odprowadzających. Usuwanie osadów na wlotach i wylotach płyt.
Sprawdzić, czy płyty są prawidłowo zamknięte. Sprawdzić zamknięcie, wyważenie płyt, prowadnice oraz ciśnienie hydrauliczne.
Kontrola pompowania. Wyregulować pompy, aby uniknąć pulsacji, i sprawdzić, czy natężenie przepływu jest wystarczające do szybkiego wstępnego napełnienia.

5. Dlaczego prasa filtracyjna pracuje z ograniczoną wydajnością?

Filtr prasowy traci wydajność, gdy przepuszczalność systemu spada, a cykl suszenia ulega zakłóceniu. Najczęstsze przyczyny to:

Szlam źle zflokulowany z powodu niedoboru lub nadmiaru polimeru.
Zatkane lub zużyte tkaniny filtracyjne.
Nieprawidłowo ustawione parametry projektowe cyklu (ciśnienie, czas).
Nierównomierne wypełnienie komór.
Problemy spowodowane niewłaściwym ustawieniem płyt lub nieszczelnościami wynikającymi z nieprawidłowego zamknięcia.

6. Dlaczego cykl suszenia w prasie filtracyjnej się wydłuża?

Cykl się wydłuża, gdy woda słabo spływa przez filtr i tkaniny, głównie z następujących powodów:

Szlam na wejściu jest zbyt rozcieńczony. Potrzeba więcej czasu, aby uformować placka, a w wielu przypadkach nie udaje się go prawidłowo uformować.
Nieprawidłowa flokulacja. Przepuszczalność jest ograniczona z powodu obecności drobnych lub galaretowatych kłaczków.
Nadmiar polimeru. Lepka masa, która przykleja się do tkanin i zatrzymuje wodę.
Zatkane tkaniny filtracyjne. Zmniejsza się przepływ przez tkaniny.
Nieprawidłowe ciśnienie. Ciśnienie zbyt niskie lub pulsujące.
Ciśnienie utrzymywane pod koniec cyklu. Powoduje to niepotrzebne zużycie energii bez poprawy wydajności.

7. Dlaczego filtr prasowy się nie uruchamia?

Filtr prasowy może ulec zablokowaniu z różnych przyczyn, które zazwyczaj dotyczą układu hydraulicznego, sterowania procesem lub systemów bezpieczeństwa. Najczęstsze z nich to:

Zabezpieczenia bezpieczeństwa: nieprawidłowo zamknięte płyty, wyłączniki krańcowe, otwarte osłony lub zabezpieczenia, alarmy systemowe lub uruchomienie zatrzymania awaryjnego.
Problemy z układem hydraulicznym: zbyt niskie ciśnienie zasilania, awaria zaworów hydraulicznych, niski poziom oleju w misce olejowej lub wycieki w obwodzie.
Usterki elektryczne lub sterowania: brak zasilania, awarie sterowników PLC, czujników przepływu, ciśnienia lub poziomu.
Problemy w obwodzie zasilania szlamem: pompowanie zasilające, zamknięte zawory, zablokowanie przez szlam, zatory w obwodach.
Nieprawidłowa sekwencja uruchamiania: poprzedni cykl nie został zakończony.

8 Jakie są najczęstsze problemy występujące w prasie filtracyjnej?

Najczęstsze problemy występujące w prasie filtracyjnej to zazwyczaj:

Problemy z zasilaniem i sterowaniem w tablicy rozdzielczej (wyłączniki nadprądowe itp.).
Błędy w sterowniku PLC (sygnały lub oprogramowanie).
Materiały produkcyjne nieodpowiednie pod względem właściwości fizykochemicznych szlamu.
Wycieki między płytami spowodowane zużyciem tkanin filtracyjnych lub pęknięciem lub nieprawidłowym uszczelnieniem między płytami. Problem rozwiązuje się poprzez wymianę uszkodzonych tkanin i płyt oraz sprawdzenie układu hydraulicznego w celu zapewnienia prawidłowego uszczelnienia.
Zatkanie tkanin filtracyjnych spowodowane gromadzeniem się cząstek stałych; problem ten można rozwiązać poprzez prawidłowe czyszczenie tkanin.
Usterki układu hydraulicznego spowodowane wyciekami lub niskim poziomem oleju.
Bardzo wilgotne placki szlamowe spowodowane nieprawidłowym przygotowaniem szlamu lub niewłaściwymi parametrami pracy.

Pytania porównawcze

1. Jakie metody mechanicznego osuszania osadów są powszechnie stosowane w oczyszczaniu ścieków?

Wybór najbardziej wydajnej technologii zależy od rodzaju osadu, który ma być przetwarzany (biologiczny lub fizykochemiczny), od wymaganej zawartości suchej masy w osadzie (od 15 do 40%), od przepływu, który ma być przetwarzany, oraz od przestrzeni dostępnej na instalację urządzeń. Inne kwestie, które należy wziąć pod uwagę, to koszty instalacji i eksploatacji, a także wpływ na środowisko.

Najczęściej stosowane technologie to:

Filtry pasmowe w średniej wielkości oczyszczalniach ścieków przeznaczone do oczyszczania mieszanych i biologicznych osadów ściekowych.
Odśrodkowy osadnik jest powszechnie stosowany w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków, w obiektach o ograniczonej przestrzeni oraz do osadów zagęszczonych i poddanych fermentacji.
Filtry prasowe do szlamów przemysłowych, oczyszczalni ścieków o wysokich kosztach transportu lub utylizacji oraz do uzyskania wysokiego stopnia wysuszenia. Stosowane zazwyczaj do szlamów biologicznych tlenowych i fizykochemicznych.
Inne rozwiązania to bębny obrotowe i prasy ślimakowe, przeznaczone dla małych i średnich oczyszczalni ścieków, gdzie wymagania dotyczące odwadniania osadu są niewielkie. Zazwyczaj stosuje się je jako systemy wstępnego odwadniania.

2. Jakie są różnice między prasą płytową a filtrem taśmowym?

Filtr płytowy zagęszcza osad poprzez pompowanie go do zestawu szczelnych komór, natomiast w filtrze taśmowym osad jest przeciągany między dwiema taśmami, które zagęszczają go pod wpływem nacisku. Oto niektóre z głównych różnic między tymi dwoma typami filtrów prasowych:

Stopień wysuszenia osadu uzyskanego w prasie filtracyjnej wynosi 30–40%, natomiast w przypadku filtra taśmowego wynosi 15–25%.
Filtr prasowy działa cyklicznie (w trybie przerywanym), natomiast filtr taśmowy działa w trybie ciągłym.
Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne oraz złożoność obsługi są większe w przypadku prasy filtracyjnej niż w przypadku filtra taśmowego.
Filtr taśmowy wymaga większej powierzchni w poziomie, podczas gdy filtr prasowy płytowy jest znacznie bardziej kompaktowy, choć potrzebuje nieco miejsca w pionie oraz dodatkowej przestrzeni do otwierania płyt i usuwania osadu.

3. Jakie są zalety prasy filtracyjnej w porównaniu z wirówką?

Filtr płytowy ma szereg zalet w porównaniu z dekanterem odśrodkowym , a wśród nich na szczególną uwagę zasługują:

Pozwala to uzyskać większą suchość osadu (30–40% w porównaniu z 20–25%), co przekłada się na niższe koszty transportu i zmniejszenie ilości wytwarzanego osadu.
Otrzymuje się lepszą jakość filtracji, dzięki czemu czasami można go ponownie wykorzystać.
Wymaga mniejszych nakładów na energię i odczynniki.
Prasa filtracyjna jest urządzeniem bardziej wytrzymałym i wymaga mniej konserwacji.
Nadaje się lepiej do odwadniania osadów o złożonym składzie.

4. Czy filtr prasowy jest dobrym rozwiązaniem do oczyszczania niewielkich ilości szlamu?

Filtr płytowy nadaje się do niewielkich przepływów szlamów, zwłaszcza przemysłowych lub fizykochemicznych, z następujących podstawowych powodów:

Jego praca w trybie przerywanym sprawdza się w przypadku niewielkiej lub nieregularnej produkcji.
Umożliwia uzyskanie wysokiego stopnia wysuszenia w osadzie odwodnionym (30–40% suchej masy).
Niskie zużycie energii i prosta obsługa.
Solidne i kompaktne urządzenia, które zajmują niewiele miejsca.

5. Jakie inne techniki suszenia osadów są dostępne oprócz pras filtracyjnych?

W przypadku odwadniania osadów istnieją inne rozwiązania, takie jak:

Stoły odwadniające. Są to powierzchnie filtrujące stosowane zazwyczaj w procesach wstępnego odwadniania.
Złoża typu szklarniowego i pola osuszające, stosowane głównie w oczyszczalniach ścieków położonych na obszarach o niewielkich opadach deszczu, dysponujących dużą powierzchnią do osuszania naturalnego, na której osad rozkłada się na podłożu żwirowym lub piaszczystym.
Suszarki termiczne. Są to systemy umożliwiające odparowanie wody poprzez kontakt z gorącymi powierzchniami lub gorącym powietrzem. Najczęściej stosowane są suszarki taśmowe, obrotowe, tarczowo-płytowe oraz z złożem fluidalnym. Oczekiwany stopień wysuszenia wynosi około 80–90%, jednak wiąże się to z wysokim zużyciem energii.

6. Jakie są różnice w kosztach między prasami filtracyjnymi a innymi technologiami odwadniania?

Filtr prasowy jest technologią o najwyższych kosztach początkowych spośród procesów mechanicznego osuszania osadów, ale często stanowi najbardziej opłacalne rozwiązanie w perspektywie długoterminowej, zwłaszcza gdy decydujące znaczenie mają koszty transportu lub utylizacji osadu.

Poniższa tabela porównawcza przedstawia koszty operacyjne (OPEX) i inwestycyjne (CAPEX) najczęściej spotykanych rozwiązań:

SYSTEM	nakłady inwestycyjne	OPEX	STRESZCZENIE
Filtr prasowy	Wysoki	Średni – niski	Wysoka wydajność przy niewielkiej zajmowanej przestrzeni
Wirówka	Średni – wysoki	Średni – wysoki	Średnia suchość oraz wysokie zużycie energii i polimerów
Filtr pasmowy	Średni	Średni – niski	Średnia suchość i wysokie zużycie polimerów
Śruba dociskowa	Bas	Średni – niski	Średnia – niska suchość i wysokie zużycie polimerów
Bęben obrotowy	Średni – niski	Bas	Niski poziom nawilżenia. Stan przed odwodnieniem