Comment choisir une centrifugeuse décanteuse adaptée à la séparation des boues activées

I. Base de sélection des noyaux

1. Capacité de traitement des boues (base sèche)

Indicateur clé : Sur la base de la capacité quotidienne de traitement des boues sèches (tonnes/jour), convertissez la capacité de traitement réelle combinée à la teneur en humidité des boues.

Exemple : Boues avec une teneur en humidité de 97 %, 100 tonnes de boues humides correspondent à 3 tonnes de boues sèches (base sèche).

2. Analyse des caractéristiques des boues

Teneur en humidité : plus la teneur en humidité initiale est élevée (par exemple 99 %), plus le modèle présentant une efficacité de séparation plus élevée (par exemple une vitesse de rotation élevée et un rapport longueur-diamètre élevé) doit être sélectionné.

Taille des particules et viscosité :

Les particules fines (telles que les flocs microbiens de boues activées) nécessitent une force centrifuge plus élevée (vitesse de rotation ≥ 3000 tr/min) ;

Les boues à haute viscosité (telles que les boues digérées) doivent être associées à un processus de conditionnement (tel que l'ajout de chaux) et à un équipement sélectionné avec une conception anti-blocage.

Teneur en matière organique (VSS/SS) :

Lorsque VSS/SS ≥ 0,7, les boues sont sujettes à la décomposition et difficiles à déshydrater, nécessitant une force centrifuge accrue ou un temps de séjour prolongé (vitesse différentielle ≤ 10 tr/min).

II. Sélection des paramètres de l'équipement de base

1. Conception du tambour et de la vis

Rapport longueur-diamètre (L/D) :

Un rapport longueur/diamètre de 3,5 à 4,5 est recommandé. Plus le rapport longueur/diamètre est élevé, plus la surface de sédimentation est importante, ce qui est adapté aux boues à particules fines (comme les boues activées).

Vitesse de rotation du tambour et force centrifuge :

La séparation des boues activées nécessite une force centrifuge de 2 000 à 5 000 g (correspondant à une vitesse de rotation de 2 500 à 4 000 tr/min). Plus la vitesse de rotation est élevée, plus la teneur en humidité du gâteau de boues est faible, mais la consommation d'énergie et l'usure des équipements doivent être maîtrisées.

Plage de réglage de la vitesse différentielle :

Une vitesse différentielle de 5 à 30 tr/min est recommandée et elle doit disposer d'une fonction de réglage de conversion de fréquence pour s'adapter aux différentes propriétés des boues (comme une faible vitesse différentielle pour les boues à haute viscosité).

2. Matériaux et conception anticorrosion

Matériaux des composants de contact :

Boues activées ordinaires : acier inoxydable 304 ;

Boues acides (pH < 5) ou contenant des substances corrosives : acier inoxydable 316L ou acier duplex (type 2205) ;

Scénarios avec usure sévère (comme les boues contenant du sable) : Revêtement en carbure de tungstène sur la surface du poussoir à vis.

3. Fonctions d'automatisation et de contrôle

Fonctions nécessaires :

Régulation de vitesse par conversion de fréquence (réglage en temps réel de la vitesse de rotation et de la vitesse différentielle) ;

Alerte précoce de défaut (vibration, température, surveillance du couple) ;

Contrôle lié au système de dosage du floculant (par exemple, réglage automatique de la quantité de dosage chimique en fonction du débit d'alimentation).

III. Adaptation des processus et systèmes auxiliaires

1. Adaptation du processus de prétraitement

Système de dosage de floculant :

La capacité de traitement par centrifugation doit être adaptée. Par exemple, pour traiter 10 tonnes de boues sèches par jour, le dosage de PAM est calculé à 5 kg/tonne de boues sèches. Un bassin de dissolution d'une concentration de 0,1 à 0,3 % et une pompe doseuse doivent être configurés.

Équipement de conditionnement :

Les boues digérées doivent être associées à un système de dosage de chaux (quantité de dosage de 5 à 10 %) et il est nécessaire de confirmer si la centrifugeuse a une conception résistante aux alcalis (pH ≤ 12).

2. Exigences post-traitement

Teneur en humidité cible du gâteau de boues :

S'il doit être réduit à moins de 60 %, un modèle avec une vitesse de rotation élevée (≥ 3 500 tr/min) + une faible épaisseur d'anneau liquide (≤ 30 mm) doit être sélectionné ;

S'il est utilisé pour la digestion anaérobie, une teneur en humidité de 75 % est suffisante et la vitesse de rotation peut être réduite pour économiser de l'énergie.

Réutilisation du liquide séparé :

Si le liquide séparé doit être recyclé vers le système de traitement des eaux usées, un équipement avec une précision de séparation élevée (SS ≤ 500 mg/L) doit être sélectionné.

IV. Considérations économiques et relatives au site

1. Consommation d'énergie et coûts d'exploitation

Calcul de puissance :

Modèle avec un diamètre de tambour de 450 mm : la puissance est d'environ 30 à 45 kW et la consommation d'énergie pour traiter 1 tonne de boues sèches est d'environ 8 à 12 kWh ;

Par rapport aux filtres-presses à bande traditionnels, les centrifugeuses décanteuses ont une consommation d'énergie supérieure de 10 à 15 %, mais des coûts chimiques inférieurs de 20 à 30 %.

Exigences du site :

Une seule centrifugeuse LW520 occupe environ 4 à 6㎡, et les installations de soutien (salles chimiques, armoires de commande) nécessitent 5 à 8㎡ supplémentaires, ce qui convient aux scénarios avec un espace de site restreint.

2. Fournisseurs et services

Choix préférés :

Marques avec des cas dans l'industrie du traitement des eaux usées (comme l'allemand Flottweg, le suédois Alfa Laval, le national Haishen Electromechanical, etc.) ;

Assurer le débogage des équipements, la formation des opérateurs et des services de maintenance réguliers (tels que des suggestions de cycles de remplacement des pièces usées).

V. Référence de cas de sélection

Scénario : Station d'épuration des eaux usées municipales (capacité de traitement de 50 000 tonnes/jour, teneur en humidité des boues excédentaires de 97 %)

Calcul de la capacité de traitement à sec :

Volume de boues humides : 50 000 tonnes/jour × 3 % (proportion sur base sèche) = 1 500 tonnes/jour de boues humides, correspondant à 45 tonnes/jour de boues sèches.

Sélection de l'équipement :

Sélectionnez 2 ensembles de décanteurs centrifuges LW520 (capacité de traitement unitaire de 25 à 30 tonnes de boues sèches/jour), diamètre du tambour 520 mm, vitesse de rotation 3200 tr/min, rapport longueur-diamètre 4,0 ;

Matériau acier inoxydable 316L, équipé d'un système de dosage automatique PAM (quantité de dosage 5kg/tonne de boues sèches).

Effets attendus :

Teneur en humidité du gâteau de boues de 70 à 75 %, SS liquide séparé ≤ 300 mg/L, la consommation d'énergie d'une seule unité est d'environ 40 kWh/heure et les coûts d'exploitation sont réduits de 15 % par rapport aux filtres-presses à bande.

VI. Éviter les erreurs de sélection

❌ Sélection basée uniquement sur le volume de boues humides : la capacité de traitement à base sèche doit être le critère essentiel pour éviter une surcharge de l'équipement (par exemple, en prenant par erreur 100 tonnes/jour de boues à 97 % d'humidité comme capacité de traitement à base sèche).

❌ Ignorer les changements de boues : si la station d'épuration est susceptible d'accepter des eaux usées industrielles à l'avenir, réservez de l'espace pour le réglage des paramètres de l'équipement (comme la plage de réglage de la vitesse de rotation ≥ 2 000 à 4 000 tr/min).

❌ Négliger la maintenance après-vente : Ne pas exiger des fournisseurs qu'ils fournissent des cycles de remplacement et des coûts pour les pièces vulnérables (telles que les poussoirs à vis et les joints), ce qui entraîne une augmentation des coûts d'exploitation et de maintenance ultérieurs.

Grâce à une évaluation complète des dimensions ci-dessus, il peut être garanti que la centrifugeuse décanteuse sélectionnée atteint l'équilibre optimal entre efficacité, coût et stabilité dans la séparation des boues activées.

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