슬러지 농축 및 탈수 제품용 데칸터 원심분리기 | 선저우

데칸터 원심분리기의 설명

데칸터 원심분리기는 수평형 원심분리기, 고체형 원심분리기 또는 스크롤 원심분리기라고도 불리며, 고속 연속 회전 공정을 이용하여 액체에서 고체 물질을 분리하는 데 사용되는 장비입니다. 주요 용도는 하수 처리 과정에서 발생하는 바이오고형물을 처리하는 것이지만, 슬러리에서 한 가지 고체 물질과 한 가지 액체 물질을 분리하는 것(2상 탈수) 또한 화학, 식품, 석유, 광업 등 여러 산업 분야에서 중요하게 사용됩니다.

작동 방식

데칸터 원심분리기 시스템에서 고체와 액체의 분리는 중력의 원리를 이용합니다. 정지형 용기, 정화조 또는 층류 분리기와 같은 1xG 분리 기반 기술에서는 진흙 혼합물이 바닥으로 가라앉고 물이 위로 떠오르는 데 상당한 시간이 걸리는 반면, 원심분리기의 빠른 회전은 이러한 중력 분리 원리를 크게 가속화합니다.

실제로 데칸터 원심분리기가 생성하는 G-힘은 중력보다 3천 배 이상 클 수 있어 분리 공정을 몇 시간에서 단 몇 초로 단축시킵니다. 오늘날의 원심분리기는 역류식 기술을 사용합니다. 2상 데칸터 원심분리기에서는 밀도가 높은 고체 입자가 내부 드럼에서 압축되어 침전된 후 데칸터의 고체 배출구를 통해 이송 및 제거됩니다. 원심분리액은 원심분리기의 반대쪽 끝으로 이동하여 원심분리액 배출구를 통해 제거됩니다. 3상 원심분리기에서는 원심분리기 내부에 배플 시스템이 설치되어 있습니다. 배플 시스템은 오일이 물과 함께 배출되는 것을 차단합니다. 오일(가벼운 상의 유체)은 두 개의 배플 사이에 모여 표면에서 제거됩니다.

데칸터 원심분리기 작동도:

기본 작동에는 다음과 같은 원심분리기 부품과 그 작동 방식이 포함됩니다.

공급 원료는 원심분리기 한쪽 끝에 있는 공급관 입구를 통해 원심분리기 내부로 들어갑니다.

원심력으로 인해 무거운 입자는 액체를 통과하여 용기 안쪽 벽에 모이게 되며, 용기의 고속 회전은 고체와 액체 물질을 분리합니다.

그릇의 연속적인 회전은 VFD(가변 주파수 드라이브)를 통해 구현할 수 있습니다.

그릇 내부의 스크롤 컨베이어(스크롤)는 그릇 자체의 속도와 약간 다른 속도로 회전합니다(차동 속도).

스크롤 컨베이어는 내부 용기 벽에서 고형물을 지속적으로 긁어내어 원심분리기 원뿔형 용기의 고형물 배출 영역 방향으로 고형물을 이동시킵니다.

파스칼의 법칙(또는 복합 배관 시스템)에 따라 액체(원심분리액)는 고체와 반대 방향으로 이동하며, 고체 배출구는 고체로 밀봉되어 있습니다.

원심분리기의 차동 속도는 고형물의 체류 시간을 조절합니다. 고형물이 원심력을 받는 시간이 길수록 탈수 과정에서 고형물은 더 건조해집니다.

슬러지 농축 및 탈수용 데칸터 원심분리기

하수 슬러지의 저장, 운송, 최종 사용 또는 폐기 비용은 농축 또는 탈수 기능을 수행할 데칸터 원심분리기의 선택에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 탈수 전에 슬러지를 농축하면 수분을 제거하여 저장 탱크 용량을 줄일 수 있으며, 탈수는 더 많은 수분을 제거하여 더 건조한 케이크 재료를 생성합니다(출처: EPA - 하수 슬러지의 원심분리기를 이용한 농축 및 탈수).

ScienceDirect에 따르면, 슬러지 농축은 일반적으로 슬러지 고형물 농도를 3%~7% 범위로 낮추어 부피를 80% 감소시킵니다. 슬러지 농축 시스템이 바이오솔리드 처리에 충분한지 여부는 여러 요인에 따라 결정됩니다. 이러한 요인에는 다음이 포함됩니다.

슬러지의 종류

폐활성 슬러지(WAS) / 2차 슬러지 – (고형물 함량 0.8-1.3%)

자연적으로 자유수가 분리되는 특성(플록 형성)이 있으며, 침전이 용이합니다.

폴리머가 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다. (*)(**)

* 슬러지 농축에 사용되는 기존 데칸터 원심분리기는 폴리머를 거의 또는 전혀 사용하지 않고도 작동할 수 있지만 에너지 소비량이 많거나 장비 용량이 제한적입니다. 다른 농축 기술(회전 드럼, 중력 벨트, DAF)은 4~5%의 고형분 농도를 얻기 위해 폴리머가 필요합니다. **선저우 슬러지 농축기는 기존 데칸터 원심분리기에 비해 에너지 소비량을 50% 절감하고 용량을 늘리면서 폴리머를 전혀 사용하지 않고 4~5%의 고형분 농도를 달성합니다.

1차 슬러지 - (고형물 함량 1.5~5%)

고형물은 무겁고 침전성이 있지만 콜로이드 물질이 많이 함유되어 있어 흐릿합니다.

미세 입자를 제거하기 어렵습니다.

일반적으로 폴리머가 필요합니다.

소화 슬러지 – (고형물 함량 1.5~3%)

설정하기가 쉽지 않습니다.

일반적으로 폴리머가 필요합니다.

톤수를 기준으로 한 운송비

매립지 고형물 농도 요구 사항

슬러지를 슬러지 연못에 처리할 수 있는지 여부

소화 처리 공정 전에 데칸터 원심분리기를 사용하여 슬러지를 농축하면 소화조의 크기를 줄일 수 있으며, 슬러지 저장 및 액상 토양 살포 전에 사용할 수 있습니다. 슬러지 처리 방법(매립, 토양 살포 또는 건조)에 따라 슬러지가 건조할수록 저장, 운송 및 폐기 비용이 절감됩니다.

슬러지 탈수

데칸터 원심분리기를 이용한 기계적 탈수는 슬러지 농축만 하는 경우 부피를 80% 감소시키고 고형물 농도를 3~7%로 낮추는 데 그치는 반면, 부피는 95%까지 감소시키고 고형물 농도는 15~35%까지 낮출 수 있습니다. 더 많은 수분을 제거하여 더 건조한 케이크 제품을 생산함으로써, 탈수는 처리, 취급 및 폐기 비용을 크게 절감해 줍니다.

탈수 공정의 장점은 다음과 같습니다(출처: EPA - 원심분리 농축 및 탈수에 관한 바이오솔리드 기술 팩트 시트):

부피를 줄여 보관 및 운송 비용을 절감합니다.

매립 전 자유 액체를 제거합니다.

잔여물을 소각하거나 열건조할 경우 연료 소모량을 줄여줍니다.

물웅덩이와 유출을 방지합니다

공기 건조 및 다양한 안정화 공정을 최적화합니다.

Centrisys 탈수 원심분리기는 작동 시간이 길어질수록 설정이 더욱 정밀해집니다. 원심분리기 컨트롤러는 원심분리 시스템을 자동으로 시작할 뿐만 아니라, 작업자가 원심분리기의 작동 모드를 미리 선택할 수 있도록 해줍니다. Centrisys 데칸터 원심분리기는 일반적으로 시동 후 45분 이내에 95% 최적화됩니다. Rotodiff® 유압식 역구동 장치는 압력 상관관계를 통해 케이크 고형물 수준에 대한 즉각적인 피드백을 제공하여 육안 관찰보다 훨씬 정확하게 확인할 수 있습니다. 원하는 압력에 도달하면 Rotodiff 유압식 역구동 장치는 내장된 비례 제어기를 통해 공급 농도 변화에도 불구하고 케이크 고형물 수준을 일정하게 유지합니다. 작업자는 원심분리액을 가끔 관찰하고 그에 따라 폴리머를 조정해야 하지만, 시스템은 최소한의 작업자 개입만으로도 최적화된 상태를 유지합니다.

처리 성능. 도시 하수 슬러지와 그 성능에 대한 기대치는 다양한 처리 방식과 가정 및 산업 폐수의 바이오매스 함량으로 인해 광범위하게 분류하기 어렵습니다.

다음과 같은 필요가 있습니다:

슬러지 특성을 정의하십시오.

장비에서 기대되는 최적의 성능 수준을 설명하십시오.

슬러지 정의. 성능을 보다 정확하게 정량화하기 위해서는 한계를 설정하고 용어를 더욱 명확하게 정의해야 합니다. 아래에 정의된 모든 슬러지 유형은 산업 폐수 유입량이 최종 탈수 고형물 농도의 20% 미만이고, 일반적인 하수 처리 공정이 사용된다는 가정하에 정의됩니다. 또한, 화학 첨가제(예: 악취 제어에 사용되는 과망간산칼륨)는 슬러지 상태에 큰 영향을 미치지 않는다고 가정합니다.

원시 기본:

공급 원료의 고형물은 1차 침전조 바닥에서 침전된 것으로 가정하며, 따라서 2~7% ts의 농도를 가집니다. 혐기성 소화 또는 탱크로리 운송 전 농축을 위해 5~10% ts의 케이크 농도가 요구되며, 이는 95% 이상의 회수율을 기준으로 쉽게 얻을 수 있습니다.

폐활성 슬러지:

대부분의 공급 원료 고형분 함량은 0.4~2.0% tss(총 고형분 함량)입니다. 폴리머를 사용하지 않고 슬러지를 농축하면 85~90%의 회수율 기준에서 4~6%의 케이크가 생성됩니다. 회수율이 더 높거나 고형분 함량이 7~10%일 경우 농축에 폴리머가 필요합니다. 탈수 및 고형분 함량이 높은 원료의 탈수는 일반적으로 90~95%의 회수율에서 수행됩니다.

미처리 혼합 1차/2차 슬러지:

혼합된 1차 및 2차 슬러지는 일반적으로 3~6% tss 농도로 존재합니다. 본 분석에서는 슬러지 유형이 50:50으로 혼합된 경우를 가정했습니다. 모든 분리 방식에서 폴리머를 사용하면 일반적으로 95% 이상의 회수율을 달성할 수 있습니다.

혼합 혐기성 소화 슬러지:

소화조에 1차 슬러지와 2차 슬러지를 50:50으로 혼합하여 투입한다고 가정할 때, 총 고형물 함량(tss)이 2~4%인 공급 고형물은 일반적으로 폴리머를 사용하여 95% 이상의 회수율을 달성할 수 있습니다.

호기성 소화 슬러지:

호기성 소화 슬러지의 경우, 공급 고형물 함량은 일반적으로 1~2.5% tss입니다. 폴리머를 사용하여 90~95%의 회수율로 분리 작업을 수행할 수 있습니다.

이 섹션에서 사용되는 용어 설명

원심분리기의 차동 속도란 무엇입니까?

원심분리기의 차동 속도는 원심분리 용기의 속도와 회전축의 속도 차이입니다.

볼 회전 속도가 3000RPM이라고 가정합니다.

스크롤이 1RPM의 차동 속도로 회전한다면 스크롤 속도는 3001입니다.

스크롤이 1RPM의 차동 속도로 지연될 경우 스크롤 속도는 2999입니다.

센트리시스 데칸터 원심분리기는 선행 스크롤과 후행 스크롤 두 가지 방식으로 작동할 수 있습니다. 선행 스크롤은 원심분리 볼보다 빠르게 회전하고, 후행 스크롤은 원심분리 볼보다 느리게 회전합니다. 이러한 혁신적인 스크롤 설계는 원심분리 볼과 스크롤의 배출 노즐 수명을 연장시켜 줍니다. 결과적으로 고객은 선행 및 후행 스크롤 두 가지 방식으로 모두 작동할 수 있어 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.

슬러지 탈수에 원심분리기의 차속이 필요한 이유는 무엇입니까?

스크롤에 15개의 날개가 있고 차동 속도가 1이라고 가정하면, 원심분리기 내부(투입구에서 고형물 배출구까지)를 통과하는 고형물은 G-force 하에서 최대 15분 동안 원심분리기 내에 머무릅니다. 고형물 체류 시간은 차동 속도에 의해 결정됩니다. 고형물이 원심분리기 내에 오래 머무를수록 더 건조해집니다. 차동 속도가 낮을수록 케이크가 더 건조해집니다.

회전 속도를 1RPM에서 2RPM으로 높이면 고형물 체류 시간이 절반으로 줄어듭니다. 따라서 고형물이 원심분리기에서 G-force 하에 15분 동안 머무르는 대신 7분 30초만 머무르게 되어 이론적으로는 케이크는 더 습해지지만 원심분리액은 더 깨끗해집니다. 회전 속도를 두 배로 높이면 원심분리기 내부의 고형물 양이 절반으로 줄어들어 정화에 사용할 수 있는 공간이 더 많아지므로 더 깨끗한 원심분리액을 얻을 수 있습니다.

원심분리기의 차동 속도는 케이크의 원하는 건조도와 핵심 공정의 전체 처리량을 계산할 때 매우 중요합니다. 차동 속도가 낮을수록 원심분리기 내 체류 시간이 길어져 케이크가 더 건조해집니다. 반대로 차동 속도가 높을수록 원심분리기 내 체류 시간이 짧아져 고형물의 수분 함량은 높아지지만 원심분리액은 더 깨끗해지고 분당 처리량(gpm)은 증가합니다.

데칸터 원심분리기의 차동 속도가 제대로 설정되었는지 확인하는 가장 빠른 방법은 무엇입니까?

차동 속도가 제대로 조정되었는지 가장 빨리 알 수 있는 지표는 원심분리액의 청결도입니다. 원심분리액이 맑고 깨끗하다면 차동 속도를 낮춰 케이크 고형물의 건조도를 최적화할 수 있습니다.

케이크 고형물의 건조도는 육안으로 확인할 수 없지만, 원심분리액의 투명도는 육안으로 즉시 확인할 수 있으며, 최적화 과정에서 원심분리액의 투명도 변화에 따라 조정할 수 있습니다. 차동 속도를 조정할 때 원심분리액이 탁해지거나 흐려지면, 현재 차동 속도가 너무 낮다는 것을 의미합니다. 원심분리기에 고형물이 너무 많이 남아 있어 원심분리액이 탁해지고 오염되는 것입니다.

원심분리기가 예상대로 작동하지 않거나, 고형물이 너무 습하거나, 원심분리액이 너무 탁한 경우를 발견하셨을 수 있습니다. 저희 동영상 "차동 속도 교정 확인"에서 설명드린 것처럼, 다음 단계를 따르면 공정을 중단하지 않고 임시로 설정을 변경하여 차동 속도를 확인할 수 있습니다.

원심분리기를 작동시키고 공급 시스템을 수동으로 설정하십시오.

압력이 20BAR 미만으로 낮은지 확인하십시오.

제어판에서 곡선 제어 페이지로 이동하세요.

Delta N을 선택하고 더 높은 값을 입력한 후 Enter 키를 누르십시오.

입력한 값이 실제로 허용되는지 확인하십시오.

실제 차이는 30초 이내에 설정값으로 변경되어야 합니다.

값을 다시 1RPM으로 설정하세요.

차동 속도가 설정값으로 변경되는지 확인하십시오 (0.5RPM 정도의 작은 변동은 괜찮습니다).

이는 제어 밸브와 유압 시스템이 정상적으로 작동하고 있음을 확인시켜 줍니다.

실제 RPM이 반응하지 않으면 원심분리기를 재보정해야 합니다.

Delta N 값을 원래 설정값으로 재설정합니다.

원심분리기 속도 재보정에 관한 문의 사항은 Centrisys로 연락해 주십시오.

작동 속도에서 데칸터 원심분리기의 균형을 맞추는 것의 중요성

원심분리기의 차동 속도가 정상 작동 범위를 벗어나 작동할 경우 재보정이 필요한 것처럼, 원심분리기의 볼과 스크롤도 특정 조건에서는 재균형 조정이 필요합니다. 이 섹션에서는 원심분리기 밸런싱의 모든 과정과 작동 속도에서 밸런싱하는 것이 중요한 이유에 대해 자세히 설명합니다.

데칸터 원심분리기의 균형을 맞춰야 하는 이유는 무엇일까요?

균형이 맞지 않는 데칸터 원심분리기는 마치 자동차 타이어의 균형이 맞지 않는 것과 같습니다. 타이어의 균형이 맞지 않으면 노면에서 심하게 진동하여 조향, 속도, 안전 등 여러 가지 성능 문제를 일으키고 부품의 마모를 가속화합니다. 원심분리기의 정확한 균형 조정의 중요성을 간과하는 것은 큰 실수입니다. 심한 진동은 원심분리기 부품 및 구조 부품의 조기 손상과 마모를 유발하여 수리 비용 증가와 불필요한 공정 중단을 초래합니다.

데칸터 원심분리기는 언제 균형을 맞춰야 할까요?

데칸터 원심분리기의 밸런싱 작업은 주요 수리 또는 재조립 후 15,000~20,000시간 사용 후 또는 작동 중 과도한 소음과 진동이 발생할 때마다 수행해야 합니다.

데칸터 원심분리기의 어떤 부분을 균형 맞춰야 하나요?

일반적으로 원심분리기의 용기와 스크롤은 균형을 맞춥니다. 각각 별도로 균형을 맞춘 후, 함께 균형을 맞추고 테스트하여 원활하게 작동하고 필요한 작동 사양을 충족하는지 확인합니다.

데칸터 원심분리기는 어디서 어떻게 균형을 맞춰야 할까요?

원심분리기의 균형을 작동 속도에서 맞추는 것이 중요합니다. 원심분리기는 중력 가속도의 2000~4000배에 달하는 매우 빠른 속도(G-force)로 작동할 수 있습니다. 원심분리기의 볼과 스크롤을 정확하게 균형 맞추는 유일한 방법은 정상 작동 속도에서 균형을 맞추는 것입니다.

고속으로 작동하는 장비의 균형을 맞추는 작업은 적절한 보호 장치와 절차 없이는 권장되지 않습니다. 센트리시스는 이러한 이유로 최첨단 균형 조정 벙커라는 혁신적인 솔루션을 개발했습니다.

수리 또는 재조립을 위해 센트리시스로 보내진 후 밸런싱 작업이 필요한 원심분리기는 당사의 원심분리기 밸런싱 전용 작업장에서 작업됩니다. 이 전용 작업 공간은 작업 과정을 참관하는 직원과 고객의 안전을 보장합니다. 고속 밸런싱 작업 중 소음을 줄여줄 뿐만 아니라, 작업자와 서비스 기술자의 안전을 위한 필수적인 조치를 제공합니다.

저희 팀의 안전 외에도, 원심분리기 평형 저장고는 깊이 4미터, 폭 6미터, 길이 12미터에 달합니다. 16트럭 분량의 콘크리트를 사용하여 최대한 견고한 기초를 다졌습니다. 15톤 크레인 두 대가 원심분리기의 볼과 스크롤을 저장고 안팎으로 옮깁니다. 평형 장치가 작동 중일 때는 접이식 강철 및 콘크리트 지붕으로 저장고를 덮습니다.

Schenck HM7U 밸런싱 장비는 직경 44인치 이상의 원심분리기에서 작동 속도 범위 내에서 또는 그 이상의 속도로 밸런싱 작업을 수행할 수 있으며, 더 크고 무거운 로터도 ​​처리할 수 있습니다. 이러한 최첨단 밸런싱 설비 구축은 차세대 원심분리기 제조 및 서비스 제공을 위한 필수적인 단계입니다.

저희 서비스 센터에서 직접 검수를 진행하기를 원하지 않는 고객은 웹 인터페이스를 통해 검수 결과를 직접 받아보실 수 있습니다.

원심분리기의 작동 속도 이상으로 정확하게 균형을 맞추는 것은 잘 계획된 예방 정비 프로그램을 실행하는 데 있어 가장 중요한 첫 번째 단계입니다. 이를 통해 데칸터 원심분리기가 원활하게 작동하고 수리 및 불필요한 가동 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.