Slibontwatering en scheidingsprocessen

MEER INFORMATIE

Wanneer men een vaste stof en een vloeistof wil scheiden vanuit een suspensie, zijn daar verschillende methoden voor, namelijk met een zeefbandpers (of bandfilterpers), een ontwateringstafel (of indiktafel, bandindikker), een kamerfilterpers (of plaatfillterpers) of een decanter. Het resultaat is gefilterde vloeistof en een steekvaste massa vaste stof. Voorbeelden van suspensies zijn waterzuiveringsslib, mest, digestaat of bagger. Hieronder zullen wij de werking van een zeefbandpers, een ontwateringstafel en een kamerfilterpers nader toelichten.

Example of an belt filter press

(Slib)ontwatering met een zeefbandpers

Een zeefbandpers is een machine die een suspensie tussen filterdoeken (filterbanden) door perst, waarbij met behulp van rollen (walsen) druk kan worden opgebouwd. Dit proces resulteert in de scheiding van een vaste stof en een vloeistof. Een zeefbandpers is onderdeel van een grotere installatie, waarbij allerlei randapparatuur zoals een polymeerinstallatie, pompen (slibtoevoer, bandspoelwater en filtraatvoer) en een koekafvoerinstallatie te vinden zijn.

Toepassingen voor zeefbandpersen zijn te vinden in het ontwateren van slib en slurrie in de afvalwaterzuivering, grondreiniging, mijnindustrie, chemische industrie, land- en tuinbouw, etc. Daarnaast worden zeefbandpersen ook toegepast in de fruitverwerking (bereiding van fruitsappen en het maken van wijn). In tegenstelling tot een (kamer)filterpers is een zeefbandpers continu in bedrijf.

De afvoer van slib is een belangrijke operationele kostenpost bij waterzuivering. Hoe lager het drogestofgehalte van slib, hoe meer er hierbij betaald wordt voor de afvoer van water. Het drogestofgehalte in organisch afvalwaterslib loopt op tot ongeveer 25%; voor sommige anorganische slibsoorten is 60% zeker mogelijk.

De voordelen van een zeefbandpers zijn:

Robuust en continu proces
autonome machine: werkt zonder tussenkomst van operator (systeem reinigt zichzelf)
Grote voorontwaterings- en perszone
Maximale ontwatering door scheurvorming in de slibkoek tijdens het passeren van de rollen (walsen)
Maximaal aantal rollen in een relatief compacte installatie (7 tot 15 stuks voor extra hoog drogestofgehalte)
Onderhoudsvriendelijk

Werking zeefbandpers

Scheiding

Een zeefbandpers scheidt een vaste stof en een vloeistof vanuit een suspensie (een mengsel van een vloeistof met een poederachtige stof). Met behulp van een filterdoek of filterbanden vindt dit scheidingsproces onder druk plaats.

Floculanten

In veel toepassingen worden floculanten (polymeren/poly-elektrolyten) gebruikt om kleinere zwevende deeltjes samen te laten klonteren tot grotere deeltjes, ook wel vlokken genoemd. Deze vlokken zijn makkelijker van het water af te scheiden en worden beter afgevangen tussen de relatief grove filterbanden (filterdoek) in een pers. Vóór het ontwateren wordt de suspensie (slib) gemengd met het vlokhulpmiddel, zodat slibvlokken ontstaan die goed van de waterfractie te scheiden en persbaar zijn. Floculant wordt toegevoegd met behulp van een doseersysteem dat deel uitmaakt van de installatie.

De gevlokte suspensie wordt uitgestort op de horizontale zeefband. Instelbare geleidschotten aan weerszijden van de banden zorgen ervoor dat het slib niet van de band kan glijden. Hier vindt de eerste scheiding plaats van het slib en het (vrije) water. Zogenaamde ‘’chicanes’’ verdelen de suspensie over de zeefband, mengen en keren het, waardoor er een goed persbaar product ontstaat.

Het vrijkomende water uit het slib, het zogenaamde filtraat, loopt onder invloed van de zwaartekracht door de zeefband en wordt opgevangen in een bak. Dit filtraat bevat een geringe hoeveelheid vaste stof, wat kan leiden tot een relatief hoog rendement.

Persproces

De slibstroom komt vervolgens tussen twee zeefbanden en wordt samengeperst onder steeds hogere druk. Daarna vindt het eigenlijke persproces plaats. De zeefbanden (met daartussen het slib) worden door een aantal walsen geleid, waarbij het slib steeds verder wordt ontwaterd. Twee schrapers verwijderen de overblijvende slibkoek van de zeefband (sproei-nozzles reinigen beide zeefbanden).

Steekvaste massa

Een zeefbandpers ontwatert tot een steekvaste massa overblijft. Een goed ontworpen installatie realiseert hoge drogestofgehalte bij een laag polymeer- en energieverbruik. De bandsnelheid is hierbij relatief laag. Er is ook een snelheidsverschil tussen beide zeefbanden, waardoor naast druk ook afschuifkrachten helpen bij de ontwatering en een hoger drogestofgehalte wordt verkregen.

Example of a (pre)dewatering table or belt thickener

(Voor)ontwatering met een ontwateringstafel

Een zeefbandpers wordt vaak voorafgegaan door een (voor)ontwateringstafel, indiktafel of bandindikker. Dit wordt ook wel een gravitaire droogstap genoemd. Deze stap van scheiding wordt gekenmerkt door het afscheiden van een grote hoeveelheid vrij water van het slibwatermengsel. Een ontwateringstafel verhoogt het scheidingsrendement van de filtratie tegen een lage kostprijs. Op biologisch slib zijn scheidingsrendementen van meer dan 99% en drogestofconcentratie boven 10% zeker mogelijk.

Voordelen van een ontwateringstafel zijn:

Relatief goedkoop
Energiezuinig
Afscheidingsrendement van meer dan 99% voor biologisch slib
Werkt volledig autonoom
Onderhoudsvriendelijk

Werking ontwateringstafel

Vooronwatering

Een ontwateringstafel of bandindikker wordt gebruikt als eerste ontwateringsstap, waarbij vaste stof en een vloeistof gescheiden worden vanuit een suspensie. Met behulp van filterbanden vindt dit scheidingsproces plaats op basis van zwaartekracht (gravitaire droogstap). Een suspensie wordt getransporteerd op de filterband waarbij chicanes het slib geleiden en omwoelen. De vloeistof valt door de filterband en de meer vaste deeltjes worden aan het einde van de band geschraapt en afgevangen.

Na deze stap wordt het slib gemengd met een vlokhulpmiddel of floculant waardoor een geconditioneerd slib ontstaat. Een ontwateringstafel vormt een vereenvoudigde versie van een zeefbandpers.

schets_ontwateringstafel_principe_engels

Example of an belt filter press

Voorbeeld van een kamerfilterpers

(Slib)ontwatering met een kamerfilterpers

Een kamerfilterpers of filterpers is technisch gezien een relatief eenvoudige en zeer flexibele persinstallatie die geschikt is voor veel toepassingen in met name de foodindustrie en de mijnbouw. Het te filteren medium wordt discontinue (batch gewijs) door verticaal hangende platen met filterkamers geperst. Op elke plaat bevindt zich een filterdoek. Dit type pers haalt het hoogste scheidingsrendement van alle mechanische scheidingstechnieken, doordat er in afgesloten ‘’kamers’’ rechtstreeks op het product geperst kan worden. Een kamerfilterpers haalt afhankelijk van de suspensie en ontwateringseigenschappen een vastestofgehalte in de filterkoek van 30 tot ongeveer 70%!

Advantages of a chamber filter press:

Maximaal scheidingsrendement: droge koek, zuivere vloeistof
Robuuste techniek met lange levensduur
Een mechanische scheidingstechniek waarbij zowel koekfiltratie als koekdroging samen kan gaan.
Alles wat in contact komt met het te filteren product kan in kunststof gemaakt worden.

Werking kamerfilterpers

Scheiding met platen met filterkamer

Bij een kamerfilterpers wordt het slib in verschillende platen gepompt, die aan beide zijden zijn voorzien van een doorlaten geweven filtermedium, zoals stof of steekdoek. Het ontwerp van de plaat, in combinatie met het filterdoek, resulteert in zogenaamde filterkamers. De filterdoeken houden vaste deeltjes tegen en de vloeistof kan door de maasopeningen, waardoor een filterkoek ontstaat. Naarmate de filterkamers zich vullen met vaste stof, wordt het vullen ervan steeds lastiger, wat resulteert in toenemende druk. Om dit te beheersen wordt de voedingspomp uitgeschakeld bij een vooraf ingestelde maximumdruk. Hiermee is de vulfase gereed.

De vaste koeken in elke plaat moeten dan uit de filterkamers gehaald worden. Hierna kan een volgende cyclus worden gestart. Het legen van de filterkamers en terugplaatsen van de platen is een secundair proces dat, afhankelijk van de toepassing, geautomatiseerd kan worden waarbij het scheidingsproces dus continu kan verlopen.

Geweven filterdoek

Door het gebruik van zeer sterke maar fijn geweven doekmaterialen, met kleine maasopeningen, wordt een optimale filtratie of fijne scheiding bereikt. Het is dan ook een voor de hand liggend proces voor toepassingen waarbij een maximale zuiverheid van het filtraat of het laagste restvochtgehalte in de vaste fractie wordt gevraagd. Het uitgangspunt in dit proces kan zowel de winning van de vaste stof (filterkoek) als de zuivering van het beginproduct zijn. Het vloeistofgehalte in de filterkoek hangt af van de fysische en chemische eigenschappen van de suspensie én van de druk waarmee de suspensie in de (kamer)filterpers wordt gepompt.

Membraanfilterpers

Een membraanfilterpers kan meer vloeistof uit een suspensie verwijderen dan een kamerfilterpers en heeft doorgaans kortere cyclustijden in vergelijking met een klassieke kamerfilterpers. Membraanfilterpersen worden toegepast voor lastigere te scheiden producten of bij toepassingen waar het scheidingsrendement van groot belang is. De werking van een membraanfilterpers begint zoals die van een kamerfilterpers, waarbij de voedingspomp de filterkamers eerst tot een vastgestelde maximale druk vult. In de volgende fase wodt in elke filterkamer een membraan opgeblazen met lucht of een vloeistof. Hierdoor wordt het volume in elke kamer verkleind, wat resulteert in meer verwijdering van vloeistof uit de koek. Dit verhoogt het drogestofgehalte van de filterkoeken aanzienlijk en maakt ze homogener van samenstelling.

Bel ons E-mail ons

Wat zeggen onze klanten?

Ballast Nedam Milieu Techniek, https://www.ballast-nedam.nl/ ,

Wij ervaren Spirofil als een bedrijf met een snelle service, 24 uur er dag, ze zijn al 25 jaar onze leverancier. We hebben altijd een prettig contact met de medewerkers!

Aquafin NV , https://www.aquafin.be/

Gedurende afgelopen periode hebben we een consistente en betrouwbare partner, wat essentieel is voor onze operationele activiteiten. Spirofils toewijding aan kwaliteit en tijdige leveringen heeft ons geholpen onze productieprocessen soepel te laten verlopen en onze teams tevreden te stellen.