Sludge Screw Press: How Screw Press Dewatering Works, Types & Selection

무엇입니까? 슬러지 스크류 프레스 ?

A 슬러지 스크류 프레스 원통형 필터 스크린에 내장된 점진적으로 좁아지는 나선형 나사를 통해 물을 전달하여 슬러지에서 물을 제거하는 연속 기계식 탈수기입니다. 스크류가 회전함에 따라 슬러지는 배출 끝쪽으로 이동하는 동시에 압축 압력이 증가합니다. 즉, 유리 및 틈새 물이 스크린 개구부를 통해 빠져나가고 나머지 고형물이 배출을 위해 반건조 케이크로 압축됩니다.

배치 작동 장비와 달리 스크류 프레스는 지속적으로 작동하며 공급 조건이 설정되면 작업자 개입이 최소화됩니다. 여과액(프레스 물)은 중력에 의해 스크린을 통해 장치 아래의 수집 통으로 배수되고, 탈수된 케이크는 조정 가능한 배출 콘 또는 초크 플레이트에 의해 설정된 제어된 배압으로 스크류 끝에서 배출됩니다.

스크류 프레스 탈수 기계는 이제 도시 폐수 처리, 식품 가공, 펄프 및 제지, 동물 분뇨 관리, 산업 폐수 처리 분야에서 표준 장비가 되었습니다. 대용량 슬러지는 폐기, 퇴비화 또는 에너지 회수 전에 부피를 줄이고 안정화해야 합니다.

스크류 프레스 탈수 작동 방식: 작동 원리

스크류 프레스의 탈수 메커니즘은 세 가지 물리적 힘을 결합합니다. 중력, 기계적 압축 및 전단력에 따른 배수 . 이러한 힘이 어떻게 상호 작용하는지 이해하면 엔지니어는 올바른 프레스 구성을 선택하고 작동 매개변수를 최적화하는 데 도움이 됩니다.

공급 및 컨디셔닝 구역

조정된 슬러지(일반적으로 미세 입자를 더 크고 필터링 가능한 플록으로 응집시키기 위해 폴리머 응집제로 사전 처리됨)는 공급 입구에서 프레스로 들어갑니다. 스크류의 초기 부분(배수 또는 중력 구역)에서는 최소한의 압력을 가하면서 자유수가 스크린을 통해 빠르게 배수되도록 하여 슬러지가 압축 구역에 들어가기 전에 상당한 부피 감소를 달성합니다.

압축 및 탈수 구역

슬러지가 진행됨에 따라 스크류 피치가 감소하거나 스크류 샤프트 직경이 증가하여 각 스크류 플라이트의 체적 용량이 감소하고 압축 압력이 점진적으로 감소합니다. 이 설계는 화면을 가리거나 깨지기 쉬운 플록 구조를 손상시키는 갑작스러운 압축 스파이크를 방지합니다. 산업용 스크류 프레스의 최대 압축 압력은 일반적으로 0.3MPa ~ 1.5MPa 범위입니다. , 슬러지 유형 및 목표 케이크 건조도에 따라 다릅니다.

배출 및 배압 제어

배출 끝부분에서는 원뿔형 플러그, 스프링 장착 콘 또는 유압으로 제어되는 초크 플레이트가 케이크에 배압을 가하여 슬러지가 배출되기 전에 완전히 압축되도록 합니다. 배압이 증가하면 일반적으로 처리 용량이 감소하는 대신 케이크 건조도가 높아집니다. 이는 시운전 중에 각 슬러지 유형에 대해 보정해야 하는 절충안입니다.

슬러지 탈수 기계의 유형: 스크류 프레스 대 필터 프레스 및 기타 기술

슬러지 탈수 프레스 시장에는 여러 경쟁 기술이 포함되어 있습니다. 올바른 기계를 선택하려면 장비 특성을 슬러지 특성, 필요한 케이크 건조도, 사용 가능한 설치 공간, 에너지 예산 및 운영 인력 수준에 맞춰야 합니다.

는 슬러지 탈수용 필터 프레스 기계적 탈수 방법 중 가장 높은 케이크 건조도(종종 35~50% DS)를 달성하므로 매립(무게/부피 요금이 적용되는 경우) 또는 소각(수분이 발열량에 직접적인 영향을 미치는 경우)으로 향하는 슬러지 흐름에 선호됩니다. 그러나 배치 작업, 대규모 설치 공간, 높은 노동 수요로 인해 지속적인 처리량과 자동화가 우선시되는 응용 분야에서는 경쟁력이 제한됩니다.

는 스크류 프레스 슬러지 탈수 접근 방식은 낮은 에너지 소비, 낮은 세척수 사용량, 밀폐형 작업 및 자동 연속 실행 간의 최상의 균형을 제공하므로 24시간 무인 작업이 필요한 도시 폐수 처리장, 식품 가공 시설 및 가축 작업에 기본 선택이 됩니다.

스크류 프레스 탈수의 주요 성능 매개변수

평가하기 스크류 탈수 프레스 여러 측정 가능한 성능 출력 간의 상호 작용을 이해해야 합니다. 장비 조달 시 이러한 매개변수를 지정하고 계약을 통해 보장해야 합니다.

케이크 건조도(DS%)

케이크 건조 고형물 함량은 모든 슬러지 탈수 프레스의 기본 출력 측정값입니다. 도시 폐기물 활성 슬러지(WAS)에서 작동하는 스크류 프레스의 경우 일반적인 케이크 건조도 범위는 다음과 같습니다. 18% ~ 30% DS 폴리머 투입량, 스크류 속도, 배압 설정 및 슬러지 탈수성(모세관 흡입 시간, CST로 측정)에 따라 달라집니다. 소화된 혼합 슬러지는 일반적으로 22~35% DS를 달성합니다. 유기물 함량이 높은 음식물 쓰레기 슬러지는 종종 20~28% DS로 탈수됩니다.

고형물 캡처율

고형물 포획률 (고형물 회수라고도 함)은 여과액이 아닌 케이크에서 빠져나가는 유입 건조 고형물의 비율을 측정합니다. 잘 최적화된 스크류 프레스 슬러지 탈수 시스템은 일반적으로 다음을 달성합니다. 95~99% 고형물 포착 적절한 폴리머 컨디셔닝을 사용합니다. 낮은 고형물 포집은 액체 처리 트레인으로 반환되는 부유 고형물 부하를 증가시켜 전체 공장의 운영 비용을 증가시킵니다.

처리 용량

스크류 프레스 용량은 다음과 같이 평가됩니다. kg DS/시간 (일반적으로 0.5-6% DS) 공급 슬러지 농도가 다양하기 때문에 체적 유량이 아닌 시간당 건조 고형물의 킬로그램)입니다. 스크린 직경이 200mm인 단일 나사는 30~80kg DS/hr를 처리할 수 있습니다. 대구경 장치(350~500mm)는 200~600kg DS/hr를 처리할 수 있습니다. 다중 샤프트 또는 다중 장치 구성은 1,000kg DS/hr 이상의 고용량 설치에 대한 표준입니다.

폴리머 소비

폴리머(응집제) 컨디셔닝은 스크류 프레스 성능에 필수적입니다. 도시 슬러지 탈수 범위에 대한 일반적인 폴리머 용량은 다음과 같습니다. 건조 고체 1톤당 활성 폴리머 3~10kg . 폴리머 비용은 스크류 프레스 탈수에서 가장 큰 단일 운영 비용을 나타내는 경우가 많으므로 파일럿 테스트 중에 경쟁 기계 및 폴리머 제품 전반에 걸쳐 g 폴리머/kg DS를 비교하는 것이 전체 수명 비용 분석에 중요합니다.

스크류 프레스 탈수에 적합한 슬러지 유형

모든 슬러지 유형이 스크류 프레스 탈수에 동일하게 반응하는 것은 아닙니다. 다음 슬러지 카테고리는 스크류 프레스 기술과 함께 잘 문서화된 성능 이력을 가지고 있습니다.

• 도시 폐수 슬러지 - 폐활성슬러지(WAS), 1차 슬러지, 혼합 또는 소화된 혼합 슬러지 전 세계적으로 가장 일반적인 애플리케이션
• 식품 및 음료 가공 슬러지 — 과일 및 야채 가공 폐기물, 유제품 배출 슬러지, 양조장 및 증류소 바이오 고형물; 높은 유기 함량은 스크류 프레싱에 잘 반응합니다.
• 가축 및 동물 분뇨 - 돼지 슬러리, 가축 분뇨 및 가금류 계사 유출수; 스크류 프레스는 농업용 바이오가스 플랜트 전처리에서 지배적인 탈수 기술입니다.
• 펄프 및 제지 공장 슬러지 - 제지 공장 폐수에서 발생하는 1차 섬유 슬러지 및 생물학적 처리 슬러지; 섬유질 함량은 케이크 형성 및 배수를 돕습니다.
• 양식 슬러지 — 양어장 폐수 고형물, RAS(재순환 양식 시스템) 슬러지; 소형 스크류 프레스 장치는 일반적인 양식업의 소규모 규모와 원격 위치에 매우 적합합니다.
• 조류 및 생물반응기 바이오매스 - 바이오연료, 동물 사료 또는 비료 용도를 위한 미세조류 수확 부드러운 압축은 다운스트림 처리에 온전한 바이오매스가 필요한 경우 세포 구조 무결성을 보존합니다.

모래, 모래 또는 연마성 미네랄 함량이 높은 슬러지는 일반적으로 스크류 프레스 탈수에 적합하지 않습니다. 연마 입자는 스크린 마모를 가속화하고 유지 관리 빈도를 크게 증가시킵니다. 필터 프레스 또는 원심 분리기 디캔터는 일반적으로 채석, 채광 또는 세라믹 처리 작업에서 발생하는 광물이 많은 슬러지 흐름에 더 적합합니다.

평가할 스크류 프레스 기계 설계 기능

제조업체 간에 상당한 디자인 차이가 존재합니다. 슬러지 프레스 기계 . 다음 설계 요소는 장기적인 성능, 유지 관리 비용 및 운영 신뢰성에 가장 큰 영향을 미칩니다.

화면 소재 및 조리개 디자인

는 filter screen is the highest-wear component in any screw press dewatering machine. Screens are available in wedge wire (profiled wire), perforated stainless steel plate, and woven wire cloth configurations. 웨지 철망 — 좁은 슬롯 개구부를 제공하도록 방향이 지정된 V-프로파일 와이어가 있음 — 섬유질 또는 끈적한 슬러지 유형의 천공 플레이트보다 눈부심에 대한 탁월한 저항성과 긴 서비스 수명을 제공합니다. 스크린 구멍 크기(일반적으로 0.2~1.0mm 슬롯 너비)는 폴리머 컨디셔닝으로 생성된 플록 크기와 일치해야 합니다.

가변 속도 드라이브 및 스크류 속도 제어

최신 스크류 탈수 프레스 장치에는 스크류 회전 속도를 약 1~5RPM 사이에서 조정할 수 있는 가변 주파수 드라이브(VFD)가 장착되어 있습니다. 스크류 속도가 낮을수록 체류 시간과 압축이 늘어나 처리량을 희생하면서 케이크 건조도가 향상됩니다. 토크 피드백과 연계된 자동 VFD 제어 공급 슬러지 농도의 변화에 따라 프레스가 스크류 속도를 자체 최적화할 수 있습니다. 이는 공급 변동성이 높은 공장에 중요한 기능입니다.

자체 청소 화면 메커니즘

스크린 블라인드(미세 입자 또는 끈적한 유기물로 인해 스크린 개구부가 점진적으로 막히는 현상)는 여과액 배수를 감소시키고 시간이 지남에 따라 탈수 성능을 저하시킵니다. 선도적인 스크류 프레스 설계는 다음을 통해 이 문제를 해결합니다. 간헐적 또는 연속적인 화면 청소 시스템 : 생산 주기 사이에 표면 케이크 축적을 제거하는 스프레이 노즐 세척 막대, 회전 브러시 클리너 또는 진동 스프레이 헤드. 자체 청소 기능은 수동 세척 작업을 직접적으로 줄이고 지속적인 작동 간격을 연장합니다.

냄새 및 에어로졸 억제를 위한 밀폐형 하우징

슬러지 탈수는 도시 처리 시설에서 산업 보건 위험 및 악취 문제를 일으키는 황화수소, 암모니아 및 바이오에어로졸을 생성합니다. 음압 환기 연결부가 있는 완전히 밀폐된 스크류 프레스 하우징을 통해 냄새가 나는 공기를 포집하여 바이오 필터 또는 화학 세정기로 보낼 수 있습니다. 이는 새로운 도시 탈수 설비에서 점점 더 의무화되는 설계 요구 사항입니다.

운영 최적화 및 문제 해결

심지어 잘 지정된 슬러지 탈수 스크류 프레스 처리 중인 실제 슬러지에 맞게 컨디셔닝, 배압 및 속도 설정이 최적화되지 않으면 성능이 저하됩니다. 다음 작동 매개변수는 현장 설치에서 관찰되는 대부분의 성능 문제를 설명합니다.

1. 폴리머 유형 및 용량 — 양이온성 폴리아크릴아미드(PAM)는 생물학적 슬러지의 표준입니다. 분자량과 전하 밀도는 슬러지 특성과 일치해야 합니다. 과다 복용은 미끄럽고 배수가 부족한 케이크를 유발합니다. 과소투여로 인해 고형물 포집이 불량하고 습윤 케이크가 발생합니다.
2. 폴리머 희석 및 접촉 시간 — 폴리머는 올바른 작업 농도(0.05~0.2%)로 희석되어야 하며 프레스에 들어가기 전에 슬러지와 적절한 혼합 시간을 주어야 합니다. 유압 유지 시간이 정의된 인라인 정적 혼합기 또는 응집 탱크는 일관된 컨디셔닝을 보장합니다.
3. 사료 농도 — 대부분의 스크류 프레스는 0.5~4% DS 범위의 공급 슬러지에서 가장 잘 작동합니다. 압축하기 전에 공급 슬러지를 농축(중력 농축기 또는 용존 공기 부유 장치 사용)하여 압축 부하를 줄이고 케이크 건조도를 향상시킵니다.
4. Back-pressure adjustment — increase back-pressure to raise cake dryness when solids are available; reduce back-pressure if screw torque exceeds safe limits or if throughput must be maximized during peak flow periods
5. Screen inspection frequency — schedule weekly visual inspection of screen condition; partial blinding in localized zones is often the first sign of polymer under-dosing or sludge with elevated fine-particle fraction