石炭洗浄廃水用のチューブセトラー: 1,200 m3/日のプラントで、沈降時間を 70% 削減し、石炭を 20% 多く回収

石炭洗浄廃水は、従来の沈殿を抑制します。微細な石炭粉塵と粘土粒子 -500～700mg/L浮遊物質 - は何時間も浮遊状態にあり、排出できないほど汚れた廃液が生成され、回収されるべき貴重な石炭が失われます。中央アジアの石炭処理工場は、この二重の損失、つまり高濃度の SS 排水による環境責任と、水とともに流出する石炭微粉による経済的廃棄物に直面していました。{2}} 2024年には六角形のPPチューブセトラーモジュールを60度の傾斜で設置した。このケーススタディでは、- の何がどの程度変化したかについて説明します。

1. 課題: 高-SS石炭洗浄廃水

石炭洗浄廃水の処理が難しいことで知られています。浮遊物質の濃度が高い - 通常500～700mg/Lこのプラント - では、粒度分布は重力沈降に抵抗する石炭粉塵と粘土などの微粒子によって支配されています。濁度と粘度が高いと、分離がさらに遅くなります。従来の沈殿槽では、これらの粒子は長期間懸濁液中に残る可能性があります。2時間以上、排出基準を満たさない廃水を生成し、回収可能な石炭製品の継続的な損失を意味します。

中央アジア工場、処理能力は1,200 m³/dは、手作業による清掃が必要なスラッジの蓄積が頻繁に発生するという追加の問題に直面しました。沈殿槽は非効率なだけではなく、- 維持管理の負担が大きく、流出 SS が許容値を超えて漂流するたびに操業が中断され、環境リスクが生じていました。

2. ベースライン: 従来の沈降で得られたもの

アップグレード前のプラントの沈降性能は、明らかに性能不足を物語っていました。

工場は 2 つの面で同時に負けていました。環境コンプライアンス廃液 SS が混入するたびに危険にさらされ、製品の回収石炭の 3 分の 1 近くが廃水に残されていました。従来の堆積を継続することの経済性は持続不可能でした。

3. アップグレード: チューブセトラーシステムの設計

2024 年に、プラントは沈殿タンクにチューブセトラーモジュールを改修しました。この設計は浅いタンクの原理に基づいて構築されました。-傾斜したチューブを積み重ねることにより、有効沈降面積が増大すると同時に水力半径が減少し、コンパクトな設置面積内で層流と迅速な固体分離が促進されます。

チューブセトラーの構成は次のように指定されました。

PP素材の選択は意図的でした。石炭洗浄廃水には細かい研磨粒子が含まれています。 PP は磨耗に強く、自然な防汚表面を提供し、チューブ内のスラッジの付着を軽減します。- 60 度の傾斜では、チューブは沈降投影面積と自浄速度の間の最適なバランスを提供します。-スラッジが滑り落ちるのに十分な急勾配と、効果的な沈降面を最大化するのに十分な浅さの自浄速度 -。

重要な詳細は、上流の凝集の最適化でした。チューブセトラーは、粒子がよく形成されたフロックに入ると最高のパフォーマンスを発揮します。-チューブセトラーの前に凝固剤の投与量と混合強度を調整することで、プラントはチューブチャネルに入る前に微細な石炭粉塵と粘土粒子が凝集して沈降可能なフロックになるようにしました。この上流と下流の統合により、適切に設計されたインストールとパフォーマンスが低いインストールを分けることができます。

4. パフォーマンス結果: 使用前と使用前後

試運転後の数値は明確でした。すべての主要な指標は正しい方向に進みました。

排水 SS は 250 mg/L まで低下しました。40mg/L以下- の除去率は 90% を超えています。これにより、工場は排出基準に準拠し、操業に伴う環境責任が解消されました。

セトリング時間は 2 時間から 2 時間に短縮されました。35分。油圧滞留時間が 70% 短縮されたということは、同じタンクでより高い処理量を処理できるようになり、プラントが 1,200 m3/d の設計流量でより優れたプロセス安定性で運転できるようになったということです。

石炭回収率の改善 - が 68% から88–90%- は、おそらく工場の収益にとって最も重要な数字でした。追加の 20 パーセント ポイントの石炭回収は、以前は工場から廃水流に流れ出ていた販売可能な製品に直接変換されます。微粒子を多く含む石炭を処理する 1,200 m3/日の操業では、収益の増加は重要です。

5. 運用上の利点と経済的な利点

確実な規制遵守

SS を 40 mg/L 以下に低減することで、排出基準への一貫した準拠が確保されました。すべての廃水サンプルに伴う不確実性が排除されました。規制がますます厳しくなる環境で操業しているプラ​​ントにとって、この安心感は実際の操業価値をもたらします。

コンパクトなシステム、より複雑性の低いシステム

沈降時間が短いため、よりコンパクトなシステム設計が可能になりました。チューブセトラーは、従来のタンクで 120 分かかっていた作業を 35 分で達成しました -。滞留時間の短縮は、操作の複雑さの軽減にもつながります。つまり、スラッジの蓄積が減り、手作業による洗浄の頻度が減り、全体的なメンテナンスの負担が軽減されます。

回収石炭収入

石炭回収の改善により直接収入が増加しました。入口 SS が 500 ～ 700 mg/L で 1,200 m3/日を処理するプラントの場合、追加の 20 パーセントの回収率は、排出物として失われるのではなく回収および販売される石炭の測定可能なトン数を表します。この回収された製品の価値を含めると、チューブセトラーへの投資の回収は、数年ではなく月単位で測定されます。

6. チューブセトラーが石炭洗浄のために働く理由

石炭洗浄廃水には、高 SS、微粒子、高濁度 - という特定の一連の課題があり、これらはたまたまチューブセトラーが解決するために最適化されているものと密接に一致しています。浅いタンクの原理により、同じタンクの設置面積内の有効沈降面積が増大します。-傾斜したチューブは層流状態を作り出し、粒子がタンクの深さ全体ではなく短い垂直経路に沿って沈降できるようにします。また、チューブセトラーによる継続的なスラッジ除去により、従来のタンクを悩ませていたスラッジの蓄積の問題を防止できます。

この中央アジアのプラントで得られた結果は、チューブセトラーが単に石炭洗浄廃水の段階的な改善ではないことを裏付けています-。チューブセトラーは、排水の品質と製品回収の両方に段階的な変化をもたらしています。の組み合わせSS除去90%, 70% 速いセトリング、 そして石炭回収率が 20% 向上適切に設計されたチューブセトラーシステム以外の単一の装置でこれを達成することは困難です。

重要なポイント

1.チューブセトラーは、浅いタンクの原理によって有効沈降面積を増やすことにより、1,200 m3/日の石炭洗浄プラントで流出水 SS を 150～250 mg/L から 40 mg/L 以下に減少させました -。90% 以上除去しました -。-。

2.沈降時間は 120 分から 35 分に短縮され (70% 短縮)、同じタンクでより高いスループットを処理したり、設計流量でより安定して動作したりできるようになりました。

3.石炭の回収率は 68% から 88 ～ 90% に上昇し、以前は廃棄物の流れの損失であったものが販売可能な製品に変わりました。これだけでも設備投資を正当化できます。

4.防汚表面設計を施した PP 素材は、-管内でのスラッジの付着を防ぎます。-これは、粘着性の高い固形分石炭の洗浄廃水を処理する際に重要な考慮事項です。-

5.チューブセトラーの上流での凝集の最適化が不可欠です。チューブセトラーは、よく形成されたフロックを効率的に分離します。-凝固不良を補うことはできません。