انتخاب بین فیلتر درام و فیلتر دیسکی صرفاً این نیست که کدام فناوری "فیلتراسیون بهتر" را ارائه می دهد. برای تصفیه خانههای فاضلاب، سیستمهای آبزی پروری در حال چرخش، پروژههای استفاده مجدد از آب صنعتی، و کاربردهای پرداخت درجه سوم، انتخاب صحیح به جریان هیدرولیک، غلظت جامدات معلق، حذف ذرات مورد نیاز، ردپای موجود، استراتژی شستشوی معکوس و نیازهای نگهداری طولانی مدت بستگی دارد.
همچنین یک تمایز اصطلاحی مهم وجود دارد. در کاربردهای فاضلاب و آبزی پروری، الف فیلتر درام معمولاً به یک میکرو صفحه نمایش درام چرخشی اشاره دارد در حالی که یک فیلتر دیسکی معمولاً از چندین دیسک فیلتر چرخان یا پانل های پارچه-رسانه ای برای ایجاد یک منطقه فیلتراسیون بزرگ در یک ساختار فشرده استفاده می کند. این با فیلترهای درام خلاء چرخشی و فیلترهای دیسکی خلاء مورد استفاده برای آبگیری کیک در معدن و پردازش شیمیایی متفاوت است.
Hangzhou NIHAO Environmental بر کاربردهای تصفیه آب و فاضلاب تمرکز دارد، بنابراین مقایسه زیر در درجه اول به سیستمهای ریز صفحه مکانیکی و فیلتراسیون سوم میپردازد.
یک فیلتر درام دوار از یک صفحه استوانه ای استفاده می کند که به آرامی می چرخد در حالی که بخشی از درام در زیر آب باقی می ماند. فاضلاب معمولاً به صورت محوری وارد درام می شود و از صفحه نمایش به بیرون عبور می کند. ذرات معلق بزرگتر از منافذ صفحه روی سطح داخلی صفحه باقی می مانند. با انباشته شدن جامدات، مقاومت هیدرولیک افزایش مییابد تا زمانی که سنسور سطح یا کنترل سطح آب دیفرانسیل شروع به تمیز کردن کند.
سپس درام می چرخد در حالی که نازل های اسپری مواد جامد به دام افتاده را در یک محفظه جمع آوری داخلی شستشو می دهند. سیستم های فیلتر درام NIHAO از این اصل برای کاربردهایی مانند گردش آب در آبزی پروری، تصفیه آب خام، حذف جلبک ها و پیش تصفیه فاضلاب استفاده می کنند.
یک فیلتر دیسکی فاضلاب به هدف حذف جامدات مشابهی دست می یابد اما رسانه فیلتر را در چندین دیسک عمودی یا نیمه غوطه ور توزیع می کند. آب از طریق پارچه یا رسانه ریز صفحه متصل به بخشهای دیسک جداگانه عبور میکند. با انباشته شدن مواد جامد، دیسکها از طریق یک ناحیه تمیزکننده میچرخند که در آن اسپریهای شستشوی معکوس یا سیستمهای مکش مواد باقیمانده را حذف میکنند.
مزیت اصلی مهندسی پیکربندی دیسک این است منطقه فیلتر در واحد ردپای . افزودن دیسکها، ناحیه فیلتراسیون فعال را بدون افزایش متناسب ردپای تجهیزات افزایش میدهد. فیلترهای دیسکی پارچهای تجاری اغلب برای حذف جامدات معلق سوم در جایی که فضای کارخانه محدود است استفاده میشود.
تفاوت را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
| فاکتور طراحی | فیلتر درام چرخشی | فیلتر دیسک |
|---|---|---|
| هندسه فیلتر | درام استوانه ای | چند دیسک عمودی |
| سطح فیلتراسیون | دور طبل | هر دو طرف دیسک های متعدد |
| نگهداری جامدات | سطح صفحه نمایش | پنل های پارچه ای یا صفحه نمایش |
| تمیز کردن | نازل های اسپری درام چرخان | تمیز کردن اسپری/مکش دیسک های چرخان |
| مزیت اصلی | مسیر جریان ساده و تخلیه جامدات | منطقه فیلتراسیون بالا در ردپای فشرده |
| نقش معمولی تصفیه آب | پیش تصفیه، آبزی پروری، رهگیری مواد جامد | پرداخت سوم، استفاده مجدد، درمان شهری فشرده |
بنابراین مهمترین سوال خرید این نیست که آیا یک درام یا دیسک «بهتر فیلتر میشود»، بلکه این است که در بارگیری هیدرولیکی و جامدات مورد انتظار چقدر سطح فیلتراسیون لازم است.
رتبه میکرون یکی از اولین مشخصاتی است که خریداران با آن مقایسه می کنند، اما نباید به تنهایی ارزیابی شود.
میکرو صفحه نمایش درام دوار NIHAO ممکن است از دهانه های صفحه تقریبا در حدود استفاده کند برد 30 تا 200 میکرون ، با 60 تا 200 میکرون که معمولاً در فیلتراسیون مکانیکی آبزی پروری استفاده می شود. یک صفحه نمایش ریزتر می تواند ذرات کوچک تری را جذب کند، اما همچنین مواد جامد را با سرعت بیشتری جمع می کند و به طور معمول نیاز به شستشوی معکوس بیشتری دارد.
فیلترهای دیسکی همچنین می توانند به رسانه های ریز بافته شده یا پارچه پرز مجهز شوند. مساحت کل فیلتراسیون بزرگ آنها در حالی که ردپای نصب فشرده را حفظ میکند، توان عملیاتی هیدرولیک نسبتاً بالایی را فراهم میکند. Veolia فیلتراسیون دیسکی با پارچه را به طور خاص به عنوان یک فناوری برای حذف مواد معلق ریز و پرداخت فاضلاب توصیف می کند.
چندین متغیر عملکرد باید با هم در نظر گرفته شوند:
| پارامتر عملکرد | فیلتر درام | فیلتر دیسک |
|---|---|---|
| هدف فیلتراسیون معمولی | جامدات معلق درشت تا ریز | مواد جامد ریز / پرداخت درجه سوم |
| مقیاس فیلتراسیون رایج | ده ها تا صدها میکرون بسته به صفحه نمایش | وابسته به رسانه؛ اغلب برای پرداخت ریزتر انتخاب می شود |
| بارگیری هیدرولیک | برای غربالگری مداوم جریان بالا خوب است | مساحت بالا باعث می شود ظرفیت بالایی در ردپای فشرده وجود داشته باشد |
| تحمل بارگذاری جامدات | زمانی خوب است که مواد جامد به طور مداوم حذف شوند | زمانی مناسب تر است که نفوذ به طور منطقی کنترل شود |
| از دست دادن سر | با لود شدن صفحه نمایش افزایش می یابد | با بارگیری پارچه/دیسک ها افزایش می یابد |
| تقاضای شستشوی معکوس | به شدت به TSS و باز شدن صفحه بستگی دارد | بستگی به رسانه، بارگیری مواد جامد و طراحی تمیز کردن دارد |
| تقاضای انرژی | پمپ شستشوی معکوس درام درایو | سیستم شستشو/مکش دیسک درایو |
هیچ کدام از این فناوری ها درصد آب معکوس یا ارزش کیلووات ساعت بر متر مکعب جهانی ندارند. این اعداد با TSS ورودی، ویژگی های ذرات، باز شدن رسانه، بارگیری هیدرولیکی، فشار نازل، منطق اتوماسیون و اینکه آیا آب فیلتر شده برای تمیز کردن مجدد استفاده می شود به طور قابل توجهی متفاوت است.
برای کارخانه های فاضلاب ایالات متحده، این تمایز اهمیت دارد زیرا فیلتر ثالثی اغلب برای کاهش بیشتر مواد جامد معلق قبل از تخلیه، استفاده مجدد یا ضد عفونی نصب می شود. رهنمودهای نظارتی فعلی کالیفرنیا به صراحت شامل فیلتراسیون پارچه و دیسک در میان فنآوریهای فیلتراسیون عملیات ثالثی است که برای کاهش TSS باقیمانده و مواد آلی زیست تخریبپذیر استفاده میشود.
برای آبزی پروری، حذف ذرات می تواند حتی حساس تر باشد زیرا غذای خورده نشده و مواد جامد مدفوعی باید قبل از تجزیه شدن به آلاینده های ریز محلول یا کلوئیدی حذف شوند. EPA خاطرنشان می کند که تأسیسات آبزی پروری که تحت مجوزهای NPDES کار می کنند ممکن است با محدودیت های عددی یا روایتی پساب در کنترل تخلیه آلاینده مواجه شوند.
مقایسه فقط قیمت خرید تجهیزات می تواند منجر به انتخاب اشتباه فیلتر شود.
کل هزینه نصب شده باید شامل موارد زیر باشد:
فیلترهای دیسکی می توانند ناحیه فیلتراسیون قابل توجهی را در یک فضای نسبتاً کوچک فراهم کنند، اما هر دیسک اضافی پانل های رسانه ای، مهر و موم، اجزای داخلی و قطعات جایگزین بیشتری را معرفی می کند. بنابراین هزینه تجهیزات اولیه می تواند به سرعت با افزایش ظرفیت هیدرولیک افزایش یابد.
فیلترهای درام به طور کلی دارای آرایش صفحه استوانه ای مستقیم و مکانیکی هستند. با این حال، آسیب یا کور شدن صفحه اصلی میتواند بخش نسبتاً بزرگی از ناحیه فیلتر را به یکباره تحت تأثیر قرار دهد.
هزینه های پروژه شهرداری ایالات متحده منتشر شده نشان می دهد که چرا خریداران باید از تلقی یک عدد به عنوان یک "قیمت فیلتر دیسک" جهانی اجتناب کنند. یک سند برنامه ریزی فاضلاب ایلینوی تقریباً شامل می شود 200000 دلار هزینه سرمایه مرتبط با فیلتراسیون دیسک پارچه ای در یک پروژه، در حالی که یک گزارش مهندسی آب بازیافتی فرسنو تقریباً تخمین زده است 4.1 میلیون دلار هزینه کل سرمایه و 90000 دلار O&M سالانه برای نصب فیلتراسیون پارچه-مدیا 5 MGD . این اعداد نشاندهنده سیستمهای نصبشده خاص پروژه هستند تا نقلقولهای فقط تجهیزات.
بنابراین برای تدارکات اولیه، درخواست موارد زیر مفیدتر است:
CAPEX به ازای هر جریان طراحی، هزینه جایگزینی رسانه مورد انتظار سالانه OPEX، هزینه چرخه عمر 10 یا 20 ساله
به جای مقایسه قیمت خرید فیلتر به تنهایی.
صنایع مختلف تقاضاهای بسیار متفاوتی در مورد فیلتراسیون مکانیکی دارند.
| برنامه | جهت ترجیحی | چرا |
|---|---|---|
| آبزی پروری چرخشی | فیلتر درام اغلب ترجیح داده می شود | حذف مداوم و عالی خوراک، مدفوع و ذرات معلق |
| پیش تصفیه شهرداری | فیلتر درام | رهگیری قوی قبل از فرآیندهای پایین دست |
| درمان ثالثه شهرداری | فیلتر دیسک اغلب ترجیح داده می شود | منطقه فیلتراسیون بالا و ردپای فشرده |
| استفاده مجدد از آب صنعتی | به TSS و کیفیت پساب مورد نیاز بستگی دارد | هر دو می توانند مناسب باشند |
| فاضلاب فرآوری مواد غذایی | طراحی درام یا دیسک بهداشتی | تمیز کردن و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است |
| دوغاب استخراج با جامدات بالا | معمولاً هیچ یک از میکرواسکرین استاندارد فاضلاب | به تجهیزات اختصاصی آبگیری دوغاب نیاز دارد |
| غربالگری جلبک/آب خام | فیلتر درام | غربالگری مداوم سطح به خوبی مناسب است |
| مقاوم سازی با فضای محدود | فیلتر دیسکی | منطقه رسانه فعال بزرگ در هر ردپای |
فیلتر دیسکی به ویژه زمانی جذاب می شود که شهرداری نیاز به افزودن فیلتر سوم بدون ساخت یک ساختمان فیلتر جدید بزرگ داشته باشد. ادبیات فنی EPA همچنین فیلتراسیون سوم را به عنوان یک روش مهم برای کاهش جامدات معلق ریز باقی مانده پس از شفاف سازی ثانویه می شناسد.
فیلترهای درام چرخشی یکی از کاربردی ترین فیلترهای مکانیکی برای سیستم های چرخشی آبزی پروری هستند زیرا به طور مداوم ضایعات ماهی را قبل از ورود به تصفیه بیولوژیکی حذف می کنند.
فیلترهای درام NIHAO می توانند از میکرو نمایشگرهای ظریف برای رهگیری ذرات خوراک، مدفوع، الیاف و سایر مواد معلق استفاده کنند.
برای مثال، یک سند اخیر آبزی پروری مین، فاضلاب را توصیف می کند که ابتدا از یک فیلتر درام که تقریباً مجهز به آن است، عبور می کند. پارچه صفحه نمایش 36-40 میکرون ، نشان می دهد که چگونه می توان از غربالگری درام خوب در سیستم های آبزی پروری فشرده استفاده کرد.
هیچ برنده جهانی وجود ندارد.
کارخانهای که فاضلاب نسبتاً ثابتی با TSS متوسط تولید میکند اما ردپای تجهیزات کوچکی را میطلبد، ممکن است به نفع فیلتر دیسکی باشد. پساب های حاوی الیاف، جلبک ها، جامدات آلی بزرگتر یا بارگذاری متغیر ممکن است با فیلتر درام چرخشی راحت تر مدیریت شوند.
زمانی که جامدات چسبنده، روغنی، فیبری یا غیرعادی تراکم پذیر هستند، آزمایش آزمایشی بسیار توصیه می شود.
اینجاست که اصطلاحات اهمیت پیدا می کند.
دوغاب معدنی با غلظت بالا به طور کلی باید نه با استفاده از میکرو نمایشگرهای معمولی درام فاضلاب و فیلترهای دیسکی پارچه ای مقایسه شود.
معدن plants frequently use فیلترهای درام خلاء، فیلترهای دیسکی وکیوم، فیلترهای دیسکی سرامیکی، فیلترهای تسمه ای یا فیلترپرس برای تولید کیک فیلتر آبگیری به عنوان مثال، ANDRITZ فیلتراسیون دیسک خلاء را به طور خاص برای دوغاب های معدنی غلیظ، با مناطق فیلتراسیون مدولار که به صدها متر مربع می رسد، ارائه می دهد.
اینها اساساً ماشینهایی متفاوت از فیلترهای درام میکرواسکرین مورد استفاده در RAS هستند.
پروژه های فرآوری مواد غذایی نه تنها به دقت فیلتراسیون، بلکه به تمیزی، زهکشی، سازگاری مواد، کیفیت جوش، مناطق مرده و دسترسی بهداشتی نیز نیاز دارند.
دستورالعمل فرآوری مواد غذایی FDA بر سطوح صاف، غیرجاذب و قابل تمیز کردن و طراحی تجهیزات تأکید دارد که محل تجمع آلودگی را به حداقل می رساند.
برای این کاربردها، ساخت و ساز از جنس فولاد ضد زنگ و یک سیستم تمیز کردن به راحتی در دسترس ممکن است مهمتر از انتخاب "درام" یا "دیسک" صرفاً بر اساس ناحیه فیلتراسیون باشد.
هر دو سیستم برای عملکرد خودکار طراحی شدهاند، اما هیچکدام را نباید بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در نظر گرفت.
نقاط بازرسی معمولی عبارتند از:
شستشوی معکوس معمولاً باید بر اساس اختلاف سطح آب یا مقاومت هیدرولیکی به جای یک برنامه زمانی ثابت دلخواه کنترل شود.
TSS بالا، دهانه های ریز صفحه، جلبک، روغن یا فاضلاب فیبری فاصله بین چرخه های تمیز کردن را کوتاه می کند.
اپراتورها باید بازرسی کنند:
از آنجایی که سیستمهای دیسکی حاوی چندین پانل فیلتر مجزا هستند، گاهی اوقات میتوان تعمیر و نگهداری را در بخشهای جداگانه به جای جایگزینی کل سطح فیلتر انجام داد. با این حال، یک نصب بزرگ ممکن است حاوی پانل های زیادی باشد که تعداد قطعاتی را که باید بازرسی شوند افزایش می دهد.
تحقیقات EPA مدتهاست که انتقال مواد جامد و شستشوی معکوس را به عنوان بخشهای حیاتی عملکرد میکرو صفحهنمایش مکانیکی شناسایی کرده است.
برای هر دو فناوری، اپراتورها باید فرکانس شستشوی معکوس، سطح آب تفاضلی، TSS ورودی، TSS پساب، جریان موتور، فشار نازل و وضعیت رسانه را ثبت کنند. افزایش ناگهانی فرکانس تمیز کردن معمولاً نشاندهنده افزایش بارگیری مواد جامد یا از دست دادن منطقه فیلتراسیون مؤثر است.
برای اکثر پروژه ها، تصمیم را می توان به چند سوال کاهش داد:
A فیلتر درام چرخشی اغلب انتخاب قوی تری برای آبزی پروری، غربالگری آب خام، حذف جلبک ها، پیش تصفیه و بارهای جامد معلق متغیر است. .
A فیلتر دیسکی اغلب برای تصفیه ثالث شهری، استفاده مجدد از آب، تاسیسات مقاوم سازی، و پروژه هایی که نیاز به سطح فیلتراسیون بسیار بالا در یک فضای محدود دارند جذاب است. .
برای به چالش کشیدن فاضلاب صنعتی، پاسخ صحیح باید از تجزیه و تحلیل آب و آزمایش آزمایشی به جای هندسه تجهیزات به تنهایی باشد.
Hangzhou NIHAO Environmental میتواند نرخ جریان، غلظت TSS، رتبهبندی میکرون مورد نیاز، ردپای موجود، مصالح ساختمانی و الزامات شستشوی معکوس را قبل از توصیه یک پیکربندی فیلتراسیون مناسب ارزیابی کند.
برای پروژه های ایالات متحده، خریداران همچنین باید تأیید کنند که قطار درمانی پیشنهادی با مجوز تخلیه قابل اجرا، الزامات استفاده مجدد، و - در صورت لزوم - الزامات بهداشتی فرآوری مواد غذایی سازگار است.
میکرو نمایشگرهای درام چرخشی معمولاً در محدوده ده ها تا صدها میکرون کار می کنند. فیلترهای درام NIHAO ممکن است بسته به کاربرد از صفحه نمایش تقریباً 30 تا 200 میکرون استفاده کنند. عملکرد فیلتر دیسک به شدت به پارچه نصب شده یا رسانه میکرو صفحه بستگی دارد.
هر دو معمولاً قدرت محرک مکانیکی نسبتاً کمی مصرف می کنند، با انرژی اضافی مورد نیاز برای پمپ های شستشوی معکوس یا سیستم های مکش تمیز کننده. مصرف واقعی انرژی و آب شستشو بیشتر به بارگیری هیدرولیک، TSS، فرکانس باز شدن و تمیز کردن رسانه بستگی دارد تا اینکه دستگاه از درام یا دیسک استفاده می کند.
فیلترهای درام چرخشی عموماً انتخاب معتبرتری برای فیلتراسیون مکانیکی RAS هستند زیرا به طور مداوم ضایعات خوراک، مدفوع و سایر جامدات معلق را در حالی که به طور خودکار صفحه نمایش را شستشوی معکوس می کنند، رهگیری می کنند.
فیلترهای درام معمولاً دچار رسوب صفحه نمایش، انسداد نازل، سایش یاتاقان و تجمع در تخلیه می شوند. فیلترهای دیسکی ممکن است دچار کور شدن پارچه، قطعات دیسک آسیب دیده، سایش آب بندی، مسدود شدن نازل های تمیزکننده و مشکلات تراز محوری شوند.
هیچ قیمت تجهیزات جهانی قابل اعتمادی وجود ندارد. ظرفیت، ناحیه فیلتراسیون، متالورژی، اتوماسیون، ساخت و سازهای عمرانی و زیرساخت های شستشوی معکوس می توانند هزینه های نصب شده را به طور چشمگیری تغییر دهند. قیمت ها را با استفاده از کل CAPEX نصب شده به اضافه هزینه های سالانه انرژی، آب، قطعات یدکی و جایگزینی رسانه مقایسه کنید.
حد عملی حذف عمدتاً با باز شدن صفحه یا رسانه همراه با شکل ذرات و شرایط عملیاتی تعیین می شود. میکرو صفحه نمایش درام ظریف می تواند به چندین ده میکرون برسد، در حالی که سیستم های دیسک-رسانه تخصصی را می توان برای پرداخت عالی درجه سوم پیکربندی کرد.
فیلترهای دیسکی استاندارد فاضلاب و میکرو نمایشگرهای درام دوار معمولاً تجهیزات مناسبی برای دوغاب غلیظ معدن نیستند. آبگیری معدن معمولاً به فیلترهای دیسکی خلاء، فیلترهای سرامیکی، فیلترهای درام خلاء یا تجهیزات فیلتراسیون فشاری نیاز دارد که به طور خاص برای تشکیل و تخلیه کیک فیلتر طراحی شده اند.