Zawartość suchej masy (DS) jest kluczowym parametrem w technologii wody i ścieków i opisuje proporcję substancji stałych w medium w stosunku do masy całkowitej. Wyrażana jest w procentach (%) lub w gramach na kilogram (g) i opisuje masę pozostałych ciał stałych po całkowitym usunięciu wody przez odparowanie.
Zawartość suchej masy dostarcza ważnych informacji na temat konsystencji osadów, zawiesin lub koncentratów i jest podstawą do oceny, planowania i optymalizacji procesów w oczyszczaniu wody i ścieków.
Spis treści
Zaplecze techniczne
Zawartość suchej masy obejmuje całkowitą masę ciał stałych, które mogą składać się ze składników nieorganicznych i organicznych:
Składniki organiczne:
- Substancje ulegające rozkładowi, takie jak biomasa, tłuszcze, białka i węglowodany.
- Charakteryzuje się osadami ściekowymi, odpadami organicznymi lub pozostałościami przemysłowymi.
Składniki nieorganiczne:
- Minerały, metale, sole i nieorganiczne produkty strącania.
- Często stosowany w chemicznym oczyszczaniu ścieków lub w oczyszczaniu pozostałości z uzdatniania wody pitnej (np. osad wapienny).
Zawartość suchej masy jest określana poprzez odparowanie całej wolnej i związanej wody w określonej temperaturze (zwykle 105 °C) w laboratorium.
Oznaczanie zawartości suchej masy
Metoda grawimetryczna
Znormalizowana procedura zgodna z normą DIN EN 12880 jest przeprowadzana w kilku etapach:
- Zważona zostaje określona próbka analizowanego medium.
- Próbka jest suszona w suszarce w temperaturze 105 °C do momentu, gdy nie nastąpi dalsza zmiana masy.
- Wysuszona próbka jest ponownie ważona.
- Powstaje iloraz wilgotnej i wysuszonej próbki.
Termograwimetria
- Zautomatyzowane procesy wykorzystują analizatory termograwimetryczne, które w sposób ciągły mierzą zmianę masy podczas suszenia.
Systemy pomiarowe inline
- Nowoczesne czujniki mierzą zawartość suchej masy w czasie rzeczywistym, np. przy użyciu technologii mikrofalowej lub NIR (bliskiej podczerwieni), zwłaszcza w procesach przemysłowych.
Znaczenie zawartości suchej masy w praktyce
Kontrola procesu w oczyszczaniu ścieków
- Zawartość suchej masy w osadach ściekowych jest ważnym wskaźnikiem wydajności procesów takich jak:
- Stabilizacja osadu: Wyższa zawartość suchej masy oznacza, że w osadzie pozostaje mniej wody, co ułatwia jego stabilizację i przechowywanie.
- Odwadnianie osadu: Wydajność wirówek, pras taśmowych lub komorowych pras filtracyjnych jest oceniana na podstawie zawartości suchej masy.
Zdjęcie: Nasza komorowa prasa filtracyjna ALMA CFP do odwadniania osadów z oczyszczalni ścieków
Ocena surowców i pozostałości
- Zawartość suchej masy jest wykorzystywana do klasyfikacji osadów i pozostałości, zwłaszcza w celu ich wykorzystania lub utylizacji:
- Produkcja biogazu:
- Zawartość suchej masy ma kluczowe znaczenie dla dozowania substratów i określania wydajności gazu.
- Spalanie:
- Wysoka zawartość suchej masy zmniejsza ilość energii potrzebnej do suszenia przed wykorzystaniem termicznym.
- Produkcja biogazu:
Wymiarowanie systemów
- Konstrukcja pomp, zbiorników i rurociągów zależy w dużej mierze od zawartości suchej masy:
- Niedriger TS-Gehalt (< 5 %): Schlammeigenschaften ähneln Flüssigkeiten; Transport mittels Kreiselpumpen.
- Średnia zawartość suchej masy (5-15%): Właściwości pompy zmieniają się; wymagane są specjalne mimośrodowe pompy śrubowe.
- Wysoka zawartość suchej masy (> 15%): Wymagana jest obsługa ciał stałych; systemy przenośników, takie jak przenośniki ślimakowe lub przenośniki taśmowe.
Wymagania środowiskowe
- Zawartość suchej masy jest parametrem istotnym z punktu widzenia zgodności z wymogami prawnymi:
- Rozporządzenie w sprawie osadów ściekowych:
- Określenie wartości granicznych dla suchej masy osadów ściekowych nadających się do wykorzystania rolniczego.
- Usuwanie pozostałości:
- Minimalne wymagania dotyczące zawartości suchej masy przed składowaniem lub utylizacją.
- Rozporządzenie w sprawie osadów ściekowych:
Proces zwiększania zawartości suchej masy
1. proces odwadniania
- Cel: Zmniejszenie zawartości wody i zwiększenie zawartości suchej masy.
- Procesy mechaniczne:
- Wirówki: Wysoka wydajność odwadniania, osiągalna zawartość suchej masy 20-30%.
- Komorowe prasy filtracyjneMaksymalne odwadnianie przy wartościach suchej masy do 40%.
- Prasy taśmowe: Odpowiednie dla dużych przepływów objętościowych, wartości TS między 15 a 25%.
- Procesy termiczne:
- Suszenie bezpośrednie (np. suszarka bębnowa) w celu osiągnięcia wartości suchej masy > 90%.
2. technologie zagęszczania
- Prasy śrubowe: Mechaniczna redukcja zawartości wody poprzez zagęszczanie.
- Hydrocyklony: Oddzielanie ciał stałych i cieczy za pomocą siły odśrodkowej.
3. kondycjonowanie osadu
- Flokulant:
- Dodanie polimerów lub koagulantów (np. soli żelaza lub glinu) w celu poprawy odprowadzania wody.
- Stabilizacja wapnem:
- Dodanie wapna palonego (CaO) lub wapna hydratyzowanego (Ca(OH)2) w celu związania wody i ustabilizowania osadu.
Zdjęcie: Wirówka dekantacyjna do odwadniania osadu z naszej beztlenowej biogazowni ALMA BHU GMR
Zalety kontrolowania zawartości suchej masy
Zwiększona wydajność:
- Zoptymalizowane procesy oczyszczania osadów i uzdatniania wody.
- Zmniejszone zużycie energii w procesach termicznej utylizacji.
Redukcja kosztów:
- Minimalizacja kosztów transportu i utylizacji dzięki niższej masie wody.
Korzyści dla środowiska:
- Zmniejszenie ilości i masy pozostałości, które muszą zostać usunięte lub poddane recyklingowi.
Wnioski
Zawartość suchej masy jest istotnym parametrem w technologii wody przemysłowej i ścieków. Służy ona nie tylko jako wskaźnik jakości osadów i pozostałości, ale jest również podstawą optymalizacji procesów i efektywności wykorzystania zasobów. Ukierunkowana kontrola i regulacja zawartości suchej masy umożliwia efektywne projektowanie procesów odwadniania, transportu i utylizacji, co zapewnia zarówno korzyści ekonomiczne, jak i ekologiczne. Korzystając z nowoczesnych technologii i dodatków chemicznych, operatorzy instalacji mogą skutecznie kontrolować zawartość suchej masy i w zrównoważony sposób optymalizować swoje procesy.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
