Att välja mellan ett trumfilter och ett skivfilter är inte bara en fråga om vilken teknik som ger "bättre filtrering". För avloppsreningsverk, återcirkulerande vattenbrukssystem, industriella vattenåteranvändningsprojekt och tertiära poleringstillämpningar beror det korrekta valet på hydraulflöde, koncentration av suspenderade fasta partiklar, nödvändig partikelavlägsnande, tillgängligt fotavtryck, backspolningsstrategi och långsiktiga underhållskrav.
Det finns också en viktig terminologiskillnad. I avloppsvatten och vattenbruksapplikationer, a trumfilter hänvisar normalt till en roterande trumma mikroskärm , medan ett skivfilter vanligtvis använder flera roterande filterskivor eller tygmediapaneler för att ge en stor filtreringsyta i en kompakt struktur. Detta skiljer sig från de roterande vakuumtrumfiltren och vakuumskivfiltren som används för kakawattning vid gruvdrift och kemisk bearbetning.
Hangzhou NIHAO Environmental fokuserar på vatten- och avloppsreningstillämpningar, så följande jämförelse tar främst upp mekaniska mikroskärmar och tertiära filtreringssystem.
Ett roterande trumfilter använder en cylindrisk skärm som roterar långsamt medan en del av trumman förblir nedsänkt. Avloppsvatten kommer vanligtvis in i trumman axiellt och passerar utåt genom silen. Suspenderade partiklar som är större än silöppningarna stannar kvar på den inre silytan. När fasta partiklar ackumuleras ökar det hydrauliska motståndet tills en nivåsensor eller differentiell vattennivåkontroll initierar rengöringen.
Trumman roterar sedan medan spraymunstycken sköljer de fångade fasta partiklarna i ett inre uppsamlingstråg. NIHAO trumfiltersystem använder denna princip för applikationer som vattenbrukscirkulationsvatten, råvattenbehandling, algerborttagning och förbehandling av avloppsvatten.
Ett avloppsvattenskivfilter uppnår ett liknande mål för att avlägsna fasta partiklar men fördelar filtermediet över flera vertikala eller delvis nedsänkta skivor. Vatten passerar genom tyg eller mikroskärmsmedia fästa på enskilda skivsegment. När fasta partiklar ansamlas roterar skivorna genom en rengöringszon där backspolningssprayer eller sugsystem tar bort kvarhållet material.
Den huvudsakliga tekniska fördelen med skivkonfigurationen är filtreringsarea per enhet footprint . Att lägga till skivor ökar det aktiva filtreringsområdet utan att proportionellt öka utrustningens fotavtryck. Kommersiella skivfilter av tygmedia används därför ofta för avlägsnande av tertiärt suspenderat material där växtutrymmet är begränsat.
Skillnaden kan sammanfattas enligt följande:
| Designfaktor | Roterande trumfilter | Skivfilter |
|---|---|---|
| Filtergeometri | Cylindrisk trumma | Flera vertikala skivor |
| Filtreringsyta | Trummans omkrets | Båda sidorna av flera skivor |
| Retention av fasta ämnen | Skärmyta | Tyg eller skärmpaneler |
| Städning | Roterande trummunstycken | Roterande skivor spray-/sugrengöring |
| Främsta fördelen | Enkel flödesväg och utsläpp av fasta ämnen | Hög filtreringsområde i kompakt fotavtryck |
| Typisk vattenreningsroll | Förbehandling, vattenbruk, avlyssning av fasta ämnen | Tertiär polering, återanvändning, kompakt kommunal behandling |
Den viktigaste inköpsfrågan är därför inte om en trumma eller en skiva "filtrerar bättre", utan hur mycket filtreringsarea som krävs vid förväntad hydraulisk och fast laddning.
Micron-betyget är en av de första specifikationerna som köpare jämför, men den bör inte utvärderas ensam.
NIHAO mikrosilar med roterande trumma kan använda skärmöppningar i ungefär 30–200 mikron räckvidd , med 60–200 mikron som vanligtvis används i mekanisk filtrering för vattenbruk. En finare skärm kan fånga upp mindre partiklar, men den ackumulerar också fasta partiklar snabbare och kräver normalt mer frekvent backspolning.
Skivfilter kan också utrustas med finvävt eller luggduksmedia. Deras stora totala filtreringsarea tillåter relativt hög hydraulisk genomströmning samtidigt som de bibehåller en kompakt installationsyta. Veolia beskriver tyg-media skivfiltrering specifikt som en teknik för borttagning av fina suspenderade fasta ämnen och polering av avloppsvatten.
Flera prestationsvariabler bör övervägas tillsammans:
| Prestandaparameter | Trumfilter | Skivfilter |
|---|---|---|
| Typiskt filtreringsmål | Grovt till fint suspenderat material | Fina fasta ämnen / tertiär polering |
| Vanlig filtreringsskala | Tio till hundratals mikron beroende på skärm | Medieberoende; ofta valt för finare polering |
| Hydraulisk lastning | Bra för kontinuerlig högflödesscreening | Hög yta ger hög kapacitet i kompakt yta |
| Tolerans för belastning av fasta ämnen | Bra när fasta partiklar tas bort kontinuerligt | Bättre lämpad när inflytande är någorlunda kontrollerat |
| Huvudförlust | Ökar när skärmen laddas | Ökar när tyg/skivor laddas |
| Backwash efterfrågan | Beror starkt på TSS och skärmöppning | Beror på media, laddning av fasta ämnen och rengöringsdesign |
| Energibehov | Trumdriven backspolningspump | Skivdrift backspolning/sugsystem |
Ingen av teknikerna har en universell returspolningsvattenprocent eller kWh-per-kubikmeter-värde. Dessa siffror varierar avsevärt med inflytande TSS, partikelegenskaper, mediaöppning, hydraulisk laddning, munstyckstryck, automatiseringslogik och om filtrerat vatten återanvänds för rengöring.
För amerikanska avloppsanläggningar är denna distinktion viktig eftersom tertiär filtrering ofta installeras för att ytterligare reducera suspenderade ämnen före utsläpp, återanvändning eller desinfektion. Nuvarande regulatoriska riktlinjer från Kalifornien inkluderar uttryckligen tygmedia och skivfiltrering bland filtreringsteknologier för tertiär behandling som används för att minska kvarvarande TSS och biologiskt nedbrytbara organiska ämnen.
För vattenbruk kan partikelavlägsnande vara ännu känsligare eftersom oätat foder och fekala fasta partiklar bör avlägsnas innan de bryts ner till finare lösta eller kolloidala föroreningar. EPA inteerar att vattenbruksanläggningar som är verksamma under NPDES-tillstånd kan möta numeriska eller narrativa avloppsbegränsningar som kontrollerar utsläpp av föroreningar.
Att bara jämföra utrustningens inköpspris kan leda till fel filterval.
Total installationskostnad bör inkludera:
Skivfilter kan ge en betydande filtreringsyta på ett relativt litet fotavtryck, men varje ytterligare skiva introducerar fler mediapaneler, tätningar, interna komponenter och reservdelar. Den initiala utrustningskostnaden kan därför öka snabbt när hydraulkapaciteten ökar.
Trumfilter har i allmänhet ett mekaniskt okomplicerat cylindriskt silarrangemang. Skador eller bländning av huvudskärmen kan dock påverka en relativt stor del av filtreringsområdet på en gång.
Publicerade kostnader för kommunala projekt i USA illustrerar varför köpare bör undvika att behandla ett nummer som ett universellt "skivfilterpris." Ett planeringsdokument för Illinois avloppsvatten inkluderade ungefär 200 000 USD i kapitalkostnad förknippad med filtrering av tyg-mediaskivor i ett projekt, medan en teknisk rapport för återvunnet vatten från Fresno uppskattade ungefär 4,1 miljoner USD total kapitalkostnad och 90 000 USD årlig drift och underhåll för en 5 MGD tyg-media filtreringsinstallation . Dessa siffror representerar projektspecifika installerade system snarare än offerter för endast utrustning.
För preliminär upphandling är det därför mer användbart att begära:
CAPEX per designflöde årlig OPEX förväntad mediaersättningskostnad 10- eller 20-årig livscykelkostnad
snarare än att enbart jämföra filterinköpspriser.
Olika branscher ställer väldigt olika krav på mekanisk filtrering.
| Ansökan | Önskad riktning | Varför |
|---|---|---|
| Återcirkulerande vattenbruk | Trumfilter föredras ofta | Utmärkt kontinuerlig borttagning av foder, avföring och suspenderade partiklar |
| Kommunal förbehandling | Trumfilter | Robust avlyssning före nedströmsprocesser |
| Kommunal tertiär behandling | Skivfilter föredras ofta | Hög filtreringsområde och kompakt fotavtryck |
| Industriell återanvändning av vatten | Beror på TSS och erforderlig avloppskvalitet | Båda kan passa |
| Livsmedelsbearbetning avloppsvatten | Trumma eller hygienisk skivdesign | Rengörbarhet och korrosionsbeständighet är avgörande |
| Gruvslam med hög halt av fasta ämnen | Vanligtvis varken standard avloppsvattenmikroskärm | Kräver särskild slurryavvattningsutrustning |
| Sållning av alger/råvatten | Trumfilter | Kontinuerlig ytavskärmning är väl lämpad |
| Eftermontering med begränsad utrymme | Skivfilter | Stort aktivt mediaområde per fotavtryck |
Skivfiltrering blir särskilt attraktivt när en kommun behöver lägga till tertiär filtrering utan att bygga en stor ny filterbyggnad. EPA tekniska litteraturen erkänner också tertiär filtrering som en viktig metod för att reducera fina suspenderade fasta ämnen som finns kvar efter sekundär klarning.
Roterande trumfilter är bland de mest praktiska mekaniska filtren för recirkulerande vattenbrukssystem eftersom de kontinuerligt tar bort suspenderat fiskavfall innan det går in i biologisk behandling.
NIHAO-trumfilter kan använda fina mikroskärmar för att fånga upp foderpartiklar, avföring, fibrer och annat suspenderat material.
Ett färskt vattenbruksdokument från Maine beskriver till exempel avloppsvatten som först passerar genom ett trumfilter utrustat med ca. 36–40 mikron skärmduk , som visar hur fintrumsscreening kan användas i intensiva vattenbrukssystem.
Det finns ingen universell vinnare.
En fabrik som producerar relativt konsekvent avloppsvatten med måttlig TSS men kräver ett litet utrustningsfotavtryck kan gynna ett skivfilter. Avloppsvatten som innehåller fibrer, alger, större organiska fasta ämnen eller variabel belastning kan vara lättare att hantera med ett roterande trumfilter.
Pilottestning är starkt att rekommendera när fasta ämnen är klibbiga, oljiga, fibrösa eller ovanligt komprimerbara.
Det är här terminologin blir viktig.
Högkoncentrerad mineraluppslamning bör i allmänhet not jämföras med vanliga mikrosilar för avloppsvattentrummor och skivfilter av tygmedia.
Gruvdrift plants frequently use vakuumtrumfilter, vakuumskivfilter, keramiska skivfilter, bandfilter eller filterpressar för att producera en avvattnad filterkaka. ANDRITZ, till exempel, erbjuder vakuumskivfiltrering specifikt för koncentrerad mineraluppslamning, med modulära filtreringsytor som når hundratals kvadratmeter.
Dessa är i grunden olika maskiner från de mikroskärmstrumfilter som används i RAS.
Livsmedelsbearbetningsprojekt kräver uppmärksamhet inte bara på filtreringsnoggrannhet utan också på rengörbarhet, dränering, materialkompatibilitet, svetskvalitet, döda zoner och hygienisk åtkomst.
FDA:s livsmedelsbearbetningsvägledning betonar släta, icke-absorberande, rengörbara ytor och utrustningsdesign som minimerar nischer där föroreningar kan ackumuleras.
För dessa applikationer kan konstruktion av rostfritt stål och ett lättillgängligt rengöringssystem vara viktigare än att välja "trumma" eller "skiva" enbart baserat på filtreringsområde.
Båda systemen är designade för automatisk drift, men ingetdera bör anses underhållsfritt.
Typiska inspektionspunkter inkluderar:
Backspolning bör normalt styras enligt vattennivåskillnad eller hydrauliskt motstånd snarare än ett godtyckligt fast schema.
Hög TSS, fina silöppningar, alger, olja eller fibröst avloppsvatten kommer att förkorta intervallet mellan rengöringscyklerna.
Operatörer bör inspektera:
Eftersom skivsystem innehåller flera individuella filterpaneler kan underhåll ibland utföras på enskilda segment istället för att ersätta hela filtreringsytan. En stor installation kan dock innehålla många paneler, vilket ökar antalet delar som måste inspekteras.
EPA mikroskärmforskning har länge identifierat överföring av fasta ämnen och backspolning som kritiska delar av mekanisk mikroskärms prestanda.
För båda teknikerna bör operatörer registrera backspolningsfrekvens, differentiell vattennivå, inflödes-TSS, avlopps-TSS, motorström, munstyckstryck och mediatillstånd. En plötslig ökning av rengöringsfrekvensen indikerar vanligtvis antingen stigande laddning av fasta partiklar eller förlust av effektiv filtreringsområde.
För de flesta projekt kan beslutet reduceras till flera frågor:
A roterande trumfilter är ofta det starkare valet för vattenbruk, sållning av råvatten, avlägsnande av alger, förbehandling och kontinuerligt varierande halter av suspenderade ämnen .
A skivfilter är ofta attraktivt för kommunal tertiär rening, vattenåteranvändning, efterinstallationer och projekt som kräver mycket stor filtreringsområde inom ett begränsat fotavtryck .
För utmanande industriellt avloppsvatten bör det korrekta svaret komma från vattenanalys och pilottestning snarare än enbart utrustningsgeometri.
Hangzhou NIHAO Environmental kan utvärdera flödeshastighet, TSS-koncentration, erforderlig mikronklassificering, tillgängligt fotavtryck, konstruktionsmaterial och krav på bakspolning innan en lämplig filtreringskonfiguration rekommenderas.
För amerikanska projekt bör köpare också bekräfta att det föreslagna behandlingståget är förenligt med tillämpligt utsläppstillstånd, krav på återanvändning och – där så är relevant – sanitetskrav för livsmedelsbearbetning.
Mikrosilar med roterande trummor fungerar vanligtvis i intervallet tio till hundratals mikron. NIHAO trumfilter kan använda cirka 30–200 mikron skärmar beroende på applikation. Skivfiltrets prestanda beror mycket på den installerade trasan eller mikroskärmsmediet.
Båda förbrukar normalt relativt blygsam mekanisk drivkraft, med ytterligare energi som krävs för backspolningspumpar eller sugrengöringssystem. Den faktiska energi- och tvättvattenförbrukningen beror mer på hydraulisk laddning, TSS, mediaöppning och rengöringsfrekvens än på om maskinen använder en trumma eller skivor.
Roterande trumfilter är i allmänhet det mer etablerade valet för mekanisk RAS-filtrering eftersom de kontinuerligt fångar upp foderavfall, avföring och andra suspenderade ämnen samtidigt som de automatiskt backspolar skärmen.
Trumfilter upplever vanligen skärmnedsmutsning, blockering av munstycken, lagerslitage och ansamling av utloppstråg. Skivfilter kan uppleva tygbländning, skadade skivsegment, tätningsslitage, blockerade rengöringsmunstycken och problem med axelinriktningen.
Det finns inget tillförlitligt pris för universell utrustning. Kapacitet, filtreringsområde, metallurgi, automation, anläggningsbyggande och backspolningsinfrastruktur kan förändra installationskostnaderna dramatiskt. Jämför offerter med totalt installerat CAPEX plus årliga kostnader för energi, vatten, reservdelar och mediabyte.
Den praktiska borttagningsgränsen bestäms huvudsakligen av skärm- eller mediaöppning, tillsammans med partikelform och driftsförhållanden. Fintrummikroskärmar kan nå flera tiotals mikron, medan specialiserade skivmediasystem kan konfigureras för fin tertiär polering.
Standardfilter för avloppsvattenskivor och mikrosilar med roterande trummor är i allmänhet inte den korrekta utrustningen för koncentrerad gruvslam. Avvattning av gruvdrift kräver normalt vakuumfilter, keramiska filter, vakuumtrumfilter eller tryckfiltreringsutrustning speciellt utformad för att bilda och tömma en filterkaka.