ドラムフィルターとディスクフィルターのどちらを選択するかは、どちらのテクノロジーが「より優れた濾過」を提供するかという単純な問題ではありません。廃水処理プラント、循環水産養殖システム、工業用水再利用プロジェクト、および三次研磨用途の場合、正しい選択は、水圧流量、懸濁物質濃度、必要な粒子除去、利用可能な設置面積、逆洗戦略、および長期メンテナンス要件によって決まります。
重要な用語の違いもあります。廃水および水産養殖用途では、 ドラムフィルターは通常、回転ドラムマイクロスクリーンを指します。 一方、ディスクフィルターは通常、複数の回転フィルターディスクまたは布媒体パネルを使用して、コンパクトな構造で大きな濾過領域を提供します。これは、鉱業や化学処理におけるケーキ脱水に使用される回転真空ドラムフィルターや真空ディスクフィルターとは異なります。
Hangzhou NIHAO Environmental は水および廃水処理アプリケーションに焦点を当てているため、以下の比較では主に機械式マイクロスクリーンと三次濾過システムについて取り上げます。
回転ドラムフィルターは、ドラムの一部が水に浸かったままゆっくりと回転する円筒形のスクリーンを使用します。廃水は通常、軸方向にドラムに入り、スクリーンを通って外側に通過します。スクリーンの開口部より大きい浮遊粒子はスクリーンの内側表面に残ります。固形物が蓄積すると、レベルセンサーまたは差動水位制御が洗浄を開始するまで、水圧抵抗が増加します。
次にドラムが回転し、スプレー ノズルが捕集された固形物を内部の収集トラフに洗い流します。 NIHAOドラムフィルターシステムはこの原理を利用し、養殖循環水、原水処理、藻類除去、排水前処理などに応用されています。
廃水ディスクフィルターは同様の固形物除去目的を達成しますが、フィルター媒体を複数の垂直ディスクまたは部分的に水没したディスクに分散させます。水は、個々の椎間板セグメントに取り付けられた布またはマイクロスクリーン媒体を通過します。固形物が蓄積すると、ディスクが回転して洗浄ゾーンを通過し、そこで逆洗スプレーまたは吸引システムが残留物質を除去します。
ディスク構成の主なエンジニアリング上の利点は次のとおりです。 単位設置面積あたりのフィルタ領域 。ディスクを追加すると、装置の設置面積を比例的に増やすことなく、有効な濾過面積が増加します。したがって、市販の布媒体ディスクフィルターは、プラントスペースが限られている場合の三次懸濁物質の除去によく使用されます。
違いは次のように要約できます。
| 設計要素 | ロータリードラムフィルター | ディスクフィルター |
|---|---|---|
| フィルタージオメトリ | 円筒ドラム | 複数の垂直ディスク |
| ろ過面 | ドラム周長 | 複数のディスクの両面 |
| 固形物保持 | スクリーン面 | クロスまたはスクリーンパネル |
| クリーニング | 回転ドラムスプレーノズル | 回転ディスクのスプレー/吸引洗浄 |
| 主な利点 | シンプルな流路と固形物排出 | コンパクトな設置面積で高い濾過領域を実現 |
| 典型的な水処理の役割 | 前処理、養殖、固形物遮断 | 三次研磨、再利用、コンパクト都市処理 |
したがって、購入時に最も重要な問題は、ドラムとディスクのどちらが「より良く濾過する」かということではなく、予想される水圧負荷と固体負荷でどれだけの濾過面積が必要になるかということです。
マイクロンの評価は購入者が最初に比較する仕様の 1 つですが、それだけで評価すべきではありません。
NIHAO 回転ドラム マイクロスクリーンでは、約 2 インチのスクリーン開口部を使用できます。 30~200ミクロンの範囲 、水産養殖の機械濾過で一般的に使用される60〜200ミクロン。より細かいスクリーンはより小さな粒子を捕捉できますが、固体の蓄積も早くなり、通常はより頻繁な逆洗が必要になります。
ディスクフィルターには、目の細かい織物やパイル布のメディアを取り付けることもできます。総濾過面積が大きいため、コンパクトな設置面積を維持しながら、比較的高い油圧処理量が可能になります。 Veolia は、布媒体ディスク濾過を、特に微細な浮遊物質の除去と廃水の研磨のための技術として説明しています。
いくつかのパフォーマンス変数を一緒に考慮する必要があります。
| パフォーマンスパラメータ | ドラムフィルター | ディスクフィルター |
|---|---|---|
| 典型的なろ過対物レンズ | 粗い懸濁物質から細かい懸濁物質まで | 微細固形物・3次研磨 |
| 共通ろ過スケール | スクリーンに応じて数十から数百ミクロン | メディアに依存します。より細かい研磨によく選択されます |
| 油圧負荷 | 連続的な高流量スクリーニングに適しています | 高い面積でコンパクトな設置面積で大容量を実現 |
| 固体負荷許容差 | 固形物を連続的に除去する場合に最適 | 流入液が合理的に制御されている場合に適しています |
| 損失水頭 | 画面がロードされると増加します | クロス/ディスクがロードされると増加します |
| 逆洗需要 | TSS と画面の開き方に大きく依存します | 媒体、固形物の投入および洗浄の設計に応じて異なる |
| エネルギー需要 | ドラム駆動逆洗ポンプ | ディスクドライブ逆洗/吸引システム |
どちらの技術にも、普遍的な逆洗水の割合や立方メートルあたりのkWh値はありません。これらの数値は、流入 TSS、粒子特性、媒体開口部、水圧負荷、ノズル圧力、自動化ロジック、ろ過水を洗浄に再利用するかどうかによって大きく異なります。
米国の下水処理施設では、排出、再利用、または消毒の前に浮遊物質をさらに減らすために三次ろ過が設置されることが多いため、この区別は重要です。現在のカリフォルニア州の規制ガイダンスには、残留 TSS と生分解性有機物を削減するために使用される三次処理濾過技術の中に、布媒体とディスク濾過が明確に含まれています。
水産養殖の場合、食べ残した飼料や糞便固形物がより微細な溶解またはコロイド状の汚染物質に分解される前に除去する必要があるため、粒子の除去はさらに敏感になる可能性があります。 EPAは、NPDES許可の下で運営されている水産養殖施設は、汚染物質の排出を制御する数値的または説明的な排水制限に直面する可能性があると指摘している。
機器の購入価格だけを比較すると、フィルターの選択を誤る可能性があります。
総設置コストには次のものが含まれます。
ディスクフィルターは、比較的小さな設置面積で十分な濾過面積を提供できますが、ディスクを追加するたびに、より多くのメディアパネル、シール、内部コンポーネント、および交換部品が導入されます。したがって、油圧能力が増加すると、初期設備コストが急速に増加する可能性があります。
ドラムフィルターは通常、機械的に単純な円筒状のスクリーン構成を持っています。ただし、メインスクリーンの損傷や目詰まりは、ろ過領域の比較的大きな部分に一度に影響を与える可能性があります。
公表されている米国の地方自治体のプロジェクト費用は、購入者が単一の数値を普遍的な「ディスクフィルター価格」として扱うことを避けるべき理由を示しています。イリノイ州の下水計画文書には、次のものが含まれています。 クロスメディアのディスクろ過に関連する資本コストは 200,000 ドル あるプロジェクトでは、フレズノのリサイクル水エンジニアリングレポートではおよその推定値が得られました。 5 MGD 布媒体濾過設備の総資本コストは 410 万ドル、年間 O&M は 90,000 ドル 。これらの数値は、機器のみの見積もりではなく、プロジェクト固有の設置システムを表しています。
したがって、事前調達の場合は、次のことをリクエストする方が便利です。
設計フローごとの CAPEX 年間 OPEX 予想されるメディア交換コスト 10 年または 20 年のライフサイクル コスト
フィルターの購入価格だけを比較するのではなく、
産業が異なれば、機械濾過に対する要求も大きく異なります。
| アプリケーション | 優先方向 | なぜ |
|---|---|---|
| 循環養殖 | ドラムフィルターが好まれることが多い | 飼料、糞便、浮遊粒子の優れた継続的除去 |
| 自治体による前処理 | ドラムフィルター | 下流プロセス前の強力なインターセプト |
| 自治体の三次処理 | ディスクフィルターが好まれることが多い | 高い濾過面積とコンパクトな設置面積 |
| 工業用水の再利用 | TSS および必要な排水品質によって異なります | どちらも適している可能性があります |
| 食品加工排水 | ドラムまたは衛生的なディスクのデザイン | 洗浄性と耐食性が重要です |
| ハイソリッド採掘スラリー | 通常は標準的な廃水マイクロスクリーンもありません | 専用のスラリー脱水装置が必要 |
| 藻類・原水のスクリーニング | ドラムフィルター | 連続的な表面スクリーニングに適しています |
| スペースに制約のある改修 | ディスクフィルター | 設置面積あたりのアクティブなメディア領域が大きい |
ディスクろ過は、地方自治体が大規模な新しいろ過施設を建設せずに三次ろ過を追加する必要がある場合に特に魅力的になります。 EPA の技術文献でも、三次ろ過が二次清澄後に残る微細な懸濁物質を減らす重要な方法であると認識されています。
回転ドラムフィルターは、生物学的処理に入る前に懸濁した魚の廃棄物を継続的に除去するため、循環水産養殖システムにとって最も実用的な機械フィルターの 1 つです。
NIHAO ドラムフィルターは、微細なマイクロスクリーンを使用して、飼料粒子、糞便、繊維、その他の浮遊物質を遮断します。
たとえば、最近のメイン州の水産養殖に関する文書では、廃水が最初に約 36~40ミクロンのスクリーンクロス 、集中的な水産養殖システムで微細なドラムスクリーニングがどのように使用できるかを示しています。
普遍的な勝者は存在しません。
中程度の TSS を持つ比較的一貫した廃水を生成するが、小さな設備設置面積を要求する工場では、ディスク フィルターが好まれる場合があります。繊維、藻類、大きな有機固形物、または変動する負荷を含む廃水は、回転ドラムフィルターを使用すると管理が容易になる場合があります。
固体が粘着性、油性、繊維状、または異常に圧縮しやすい場合には、パイロット テストを行うことを強くお勧めします。
ここで用語が重要になります。
高濃度の鉱物スラリーは通常、 そうではない 通常の廃水ドラムマイクロスクリーンと布媒体ディスクフィルターを使用して比較できます。
マイニング plants frequently use 真空ドラムフィルター、真空ディスクフィルター、セラミックディスクフィルター、ベルトフィルター、またはフィルタープレス 脱水フィルターケーキを製造します。たとえば、ANDRITZ は、モジュール式濾過面積が数百平方メートルに達する、濃縮ミネラルスラリー専用の真空ディスク濾過を提供しています。
これらは、RAS で使用されるマイクロスクリーン ドラム フィルターとは根本的に異なるマシンです。
食品加工プロジェクトでは、ろ過の精度だけでなく、洗浄性、排水、材料の適合性、溶接の品質、デッドゾーン、衛生的なアクセスにも注意を払う必要があります。
FDA の食品加工ガイダンスでは、滑らかで非吸収性で洗浄可能な表面と、汚染が蓄積する可能性のある隙間を最小限に抑える機器の設計が重視されています。
これらの用途では、濾過面積のみに基づいて「ドラム」または「ディスク」を選択するよりも、ステンレス鋼構造と簡単にアクセスできる洗浄システムの方が重要である可能性があります。
どちらのシステムも自動操作用に設計されていますが、どちらもメンテナンスフリーであるとは考えられません。
典型的な検査ポイントは次のとおりです。
逆洗は通常、任意の固定スケジュールではなく、水位差や水圧抵抗に応じて制御する必要があります。
TSS が高く、スクリーンの開口部が細かく、藻類、油、または繊維質の廃水があると、洗浄サイクルの間隔が短くなります。
オペレーターは以下を検査する必要があります。
ディスク システムには複数の個別のフィルター パネルが含まれているため、メンテナンスは濾過面全体を交換するのではなく、個々のセグメントで実行できる場合があります。ただし、大規模な設備には多数のパネルが含まれる場合があり、検査する必要がある部品の数が増加します。
EPA マイクロスクリーンの研究では、固体の移送と逆洗が機械的マイクロスクリーンの性能の重要な部分であると長い間特定されてきました。
どちらの技術でも、オペレーターは逆洗の頻度、水位差、流入水の TSS、流出水の TSS、モーター電流、ノズル圧力、媒体の状態を記録する必要があります。洗浄頻度の突然の増加は、通常、固体負荷の増加または有効な濾過面積の損失のいずれかを示します。
ほとんどのプロジェクトでは、決定はいくつかの質問に集約されます。
A 多くの場合、回転ドラムフィルターは、水産養殖、原水スクリーニング、藻類除去、前処理、および連続的に変化する懸濁物質負荷に対してより強力な選択肢です。 .
A ディスクフィルターは、都市の三次処理、水の再利用、改修設備、および限られた設置面積内で非常に高い濾過面積を必要とするプロジェクトにとって魅力的な場合が多い .
困難な産業廃水の場合、装置の形状だけではなく、水の分析とパイロット テストから正しい答えが得られるはずです。
Hangzhou NIHAO Environmental は、適切なろ過構成を推奨する前に、流量、TSS 濃度、必要なミクロン評価、利用可能な設置面積、構造材料、逆洗要件を評価できます。
米国のプロジェクトの場合、購入者は、提案された処理トレインが該当する排出許可、再利用要件、および関連する場合には食品加工衛生要件に適合していることも確認する必要があります。
回転ドラムマイクロスクリーンは通常、数十から数百ミクロンの範囲で動作します。 NIHAO ドラムフィルターは、用途に応じて約 30 ~ 200 ミクロンのスクリーンを使用する場合があります。ディスク フィルターのパフォーマンスは、取り付けられているクロスまたはマイクロスクリーン メディアに大きく依存します。
どちらも通常、比較的控えめな機械駆動力を消費しますが、逆洗ポンプや吸引洗浄システムには追加のエネルギーが必要です。実際のエネルギーと洗浄水の消費量は、機械がドラムを使用するかディスクを使用するかよりも、油圧負荷、TSS、メディアの開き方、洗浄頻度に大きく依存します。
ロータリードラムフィルターは、スクリーンを自動的に逆洗しながら飼料廃棄物、糞便、その他の懸濁物質を継続的に捕捉するため、一般に RAS 機械濾過にはより確立された選択肢です。
ドラムフィルターでは一般に、スクリーンの汚れ、ノズルの詰まり、ベアリングの摩耗、排出トラフの蓄積が発生します。ディスクフィルターでは、布の目詰まり、ディスクセグメントの損傷、シールの摩耗、洗浄ノズルの詰まり、シャフトの位置合わせの問題が発生する可能性があります。
信頼できる普遍的な機器の価格はありません。容量、濾過面積、冶金、自動化、土木建設、逆洗インフラストラクチャによって、設置コストが大幅に変わる可能性があります。設置済みの設備投資総額に加え、年間のエネルギー、水、スペアパーツ、メディア交換コストを使用して見積もりを比較します。
実際の除去限界は主に、粒子の形状や操作条件とともに、スクリーンまたは媒体の開口部によって決まります。微細なドラムマイクロスクリーンは数十ミクロンに達する可能性があり、特殊なディスクメディアシステムは微細な三次研磨用に構成できます。
標準的な廃水ディスクフィルターと回転ドラムマイクロスクリーンは、一般に、濃縮された採掘スラリーには適切な装置ではありません。採掘の脱水には通常、フィルターケーキを形成して排出するように特別に設計された真空ディスクフィルター、セラミックフィルター、真空ドラムフィルター、または加圧濾過装置が必要です。