Systemy oczyszczania wody

Obróbka kamienia naturalnego niemal zawsze wymaga stosowania wody. Woda jest niezbędna prawie na każdym etapie produkcji, używa jej się do chłodzenia narzędzia diamentowego, do polerowania, jest składnikiem mieszanki ściernej na trakach wahadłowych, ale także potrzebna jest na przykład do mycia elementów po obróbce. Oprócz chłodzenia narzędzi głównym celem stosowania wody jest usuwanie drobin kamienia, których duże ilości powstają w czasie obróbki. W powstającej w ten sposób zawiesinie znajdują się także resztki zużywających się narzędzi, materiałów polerskich czy środków chemicznych. Duże zapotrzebowanie na wodę w zakładzie kamieniarskim powoduje, że konieczne jest stosowanie zamkniętych systemów recyrkulacji wody, gdzie powracająca z zakładu brudna woda pozbawiana jest zanieczyszczeń przed jej ponownym użyciem. Większość zanieczyszczeń tworzy zawiesinę w wodzie, przy słabym ruchu wody drobiny zanieczyszczeń osadzają się dzięki grawitacji na dnie zbiornika. Zjawisko to nazywane sedymentacją, wykorzystuje się przy najprostszych systemach klarowania wody, tak zwanych „odstojnikach”. Wadą tych systemów jest powolność procesu, co w przypadku dużego zapotrzebowania na wodę powoduje konieczność budowy wielkich basenów oraz konieczność zatrzymywania produkcji na czas usuwania nagromadzonego mułu. Jakość wody oczyszczanej w ten sposób wody najczęściej nie jest najlepsza, co powoduje zwiększone zużycie narzędzi diamentowych czy też nie pozwala na uzyskanie dobrego poleru. Ale znacznie większym problemem jest muł, który sprawia olbrzymie trudności przy wypompowywaniu, transporcie, ponadto bez wysuszenia nie może być składowany na wysypiskach. W nowocześnie zorganizowanym zakładzie woda oczyszczana jest systemach recyrkulacji z klaryfikatorem i filtroprasą. Przy mniejszej ilości wody w obiegu, systemy takie zapewniają jej dokładne oczyszczenie oraz osuszenie mułu do postaci nadającej się do transportu i składowania. Działanie takiego systemu prześledźmy na podstawie instalacji produkowanych przez włoską firmę Winkelmann Filtri, a od kilku lat pracujących także w polskich firmach kamieniarskich.

System oczyszczania wody składa się z dwóch oddzielnych elementów (patrz rysunek):

ZESPÓŁ KLAROWANIA WODY

1 - zbiornik wody brudnej

2 - pompa wody brudnej

3 - zbiornik klaryfikatora

4 - dozownik flokulantu

5 - zespół zaworów spustowych mułu

ZESPÓŁ OSUSZANIA MUŁU

            6 - mieszalnik mułu

            7 - pompa podająca muł na fltroprasę

            8 - filtroprasa

Całość brudnej wody pochodzącej z procesu produkcyjnego przez kolektor wpływa do zbiornika wody brudnej (1), skąd za pomocą specjalnej odśrodkowej, zanurzeniowej pompy (2) podawana jest do centralnej części pionowego zbiornika – klaryfikatora (3). Do rury podającej wodę brudną do klaryfikatora wstrzykiwana jest jednocześnie odpowiednia dawka specjalnego środka przyspieszającego proces sedymentacji – flokulantu (4). Dzięki odpowiedniej budowie w stożkowej, dolnej części zbiornika osadza się muł, natomiast czysta woda przelewając się odprowadzana jest do zbiornika wody czystej (10), skąd ponownie jest używana do produkcji. Zgromadzony w stożkowej części klaryfikatora muł automatycznie, okresowo jest spuszczany przez zespół zaworów (5) do mieszalnika mułu (6). Zadaniem mieszalnika jest utrzymywanie mułu w stałej konsystencji przed poddaniem go osuszeniu. Osuszanie odbywa się cyklicznie przez pompowanie mułu (7) do zamkniętej flitroprasy (8). Nadmiar wody znajdujący się wciąż w mule wycieka przez płótna filtroprasy pozostawiając między płytami suchą masę. System kontroli pracy układu (9) wykrywa brak wypływu wody z filtroprasy, zatrzymuje pracę pompy a cylinder hydrauliczny otwiera filtroprasę rozsuwając płyty, placki osuszonej masy spadają do kontenera. Prasa jest zamykana i cykl prasowania powtarza się od początku. Automatyczny system kontroli ze sterownikiem programowalnym PLC kontroluje poziom wody w zbiorniku wody brudnej, poziom mułu w mieszalniku i odpowiednio steruje pracą pomp. Zależnie od obciążenia odpowiednio ustawiana jest także częstotliwość spuszczania mułu z klaryfikatora i praca filtroprasy.

Flokulant wiąże drobiny zanieczyszczeń stałych oraz powoduje przyspieszenie procesu sedymentacji – osadzania się mułu na dnie zbiornika. Stosuje się tutaj najczęściej flokulanty w postaci proszkowej, które wymagają rozpuszczenia w wodzie w celu uzyskania zawiesiny. Zawiesina ta jest gotowa do użycia po pewnym czasie, odpowiednia konsystencja utrzymywana jest za pomocą mieszadła. Istnieją stacje dozowania flokulantu w pełni automatyczne, gdzie w kolejnych komorach następuje proces przygotowywania zawiesiny, magazynowania i pompowania do systemu. Jednak bardziej praktycznym rozwiązaniem, szczególnie w zakładach obrabiających granit, jest stosowanie flokulantu w postaci emulsji, gotowej do bezpośredniego użycia. Dozowniki tego typu, posiadające 25-litrowy zbiornik na emulsję i mikropompę iniekcyjną, zajmują mało miejsca i są bardzo praktyczne w użyciu. Na rynku można spotkać wiele typów flokulantu, ich właściwy dobór do rodzaju posiadanych zanieczyszczeń gwarantuje właściwą pracę systemu i wodę o wysokiej czystości.

Systemy złożone. W zakładach w których tnie się bloki granitowe na trakach wahadłowych za pomocą śrutu staliwnego należy budować osobny zespół klarowania wody dla trakowni i osobny klaryfikator dla pozostałych maszyn. Rozdzielenie obiegów wody powodowane jest trudnościami w oczyszczaniu wody z trakowni ze związków wapna, które jest składnikiem mieszanki ściernej. Woda taka może być używana jedynie do produkcji na trakowni, mycia płyt po cięciu itp. W systemach takich najczęściej stosuje się natomiast jeden zespół osuszania mułu, który obsługuje oba zespoły klarowania wody.

Wybór systemu. Pojemność zbiornika klaryfikującego decyduje o walorach wydajności procesu klarowania wody. Dla przykładu: zbiornik o pojemności 50 m3 pozwala na wyklarowanie 1700 litrów wody na minutę. Z drugiej strony ilość produkowanych zanieczyszczeń decyduje o wyborze wielkości filtroprasy. Właściwa praca systemu wymaga dobrania urządzeń o odpowiednich do zastosowania parametrach, co jest możliwe tylko po szczegółowej analizie pracy danego zakładu, wszystkich maszyn, obrabianego materiału itd. Zadanie to najlepiej powierzyć doświadczonym specjalistom.Oczyszczanie wody w zakładach kamieniarskich to nie tylko wymóg technologiczny, to także aspekt ochrony środowiska. Sprostanie przepisom obowiązującym w tym zakresie jest szczególnie istotne wobec naszego członkostwa w Unii Europejskiej. Warto już teraz zainteresować się tymi problemami, zwłaszcza że istnieje szczególna przychylność do dofinansowywania inwestycji w tym zakresie ze strony funduszy europejskich. W ramach tej pomocy firma Winkelmann Filtri realizuje w tym roku także dostawę kilku instalacji do polskich zakładów kamieniarskich.

 mgr inż. Andrzej Bukalski

(MC DIAM sp. z o.o., Warszawa)

• « poprz.
• nast. »