Technologie de filtration-presse à haute efficacité pour les boues de production de cellules solaires : une étude de cas
Introduction
Dans la fabrication des cellules solaires, le traitement des eaux usées génère d'importantes quantités de boues qui nécessitent une déshydratation et une réduction de volume avant leur élimination. La réduction de la teneur en humidité des Gâteau de boue est essentiel pour réduire les coûts d'élimination et améliorer l'efficacité opérationnelle.
Cet article présente les résultats d'une évaluation technique d'un produit de conception allemande. Presse à filtre système appliqué aux boues provenant d'une usine de production de cellules solaires.
Caractéristiques des boues
Les boues provenaient d'une combinaison de procédés de traitement physico-chimiques et biologiques au sein d'une chaîne de production de cellules solaires. De la chaux a été ajoutée lors du traitement.
• Teneur initiale en humidité des boues : environ 90 %
• Équipement de déshydratation de base : centrifugeuse décanteuse
• Teneur en humidité initiale du gâteau (mesurée sur place) : 63 %
• Production journalière de gâteaux de boues par centrifugation : environ 40 tonnes
Configuration de test
Un filtre-presse KMP400/5 entièrement automatique a été utilisé pour les essais. Le système fonctionne comme suit :
• Une pompe à membrane alimente la presse en boues à une pression de 4 à 8 bars.
• Le filtrat est recirculé à travers un bac de récupération.
• Des capteurs de pression surveillent la progression du séchage du gâteau de boues.
• Une fois le niveau de sécheresse cible atteint, la pompe s'arrête et la pression résiduelle est relâchée.
• Le vérin hydraulique ouvre le Plaque filtrantes, assisté par un mécanisme de vibration automatique, permettant au gâteau de boue de tomber dans un conteneur situé en dessous.
Les plaques se referment et un nouveau cycle commence.
Processus de test
Deux tonnes de boues ont été prélevées dans la cuve de stockage du client, où la centrifugeuse puise habituellement son alimentation. Les boues ont été homogénéisées et leur teneur en humidité initiale était de 89,38 %.
Plusieurs cycles d'essais ont été réalisés sans ajout de floculants. Les principaux résultats de trois cycles représentatifs sont résumés ci-dessous :
| Test | Temps de cycle (min) | Condition du gâteau | Teneur en humidité (%) |
|---|---|---|---|
| 1 | 36 | Pleinement formé | 44,73% |
| 2 | 20 | Formé mais plus souple | 50,40% |
| 3 | 30 | Pleinement formé | 45,06% |
| 4 | 30 | Pleinement formé | 44,86% |
Observations clés
• Les boues ont formé un gâteau solide sans nécessiter de floculants supplémentaires.
• Un cycle de 30 minutes a permis d'obtenir systématiquement une teneur en humidité du gâteau égale ou inférieure à 45 %.
• L’ajout de floculants pourrait encore raccourcir le temps de cycle si nécessaire.
• De légères gouttes d'eau ont été observées lors de l'ouverture des plaques, car le point le plus bas des plaques filtrantes se trouvait en dessous de l'orifice de drainage.
Comparaison des coûts opérationnels
Le tableau ci-dessous compare les coûts d'exploitation journaliers estimés entre la centrifugeuse décanteuse existante et la presse-filtre de conception allemande, sur la base des hypothèses suivantes :
• Coût d'élimination : 390 RMB par tonne de boues
• Coût de l'électricité : 0,72 RMB par kWh
• Taux d'humidité initial du gâteau de centrifugation : 63 %
• Humidité du gâteau de filtration : 45 % (en utilisant le résultat de test le plus conservateur)
| Paramètre | Centrifuger | Presse à filtre |
|---|---|---|
| Teneur en humidité du gâteau (%) | 63 | 45 |
| Production quotidienne de gâteaux (tonnes) | 40 | 27 |
| Coût journalier d'élimination (RMB) | 15 600 | 10 530 |
| consommation énergétique journalière (équivalent kg/j) | 2136 | 876 |
| Coût énergétique journalier (RMB) | 1537,9 | 630,7 |
| Coût journalier du floculant (RMB) | 62.6 | 0 |
| Coût total d'exploitation journalier (RMB) | ~17 200 | ~11 160 |
Remarque : La presse à filtre ne nécessitait aucun floculant et pouvait être actionnée par une seule personne au maximum.
Conclusion
La presse-filtre entièrement automatique de conception allemande a démontré une excellente applicabilité à la déshydratation des boues de production de cellules solaires. Sans aucun ajout de produits chimiques, elle a réduit la teneur en eau du gâteau de boues de 90 % à moins de 45 %, surpassant nettement la centrifugeuse existante (63 % d'humidité).
Les économies journalières estimées sur les coûts d'élimination et d'énergie dépassaient 6 500 RMB, faisant du filtre-presse une solution à la fois techniquement supérieure et économiquement avantageuse pour cette application.