Dissolved Air Flotation Machine (DAF) Valmistajat

Fysiikka liuenneen ilman vaahdon takana ja miksi se ylittää painovoiman asettumisen tietyissä jätevirroissa

Painovoimainen sedimentaatio perustuu suspendoituneen kiintoaineen ja veden väliseen tiheyseroon hiukkasten erottumisen edistämiseksi. Epäpuhtauksien, joiden tiheys on lähellä vettä – emulgoituneet öljyt, hienot kolloidiset hiukkaset, levät ja biologiset flokki – laskeutumisnopeudet ovat äärimmäisen hitaita, mikä tekee selkeyttimen jalanjäljeistä usein epäkäytännöllisen suuria vaaditulla hydraulisella viipymäajalla. Liuotettu ilmavaahdotuskoneet ratkaise tämä kääntämällä erotusvektoria: sen sijaan, että odotettaisiin hiukkasten uppoamista, paineen alaisena syntyneet mikrokuplat kiinnittyvät epäpuhtaushiukkasiin ja kuljettavat niitä ylöspäin pintaan kelluvana lietekerroksena.

Prosessi alkaa paineastiassa, jossa kirkastetun jäteveden kierrätysvirta kyllästetään ilmalla tyypillisesti 3-6 bar . Kun tämä ylikyllästynyt virta vapautetaan paineenalennussuuttimien kautta vaahdotussäiliöön, ilma tulee ulos liuoksesta mikrokuplina, joiden halkaisija on alueella 10-100 µm . Kuplan koko on kriittinen: alle 40 µm:n kuplat nousevat tarpeeksi hitaasti maksimoidakseen kosketusajan suspendoituneiden hiukkasten kanssa, kun taas yli 150 µm:n kuplat nousevat liian nopeasti ja ohittavat suuren osan kontaminanttikuormasta.

Kuplahiukkasten kiinnitysmekanismia ohjaa pintakemia. Hydrofobiset hiukkaset – öljyt, vahat ja tietyt synteettiset kuidut – kiinnittyvät helposti ilmakupliin ilman kemiallista käsittelyä. Hydrofiiliset hiukkaset, kuten savimineraalit ja metallihydroksidihöyly, vaativat saostus- ja flokkulointiaineen lisäämistä, jotta niiden pinnat saadaan riittävän hydrofobiseksi kuplien tehokkaaseen kiinnittymiseen. Tällä erolla on suoria vaikutuksia kemikaalien annostelujärjestelmän suunnitteluun ja käyttökustannusennusteisiin.

Teolliset sovellukset, joissa DAF tarjoaa mitattavia käsittelyetuja

DAF järjestelmät eivät ole yleisesti muita selkeytystekniikoita parempia – niiden edut näkyvät selkeimmin tietyissä jätevesiprofiileissa. Sen ymmärtäminen, missä DAF toimii parhaiten, estää ylimäärittelyn sovelluksissa, joissa yksinkertaisemmat tekniikat riittäisivät, ja alimäärittelyn sovelluksissa, joissa painovoiman selkeyttimet eivät täytä purkausrajoja.

Aloja, joilla DAF tuottaa jatkuvasti vahvaa suorituskykyä, ovat:

• Ruoan ja juoman jalostus — lihateurastuksen, meijerituotteiden ja ruokaöljyn jalostuksen korkeat rasva-, öljy- ja rasvapitoisuudet (FOG) vastaavat poikkeuksellisen hyvin DAF:iin, jolloin saavutetaan FOG:n poistotehokkuus 90–98 % yhdellä kertaa sopivalla kemiallisella käsittelyllä
• Jäteveden painaminen ja värjäys — DAF-vaahdotus sieppaa tehokkaasti kolloidisia väriainehiukkasia ja pinta-aktiivisilla aineilla stabiloidut emulsiot, jotka vastustavat painovoiman laskeutumista, mikä vähentää väri- ja COD-kuormia myöhemmän virran biologisessa käsittelyssä
• Paperi- ja sellutehtaat — hienojakoiset kuidut ja täyteainehiukkaset (kaoliini, kalsiumkarbonaatti) kelluvat helposti, mikä mahdollistaa kuidun talteenoton ja vähentää suspendoituneita kiintoaineita tehtaan jätevesissä samanaikaisesti
• Nahkatehtaita — liotus- ja kalkitustoimintojen kromipitoiset lietteet ja proteiiniyhdisteet väkevöidään vaahdotuslietekerrokseksi, jonka kosteuspitoisuus on huomattavasti pienempi kuin painovoiman vaikutuksesta laskeutuneiden vastaavien, mikä vähentää vedenpoistokuormitusta.
• Muovin työstö ja pintapinnoitus — emulgoidut leikkausöljyt ja maalin kiinteät aineet vaativat koagulaatioavusteisen DAF:n rikkomaan emulsiot ennen vaahdottamista; oikein käsiteltynä poistotehokkuus ylittää 85 % suspendoituneiden kiintoaineiden kokonaismäärälle

Hengye Technologyn projektikokemus näillä sektoreilla on osoittanut, että DAF:n suorituskyky on erittäin herkkä koagulaatio- ja flokkulaatiovaiheille välittömästi vaahdotussäiliön ylävirtaan. Investointi oikeaan kemiallisen käsittelyjärjestelmän suunnitteluun tuottaa jatkuvasti suuremman tuoton kuin itse DAF-yksikön ylimitoitus.

Tärkeimmät suunnitteluparametrit, jotka määrittävät DAF:n pitkän aikavälin luotettavuuden

Kentällä heikommin suoriutuvilla DAF-yksiköillä on tyypillisesti yhteisiä suunnittelun puutteita, jotka voidaan jäljittää suunnittelun alkuvaiheeseen asti. Merkittävimmät parametrit, jotka säätelevät sekä erotuksen tehokkuutta että toiminnan vakautta, ovat hydraulinen pintakuormitusnopeus, kierrätyssuhde ja tulovirtauksen jakautumisen geometria.

Ensisijainen mitoitusmuuttuja on hydraulinen pintakuormitusnopeus — ilmaistuna sisäänvirtauksen kuutiometreinä vaahdotussäiliön pinta-alan neliömetriä kohti tunnissa. Useimmissa teollisissa sovelluksissa suunnitteluarvot ovat alueella 3–8 m³/m²·h , alhaisempia arvoja sovelletaan jäteveteen, joka sisältää hienoa, hitaasti nousevaa flokkia, ja suurempia arvoja sallitaan karkeammalle, nopeasti kelluvalle materiaalille. Suunniteltujen kuormitusnopeuden ylittäminen huippuvirtaustapahtumien aikana aiheuttaa hydraulisen oikosulun, jossa sisääntuleva virtaus rikkoo kelluvan lietepeiton ja kuljettaa erottumattomia kiintoaineita selkeytetyn jäteveden poistoaukkoon.

Kierrätyssuhde – paineistetun ja palautetun puhdistetun jäteveden osuus mikrokuplia muodostamaan – vaihtelee tyypillisesti 15–50 % tulovirtauksesta. Suuremmat kierrätyssuhteet lisäävät kuplatilavuutta ja parantavat kosketuksen todennäköisyyttä suspendoituneiden hiukkasten kanssa, mutta lisäävät kierrätyspumpun ja paineistusjärjestelmän energiankulutusta. Tämän parametrin optimointi edellyttää hoidon tehokkuuden ja käyttökustannusten tasapainottamista kaikilla odotettavissa olevilla sisäänvirtausainepitoisuuksilla.

Sisääntulon jakelu on usein huonosti suunniteltu. Paineistetun kierrätysvirtauksen ja ilmastoidun sisäänvirtauksen käyttöönotto pyörteisellä, huonosti jakautuneella tavalla häiritsee mikrokuplien muodostumista ja aiheuttaa epätasaista kuormitusta säiliön leveydellä – luo nopean nopeuden kanavia, joissa erottelu on tehotonta, mutta muut vyöhykkeet jäävät paikoillaan. Oikein suunnitellut imulevyt ja diffuusorijärjestelyt ovat välttämättömiä tulppavirtaushydraulisten olosuhteiden saavuttamiseksi, jotka maksimoivat vaahdotustehokkuuden.

Kelluvan lietteen ominaisuudet ja jatkokäsittelyn näkökohdat

DAF-järjestelmän tuottama kellutettu lietekerros eroaa olennaisesti painovoiman vaikutuksesta laskeutuneesta lietteestä sekä fysikaalisten ominaisuuksien että loppupään käsittelyvaatimusten osalta. DAF float sisältää tyypillisesti 2-6 % kuiva-ainetta massasta – huomattavasti korkeampi kuin painovoiman selkeyttimen alivirtauksessa yleinen 0,5–1,5 %:n kiintoainepitoisuus – mikä vähentää tilavuuskuormitusta seuraavissa sakeutus- ja vedenpoistovaiheissa.

DAF-lietteen koostumus vaihtelee kuitenkin huomattavasti ylävirran jätevesilähteen mukaan. Elintarviketeollisuuden jäteveden kelluke on pääosin orgaanista, ja sen rasvapitoisuus on korkea, mikä asettaa haasteita ruuvipuristimen vedenpoistoon – kokoonpuristuva, rasvainen kakku voi vähentää suodatinrenkaan puhdistustehoa ja lisätä polymeerien kysyntää. Kemiallisista saostusprosesseista peräisin oleva kelluke voi sitä vastoin sisältää metallihydroksidikiintoaineita, jotka ovat paremmin mekaanisen puristuksen mukaisia, mutta voivat vaatia vaarallisten jätteiden hävittämisreittejä raskasmetallipitoisuudesta riippuen.

Lietteenkeräimen rakenne – olipa kyseessä ketjukäyttöinen kaavin, pyörivä spiraalikeräin tai hydraulinen kuoriminen – vaikuttaa sekä kelluntapoiston sakeuteen että lietevirtaan syötettävän laimennusveden asteeseen. Aggressiivinen kaapiminen suurella nopeudella voi kuljettaa kelluneet kiinteät aineet takaisin selkeytetylle alueelle; riittämättömän tiheä kuoriminen mahdollistaa kellukekerroksen paksuuntumisen liikaa, mikä lisää sen ominaispainoa ja aiheuttaa osien uppoamisen takaisin säiliöön. Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd.:n DAF-järjestelmät on suunniteltu integroiduilla lietteenkäsittelyreiteillä. Näin varmistetaan, että keräimen tyyppi, kuorintataajuus ja loppupään vedenpoistolaitteiden kapasiteetti määritellään koordinoiduksi järjestelmäksi sen sijaan, että ne valitaan itsenäisesti, mikä on yleinen vältettävissä olevien suorituskykypuutteiden lähde vain laitetoimittajien suunnittelemissa asennuksissa.