Opgeloste luchtflotatiemachine (DAF) Fabrikanten

De natuurkunde achter opgeloste luchtflotatie en waarom het beter presteert dan zwaartekrachtbezinking voor bepaalde afvalstromen

Zwaartekrachtsedimentatie is afhankelijk van het dichtheidsverschil tussen gesuspendeerde vaste stoffen en water om deeltjesscheiding te bewerkstelligen. Voor verontreinigingen met een dichtheid dichtbij water (geëmulgeerde oliën, fijne colloïdale deeltjes, algen en biologische vlokjes) zijn de bezinkingssnelheden extreem langzaam, waardoor de voetafdrukken van het zuiveringsapparaat vaak onpraktisch groot zijn voor de vereiste hydraulische retentietijd. Machines voor opgeloste luchtflotatie los dit op door de scheidingsvector om te keren: in plaats van te wachten tot de deeltjes zinken, hechten microbellen die onder druk worden gegenereerd zich aan verontreinigende deeltjes en dragen ze als een drijvende sliblaag naar het oppervlak.

Het proces begint in een drukvat waar een recyclestroom van geklaard effluent doorgaans met lucht wordt verzadigd 3–6 bar . Wanneer deze oververzadigde stroom via drukverminderende spuitmonden in de flotatietank wordt vrijgegeven, komt er lucht uit de oplossing als microbellen met diameters in het bereik van 10–100 µm . De grootte van de bellen is van cruciaal belang: bellen kleiner dan 40 µm stijgen langzaam genoeg op om de contacttijd met zwevende deeltjes te maximaliseren, terwijl bellen groter dan 150 µm te snel stijgen en een groot deel van de verontreinigingsbelasting omzeilen.

Het bevestigingsmechanisme van bellendeeltjes wordt bepaald door oppervlaktechemie. Hydrofobe deeltjes – oliën, was en bepaalde synthetische vezels – hechten zich gemakkelijk aan luchtbellen zonder chemische conditionering. Hydrofiele deeltjes zoals kleimineralen en metaalhydroxidevlokken vereisen de toevoeging van coagulatie- en vlokmiddelen om hun oppervlakken voldoende hydrofoob te maken voor effectieve belbevestiging. Dit onderscheid heeft directe gevolgen voor het ontwerp van chemische doseersystemen en de prognoses van de exploitatiekosten.

Industriële toepassingen waarbij DAF meetbare behandelingsvoordelen biedt

DAF systemen zijn niet universeel superieur aan andere zuiveringstechnologieën; hun voordelen zijn het meest uitgesproken in specifieke afvalwaterprofielen. Door te begrijpen waar DAF het beste presteert, voorkomt u overspecificatie in toepassingen waar eenvoudigere technologieën zouden volstaan, en onderspecificatie in toepassingen waar zwaartekrachtzuiveringsinstallaties niet aan de lozingslimieten zouden voldoen.

Industrieën waar DAF consistent sterke prestaties levert, zijn onder meer:

• Voedsel- en drankverwerking — hoge vet-, olie- en vetconcentraties (FOG) uit de vleesslachterij, de zuivelfabriek en de raffinage van eetbare olie reageren uitzonderlijk goed op DAF, waardoor een efficiëntie van de FOG-verwijdering wordt bereikt van 90-98% in één enkele doorgang met de juiste chemische conditionering
• Afvalwater printen en verven — colloïdale kleurstofdeeltjes en met oppervlakteactieve stoffen gestabiliseerde emulsies die bestand zijn tegen bezinking door de zwaartekracht, worden effectief opgevangen door DAF-flotatie, waardoor de kleur- en CZV-belasting bij stroomafwaartse biologische behandeling worden verminderd
• Papier- en pulpfabrieken — fijne vezels en vulstofdeeltjes (kaolien, calciumcarbonaat) laten zich gemakkelijk drijven, waardoor het terugwinnen van vezels mogelijk wordt en tegelijkertijd de zwevende deeltjes in het afvalwater van de fabriek worden verminderd
• Leerlooierijen — chroomhoudend slib en eiwitverbindingen afkomstig van drenken en kalken worden geconcentreerd in een flotatiesliblaag met een aanzienlijk lager vochtgehalte dan door zwaartekracht bezonken equivalenten, waardoor de stroomafwaartse ontwateringsbelasting wordt verminderd
• Kunststofverwerking en oppervlaktecoating — voor geëmulgeerde snijoliën en vaste verfstoffen is door coagulatie ondersteunde DAF nodig om de emulsies af te breken voordat ze gaan floteren; bij correcte conditionering overtreft de verwijderingsefficiëntie 85% voor de totale hoeveelheid zwevende stoffen

De projectervaring van Hengye Technology in deze sectoren heeft aangetoond dat de prestaties van DAF zeer gevoelig zijn voor de coagulatie- en flocculatiestappen direct stroomopwaarts van de flotatietank. Investeren in het juiste ontwerp van chemische conditioneringsystemen levert consequent een groter rendement op dan het overdimensioneren van de DAF-unit zelf.

Belangrijke ontwerpparameters die de betrouwbaarheid van DAF op de lange termijn bepalen

DAF-eenheden die in het veld ondermaats presteren, delen doorgaans een reeks ontwerptekortkomingen die terug te voeren zijn op de initiële engineeringfase. De meest consequente parameters die zowel de scheidingsefficiëntie als de operationele stabiliteit bepalen, zijn de hydraulische oppervlaktebelastingssnelheid, de recycleratio en de geometrie van de inlaatstroomverdeling.

De hydraulische oppervlaktebelasting – uitgedrukt als kubieke meter influent per vierkante meter flotatietankoppervlak per uur – is de primaire maatvariabele. Voor de meeste industriële toepassingen liggen de ontwerpwaarden in het bereik van 3–8 m³/m²·uur , waarbij lagere waarden worden toegepast op afvalwater dat fijne, langzaam stijgende vlokken bevat en hogere waarden zijn toegestaan voor grover, snel drijvend materiaal. Het overschrijden van de ontwerplaadsnelheid tijdens piekstroomgebeurtenissen veroorzaakt hydraulische kortsluiting, waarbij de binnenkomende stroom de drijvende slibdeken verstoort en niet-gescheiden vaste stoffen naar de geklaarde effluentuitlaat voert.

De recycleratio – de fractie van het geklaarde afvalwater dat onder druk wordt gezet en wordt teruggevoerd om microbellen te genereren – varieert doorgaans van 15–50% van de influentstroom. Hogere recycleratio's genereren een groter bellenvolume en verbeteren de kans op contact met zwevende deeltjes, maar verhogen het energieverbruik van de recyclepomp en het druksysteem. Het optimaliseren van deze parameter vereist een evenwicht tussen de behandelingsprestaties en de bedrijfskosten over het volledige bereik van verwachte vaste stofconcentraties in het influent.

Inlaatdistributie is vaak onderontwikkeld. Het introduceren van onder druk staande recyclestroom en geconditioneerd influent op een turbulente, slecht verdeelde manier verstoort de vorming van microbellen en veroorzaakt een ongelijkmatige belasting over de tankbreedte, waardoor kanalen met hoge snelheid ontstaan ​​waar scheiding niet effectief is, terwijl andere zones stagneren. Goed ontworpen inlaatschotten en diffusoropstellingen zijn essentieel voor het bereiken van hydraulische plug-flow-omstandigheden die de flotatie-efficiëntie maximaliseren.

Kenmerken van drijvend slib en overwegingen voor stroomafwaarts beheer

De drijvende sliblaag die door een DAF-systeem wordt geproduceerd, verschilt aanzienlijk van door zwaartekracht bezonken slib, zowel wat betreft fysieke kenmerken als vereisten voor stroomafwaartse verwerking. Een DAF-vlotter bevat doorgaans 2–6% droge vaste stof per massa - aanzienlijk hoger dan de concentratie vaste stoffen van 0,5–1,5% die gebruikelijk is bij de onderstroom van zwaartekrachtzuiveringsinstallaties - waardoor de volumetrische belasting bij daaropvolgende verdikkings- en ontwateringsstappen wordt verminderd.

De samenstelling van het DAF-slib varieert echter aanzienlijk afhankelijk van de stroomopwaartse afvalwaterbron. Vlotter uit afvalwater uit de voedselverwerking is overwegend organisch, met een hoog vetgehalte dat uitdagingen met zich meebrengt bij het ontwateren van schroefpersen. De samendrukbare, vettige cake kan de effectiviteit van de filterringreiniging verminderen en de vraag naar polymeren vergroten. Vlottermateriaal afkomstig van chemische precipitatieprocessen kan daarentegen vaste metaalhydroxidebestanddelen bevatten die beter vatbaar zijn voor mechanische compressie, maar waarvoor mogelijk gevaarlijke afvalverwijderingstrajecten nodig zijn, afhankelijk van de concentraties van zware metalen.

Het ontwerp van de slibcollector – of het nu gaat om een ​​kettingaangedreven schraper, een roterende spiraalcollector of hydraulisch afromen – beïnvloedt zowel de consistentie van de vlotterverwijdering als de mate van verdunningswater dat in de slibstroom wordt geïntroduceerd. Agressief schrapen met hoge snelheid kan zwevende vaste stoffen terug in de geklaarde zone brengen; Door onvoldoende frequent afromen kan de drijflaag te dik worden, waardoor het soortelijk gewicht toeneemt en delen terugzakken in de tank. Bij Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd. zijn DAF-systemen ontworpen met geïntegreerde slibverwerkingstrajecten, waardoor wordt gegarandeerd dat het collectortype, de skimmingfrequentie en de stroomafwaartse capaciteit van de ontwateringsapparatuur worden gespecificeerd als een gecoördineerd systeem in plaats van onafhankelijk te worden geselecteerd, wat een veelvoorkomende bron is van vermijdbare prestatieverschillen in installaties die zijn ontworpen door leveranciers van uitsluitend apparatuur.