سیستم های فلوتاسیون هوای محلول اغلب با نرخ جریان اسمی انتخاب می شوند، اما جریان هیدرولیک به تنهایی وظیفه تصفیه واقعی را تعریف نمی کند. دو جریان فاضلاب هر دو می‌توانند 30 متر مکعب بر ساعت باشند و اگر مواد جامد معلق، چربی‌ها، روغن‌ها، گریس، ویژگی‌های لخته، جریان اوج و بارهای لجن شیمیایی متفاوت باشند، همچنان به پیکربندی‌های DAF بسیار متفاوتی نیاز دارند. بنابراین اندازه صحیح DAF هم به یک محاسبه هیدرولیکی و هم به محاسبه بارگیری جامد نیاز دارد.
چرا ظرفیت DAF را نمی توان از جریان Alone انتخاب کرد؟
یک پرسش رایج DAF با یک عبارت ساده مانند: جریان فاضلاب من 20 متر مکعب در ساعت است. به چه اندازه DAF نیاز دارم؟
جریان ضروری است، اما تنها اولین ورودی طراحی است. دو جریان فاضلاب را در نظر بگیرید که هر دو با سرعت 20 متر مکعب در ساعت وارد سیستم DAF می شوند.
فاضلاب کم جامد
- جریان: 20 متر مکعب در ساعت
- TSS: 150 میلی گرم در لیتر
- مه: 20 میلی گرم در لیتر
- نفوذی نسبتاً پایدار
فاضلاب مواد غذایی با بار بالا
- جریان: 20 متر مکعب در ساعت
- TSS: 2000 میلی گرم در لیتر
- مه: 600 میلی گرم در لیتر
- دسته ای قوی و اوج تمیز کردن
جریان هیدرولیک یکسان است، اما پروژه B بار جدایی بسیار بیشتری را بر روی سیستم شناور قرار می دهد. ممکن است به شیمی انعقاد متفاوت، عرضه بیشتر هوای محلول، شرایط بازیافت متفاوت، منطقه شناورسازی موثرتر و ظرفیت حمل لجن بیشتر نیاز داشته باشد.
جریان تعیین می کند که چه مقدار آب باید از واحد عبور کند، در حالی که ویژگی های TSS، مه، لجن شیمیایی و لخته تعیین می کند که چه مقدار ماده در واقع باید شناور و حذف شود.
با جریان متوسط شروع کنید - اما برای جریان اوج واقعی طراحی کنید
متوسط جریان روزانه برای محاسبات اولیه مفید است، اما فاضلاب صنعتی به ندرت با سرعت کاملاً ثابت وارد سیستم DAF می شود.
برنامه های تولید، تمیز کردن مخازن، تخلیه CIP، شستشوی تجهیزات، تخلیه دسته ای و تغییرات شیفت می توانند دوره های کوتاهی را ایجاد کنند که بار هیدرولیک بسیار بالاتر از میانگین روزانه باشد.
به عنوان مثال، کارخانه ای که 300 متر مکعب در روز تولید می کند، به طور خودکار به DAF با اندازه زیر نیاز ندارد:
300 m³ / روز ÷ 24 ساعت = 12.5 m³ / ساعت
اگر کارخانه فقط فاضلاب را در طول 16 ساعت تولید تخلیه کند، میانگین جریان عملیاتی در حال حاضر:
300 ÷ 16 = 18.75 m³/h
یک چرخه شستشو یا رهاسازی دسته ای ممکن است به طور موقت پیک واقعی را به 25 یا 30 متر مکعب در ساعت برساند. بنابراین، طراحی تنها حدود 12.5 مترمکعب در ساعت می تواند DAF را در دوره هایی که تصفیه خانه به آن بیشتر نیاز دارد، اضافه بار کند.
| پارامتر جریان | چرا اهمیت دارد |
|---|---|
| میانگین جریان روزانه | برای محاسبه بار روزانه و هزینه عملیاتی مفید است |
| جریان عملیاتی متوسط | ساعات تولید واقعی را منعکس می کند |
| حداکثر جریان پیوسته | برای ظرفیت هیدرولیک پایدار مهم است |
| اوج جریان | تنش هیدرولیکی کوتاه مدت در ناحیه شناور را تعیین می کند |
یکسان سازی می تواند اندازه DAF را کاهش دهد و پایداری را بهبود بخشد
یک مخزن یکسان سازی با اندازه مناسب می تواند قله های هیدرولیکی و آلاینده را قبل از رسیدن فاضلاب به DAF صاف کند. این می تواند حداکثر نرخ فلوتاسیون مورد نیاز را کاهش دهد و دوز شیمیایی را پایدارتر کند.
TSS و مه را به بارگذاری انبوه تبدیل کنید
غلظت در میلی گرم در لیتر تنها بخشی از داستان را بیان می کند. تجهیزات DAF باید هر ساعت توده ای از مواد جامد را حذف کنند، بنابراین غلظت ها باید به بارگذاری جرمی تبدیل شوند.
مثال: بارگیری TSS
اگر جریان 30 متر مکعب در ساعت و TSS 1200 میلی گرم در لیتر است:
30 × 1200 ÷ 1000 = 36 کیلوگرم TSS/h
بنابراین، سیستم شناورسازی باید قبل از در نظر گرفتن مه، جامدات رسوب شده شیمیایی، یا لجن تولید شده توسط منعقد کننده، تقریباً 36 کیلوگرم در ساعت از مواد جامد معلق ورودی را مدیریت کند.
| پارامتر | واحد معمولی | چرا اهمیت دارد |
|---|---|---|
| جریان | m³/h | بار هیدرولیک را تعریف می کند |
| TSS | میلی گرم در لیتر | بار جرمی جامدات معلق را تعریف می کند |
| FOG | میلی گرم در لیتر | بار روغن و گریس شناور را تعریف می کند |
| لجن شیمیایی | کیلوگرم در ساعت | مواد جامد ایجاد شده توسط انعقاد و بارش را اضافه می کند |
| اوج بار جامدات | کیلوگرم در ساعت | حداکثر وظیفه شناورسازی را تعیین می کند |
به همین دلیل است که ظرفیت اسمی m³/h هرگز نباید تنها مبنای مقایسه مظنه های DAF باشد.
بارگذاری سطحی هیدرولیک منطقه شناور DAF را تعیین می کند
هنگامی که جریان طراحی مشخص شد، سوال اصلی هیدرولیکی بعدی این است که چه مقدار مساحت سطح شناور مورد نیاز است.
یک رابطه بارگیری هیدرولیکی ساده شده را می توان به صورت زیر نوشت:
تنظیم مجدد معادله:
کجا:
- Q = جریان هیدرولیک طراحی، m³/h.
- A = مساحت شناور موثر، متر مربع؛
- HLR = نرخ بارگیری هیدرولیکی انتخاب شده، m³/m²·h.
مثال گویا
فرض کنید:
سپس:
30 ÷ 6 = 5 متر مربع منطقه شناور موثر
این فقط یک محاسبه اولیه هیدرولیک است. نرخ بارگذاری انتخاب شده همچنان باید برای فاضلاب، کیفیت لخته، تولید حباب، غلظت جامدات، هندسه مخزن و کیفیت پساب مورد نیاز مناسب باشد.
یک DAF جمع و جور با بارگذاری سطحی تهاجمی می تواند CAPEX را کاهش دهد، اما در صورت تغییر جریان، مواد جامد یا کیفیت لخته، حاشیه عملیاتی را نیز کاهش می دهد.
نسبت هوا به مواد جامد مهمتر از افزودن هوای بیشتر است
DAF کار می کند زیرا حباب های هوا میکروسکوپی به جامدات معلق و لخته می چسبند و چگالی موثر آنها را کاهش می دهند و آنها را به سطح می برند.
سؤال مربوط به طراحی صرفاً این نیست که آیا سیستم "حباب های زیادی" تولید می کند یا خیر. این است که آیا هوای محلول کافی نسبت به جامداتی که باید شناور شوند در دسترس است یا خیر.
نسبت هوا به مواد جامد
نسبت هوا به جامدات که اغلب به اختصار A/S نامیده می شود، رابطه بین جرم هوای محلول موجود و جرم جامدات ارائه شده به فرآیند شناورسازی را توصیف می کند.
اگر عرضه هوای محلول خیلی کم باشد، لخته ممکن است اتصال حباب کافی برای بالا آمدن موثر دریافت نکند. علائم معمولی می تواند شامل پساب کدر، لخته معلق قابل مشاهده در زیر لایه سطحی و جذب ضعیف مواد جامد باشد.
هوای اضافی نیز به طور خودکار مفید نیست. پمپاژ غیرضروری بازیافت و شرایط انتشار بیش از حد تهاجمی می تواند مصرف انرژی را افزایش دهد و ممکن است آشفتگی بیش از حد در منطقه شناور ایجاد کند.
باید همراه با خصوصیات فاضلاب، انعقاد، لخته سازی، جریان بازیافت، شرایط فشار، و نتایج آزمایش آزمایشی یا jar-test در صورت لزوم ارزیابی شود.
چگونه نسبت بازیافت اندازه و عملکرد DAF را تغییر می دهد
بسیاری از سیستم های DAF معمولی از جریان بازیافت تحت فشار استفاده می کنند. بخشی از آب شفاف از طریق یک پمپ بازیافت و سیستم اشباع هوا، جایی که هوا تحت فشار حل می شود، بازگردانده می شود. هنگامی که جریان تحت فشار دوباره به منطقه شناور آزاد می شود، افت فشار حباب های ریز را تشکیل می دهد.
نسبت بازیافت را می توان به سادگی به صورت زیر بیان کرد:
جریان بازیافت خیلی کم ممکن است هوای محلول موجود را کاهش دهد. بازیافت بیش از حد باعث افزایش بار هیدرولیک داخلی، انرژی پمپ و ظرفیت مورد نیاز سیستم اشباع می شود.
بازیافت خیلی کم است
- تولید ناکافی حباب
- شناورسازی ضعیف بارهای جامد متراکم یا زیاد
- جذب مواد جامد پایین تر
بازیافت خیلی زیاد
- انرژی پمپاژ بالاتر
- بار هیدرولیک داخلی بیشتر
- تلاطم غیر ضروری بالقوه
بنابراین نسبت بازیافت باید از روی تقاضای هوا و عملکرد شناورسازی انتخاب شود نه اینکه یک درصد برای هر کاربرد استاندارد در نظر گرفته شود.
انعقاد و لخته سازی می تواند اندازه DAF مورد نیاز را تغییر دهد
عملکرد DAF به شدت به آنچه قبل از رسیدن فاضلاب به منطقه شناور اتفاق می افتد بستگی دارد. ذرات کلوئیدی بسیار کوچک ممکن است به طور موثری به حباب ها نچسبند مگر اینکه ابتدا بی ثبات شده و در لخته های بزرگتر ترکیب شوند.
انعقاد
منعقد کننده هایی مانند نمک های آلومینیوم یا آهن می توانند دافعه الکترواستاتیکی بین ذرات را کاهش دهند و به آنها اجازه دهند شروع به تجمع کنند.
لخته سازی
پلیمر یا اختلاط کنترل‌شده می‌تواند لخته‌های بزرگتری ایجاد کند که جذب میکروحباب‌ها آسان‌تر است.
ذرات ریز ممکن است معلق باقی بمانند و وارد پساب شوند.
به اندازه کافی قوی برای اتصال است در حالی که برای شناور شدن مناسب است.
لخته های شکننده بزرگ می توانند تحت اختلاط بیش از حد یا برش هیدرولیکی از هم جدا شوند.
عملیات شیمیایی همچنین مواد جامد اضافی ایجاد می کند. بنابراین، یک DAF که فقط از TSS ورودی اندازه می‌گیرد، می‌تواند بار نهایی جامدات شناور را دست‌کم بگیرد، اگر بارش شیمیایی یا لجن انعقادی قابل‌توجهی تولید شود.
قبل از افزایش سطح فلوتاسیون، بررسی کنید که آیا محدودیت واقعی شرطی سازی ذرات، دوز شیمیایی، pH، انرژی اختلاط یا زمان لخته سازی است.
FOG طراحی DAF را متفاوت از Mineral TSS تغییر می دهد
چربی ها، روغن ها و گریس یکی از دلایلی هستند که DAF به طور گسترده در فاضلاب های فرآوری مواد غذایی و پروتئین حیوانی استفاده می شود. این مواد غالباً چگالی کمتری نسبت به جامدات معدنی دارند و در شرایط مناسب برای شناورسازی مناسب هستند.
کاربردهای معمولی عبارتند از:
- فرآوری گوشت و مرغ؛
- کشتارگاه ها؛
- گیاهان لبنی؛
- تولید مواد غذایی و آشامیدنی؛
- فرآوری روغن خوراکی؛
- گیاهان آماده غذایی
با این حال، فاضلاب مه بالا چالش های عملیاتی خود را ایجاد می کند. گریس می تواند ابزارها را بپوشاند، به سطوح مخزن بچسبد، تقاضای پلیمر را تغییر دهد و لجن شناور ضخیم و چسبنده تولید کند.
این بدان معنی است که 1000 میلی گرم در لیتر TSS معدنی و 1000 میلی گرم در لیتر FOG مخلوط و جامدات آلی نباید به طور خودکار به عنوان شرایط طراحی یکسان در نظر گرفته شوند.
اغلب متراکم تر
ممکن است برای غلبه بر چگالی ذرات بیشتر به لخته سازی قوی تر و اتصال حباب کافی نیاز داشته باشد.
بیشتر به طور طبیعی شناور است
اغلب برای DAF مناسب است، اما می تواند لجن چسبناک ایجاد کند و حمل و نقل پایین دست را دشوارتر کند.
تولید لجن DAF را فراموش نکنید
یک DAF که جامدات را به طور موثر حذف می کند، آن جامدات را از فاضلاب به یک لایه لجن سطحی منتقل می کند. آن لجن هنوز باید جمع آوری، ذخیره، پمپاژ و در نهایت آبگیری یا دفع شود.
اگر بارگیری جامدات ورودی 40 کیلوگرم در ساعت باشد و DAF درصد بالایی از آن جامدات را حذف کند، توده جامد خشک روزانه قابل توجهی در لجن شناور انباشته می شود. حجم واقعی لجن مرطوب می تواند بسیار بزرگتر باشد زیرا مواد شناور هنوز حاوی آب قابل توجهی هستند.
بنابراین طراحی DAF باید در نظر گرفته شود:
- ظرفیت خراش سطحی؛
- طراحی ساحل لجن یا قیف؛
- حجم مخزن ذخیره لجن؛
- انتخاب پمپ لجن؛
- تهویه پلیمری؛
- پرس پیچ پایین دست، فیلتر پرس یا سایر تجهیزات آبگیری.
یک DAF ممکن است به هدف خروجی خود برسد، اما اگر خراش دهنده، مخزن لجن، پمپ ها یا سیستم آبگیری نتواند مواد جامد بازیافت شده را مدیریت کند، همچنان مشکلات عملیاتی ایجاد می کند.
مثال کارکرده: اندازه یک DAF برای فاضلاب فرآوری مواد غذایی
مثال ساده شده زیر نشان می دهد که چگونه جریان هیدرولیک و بارگذاری جامدات را می توان در طول اندازه گیری اولیه DAF ترکیب کرد. این فقط یک تصویر است. اندازه نهایی تجهیزات باید از طریق داده های واقعی فاضلاب و آزمایش تصفیه تایید شود.
مرحله 1: محاسبه حداکثر بار TSS
30 × 1000 ÷ 1000 = 30 کیلوگرم TSS/h
مرحله 2: محاسبه حداکثر بار مه
30 × 300 ÷ 1000 = 9 کیلوگرم مه در ساعت
مرحله 3: بار آلودگی قابل شناسایی را تخمین بزنید
30 9 = 39 کیلوگرم در ساعت
این مقدار 39 کیلوگرم در ساعت هنوز شامل جامدات اضافی ایجاد شده توسط انعقاد، بارش یا تهویه پلیمری نمی شود.
مرحله 4: تخمین منطقه شناور
اگر در طراحی اولیه از نرخ بارگیری هیدرولیکی 6 m³/m²·h استفاده شده است:
30 متر مکعب در ساعت ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² flotation area
مرحله 5: الزامات هوا و بازیافت را بررسی کنید
سپس طرح باید در برابر بار واقعی جامدات، نیاز هوا به جامد، جریان بازیافت، فشار اشباع، تولید حباب، کیفیت لخته، و هدف پساب مورد انتظار بررسی شود.
مرحله 6: حمل و نقل لجن را بررسی کنید
در نهایت، اسکراپر سطح، مخزن لجن، پمپ ها و تجهیزات آبگیری پایین دست باید برای جامدات بازیافت شده اندازه گیری شوند.
چک لیست عملی اندازه DAF قبل از درخواست قیمت
ارائه اطلاعات کامل فاضلاب به یک تامین کننده DAF اجازه می دهد تا به جای تطبیق مدل تجهیزات با یک عدد جریان، وظیفه تصفیه را ارزیابی کند.
داده های هیدرولیک
- جریان متوسط
- حداکثر جریان
- اوج جریان
- ساعات کار در روز
- حجم تساوی موجود
کیفیت فاضلاب
- COD و BOD
- TSS
- FOG
- pH
- دما
- سایر آلاینده های اصلی
پیش درمان
- غربالگری
- تساوی
- انعقاد
- لخته سازی
- دوزهای شیمیایی موجود
نیاز پساب
- TSS را هدف قرار دهید
- مه هدف
- کاهش COD مورد نیاز
- نیازهای پایین دستی تصفیه بیولوژیکی
جابجایی لجن
- مخزن لجن موجود
- پمپ لجن موجود
- تجهیزات آبگیری
- مواد جامد کیک نهایی مورد نیاز
اشتباهات رایج در اندازه گیری DAF
انتخاب فقط از میانگین جریان
پیک های هیدرولیکی کوتاه ممکن است واحدی را که به طور متوسط روزانه کافی به نظر می رسد، اضافه بار کند.
نادیده گرفتن بارگذاری جرمی جامدات
همان m³/h می تواند وظایف شناورسازی کیلوگرم در ساعت کاملاً متفاوت را نشان دهد.
درمان مه مانند TSS معمولی
روغن ها و گریس ها بر شناورسازی، تهویه شیمیایی و جابجایی لجن تأثیر متفاوتی دارند.
فرض اینکه بازیافت بیشتر همیشه بهتر است
بازیافت اضافی بار و انرژی هیدرولیک را بدون بهبود خودکار حذف افزایش می دهد.
نادیده گرفتن انعقاد و لخته سازی
تهویه ضعیف ذرات می تواند مانع از دستیابی یک DAF با اندازه صحیح به هدف خود شود.
فراموش کردن حمل و نقل لجن
جذب مواد جامد بالا می تواند اسکراپر، مخزن لجن، پمپ یا سیستم آبگیری پایین دست را اضافه بار کند.
آیا نیاز به اندازه گیری یک سیستم DAF برای فاضلاب خود دارید؟
NIHAO می تواند به ارزیابی ظرفیت DAF از هر دو جریان هیدرولیک و بار آلاینده کمک کند. میانگین و اوج جریان، TSS، FOG، COD، pH، منبع فاضلاب، پیش تصفیه موجود و کیفیت پساب مورد نیاز را برای ما ارسال کنید.
تیم ما می تواند وظیفه شناورسازی، ناحیه هیدرولیک، الزامات بازیافت، نیازهای تهویه شیمیایی و شرایط حمل لجن را قبل از توصیه یک پیکربندی مناسب DAF بررسی کند.
سوالات متداول
چگونه ظرفیت DAF را محاسبه می کنید؟
ظرفیت DAF باید از جریان طراحی، دبی اوج، بارگذاری سطحی هیدرولیک، بارگذاری جرمی جامدات، FOG، تقاضای هوا به جامد، شرایط بازیافت، عملکرد لخته سازی، و ظرفیت حمل لجن ارزیابی شود.
آیا اندازه DAF را می توان به تنهایی از جریان فاضلاب انتخاب کرد؟
نه. جریان بار هیدرولیکی را تعریف می کند، اما غلظت و ترکیب جامدات بار شناور را تعیین می کند. دو جریان فاضلاب با جریان یکسان می‌توانند به اندازه‌های DAF و شرایط عملیاتی متفاوتی نیاز داشته باشند.
TSS چگونه بر اندازه DAF تأثیر می گذارد؟
غلظت TSS باید به کیلوگرم در ساعت بارگذاری جامد تبدیل شود. بارگذاری جامدات بالاتر معمولاً وظیفه شناورسازی، تقاضای هوا، تولید لجن و اهمیت انعقاد و لخته سازی موثر را افزایش می دهد.
نرخ بارگذاری هیدرولیکی در فلوتاسیون هوای محلول چقدر است؟
نرخ بارگذاری هیدرولیک، جریان فاضلاب اعمال شده در واحد سطح شناور موثر را توصیف می کند که معمولاً به صورت m³/m²·h بیان می شود. یکی از پارامترهایی است که برای تخمین مساحت شناور مورد نیاز استفاده می شود.
نسبت هوا به مواد جامد در DAF چقدر است؟
نسبت هوا به جامدات رابطه بین هوای محلول موجود و جرم جامدی که باید شناور شود را توصیف می کند. این کمک می کند تا مشخص شود که آیا میکروحباب های کافی برای بار جامد واقعی موجود است یا خیر.
چگونه نسبت بازیافت DAF را محاسبه می کنید؟
بازیافت ratio is the recycle flow divided by influent flow. The appropriate value should be based on dissolved-air demand, saturation conditions, solids loading, and actual flotation performance rather than one fixed percentage.
آیا مه بالا به سیستم DAF بزرگتری نیاز دارد؟
نه به طور خودکار، اما مه بالا، وظیفه شناورسازی، تهویه شیمیایی، ویژگی های لجن و الزامات نگهداری را تغییر می دهد. بنابراین غلظت FOG باید در بررسی اندازه گنجانده شود.
چرا DAF به انعقاد و لخته سازی نیاز دارد؟
ذرات بسیار ریز و کلوئیدها ممکن است به طور موثر به حباب های هوا نچسبند. انعقاد آنها را بی‌ثبات می‌کند، در حالی که لخته‌سازی ذرات قابل شناور بزرگتری را تشکیل می‌دهد که می‌توانند به طور موثرتری جذب شوند.
یک سیستم DAF چقدر لجن تولید می کند؟
تولید لجن به TSS ورودی، FOG، راندمان حذف، دوز منعقد کننده، استفاده از پلیمر و مواد جامد رسوب شیمیایی بستگی دارد. بارگذاری جرمی باید قبل از اندازه گیری تجهیزات ذخیره سازی لجن و آبگیری تخمین زده شود.
هنگام درخواست قیمت DAF چه داده های فاضلاب را باید ارائه دهم؟
میانگین و اوج جریان، ساعات کار، COD، BOD، TSS، مه، pH، دما، منبع فاضلاب، غربالگری یا یکسان سازی موجود، تصفیه شیمیایی، کیفیت خروجی مورد نیاز، و اطلاعات مربوط به مدیریت لجن پایین دست را ارائه دهید.
انگلیسی
عربی
اسپانیایی
