Sustavi flotacije otopljenog zraka često se biraju prema nominalnom protoku, ali hidraulički protok sam po sebi ne definira pravi zadatak obrade. Oba toka otpadne vode mogu biti 30 m³/h i još uvijek zahtijevaju vrlo različite DAF konfiguracije ako su njihove suspendirane krute tvari, masti, ulja, masti, karakteristike flokula, vršni protok i opterećenja kemijskim muljem različiti. Ispravno dimenzioniranje DAF-a stoga zahtijeva i hidraulički izračun i izračun opterećenja krutim tvarima.
Zašto se DAF kapacitet ne može odabrati samo iz protoka
Uobičajeni DAF upit počinje jednostavnom izjavom kao što je: "Moj protok otpadne vode je 20 m³/h. Koju veličinu DAF-a trebam?"
Protok je bitan, ali to je samo prvi ulaz u dizajn. Razmotrimo dva toka otpadne vode koji oba ulaze u DAF sustav pri 20 m³/h.
Otpadne vode s niskim udjelom krutine
- Protok: 20 m³/h
- TSS: 150 mg/L
- MAGLA: 20 mg/L
- Relativno stabilan utjecaj
Visoko opterećena otpadna voda od hrane
- Protok: 20 m³/h
- TSS: 2.000 mg/L
- MAGLA: 600 mg/L
- Snažne šarže i vrhunci čišćenja
Hidraulički protok je identičan, ali projekt B stavlja mnogo veći teret odvajanja na sustav flotacije. Može zahtijevati drugačiju kemiju koagulacije, veću opskrbu otopljenim zrakom, drugačije uvjete recikliranja, veću efektivnu površinu flotacije i veći kapacitet rukovanja muljem.
Protok određuje koliko vode mora proći kroz jedinicu, dok karakteristike TSS-a, MAGLA-a, kemijskog mulja i flokula određuju koliko materijala zapravo mora isplivati i ukloniti.
Počnite s prosječnim protokom—ali dizajnirajte za pravi vršni protok
Prosječni dnevni protok koristan je za preliminarne izračune, ali industrijska otpadna voda rijetko ulazi u DAF sustav savršeno konstantnom brzinom.
Proizvodni rasporedi, čišćenje spremnika, CIP pražnjenje, ispiranje opreme, ispuštanje serije i promjene smjena mogu stvoriti kratka razdoblja kada je hidrauličko opterećenje mnogo veće od dnevnog prosjeka.
Na primjer, postrojenje koje proizvodi 300 m³/dan ne zahtijeva automatski DAF veličine za:
300 m³/dan ÷ 24 h = 12,5 m³/h
Ako tvornica ispušta samo otpadnu vodu tijekom 16 sati proizvodnje, prosječni radni protok je već:
300 ÷ 16 = 18,75 m³/h
Ciklus pranja ili puštanje serije može privremeno pomaknuti stvarni vrhunac na 25 ili 30 m³/h. Projektiranje samo oko 12,5 m³/h moglo bi stoga preopteretiti DAF tijekom razdoblja kada je uređaj za pročišćavanje najviše potreban.
| Parametar protoka | Zašto je važno |
|---|---|
| Prosječni dnevni protok | Korisno za izračun ukupnog dnevnog opterećenja i operativnih troškova |
| Prosječni radni protok | Odražava stvarne sate proizvodnje |
| Maksimalni kontinuirani protok | Važno za održivi hidraulički kapacitet |
| Vršni protok | Određuje kratkotrajno hidrauličko naprezanje u zoni flotacije |
Izjednačavanje može smanjiti veličinu DAF-a i poboljšati stabilnost
Spremnik za izjednačavanje odgovarajuće veličine može izgladiti hidrauličke vršne vrijednosti i vršne vrijednosti zagađivača prije nego što otpadna voda dospije u DAF. To može smanjiti maksimalnu potrebnu brzinu flotacije i učiniti doziranje kemikalije stabilnijim.
Pretvorite TSS i MAGLA u masovno opterećenje
Koncentracija u mg/L govori samo dio priče. DAF oprema mora ukloniti masu krutih tvari svakog sata, tako da se koncentracije trebaju pretvoriti u masovno opterećenje.
Primjer: učitavanje TSS-a
Ako je protok 30 m³/h i TSS 1.200 mg/L:
30 × 1200 ÷ 1000 = 36 kg TSS/h
Sustav flotacije stoga mora obraditi približno 36 kg/h ulaznih suspendiranih krutih tvari prije nego što se uzme u obzir MAGLA, kemijski istaložene krute tvari ili mulj generiran koagulansom.
| Parametar | Tipična jedinica | Zašto je važno |
|---|---|---|
| Protok | m³/h | Definira hidrauličko opterećenje |
| TSS | mg/L | Definira opterećenje mase suspendiranih krutih tvari |
| MAGLA | mg/L | Definira opterećenje plutajućeg ulja i masti |
| Kemijski mulj | kg/h | Dodaje krute tvari nastale koagulacijom i taloženjem |
| Vršno opterećenje čvrstim tvarima | kg/h | Određuje maksimalnu dužnost plutanja |
Zbog toga nazivni kapacitet m³/h nikada ne bi trebao biti jedina osnova za usporedbu DAF ponuda.
Hidraulično površinsko opterećenje određuje područje plovnosti DAF-a
Nakon što je poznat projektirani protok, sljedeće veliko hidrauličko pitanje je kolika je površina plutanja potrebna.
Pojednostavljen odnos hidrauličkog opterećenja može se napisati kao:
Preuređivanje jednadžbe:
gdje:
- Q = projektirani hidraulički protok, m³/h;
- A = efektivna površina plovnosti, m²;
- HLR = odabrana brzina hidrauličkog opterećenja, m³/m²·h.
Ilustrativni primjer
Pretpostavimo:
Zatim:
30 ÷ 6 = 5 m² efektivne plovne površine
Ovo je samo preliminarni hidraulički proračun. Odabrana stopa punjenja i dalje mora biti prikladna za otpadnu vodu, kvalitetu pahuljica, stvaranje mjehurića, koncentraciju krutih tvari, geometriju spremnika i zahtijevanu kvalitetu efluenta.
Kompaktni DAF s agresivnim površinskim opterećenjem može smanjiti CAPEX, ali također smanjuje operativnu maržu kada kvaliteta protoka, krutine ili pahuljica varira.
Omjer zraka i čvrste tvari je važniji od jednostavnog dodavanja više zraka
DAF radi jer se mikroskopski mjehurići zraka vežu za suspendirane krutine i flokule, smanjujući njihovu efektivnu gustoću i noseći ih na površinu.
Relevantno pitanje dizajna nije jednostavno proizvodi li sustav "puno mjehurića". Od toga je li dostupno dovoljno otopljenog zraka u odnosu na krute tvari koje moraju plutati.
Omjer zraka i čvrste tvari
Omjer zraka i krutine, često skraćeno A/S, opisuje odnos između raspoložive mase otopljenog zraka i mase krutine prisutne u procesu flotacije.
Ako je dovod otopljenog zraka premali, floc možda neće primiti dovoljno mjehurića za učinkovito podizanje. Tipični simptomi mogu uključivati zamućeni efluent, vidljive suspendirane pahuljice ispod površinskog sloja i slabo hvatanje krutih tvari.
Ni višak zraka nije automatski koristan. Nepotrebno reciklažno pumpanje i pretjerano agresivni uvjeti ispuštanja mogu povećati potrošnju energije i mogu stvoriti pretjeranu turbulenciju u zoni flotacije.
Treba ga procijeniti zajedno s karakteristikama otpadne vode, koagulacijom, flokulacijom, protokom recikliranja, uvjetima tlaka i rezultatima pilot testa ili testa u staklenkama gdje je potrebno.
Kako omjer recikliranja mijenja veličinu i performanse DAF-a
Mnogi konvencionalni DAF sustavi koriste recirkulacijski protok pod tlakom. Dio pročišćene vode vraća se kroz reciklažu i sustav za zasićenje zrakom, gdje se zrak otapa pod pritiskom. Kada se struja pod tlakom pusti natrag u zonu flotacije, pad tlaka stvara fine mjehuriće.
Omjer recikliranja može se jednostavno izraziti kao:
Premali povratni protok može smanjiti raspoloživi otopljeni zrak. Previše recikliranja povećava unutarnje hidrauličko opterećenje, energiju pumpe i potreban kapacitet sustava za zasićenje.
Reciklirajte premalo
- Nedovoljno stvaranje mjehurića
- Loša flotacija gustih ili velikih količina krutih tvari
- Hvatanje niže krute tvari
Reciklirajte previsoko
- Veća energija pumpanja
- Veće unutarnje hidrauličko opterećenje
- Moguće nepotrebne turbulencije
Omjer recikliranja bi stoga trebao biti odabran iz potrebe za zrakom i performansi flotacije, a ne zato što se jedan postotak smatra standardnim za svaku primjenu.
Koagulacija i flokulacija mogu promijeniti potrebnu veličinu DAF-a
Performanse DAF-a uvelike ovise o tome što se događa prije nego što otpadna voda stigne do zone flotacije. Vrlo male koloidne čestice možda se neće učinkovito vezati za mjehuriće osim ako se prvo ne destabiliziraju i spoje u veće pahuljice.
Koagulacija
Koagulansi poput soli aluminija ili željeza mogu smanjiti elektrostatsko odbijanje između čestica, omogućujući im da počnu agregirati.
Flokulacija
Polimerno ili kontrolirano miješanje tada može stvoriti veće pahuljice koje je mikromjehurićima lakše uhvatiti.
Fine čestice mogu ostati suspendirane i otići u efluent.
Dovoljno jak za pričvršćivanje, a pritom ostaje prikladan za plutanje.
Velike lomljive pahuljice mogu se raspasti pod utjecajem pretjeranog miješanja ili hidrauličkih smicanja.
Kemijska obrada također stvara dodatne krutine. DAF dimenzioniran samo prema dolaznom TSS-u stoga može podcijeniti konačno opterećenje plutajuće krutine ako se proizvede značajna kemijska precipitacija ili koagulacijski mulj.
Prije povećanja površine flotacije provjerite je li stvarno ograničenje kondicioniranje čestica, doza kemikalije, pH, energija miješanja ili vrijeme flokulacije.
FOG mijenja dizajn DAF-a drugačije od mineralnog TSS-a
Masti, ulja i masti jedan su od razloga zašto se DAF široko koristi u otpadnim vodama za preradu hrane i životinjskih bjelančevina. Ovi materijali često imaju nižu gustoću od krutih minerala i dobro su prikladni za flotaciju kada su pravilno kondicionirani.
Tipične primjene uključuju:
- prerada mesa i peradi;
- klaonice;
- mliječne biljke;
- proizvodnja hrane i pića;
- prerada jestivog ulja;
- biljke za gotovu hranu.
Međutim, otpadne vode s visokim sadržajem magle stvaraju vlastite izazove u radu. Mast može prekriti instrumente, zalijepiti se za površine spremnika, promijeniti zahtjeve za polimerom i proizvesti gust, ljepljiv plutajući mulj.
To znači da se 1000 mg/L mineralnog TSS-a i 1000 mg/L miješanog FOG-a i organskih krutih tvari ne bi trebalo automatski smatrati identičnim projektnim uvjetima.
Često gušće
Može zahtijevati jaču flokulaciju i odgovarajuće pričvršćivanje mjehurića kako bi se prevladala veća gustoća čestica.
Prirodnije plutajuće
Često dobro odgovara DAF-u, ali može stvoriti ljepljivi mulj i otežati rukovanje nizvodno.
Ne zaboravite DAF proizvodnju mulja
DAF koji uklanja krutine učinkovito prenosi te krutine iz otpadne vode u površinski sloj mulja. Taj se mulj i dalje mora skupljati, skladištiti, ispumpavati i na kraju odvoditi ili zbrinjavati.
Ako je ulazno opterećenje krutih tvari 40 kg/h i DAF uklanja visok postotak tih krutih tvari, značajna dnevna masa suhih krutih tvari nakupit će se u plutajućem mulju. Stvarni volumen mokrog mulja može biti puno veći jer plutajući materijal još uvijek sadrži značajnu količinu vode.
Dizajn DAF-a stoga treba uzeti u obzir:
- kapacitet površinskog strugača;
- dizajn plaže ili lijevka za mulj;
- volumen spremnika za mulj;
- odabir pumpe za mulj;
- kondicioniranje polimera;
- nizvodna vijčana preša, filter preša ili druga oprema za odvodnjavanje.
DAF može ispuniti svoj cilj otpadnih voda, ali i dalje stvarati operativne probleme ako strugač, spremnik mulja, pumpe ili sustav za odvodnju ne mogu podnijeti prikupljene krutine.
Radni primjer: dimenzioniranje DAF-a za otpadnu vodu iz prehrambene industrije
Sljedeći pojednostavljeni primjer pokazuje kako se hidraulički protok i opterećenje krutim tvarima mogu kombinirati tijekom preliminarnog DAF dimenzioniranja. To je samo ilustracija; konačnu veličinu opreme treba potvrditi stvarnim podacima o otpadnim vodama i ispitivanjima obrade.
Korak 1: Izračunajte vršno TSS opterećenje
30 × 1000 ÷ 1000 = 30 kg TSS/h
Korak 2: Izračunajte vršno opterećenje MAGLE
30 × 300 ÷ 1000 = 9 kg MAGLE/h
Korak 3: Procijenite količinu onečišćenja koje je moguće identificirati
30 9 = 39 kg/h
Ova vrijednost od 39 kg/h još ne uključuje dodatne krutine nastale koagulacijom, taloženjem ili kondicioniranjem polimera.
Korak 4: Procijenite područje flotacije
Ako preliminarni projekt koristi ilustrativnu stopu hidrauličkog opterećenja od 6 m³/m²·h:
30 m³/h ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² plutajuće površine
Korak 5: Provjerite zahtjeve za zrak i recikliranje
Dizajn se tada mora provjeriti prema stvarnom opterećenju krutim tvarima, zahtjevima za zrak-krutine, protoku recikliranja, tlaku zasićenja, stvaranju mjehurića, kvaliteti pahuljica i očekivanom ciljanom efluentu.
Korak 6: Provjerite rukovanje muljem
Konačno, površinski strugač, spremnik mulja, pumpe i oprema za odvodnjavanje moraju biti dimenzionirani za prikupljene krutine.
Praktičan kontrolni popis za određivanje veličine DAF-a prije nego što zatražite ponudu
Pružanje potpunih informacija o otpadnim vodama omogućuje dobavljaču DAF-a da procijeni dužnost pročišćavanja umjesto jednostavnog usklađivanja modela opreme s jednim brojem protoka.
Podaci o hidraulici
- Prosječni protok
- Maksimalni protok
- Vršni protok
- Radno vrijeme dnevno
- Postojeća glasnoća izjednačavanja
Kvaliteta otpadnih voda
- KPK i BPK
- TSS
- FOG
- pH
- Temperatura
- Ostali glavni zagađivači
Predtretman
- Probir
- Izjednačavanje
- Koagulacija
- Flokulacija
- Postojeće kemijske doze
Zahtjev za otpadne vode
- Ciljani TSS
- Cilj MAGLA
- Potrebno smanjenje COD-a
- Potrebe nizvodne biološke obrade
Rukovanje muljem
- Postojeći spremnik mulja
- Dostupna pumpa za mulj
- Oprema za odvodnjavanje
- Potrebna konačna čvrsta tvar kolača
Uobičajene DAF greške u određivanju veličine
Odabir samo prosječnog protoka
Kratki hidraulični vršci mogu preopteretiti jedinicu koja se čini adekvatnom na bazi dnevnog prosjeka.
Zanemarivanje opterećenja mase krutih tvari
Isti m³/h može predstavljati potpuno različite kg/h flotacije.
Tretiranje FOG-a kao običnog TSS-a
Ulja i masti različito utječu na flotaciju, kemijsko kondicioniranje i rukovanje muljem.
Pretpostavka da je više recikliranja uvijek bolje
Prekomjerno recikliranje povećava hidrauličko opterećenje i energiju bez automatskog poboljšanja uklanjanja.
Ignoriranje koagulacije i flokulacije
Loše kondicioniranje čestica može spriječiti ispravno dimenzioniran DAF da postigne svoj cilj.
Zaboravljamo rukovanje muljem
Hvatanje velike količine krutih tvari može preopteretiti strugač, spremnik mulja, pumpu ili nizvodni sustav za odvodnjavanje.
Trebate dimenzionirati DAF sustav za svoju otpadnu vodu?
NIHAO može pomoći u procjeni kapaciteta DAF-a na temelju hidrauličkog protoka i opterećenja zagađivača. Pošaljite nam svoj prosječni i vršni protok, TSS, FOG, COD, pH, izvor otpadne vode, postojeći predtretman i potrebnu kvalitetu otpadnih voda.
Naš tim može pregledati rad flotacije, hidrauličko područje, zahtjeve za recikliranje, potrebe za kemijskim kondicioniranjem i uvjete rukovanja muljem prije nego što preporuči odgovarajuću DAF konfiguraciju.
Često postavljana pitanja
Kako izračunavate kapacitet DAF-a?
Kapacitet DAF-a treba procijeniti prema projektiranom protoku, vršnom protoku, hidrauličkom površinskom opterećenju, masnom opterećenju čvrstim tvarima, FOG-u, zahtjevu zrak-krutina, uvjetima recikliranja, performansama flokulacije i kapacitetu rukovanja muljem.
Može li se veličina DAF-a odabrati samo na temelju protoka otpadnih voda?
Ne. Protok definira hidrauličko opterećenje, ali koncentracija krutih tvari i sastav određuju opterećenje flotacije. Dva toka otpadne vode s istim protokom mogu zahtijevati različite veličine DAF-a i radne uvjete.
Kako TSS utječe na dimenzioniranje DAF-a?
TSS koncentraciju treba pretvoriti u kg/h opterećenje krutim tvarima. Veće opterećenje krutim tvarima obično povećava opterećenje flotacije, potrebu za zrakom, proizvodnju mulja i važnost učinkovite koagulacije i flokulacije.
Što je brzina hidrauličkog opterećenja u flotaciji otopljenog zraka?
Stopa hidrauličkog opterećenja opisuje protok otpadne vode primijenjen po jedinici efektivne flotacijske površine, obično izražen kao m³/m²·h. To je jedan od parametara koji se koristi za procjenu potrebne površine plovnosti.
Koliki je omjer zraka i čvrste tvari u DAF-u?
Omjer zraka i krutih tvari opisuje odnos između dostupnog otopljenog zraka i mase krutih tvari koje moraju lebdjeti. Pomaže u određivanju je li dostupno dovoljno mikromjehurića za stvarno opterećenje čvrstim tvarima.
Kako izračunavate DAF omjer recikliranja?
Recikliraj 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.
Da li visoka magla zahtijeva veći DAF sustav?
Ne automatski, ali visoka MAGLA mijenja rad flotacije, kemijsko kondicioniranje, karakteristike mulja i zahtjeve održavanja. Koncentracija FOG-a stoga treba biti uključena u pregled veličine.
Zašto je DAF-u potrebna koagulacija i flokulacija?
Vrlo fine čestice i koloidi možda se neće učinkovito vezati za mjehuriće zraka. Koagulacija ih destabilizira, dok flokulacija stvara veće plutajuće čestice koje se mogu učinkovitije uhvatiti.
Koliko mulja proizvodi DAF sustav?
Proizvodnja mulja ovisi o ulaznom TSS-u, FOG-u, učinkovitosti uklanjanja, dozi koagulansa, upotrebi polimera i kemijski istaloženim krutinama. Maseno opterećenje treba procijeniti prije dimenzioniranja opreme za skladištenje mulja i odvodnjavanje.
Koje podatke o otpadnim vodama trebam dati kada tražim DAF ponudu?
Navedite prosječni i vršni protok, radne sate, COD, BPK, TSS, FOG, pH, temperaturu, izvor otpadne vode, postojeće filtriranje ili izjednačavanje, kemijsku obradu, potrebnu kvalitetu izlaza i nizvodne informacije o rukovanju muljem.
Engleski
عربي
španjolski
