Sistemele de flotație cu aer dizolvat sunt adesea selectate după debitul nominal, dar debitul hidraulic singur nu definește sarcina reală de tratare. Două fluxuri de apă uzată pot fi ambele de 30 m³/h și necesită încă configurații DAF foarte diferite dacă solidele în suspensie, grăsimile, uleiurile, grăsimile, caracteristicile flocului, debitul de vârf și încărcăturile de nămol chimic sunt diferite. Prin urmare, dimensionarea corectă a DAF necesită atât un calcul hidraulic, cât și un calcul al încărcării cu solide.
De ce Capacitatea DAF nu poate fi selectată din Flux Alone
O anchetă comună DAF începe cu o declarație simplă, cum ar fi: „Debitul meu de apă uzată este de 20 m³/h. De ce dimensiune DAF am nevoie?”
Fluxul este esențial, dar este doar prima intrare de proiectare. Luați în considerare două fluxuri de apă uzată care intră ambele într-un sistem DAF cu 20 m³/h.
Ape uzate cu conținut scăzut de solide
- Debit: 20 m³/h
- TSS: 150 mg/L
- CEAȚA: 20 mg/L
- Influent relativ stabil
Ape uzate alimentare cu încărcătură mare
- Debit: 20 m³/h
- TSS: 2.000 mg/L
- CEAȚA: 600 mg/L
- Loturi puternice și vârfuri de curățare
Debitul hidraulic este identic, dar Proiectul B pune o sarcină de separare mult mai mare asupra sistemului de flotație. Poate necesita o chimie diferită de coagulare, o alimentare mai mare cu aer dizolvat, condiții diferite de reciclare, o suprafață eficientă de flotație mai mare și o capacitate mai mare de manipulare a nămolului.
Debitul determină câtă apă trebuie să treacă prin unitate, în timp ce caracteristicile TSS, CEATA, nămol chimic și floc determină cât de mult material trebuie să fie de fapt plutit și îndepărtat.
Începeți cu debitul mediu, dar proiectați pentru debitul de vârf real
Debitul mediu zilnic este util pentru calculele preliminare, dar apele uzate industriale rareori intră într-un sistem DAF cu o rată perfect constantă.
Programele de producție, curățarea rezervorului, descărcarea CIP, spălarea echipamentului, descărcarea lotului și schimbările de schimb pot crea perioade scurte în care sarcina hidraulică este mult mai mare decât media zilnică.
De exemplu, o instalație care produce 300 m³/zi nu necesită automat un DAF dimensionat pentru:
300 m³/zi ÷ 24 h = 12,5 m³/h
Dacă fabrica evacuează doar ape uzate pe parcursul a 16 ore de producție, debitul mediu de funcționare este deja:
300 ÷ 16 = 18,75 m³/h
Un ciclu de spălare sau o eliberare a lotului poate împinge temporar vârful real la 25 sau 30 m³/h. Proiectarea numai în jur de 12,5 m³/h ar putea, prin urmare, supraîncărcare DAF în perioadele în care stația de epurare are cea mai mare nevoie.
| Parametrul de flux | De ce contează |
|---|---|
| Debit mediu zilnic | Util pentru calcularea sarcinii zilnice totale și a costurilor de operare |
| Debit mediu de operare | Reflectă orele reale de producție |
| Debit continuu maxim | Important pentru capacitatea hidraulică susținută |
| Debit maxim | Determină solicitarea hidraulică pe termen scurt pe zona de flotație |
Egalizarea poate reduce dimensiunea DAF și poate îmbunătăți stabilitatea
Un rezervor de egalizare dimensionat corespunzător poate netezi vârfurile hidraulice și poluante înainte ca apa uzată să ajungă la DAF. Acest lucru poate reduce rata maximă de flotație necesară și poate face dozarea chimică mai stabilă.
Convertiți TSS și CEATA în încărcare în masă
Concentrația în mg/L spune doar o parte a poveștii. Echipamentul DAF trebuie să îndepărteze o masă de solide la fiecare oră, astfel încât concentrațiile ar trebui convertite în încărcare de masă.
Exemplu: TSS Loading
Dacă debitul este de 30 m³/h și TSS este de 1.200 mg/L:
30 × 1.200 ÷ 1000 = 36 kg TSS/h
Prin urmare, sistemul de flotație trebuie să gestioneze aproximativ 36 kg/h de solide în suspensie influente înainte de a lua în considerare CEATA, solidele precipitate chimic sau nămolul generat de coagulant.
| Parametru | Unitate tipică | De ce contează |
|---|---|---|
| Flux | m³/h | Definește sarcina hidraulică |
| TSS | mg/L | Definește sarcina de masă a solidelor în suspensie |
| FOG | mg/L | Definește sarcina flotantă de ulei și grăsime |
| Namol chimic | kg/h | Adaugă solide create prin coagulare și precipitare |
| Sarcina maximă de solide | kg/h | Determină sarcina maximă de plutire |
Acesta este motivul pentru care capacitatea nominală m³/h nu ar trebui să fie niciodată singura bază pentru compararea cotațiilor DAF.
Încărcarea hidraulică de suprafață determină zona de flotație DAF
Odată ce debitul de proiectare este cunoscut, următoarea întrebare hidraulică majoră este câtă suprafață de flotație este necesară.
O relație simplificată de încărcare hidraulică poate fi scrisă astfel:
Rearanjarea ecuației:
unde:
- Q = debit hidraulic proiectat, m³/h;
- A = suprafața efectivă de flotație, m²;
- HLR = rata de încărcare hidraulică selectată, m³/m²·h.
Exemplu ilustrativ
Presupunem:
Apoi:
30 ÷ 6 = 5 m² suprafață efectivă de flotație
Acesta este doar un calcul hidraulic preliminar. Rata de încărcare selectată trebuie să fie în continuare adecvată pentru apa uzată, calitatea flocului, generarea de bule, concentrația de solide, geometria rezervorului și calitatea necesară a efluentului.
Un DAF compact cu o încărcare agresivă a suprafeței poate reduce CAPEX, dar reduce și marja de operare atunci când debitul, solidele sau calitatea flocului variază.
Raportul aer-solid este mai important decât simpla adăugare de mai mult aer
DAF funcționează deoarece bulele de aer microscopice se atașează de solidele în suspensie și de floc, reducându-le densitatea efectivă și transportându-le la suprafață.
Întrebarea relevantă de design nu este doar dacă sistemul produce „o mulțime de bule”. Este dacă este disponibil suficient aer dizolvat în raport cu solidele care trebuie să fie plutite.
Raportul aer-solidi
Raportul aer-solide, adesea abreviat A/S, descrie relația dintre masa de aer dizolvat disponibilă și masa solidelor prezentate în procesul de flotație.
Dacă alimentarea cu aer dizolvat este prea scăzută, este posibil ca flocul să nu primească suficient atașament cu bule pentru a se ridica eficient. Simptomele tipice pot include efluent tulbure, flocul suspendat vizibil sub stratul de suprafață și captarea slabă a solidelor.
Nici excesul de aer nu este automat benefic. Pomparea de reciclare inutilă și condițiile de eliberare excesiv de agresive pot crește consumul de energie și pot crea turbulențe excesive în zona de flotație.
Ar trebui evaluat împreună cu caracteristicile apei uzate, coagularea, flocularea, fluxul de reciclare, condițiile de presiune și rezultatele testelor pilot sau borcanului, acolo unde este necesar.
Cum schimbă raportul de reciclare dimensionarea și performanța DAF
Multe sisteme DAF convenționale utilizează flux de reciclare presurizat. O porțiune de apă limpezită este returnată printr-o pompă de reciclare și un sistem de saturare a aerului, unde aerul se dizolvă sub presiune. Când fluxul sub presiune este eliberat înapoi în zona de flotație, căderea de presiune formează bule fine.
Raportul de reciclare poate fi exprimat simplu ca:
Un debit prea mic de reciclare poate reduce aerul dizolvat disponibil. Prea multă reciclare crește sarcina hidraulică internă, energia pompei și capacitatea necesară a sistemului de saturație.
Reciclați prea puțin
- Generare insuficientă de bule
- Flotație slabă a încărcăturilor dense sau mari cu solide
- Captarea mai scăzută a solidelor
Recicla prea mare
- Energie de pompare mai mare
- Sarcină hidraulică internă mai mare
- Potențiale turbulențe inutile
Prin urmare, raportul de reciclare ar trebui selectat din cererea de aer și performanța de flotație, mai degrabă decât pentru că un procent este considerat standard pentru fiecare aplicație.
Coagularea și flocularea pot modifica dimensiunea DAF necesară
Performanța DAF depinde în mare măsură de ceea ce se întâmplă înainte ca apa uzată să ajungă în zona de flotație. Particulele coloidale foarte mici pot să nu se atașeze eficient de bule decât dacă sunt mai întâi destabilizate și combinate în floc mai mare.
Coagularea
Coagulantele precum sărurile de aluminiu sau fier pot reduce repulsia electrostatică dintre particule, permițându-le să înceapă agregarea.
Floculare
Polimerul sau amestecarea controlată pot forma apoi un floc mai mare, care este mai ușor de captat de microbule.
Particulele fine pot rămâne în suspensie și pot trece în efluent.
Suficient de puternic pentru atașare, rămânând în același timp potrivit pentru plutire.
Flocul mare fragil se poate rupe sub amestecare excesivă sau forfecare hidraulică.
Tratamentul chimic creează, de asemenea, solide suplimentare. Un DAF dimensionat numai din TSS de intrare poate, prin urmare, să subestimeze încărcătura finală de solide plutitoare dacă se produc precipitații chimice semnificative sau nămol de coagulare.
Înainte de a mări suprafața de flotație, verificați dacă limitarea reală este condiționarea particulelor, doza chimică, pH-ul, energia de amestecare sau timpul de floculare.
FOG modifică designul DAF diferit de Mineral TSS
Grăsimile, uleiurile și grăsimile sunt unul dintre motivele pentru care DAF este utilizat pe scară largă în apele reziduale de procesare a alimentelor și de proteine animale. Aceste materiale au adesea o densitate mai mică decât solidele minerale și sunt bine potrivite pentru flotație atunci când sunt condiționate corespunzător.
Aplicațiile tipice includ:
- prelucrarea cărnii și a păsărilor de curte;
- abatoare;
- plante de lapte;
- producția de alimente și băuturi;
- prelucrarea uleiului comestibil;
- plante cu alimente preparate.
Cu toate acestea, apele uzate cu CEAȚĂ ridicată creează propriile provocări de funcționare. Unsoarea poate acoperi instrumentele, se lipește de suprafețele rezervorului, poate modifica cererea de polimeri și poate produce un nămol plutitor gros și lipicios.
Aceasta înseamnă că 1.000 mg/L de TSS mineral și 1.000 mg/L de amestec de FOG și solide organice nu ar trebui tratate automat ca condiții de proiectare identice.
Adesea Mai dens
Poate necesita o floculare mai puternică și o fixare adecvată a bulelor pentru a depăși o densitate mai mare a particulelor.
Mai plutitor natural
Adesea potrivit pentru DAF, dar poate crea nămol lipicios și o manipulare mai dificilă în aval.
Nu uitați DAF Sludge Production
Un DAF care îndepărtează solidele transferă eficient acele solide din apele uzate într-un strat de nămol de suprafață. Nămolul respectiv trebuie încă colectat, depozitat, pompat și, în cele din urmă, deshidratat sau eliminat.
Dacă încărcarea cu solide influențate este de 40 kg/h și DAF elimină un procent mare din aceste solide, o masă substanțială zilnică de solide uscate se va acumula în nămolul plutitor. Volumul real de nămol umed poate fi mult mai mare, deoarece materialul plutit mai conține apă semnificativă.
Prin urmare, proiectarea DAF ar trebui să ia în considerare:
- capacitatea de raclere a suprafetei;
- proiectarea plajei cu nămol sau a buncărului;
- volumul rezervorului de stocare a nămolului;
- selectarea pompei de nămol;
- condiționarea polimerilor;
- presă cu șurub în aval, presă cu filtru sau alt echipament de deshidratare.
Un DAF își poate atinge ținta de efluent, dar totuși creează probleme operaționale dacă racleta, rezervorul de nămol, pompele sau sistemul de deshidratare nu pot gestiona solidele recuperate.
Exemplu lucrat: dimensionarea unui DAF pentru apele uzate din procesarea alimentelor
Următorul exemplu simplificat arată cum pot fi combinate debitul hidraulic și încărcarea cu solide în timpul dimensionării preliminare a DAF. Este doar o ilustrație; dimensionarea finală a echipamentului ar trebui să fie confirmată din datele reale ale apelor uzate și din testele de tratare.
Pasul 1: Calculați sarcina maximă TSS
30 × 1.000 ÷ 1000 = 30 kg TSS/h
Pasul 2: Calculați sarcina maximă de ceață
30 × 300 ÷ 1000 = 9 kg FOG/h
Pasul 3: Estimați încărcătura identificabilă de contaminanți
30 9 = 39 kg/h
Această valoare de 39 kg/h nu include încă solidele suplimentare create prin coagulare, precipitare sau condiționarea polimerilor.
Pasul 4: Estimați suprafața de flotație
Dacă proiectul preliminar utilizează o rată de încărcare hidraulică ilustrativă de 6 m³/m²·h:
30 m³/h ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² suprafață de flotație
Pasul 5: Verificați cerințele privind aerul și reciclarea
Proiectul trebuie apoi verificat în raport cu încărcătura reală de solide, cerința de aer-solide, debitul de reciclare, presiunea de saturație, generarea de bule, calitatea flocului și ținta așteptată pentru efluent.
Pasul 6: Verificați manipularea nămolului
În cele din urmă, racleta de suprafață, rezervorul de nămol, pompele și echipamentele de deshidratare din aval trebuie dimensionate pentru solidele recuperate.
O listă practică de verificare a dimensiunilor DAF înainte de a solicita o cotație
Furnizarea de informații complete privind apa uzată permite unui furnizor DAF să evalueze sarcina de tratare, mai degrabă decât să potriviți pur și simplu un model de echipament cu un număr de debit.
Date hidraulice
- Debit mediu
- Debit maxim
- Debit maxim
- Ore de funcționare pe zi
- Volumul de egalizare existent
Calitatea apelor uzate
- COD și BOD
- TSS
- FOG
- pH
- Temperatura
- Alți contaminanți majori
Pretratament
- Screening
- Egalizare
- Coagularea
- Floculare
- Dozele chimice existente
Cerința de efluent
- TSS țintă
- Ceață țintă
- Reducerea COD necesară
- Nevoile de tratament biologic în aval
Manipularea namolului
- Rezervor de nămol existent
- Pompă de nămol disponibilă
- Echipamente de deshidratare
- Solide finale necesare pentru tort
Greșeli frecvente de dimensionare DAF
Selectarea numai din fluxul mediu
Vârfurile hidraulice scurte pot supraîncărca o unitate care pare adecvată în medie zilnică.
Ignorarea încărcării în masă a solidelor
Aceiași m³/h pot reprezenta sarcini de flotație kg/h complet diferite.
Tratarea ceții ca TSS obișnuit
Uleiurile și grăsimile afectează în mod diferit flotația, condiționarea chimică și manipularea nămolului.
Presupunând că mai multă reciclare este întotdeauna mai bună
Reciclarea în exces crește sarcina hidraulică și energia fără a îmbunătăți automat îndepărtarea.
Ignorând coagularea și flocularea
Condiționarea slabă a particulelor poate împiedica un DAF dimensionat corect să își atingă obiectivul.
Uitând de manipularea nămolului
Captarea ridicată a solidelor poate supraîncărca racleta, rezervorul de nămol, pompa sau sistemul de deshidratare din aval.
Trebuie să dimensionați un sistem DAF pentru apele uzate?
NIHAO poate ajuta la evaluarea capacității DAF atât din debitul hidraulic, cât și din încărcarea poluanților. Trimiteți-ne debitul mediu și de vârf, TSS, FOG, COD, pH, sursa de apă uzată, pretratarea existentă și calitatea necesară a efluentului.
Echipa noastră poate revizui sarcinile de flotație, zona hidraulică, cerințele de reciclare, nevoile de condiționare chimică și condițiile de manipulare a nămolului înainte de a recomanda o configurație DAF potrivită.
Întrebări frecvente
Cum se calculează capacitatea DAF?
Capacitatea DAF ar trebui evaluată din debitul de proiectare, debitul de vârf, încărcarea hidraulică a suprafeței, încărcarea în masă a solidelor, FOG, cererea de aer-solide, condițiile de reciclare, performanța de floculare și capacitatea de manipulare a nămolului.
Dimensiunea DAF poate fi selectată numai din debitul de apă uzată?
Nu. Debitul definește sarcina hidraulică, dar concentrația și compoziția solidelor determină sarcina de flotație. Două fluxuri de apă uzată cu același debit pot necesita dimensiuni diferite DAF și condiții de funcționare.
Cum afectează TSS dimensionarea DAF?
Concentrația de TSS trebuie convertită în încărcare de solide kg/h. Încărcarea mai mare cu solide crește de obicei sarcina de flotație, cererea de aer, producția de nămol și importanța coagulării și floculării eficiente.
Care este rata de încărcare hidraulică în flotația cu aer dizolvat?
Rata de încărcare hidraulică descrie debitul de apă uzată aplicat pe unitate de suprafață efectivă de flotație, exprimat în mod obișnuit ca m³/m²·h. Este unul dintre parametrii utilizați pentru estimarea suprafeței de flotație necesare.
Care este raportul aer-solid în DAF?
Raportul aer-solide descrie relația dintre aerul dizolvat disponibil și masa solidelor care trebuie să plutească. Ajută la determinarea dacă sunt disponibile suficiente microbule pentru încărcătura reală de solide.
Cum se calculează raportul de reciclare DAF?
Reciclează 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.
FOG ridicat necesită un sistem DAF mai mare?
Nu automat, dar FOG-ul ridicat modifică sarcina de flotare, condiționarea chimică, caracteristicile nămolului și cerințele de întreținere. Prin urmare, concentrația de FOG ar trebui inclusă în evaluarea dimensionării.
De ce are nevoie DAF de coagulare și floculare?
Este posibil ca particulele foarte fine și coloizii să nu se atașeze eficient de bulele de aer. Coagularea le destabilizează, în timp ce flocularea formează particule plutitoare mai mari care pot fi captate mai eficient.
Cât nămol produce un sistem DAF?
Producția de nămol depinde de TSS influent, FOG, eficiența de îndepărtare, doza de coagulant, utilizarea polimerului și solidele precipitate chimic. Încărcarea în masă trebuie estimată înainte de dimensionarea echipamentelor de depozitare a nămolului și de deshidratare.
Ce date de apă uzată ar trebui să furnizez atunci când solicit o ofertă DAF?
Furnizați debitul mediu și de vârf, orele de funcționare, COD, BOD, TSS, FOG, pH, temperatură, sursa de apă uzată, screening sau egalizare existentă, tratament chimic, calitate necesară ieșirii și informații despre manipularea nămolului în aval.
Engleză
عربي
spaniol
