Какви фактори влияят на производителността на кавитационните и DAF плавационни единици?

Съотношение въздух-твърди: Основният драйвер за ефективност на Машина за разтворено въздушно плаване Перформанс

Оптимален A/S диапазон за здраво закрепване на флок-меурчета и качество на плаващия прах

Съотношението въздух/твърди вещества (A/S), което по същество означава колко въздух се подава в сравнение с количеството твърди частици, присъстващи в системата, е вероятно най-добрият начин да се регулира ефективността на флотацията. Повечето специалисти в индустрията са съгласни, след като са анализирали различни реални операции и научни публикации, че оптималното количество въздух е между 0,005 и 0,06 кг въздух на 1 кг твърди вещества. Когато се спазва този диапазон, микроскопичните мехурчета се закачат добре за твърдите частици, без да ги разрушават. При горната граница от 0,06 кг твърдите частици започват да се агрегират в добре плаващи маси, които равномерно изплуват и в крайна сметка образуват дебел слой пяна на повърхността, лесно отстраняем чрез скимоване. Ако обаче се спуснем под 0,005, няма достатъчно мехурчета, за да издигнат ефективно цялото количество твърди вещества. А когато надвишим 0,06, прекалено много въздух предизвиква турбулентност, която всъщност разрушава агрегатите и нарушава целия процес на сепарация. Това влияе не само върху физическите явления, но и прави цялата операция по-малко стабилна и надеждна от ден на ден.

Рискове от дисбаланс: Пренос на суспендирана замърсяваща фаза срещу слабо образуване на пясъчна фаза при ниско/високо A/S

Когато съотношението въздух-твърди частици падне под 0,005, твърдите частици просто не се издигат правилно по време на процесите на обработка, особено при по-тежки минерални суспендирани вещества или по-стари флокове, които са станали компактни с течение на времето. Резултатът? Значително по-високи нива на замърсяване в крайния изтичащ поток. Някои отскоро проведени изследвания показват, че това всъщност може да влоши качеството на водата с повече от 30%, спрямо показателите при идеални работни условия, според данни от проучванията на Water Research от миналата година. От друга страна, прекалено много въздух над 0,06 също създава сериозни проблеми. Системата става хидравлично нестабилна, тъй като излишният въздух буквално разкъсва тези деликатни флокове, оставяйки слаб, счупен пръстен от пяна, който не може да бъде ефективно отстранен от повърхността. И нека говорим и за енергийните разходи. Всяко малко увеличение само с 0,01 в съотношението A/S повдига изискванията за мощност на помпите с между 12 и 18 процента. Това е пари, които бързо излизат през прозореца. При положение на тези два основни проблема, е напълно очевидно, че постигането на правилното съотношение A/S не е просто добра практика. То е абсолютно критично, ако централизациите искат да поддържат стабилни операции, докато държат разходите за електроенергия под контрол.

Хидравлична скорост на зареждане и време на задържане: Балансиране на производителност и пречистване във флотационни единици DAF

Компромисът между HLR и време на задържане: Защо надвишаването на 20 m/h често намалява премахването на замърсеност

Хидравличният дебит (HLR), който по същество означава делене на обемния дебит на повърхностната площ на резервоара, определя колко дълго водата остава в системата и създава физическите условия, необходими за прилепване на мехурчетата към флокулите и тяхното издигане. По-високата производителност звучи добре на хартия за експлоатацията, но надвишаването на 20 метра в час започва да влошава ефективността на премахване на мътността. Когато HLR стане твърде висок, просто няма достатъчно време за правилна агломерация и движение нагоре, поради което малки частици преминават директно през зоната за сепарация. Оптималният диапазон изглежда е между 5 и 15 метра в час. При тези скорости мехурчетата имат време напълно да се закачат, да се движат стабилно нагоре и да формират плътни слоеве пръст. Измервания от реални условия показват, че дори с 1 метър в час над 20 се намалява ефективността на сепарацията с около 3% при типични DAF инсталации. Това се превежда като приблизително 25 до 40% по-лошо премахване на мътността в сравнение с идеални условия, както и повече проблеми с филтрите – те се задръстват по-надолу по процеса и се нуждаят от допълнителни химикали, за да се поправят нещата. Запазването на този баланс в хидравличната система е абсолютно критично, ако искаме чиста изходяща проба.

Качество на вливащата се вода: Како търбидността, DOC и дзета потенциалът формират работата на машината за флотация с разтворен въздух

Предсказателни индикатори: Свързване на промените в дзета потенциала с оптимизацията на коагуланта и ефективността на адхезията на мехурчетата

Качеството на вливащата се вода играе ключова роля за ефективността на системите за разтворено въздушно флотиране (DAF). Фактори като нивото на замърсеност, съдържанието на разтворен органичен въглерод и повърхностните зарядови характеристики на колоидни частици влияят върху производителността на DAF. Когато се разглежда конкретно зета потенциалът, се установява, че ако зета потенциалът на вливащата се вода надвиши -20 mV, съществува значителна електростатична репулсия между отрицателно заредените частици, като глинени частици, фрагменти от водорасли и хумични вещества, и въздушните мехурчета, които се опитват да се закачат за тях. Това прави правилното залепване трудно. Чрез настройване на дозите на коагуланти, за да се неутрализират тези повърхностни заряди и да се приближи зета потенциалът към нула волта, операторите обикновено постигат подобрения в скоростта на закачане на мехурчета и флокове в диапазона от около 40% до 60%. Многобройни полеви тестове са потвърдили тези резултати както в пилотни, така и в пълноценно работещи съоръжения. Въпреки това, нещата се усложняват при високи концентрации на разтворен органичен въглерод над 5 mg на литър или замърсеност над 50 нефелометрични единици за замърсеност, тъй като тези условия консумират повече коагуланти и прикриват важните сигнали от зарядовете. Затова мониторингът в реално време на зета потенциалът е станал изключително ценен за операторите на съоръжения, които трябва да настройват своите стратегии за коагулация в хода на процеса. Това може да намали употребата на химикали с приблизително 15% до 30%, което помага да се избегнат проблеми с пренос на суспендираните отпадъци и непредвидимото образуване на пърхот. Заводите, които пренебрегват тези взаимовръзки, често се сблъскват със застояли проблеми с прозрачността и загуба на химикали месец след месец.

Мехурно инженерство: Дисолуционно налягане, разпределение по размер и динамика на изкачване в кавитационни системи и системи за разтворена въздушна флотация

Предимство на микромехурите: Защо мехурите под 50 µm подобряват премахването на алгите, крилопрокидиум и фини колоиди

Размерът на мехурчетата наистина има значение, когато става дума за ефективността на системите DAF, и не е нещо, което може да бъде пренебрегнато като просто част от дизайна. Когато разгледаме микромехурчета под 50 микрометра, те осигуряват реално подобрение в сравнение с по-големите мехурчета над 80 микрометра. Тези по-малки мехурчета могат да улавят около 40% повече вещества от водата, включително алги, устойчивите ооцисти на криптоспоридии и миниатюрни колоидни частици, тъй като формата им осигурява по-голяма повърхност и по-ефективно сблъскване с други частици. Интересното е, че тези микромехурчета изплуват значително по-бавно — около 48 милиметра в секунда или по-малко. Това по-бавно движение означава, че те остават в контакт с веществата, които трябва да бъдат премахнати, по-дълго време, така че дори частици под 5 микрометра се прикрепят правилно, преди да изплуват към повърхността. Проучванията за поведението на тези мехурчета показват, че произвеждането им под налягане между 3 и 7 бара помага те да се закачат по-добре към отрицателните заряди, присъстващи в материали като силика и глина, като същевременно намалява проблемите с разпадането на пяна поради турбулентност (Проучване на динамиката на микромехурчета, 2020 г.). Системите, проектирани да произвеждат последователно мехурчета под 50 микрометра, обикновено намаляват мътността на преработената вода с 15 до 30 NTU единици в сравнение с установки, използващи обикновени по-големи мехурчета. Това прави контролът върху размера на микромехурчетата доста съществен, ако някой иска системата DAF да работи с максимална ефективност.

ЧЗВ

Какъв е идеалният A/S коефициент за системите DAF?
Идеалният въздух-към-твърди вещества (A/S) коефициент за системите с разтворен въздушен флотационен метод (DAF) обикновено е в диапазона от 0,005 до 0,06 кг въздух на кг твърди частици, за да се осигури ефективно залепване на флокулите към мехурчетата и оптимално формиране на пяна.

Какво се случва, ако A/S коефициентът надвиши 0,06?
Ако A/S коефициентът надвиши 0,06, това може да предизвикае турбулентност, която разрушава флокулите, водеща до нестабилно и неефективно разделяне, увеличени разходи за енергия и ненадеждна работа.

Какво е скоростта на хидравличното натоварване (HLR) и какво влияние има върху производителността на DAF?
Скоростта на хидравличното натоварване представлява дебита, разделен на повърхностната площ на резервоара. Надвишаването на HLR от 20 м/ч може да компрометира премахването на мътнината, което води до по-ниска ефективност при разделянето и причинява проблеми в последващите процеси.

Как влияе качеството на вливащата се вода върху работата на DAF?
Фактори като мътност, разтворен органичен въглерод и дзета потенциал влияят на производителността на DAF. Правилната корекция на дозите на коагуланти въз основа на дзета потенциал може да подобри скоростта на закачане на мехурчета към флокове, да оптимизира употребата на химикали и да подобри прозрачността.

Защо в системите DAF се предпочитат микромехурчета пред по-големите мехурчета?
Микромехурчета под 50 микрометра имат по-добър контакт с повърхността и изплуват по-бавно, което осигурява ефективно премахване на фини частици като алги и Cryptosporidium, като по този начин подобрява общата производителност на системата.