Защо интегрирането на DAF с други процеси за пречистване подобрява качеството на отпадъчните води

DAF като първа линия на защита за процесите по-нататък

Всяка станция за пречистване на отпадъчни води, която обработва промишлени стоки, има някъде „бутало“. В храни, химически и нефтени заводи това „бутало“ често е първата технологична операция, която получава суровия поток. Когато флотация с разтворен въздух (DAF) е разположена в началото на веригата за пречистване, тя отстранява мазнините, маслата, гресовете и фините увиснали твърди частици, които иначе биха покрили биологичните реактори, запушили филтърните среди и принудили оборудването по-нататък по веригата да излезе от строя преждевременно. Инженер от кланица за преработка на месо веднъж описа как активираната кална яма след техния DAF-агрегат се превръщала в пянна каша всеки път, когато производствената линия за клане обработвала партида животни с високо съдържание на мазнини. След като DAF-агрегатът бил настроен така, че да улавя над 90 % от постъпващите мазнини, пяната спряла и въздухоподаващите аератори работели при постоянна товарна мощност за първи път от години насам. Ръководството на Агенцията за опазване на околната среда на САЩ (U.S. Environmental Protection Agency) за отпадъчни води от месни и птицевъдни производствени предприятия признава, че отстраняването на тежките твърди частици и мазнинената нагрузка преди биологичното пречистване не е просто добра практика — то е абсолютно необходимо за стабилна работа. Като действа като амортизатор, DAF позволява на процесите по-нататък по веригата да се съсредоточат върху това, което правят най-добре: разграждане на разтворени замърсители и финото почистване на водата, вместо да водят борба с твърди частици, с които никога не са били проектирани да се справят.

Създаване на балансирана биологична система за пречистване

Биологичните системи за пречистване са живи екосистеми и, както всяка екосистема, те имат нужда от предсказуем източник на храна. Активираната кална яма, която получава внезапен поток емулгирано масло или рязък скок в концентрацията на увисналите твърди вещества, реагира с филаментозно раздуване, спадове в концентрацията на разтворен кислород и загуба на нитрификация. Един DAF-агрегат, поставен между изравнителния резервоар и аерационната яма, осигурява прояснена изходяща течност с постоянни характеристики. Млечнозавод в Централна Америка, който преработва кондензирано мляко, установил, че след инсталирането на DAF-агрегат за отстраняване на маслото от маслото преди техния реактор с последователни партиди (SBR), профилът на разтворения кислород престанал да се колебае силно, а SVI (индексът на обема на калта) намалял от над сто и осемдесет на под осемдесет. Получената биомаса станала по-плътна, утаявала се по-бързо и изисквала значително по-малко полимер във вторичния утаявател. Публикации на Water Environment Federation подчертават, че постоянният органичен товар е един от най-силните предиктори за стабилността на биологичното пречистване. DAF осигурява тази постоянност, като отстранява плаващата фракция, която гравитационното утаяване само по себе си не може да задържи.

Защита на мембранните системи и осигуряване на надеждно повторно използване на водата

Мембранните биореактори, ултрафилтрацията и системите за обратно осмоза са станали обичайни в промишлената третировка на отпадъчни води, тъй като изискванията за изхвърляне стават по-строги и повторното използване на вода придобива приоритет за бизнеса. Тези мембрани са скъпи и изключително чувствителни към замърсяване от масла, мазнини и колоидни твърди вещества. Един DAF-агрегат, който осигурява ефлуент с по-малко от двадесет милиграма на литър общо утаяващи се вещества, може да удвои или утрои интервала между химичните почистващи цикли на мембраните. Инженерен екип в петрохимически комплекс съобщи, че след инсталирането на DAF-агрегат между техния сепаратор за вода и масло и ултрафилтрационните им мембрани нарастването на трансмембранното налягане забавило значително, а употребата на почистващи химикали намаляла с повече от четиридесет процента. Това довело до по-малко прекъсвания в производството и по-дълъг срок на експлоатация на мембраните, което променило икономическата обосновка на проекта им за повторно използване. Ръководството на Американската асоциация за водоснабдяване (AWWA) за микропореста и ултрафилтрация специално препоръчва предварителната третировка на мембранните системи да цели отстраняването на същите фини частици и масла, които DAF е проектиран да улавя. Когато DAF се интегрира като стъпка за предварителна третировка на мембраните, целият цикъл за повторно използване става по-предсказуем и по-малко трудоемък за поддръжка.

Химически синергии, които намаляват експлоатационните разходи в цялата инсталация

Третиращата схема трябва да представлява повече от сбора на отделните ѝ компоненти, а интегрирането на DAF с последващи процеси създава възможности за химическа синергия. В някои предприятия за метално покритие и химически заводи желязните или алуминиевите соли, използвани като коагуланти в DAF-установката, могат да се пренасят нататък и да действат като агент за кондициониране при последващата стъпка на дехидратация на утайката, намалявайки общата необходимост от полимер. Един производител на храни, който е използвал DAF преди установка за уплътняване чрез разтворен въздух за отпадъчна активна утайка, установил, че чрез разделяне на дозата си от полимер може да използва един и същ химикал в двете установки и да намали годишните си разходи за полимер с приблизително петнадесет процента. Други заводи рециклират плаващата фаза от DAF и я смесват с първична утайка, за да подобрят дехидратационните свойства на получената смес и да намалят разходите за отстраняване. Ключът към освобождаване на тези синергии е интеграцията на процесите. Когато DAF-установката е правилно размерена и разположена в третиращата схема, химията на един етап подкрепя следващия, вместо да му противоречи.

Поглъщане на ударни натоварвания чрез многостепенен подход

Промишленото производство е хаотично. Преливане на резервоар, изхвърляне на партида или цикъл на почистване могат да изпратят в канализацията стена от силно концентрирана замърсена вода по-бързо, отколкото който и да е отделен уред за пречистване може да я обработи. Многостепенна третираща верига, чийто първи етап е DAF, понася тези удари, тъй като химичната подготовка и флотационният цикъл могат бързо да се регулират. Ако входящата натовареност изведнъж се удвои, операторът или автоматичната управляваща система увеличава дозата коагулант и съотношението на рециркулация, а DAF продължава да произвежда приемлив изходящ поток. Това дава време на по-нататъшните биологични или мембранни етапи да се адаптират, без да бъдат прекомерно натоварени. Химически завод, който произвежда емулгирани полимери, описа инцидент, при който почистването на резервоар изпратило върхова натовареност от лепкави отпадъци с високо съдържание на ХПК към пречиствателната станция. DAF-устройството задържало основната част от твърдите полимерни частици, а движещият се биофилмов реактор на по-нататъшния етап едва забелязал събитието. Алтернативата — директно попадение върху биофилмните среди — би изисквала седмици за възстановяване. Концепцията за многостепенна третираща верига е одобрена от Световната здравна организация в нейните насоки за повторно използване на отпадъчни води, а DAF служи като здрав и надежден първи етап в тази верига.

Как инженерите от EVU интегрираха системите на DAF за дългосрочна производителност

Успехът на интегрираната третираща схема зависи не само от избора на технология, но и от това колко добре всеки компонент е проектиран да работи в синхрон с останалите. EVU е изградила репутацията си върху проектирането на системи за флотация с разтворен въздух (DAF), които се вписват безупречно в по-широки схеми за пречистване на отпадъчни води. Всяка DAF-установка се подбира по размер въз основа на специфичната концентрация на замърсители от предходния процес и изискванията на последващото оборудване — независимо дали става дума за реактор с последователни цикли (SBR), мембранна система или директно изхвърляне в общинската канализационна мрежа. Компанията използва корозионностойки материали и стандартизирани конструкции на сатуратори, които осигуряват постоянство в качеството на бялата вода, а нейните контролни панели включват входните и изходните сигнали, необходими за интеграция в централна SCADA-мрежа на цялата инсталация. Производствената дейност на EVU е структурирана така, че да осигурява интегрирани DAF-решения в предвидими срокове, а техническата поддръжка продължава през целия период на пускане в експлоатация и след това. За управителите на пречиствателни станции, които имат нужда цялата им третираща линия да функционира като единно, надеждно решение, сътрудничеството с производител, който разбира както самата DAF-установка, така и околната ѝ технологична среда, прави разликата между набор от отделни устройства и истински интегриран процес.