Защо предварителната обработка с пяна от въздушно флотиране подобрява ефективността на биологичната обработка

Разбиране Машина за аерофлотация и нейната роля при предварителна обработка с DAF

Как работи системата за разтворено въздушно флотиране (DAF) при предварителна обработка на отпадъчни води

Системата за плаване с разтворен въздух работи чрез отделяне на досадните окачени твърди частици, масла и емулгирани замърсители от отпадъчните води чрез инжектиране на пресован въздух. Когато налягането намалее в резервоара за флотация, започват да се образуват микроскопични мехурчета с размер около 30 до 50 микрона. Тези микромехурчета се закачат към различни частици във водата и по същество ги избутват към повърхността, където лесно могат да бъдат отстранени чрез скиминг. Промишлени обекти, които се справят с големи натоварвания, често постигат намаление с около 90% на общото количество окачени твърди вещества благодарение на този метод. Нека разгледаме стъпка по стъпка как точно се случва това:

• Коагулация/Флокулация : Химикали обединяват фини частици, за да подобрят адхезията към мехурчетата.
• Камера за насищане : Въздухът се разтваря при налягане от 30–90 psi.
• Зоната за отделяне : Микромехурчетата избутват замърсителите към повърхността, формирайки слой от суспензия, който се отстранява механично.

Интеграция на машината за въздушна флотация с биологични системи за пречистване

Когато става въпрос за пречистване на отпадъчни води, първоначалната обработка с DAF наистина помага на последващите биологични процеси да работят гладко, като намалява внезапните шокови натоварвания, които могат да нарушият равновесието. За системи, които обработват отпадъци от хранителна промишленост, където нивата на БПК често надвишават 1500 мг/л, комбинирането на технологията DAF с мембранни биореактори прави голяма разлика в ефективността на цялата система. Наблюдавахме това на практика по време на пилотен тест през 2022 година, който показа нещо доста впечатляващо – около 65% по-малко замърсяване на реакторите при пречистване на отпадъчни води от текстилно боядисване. Това, което се случва тук, е, че когато тези технологии работят заедно, микробите всъщност изпълняват по-добре своята работа. Резултатът? Значително по-стабилни показатели за премахване на ХПК, с подобрение между 25% и 40% спрямо използването само на обикновени биологични методи.

Кога е необходим DAF? Оценка на нуждата от предварителна обработка

DAF е задължителен, когато отпадъчните води съдържат:

• Мазнини/масла/гриз (FOG) : Концентрации, надвишаващи 100 mg/л.
• Фини твърди частици : Частици под 50 µm, които се отнасят за утаилни резервоари.
• Променливи натоварвания : Често срещани в млечната, фармацевтичната и химическата промишленост.
  Обекти с входящи TSS над 500 mg/л са намалили разходите за отпадъчен прах с 38% според индустриално проучване от 2021 г. Операторите трябва да оценят емулгирани замърсители и утаяемост, за да определят дали експлоатационните разходи на DAF от 500–800 $/тон съответстват на постигането на ефективност.

Премахване на органично натоварване и ключови замърсители чрез машина за въздушно флотиране

Намаляване на БПК, ХПК и TSS: Механизми зад ефективността на DAF

Разтварянето на въздуха (DAF) се грижи за тези досадни органични замърсители като BOD, COD и TSS чрез нещо, наречено адхезия на микропупки. Малки въздушни мехурчета се прилепват към всякакви видове суспендирани частици и мазнини, вдигайки ги право на повърхността, където могат да бъдат отслабени. Според скорошно изследване, публикувано миналата година в списания за пречистване на отпадъчни води, този процес намалява количеството, което отива в биологичните реактори с около 40 до 60 процента. Когато DAF се отърве от тези сложни емулсифицирани масла и малки твърди частици, всъщност помага да се защитят малките микроби, работещи надолу по течението. Без тези инхибитори, целият процес на разпадане работи много по-добре, което е добра новина за всеки, който управлява пречиствателни станции.

Квантифициране на ефективността: средно 40~60% намаление на органичното натоварване чрез DAF

DAF осигурява последователно намаляване на ключовите параметри:

Това ранно пречистване повишава ефективността на биологичната система с 20–30%, като намалява употребата на химикали и разходите за управление на утайката.

Примерно изследване: Производителност на промишлена DAF система

Общинска пречистителна станция приложи DAF за управление на колебаещи се промишлени отпадъчни води. Резултатите включват:

• 55% намаление на ХПК по време на DAF обработка
• 40% по-малко замърсяване на мембраните в последващи MBR единици
• 22% увеличение на добива от биогаз поради стабилизирано органно натоварване

Тези резултати отразяват по-широки тенденции, при които DAF подобрява устойчивостта в среди с променлив поток.

Ефективно премахване на масла, окачени твърди вещества и емулгирани замърсители

Как DAF премахва масла, мазнини и фини окачени твърди вещества

DAF системите премахват масла и мазнини, като прикрепят микрогъблички (30–50 µm) към хидрофобни частици, намалявайки плътността им и насърчавайки флотация. Този метод елиминира 70–90% от емулгираните замърсители в индустриални потоци, насочвайки се към частици с размер до 10 µm. Получаващата се плаваща суспензия се отстранява чрез скимер, предотвратявайки пренасяне на масло към биологичните етапи.

Предотвратяване на запушване и замърсяване в последващи биологични процеси

Чрез намаляване на окачените вещества с 60–85% DAF минимизира образуването на биоплак на мембраните и дифузьорите. Честотата на обръщането на филтрите намалява с 35–50%, което директно води до намаляване на енергийното потребление за аериране. Освен това, премахването на абразивни частици намалява износването на помпите 2–3 пъти, удължавайки живота на оборудването в системи с активен кал.

Балансиране на високи натоварвания с нефт и микробна чувствителност в биологични реактори

Когато се прилага пянова флотация в биологични реактори, те могат да обработват от четири до шест пъти по-висока концентрация на масло, като същевременно запазват здравословното състояние на важните нитрифициращи бактерии. Някои полеви тестове показват, че водата, предварително третирана с DAF, преди да влезе в MBR системи, води до по-добри показатели за премахване на COD, като подобрението обикновено е между 18 и 22 процента. Освен това се наблюдава значително намаление на неприятните инциденти с токсичен шок, които преследват много пречиствателни станции. За да остане производството на биогаз стабилно, операторите трябва да поддържат нивата на масло след DAF третиране под 50 mg на литър. На този етап изходът на метан нараства с около 15%, което означава по-здрави микроби общо взето и по-ефективно възстановяване на ресурси от отпадъчните потоци.

Повишаване на ефективността и стабилността на последващата биологична обработка

Подобрена стабилност на процеса и ефективност на обработката след DAF

Въздушното флотиране премахва около 40 до 60 процента от органичните вещества (като БПК и ХПК), както и около 70 до 85 процента от всички твърди частици във вода, преди стомните води изобщо да достигнат до биореакторите. Този процес допринася значително за стабилизирането на микробната среда, тъй като отстранява замърсители, които ги вредят, като масла и тежки метали, останали във водата. Според последен доклад на Федерацията за водна среда (Water Environment Federation) от 2023 година, се посочва още един интересен факт: очистни съоръжения, приложили системи за разтворено въздушно флотиране (DAF), постигат степен на премахване на БПК около 92%, плюс-минус 3%. Това е доста впечатляващо в сравнение със съоръжения без тази технология, които са с около 18% по-ниска ефективност. Когато колебанията в системата са по-малко, операторите могат по-добре да поддържат подходящи нива на разтворен кислород и да управляват времето за задържане на утайката. Тези фактори са от решаващо значение за постигане на добри резултати както при процесите на нитрифициране, така и при премахването на фосфора от водния поток.

Влияние върху управлението на утайката и добива на биогаз в биологични системи

Като премахва 550–800 mg/L от ТТВ преди това, DAF намалява производството на утайка в вторичните утаители с 30–40%. Това води до:

• 15–30% по-ниско потребление на полимери при дехидратация
• 15–30% по-висок добив на биогаз поради увеличено съдържание на органика в първичната утайка
• 20% по-дълъг живот на мембраните в MBR инсталации

Стабилното натоварване с органика също предотвратява цикли на прекомерно и недостатъчно хранене в анаеробни реактори, като поддържа ежедневното производство на метан в рамките на ±7% вариация — значително по-добре от ±22% колебание при системи без DAF.

ЧЗВ

Какво е флотация с разтворен въздух (DAF)?

DAF е процес за пречистване на вода, който премахва окачени твърди частици, масла и други замърсители чрез впръскване на под налягане въздух в отпадъчните води за създаване на микрогъбички.

Защо е необходимо предварително третиране с DAF за биологичните системи?

Предтретирането с DAF намалява ударните натоварвания върху биологичните системи, стабилизира ги и подобрява премахването на органични замърсители, което увеличава общата ефективност.

Колко ефективен е DAF при премахване на органичното натоварване и замърсителите?

DAF последователно осигурява намаляване на БПК, ХПК и ТВТ с 40–60%, минимизирайки утайката и подобрявайки ефективността на биологичната обработка.

В кои индустрии често се използват системи DAF?

Системите DAF се използват широко в индустрии като млечна, фармацевтична, химическа и хранително-вкусова промишленост, поради способността им да обработват променливи натоварвания и високи концентрации мазнини, масла и грес.

Какъв е ефектът на DAF върху управлението на утайката и добива на биогаз?

DAF намалява производството на утайка с 30–40% и увеличава добива на биогаз, като подобрява съдържанието на органични вещества в утайката и стабилизира циклите на натоварване.