Ауа флотациясы қалдық сулардағы май-су бөліндісін қалай жақсартады

Ғылымынан Кейін Аерация машинасы май-су бөліндісінде

Өнеркәсіптік қалдық сулардағы майлар, майлы заттар және FOG-тің қиындықтары

Өнеркәсіптік процестердің өндіретін қалдық суларында май, майлы заттар және FOG-тар (майлар, майлы заттар, майлар) араласып келеді, бұл заттар әртүрлі тұнба бөлшектерімен қосылып, ұсақ эмульгацияланған тамшылар түзеді де, оларды дұрыс бөліп алу қиынға соғады. 20 микроннан кіші бөлшектермен жұмыс істегенде гравитациялық бөлу әдістері тиімсіз болып шығады. 2016 жылы «Chemosphere» журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, мұндай ұсақ бөлшектер мұнай қайта өңдеу зауыттарынан шығатын ластаушы заттардың екіден көбін құрайды. FOG-тың жиналуы биологиялық өңдеу кезінде оттегі деңгейіне кедергі жасайтын тұрақты эмульсиялар түзуге бейім болады. Сонымен қатар, майлы заттардың көп жиналуы құбырлардың бітелуіне әкеліп соғады — көптеген тамақ өңдеу кәсіпорындары FOG-тың мол болуы құбырлардың бітелу ықтималдығын 38 пайызға арттыратынын хабарлайды.

Ауа флотация машинасының жұмыс принциптері

Еріген ауа флотациясы немесе DAF жүйелері қысымды суға түсіру арқылы өндірістік сулардағы көптеген мәселелерді шешеді. Флотация резервуарының ішіндегі қысым төмендегенде, 50-ден 100 микронға дейінгі өлшемдегі кішкентай көпіршіктер пайда болып, судан тебілетін ластағыш заттардың кейбір түрлеріне жабысады. Бұл біріккен бөлшектер резервуардың жоғарғы жағына қарай жеткілікті дәрежеде жеңіл болып, жүзіп шығады. Соңғы ұрпақтың DAF қондырғылары ауаның мөлшері мен қатты заттардың мазмұны арасындағы тепе-теңдік дұрыс орнатылған жағдайда (әдетте миллиграммға 0,01-ден 0,1 миллиграмға дейін) жарты сағат ішінде судан майлы заттардың шамамен 95 пайызын алып тастай алады. Гидравликалық жүктеме нормаларын да дұрыс орнату — әдетте сағатына шаршы метрге 3-тен 10 кубометрге дейін — жұмыс тиімділігінде маңызды рөл атқарады.

Микрокөпіршіктердің майлар мен тұнба заттарды бөлу процесіндегі рөлі

Ауамен флотация микрокөпіршіктердің динамикасын дұрыс баптаған кезде ең жақсы нәтиже береді. Егер көпіршіктер шамамен 100 микроннан кіші болса, олар шыныменіне қалыпты өлшемдегі көпіршіктерге қарағанда төрт есе көп бет ауданын ұсынады. Бұл олардың тазарту процестері кезінде май тамшыларына әлдеқайда тиімді түрде соғылуын білдіреді. Қазіргі жабдықтар куб сантиметріне 5 000-ден 10 000-ға дейінгі ұсақ көпіршіктер шығара алады, нәтижесінде осы 10-15 микрондық май бөлшектерінің шамамен 90%-ы оларға жабысады. Бұл шын мәнінде стандартты бөлу әдістері ұстай алмайтын тұрақты эмульгацияланған майларды алып тастайды. Нәтижесінде келесі сатылардағы сүзгілер бұрынғыдай қатты жұмыс істеуге мәжбүр болмайды және жағдайға байланысты олардың жұмыс көлемі 40%-дан 60%-ға дейін азаяды.

Еріген Ауамен Флотация (DAF) Жүйесінің Дизайны мен Жұмыс Динамикасы

Майдың және майлы заттардың тиімді алынуы үшін DAF жүйелерінің негізгі компоненттері

Қазіргі DAF жүйелері төрт маңызды компонентке сүйенеді:

• Флотация камерасы : Микрокөпіршіктердің жабысуы мен шайырдың бөлінуі үшін реакция және түсіру аймақтарын бөліп жасайды
• Қайта пайдалану контуры жүйесі : Тазартылған судың 30–90% дәрежесін қысым астында ұстап, тығыз микрокөпіршіктерден тұратын бұлт (диаметрі 40–70 мкм) тудырады
• Ауа енгізу механизмі : 30–90 psig қысымда ауаны ерітеді, бөлшектердің қалқуы үшін «ақ су» эффектісін туғызады
• Бетінен алу құрылғылары : Автоматты скребоктер концентрленген май/майлы қабаттарды турбуленттілікті минималдандыра отырып жояды

Осы элементтер мұнай өңдеу зауыттарының өндірістік суларын тазарту кезінде жалпы ілініп тұрған заттардың (ЖІТЗ) 85–95% дейін төмендеуін қамтамасыз етеді.

Май мөлшері жоғары өндірістік сулар үшін конструкциялық ескертпелер

500 мг/л-ден жоғары май мөлшері бар жүйелер мыналарды талап етеді:

Жобалаушылар турбуленттілікті басқаруды (₀0,3 м/с ағыс жылдамдығы) және бөлшектер мен көпіршіктердің соқтығысу жиілігін тепе-теңдікке келтіруі тиіс.

Негізгі жұмыс параметрлері: Ауа-қатты заттар қатынасы, Гидравликалық жүктеме және Қайта пайдалану жылдамдығы

Оптималды жұмыс істеу үш реттелетін айнымалыға байланысты:

1. Ауа мен қатты заттар қатынасы (A/S) : 0,01–0,06 мл/мг – бұл жеткілікті көпіршіктерді пайда етеді және энергияның артық шығынын болдырмауға мүмкіндік береді
2. Гидравликалық жүктеме : Жүзіп тұрған қабаттың бұзылуын болдырмау үшін ₀4 м³/м²/сағ көлемде ұстаңыз
3. Қайта пайдалану жылдамдығы : Әдетте 30–50% көпіршіктердің тығыздығы мен жұмыс шығындарын теңестіреді

Бұл параметрлерді реттеу 2023 жылғы зерттеуге сәйкес ет өңдеу зауыттарында майлы заттарды алу тиімділігін 22% арттырды

Өнімділік деректері: DAF-тің нақты қолданыстағы тиімділігі

Салалық деректер көрсетіп тұр

• Мұнай-химия : API сепараторының шығарылымынан 92–97% майды алу
• Тамақ өңдеу : 2,8 галлон/мин-фут² жүктемеде құс шаруашылығының өндірістік суларындағы майлылықты 85% дейін төмендету
• Металл өңдеу : 45 фунт/дюйм² қанығу қысымында эмульсияны бұзудың 94% тиімділігі

: Нақты уақыт режиміндегі түссіздікке негізделген автоматтандырылған жүйелер ағын жылдамдығының 35% тербелісі кезінде де ±2% тиімділік тұрақтылығын сақтайды.

Химиялық коагуляция-флокуляция көмегімен DAF тиімділігін арттыру

Ауа ұшырумен химиялық коагуляция-флокуляцияны интеграциялау

Химиялық коагуляциядан кейін флокуляция процесі ауаға ұстап ұстаудың суды тазарту саласындағы мүмкіндіктерін шынымен арттырады. Негізінен, бір микроннан кіші май тамшылары мен су ішінде жүзіп жүрген барлық ілініп тұрған бөлшектерді жақсырақ жүзетін үлкен топтарға айналдырады. Егер біз алюминий сульфат сияқты коагулянттар қоссақ, олар әдетте орын алатын тұрақты май эмульсияларын бұзады. Содан кейін флокулянт кезеңі келеді, онда осы кішігірім бөлшектер бір-біріне жабысып, 100-ден 500 микрометрге дейінгі өлшемдегі топтар түзеді. Келесі болатын нәрсе өте қызық: бұл үлкен агрегаттар шынымен әрқайсысы 20-ден 50 микрометрге дейінгі өлшемдегі ауа көпіршіктеріне жабысады. Бұл жоғарыда тұрақты көбік түзіледі де, ол көбінесе ластанудың негізгі бөлігін өзіне алады. 2023 жылғы Water Research журналының зерттеулері бұл әдістің ластанудың 85-тен 95 пайызын шығаратынын көрсетті. Қазіргі заманғы тазарту қондырғыларының көпшілігі коагулянттарды тазартылмаған судың жүйеге түскен жеріне дәл қосып, ал флокулянттарды DAF камерасына дәл бұрын қосу арқылы бәрінің жақсы араласуы үшін жеткілікті уақыт болатындай етіп, осы процестің ең тиімді әдісін түсініп алды.

DAF жүйелерінде химиялық дозалау бойынша ең жақсы тәжірибе

• Ағын-мөлшерге сәйкес инъекциялау : PID-басқарылатын сорғыларды қолданып, химиялық берілу жылдамдығын кіретін су ағынының тербелістеріне сәйкестендіру
• Араластыруды оптимизациялау : Біркелкі таралу үшін тез араластыру резервуарларында 50–150 айн/мин жылдамдықты сақтау
• Екі көзі бар коагуляциялау : Әртүрлі ластануларға әсер ету үшін катионды/анионды полимерлерді кезектестіру

Нақты уақыт режиміндегі тұндылықтылықты бақылау тұрақты дозалау режимдерімен салыстырғанда химикаттардың шығынын 18–22% азайтады.

Химикаттардың мөлшерінен асып кетуден аулақ болу: Оңтайлы дозаны табу

Коагулянттың артық мөлшерде дозалауы шөгінді өндірісін 30–40% арттырады және флокулалардың көтергіштігін төмендетеді. Оңтайлы доза мыналарды теңгереді:

Ток детекторларын ағызып және банкалық тестілеу қосылуы орнатудың жылдық химиялық шығынын әрқайсысы 12 000 – 45 000 долларға дейін төмендетеді.

Негізгі салалардағы ауа флотация машиналарының өнеркәсіптік қолданылуы

Ауаға көтеру қондырғылары күрделі өнеркәсіптік қалдық суларды тазартуда маңызды рөл атқарады, операторлардың 78% ы су мен майы бөлу тиімділігіне басымдық береді (Water Environment Federation, 2023). Олардың көпқабырғалылығы таза су қайта пайдалануын немесе нормативтік талаптарға сай шығарылымды қажет ететін салаларды қамтамасыз етеді.

Мұнай-химиялық қондырғылардағы ДАФ: Майды, майлылықты және қатты заттарды алу

Мұнай-химиялық құрылғылар гидрокөміртектер (5–15% май мөлшері), ауыр металдар және тұнбаға түсетін қатты заттар құрамындағы қалдық су ағындарымен жұмыс істеу үшін ДАФ-ты пайдаланады. Қазіргі заманғы жүйелер гидравликалық жүктеме 4 GPM/ft² дейін болғанда ТҚЗ-ды 92–96% алып тастауға жетеді, бұл Таза су заңының шығарылым шектеулерін сақтау үшін маңызды.

Тамақ өнеркәсібіндегі майлы қалдық сулар үшін ауаға көтеру

Тамақ өндіру зауыттары эмульгирленген майларды, майлы заттар мен майды (FOG) өндірістік сулардан бөліп алу үшін микрокөпіршікті флотацияны қолданады. Бұл канализациялық жүйелердегі басылуларды болдырмауға және анаэробты сіңіруден бұрын биологиялық оттегі қажеттілігін (BOD) 60–80% дейін төмендетуге мүмкіндік береді — бұл ISO 14001 сертификатын алу үшін маңызды фактор.

Алдыңғы қатарлы Экологиялық Технологиялар Қамтамасыз Ететін Компаниялардың Жаңашылдықтары

Соңғы жаңалықтарға келетін болсақ, түсіп келе жатқан судың сипаттамаларына байланысты нақты уақыт режимінде микрокөпіршіктердің өлшемін (10–50 µm) реттейтін, жасанды интеллект негізіндегі еріген ауа бақылау жүйелері кіреді. Энергияны үнемдейтін жобалар қазір дәстүрлі үлгілерге қарағанда қуатты пайдалануды 30% азайтады, бірақ майды бөлу тиімділігін 90% асып кетпей ұстайды.

Ауа Флотация Машиналарындағы Болашақ Даму Бағыттары Мен Технологиялық Жаңалықтар

Майлы Ластағыш Заттарды Алу Тиімділігіндегі Пайда Болып Жатқан Жаңашылдықтар

Бүгінгі ауа флотациялық жабдықтары 20-ден 50 микрометрге дейінгі өте кішкентай көпіршіктер тудыратын жаңа микрокөпіршік генераторларының арқасында майларды ескерерлік 95-98 пайызға дейінгі тиімділікпен бөле алады. Еріген ауа флотациясын (DAF) электрокоагуляция әдістерімен қосу арқылы мұнай өңдеу зауыттарындағы сынақтар дәстүрлі әдістерге қарағанда ластаушы заттарды шамамен 40 пайызға тезірек алып тастайтынын көрсетті. Тағы бір қызықты жаңалық - керамикалық мембраналы DAF жүйелері дәстүрлі жүйелерге қарағанда майлы шөгінділердің пайда болуын шамамен 32 пайызға дейін азайтады. Бұл тек майдың жақсы бөлінуін ғана емес, сонымен қатар қалдық материалдармен күресу сияқты үлкен мәселені де шешуге көмектеседі.

Қазіргі заманғы DAF жүйелеріндегі ақылды бақылау және автоматтандыру

IoT-қуатталған DAF жүйелері қазір мыналарды бақылау үшін нақты уақыттағы сенсорларды пайдаланады:

Бұлттық платформалар зиянды заттардың түсуіне байланысты циркуляциялық ағындарды автоматты түрде реттеу үшін ауа мен қатты бөлшектердің қатынасын және гидравликалық жүктеме жылдамдықтарын қашықтан баптауға мүмкіндік береді. Жетекші өндірушілер қоспалардың артық пайдаланылуын 22% дейін азайтатын, бірақ қалдық май концентрациясын <5 мг/л деңгейінде сақтайтын автоматтандырылған химикаттарды беру жүйелерін интеграциялауда.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Еріген Ауамен Флотация (DAF) дегеніміз не?

DAF — суарын судан тұратын қатты бөлшектер, майлар және ластағыш заттарды бөліп алу үшін микрокөпіршіктерді қолданатын суарын тазарту процесі.

Ауа флотациясы суарын тазартуды қалай жақсартады?

Ауа флотациясы ластағыш заттарды бөліп алу тиімділігін арттыру үшін микрокөпіршіктерді қолдану арқылы суарын тазартуды жақсартады және оларды шығаруды оңайлатады.

Қандай салалар ауа флотация машиналарынан пайда көреді?

Мұнай-химиялық, тамақ өнеркәсібі және металл өңдеу сияқты салалар ағынды суды реттеу нормаларына сай болуға көмектесетін ауа флотация машиналарынан пайда көреді.

DAF жүйелерінің негізгі компоненттері қандай?

Негізгі компоненттерге жүзу камерасы, қайта өңдеу контуры жүйесі, ауа енгізу механизмі және бетінен араластырушылар кіреді.